Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes


Wasserstraßen- und Schifffahrtsamt Koblenz

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Inhalt: Pegelanlagen

 

Der Pegel als Wasserstandsmesseinrichtung

Nicht wenige Aufgaben der Gewässerkunde lassen sich bereits mit alleiniger Kenntnis des Wasserstandes lösen. Seinen Messungen wurde deswegen seit jeher besonderes Augenmerk gewidmet. Die Wasserstände bilden u. a. die Grundlage für Abflussermittlungen, Melde- und Warndienste sowie Informationen der Schifffahrt zu Fahrrinnentiefe und Brückendurchfahrtshöhe und der damit verbundenen Abladetiefe.

Um die notwendige Genauigkeit von Wasserstandsmessungen zu gewährleisten bestehen verbindliche Richtlinien für die Messung sowie für die Auswahl, Errichtung und den Betrieb der Messstellen. Als Messeinrichtungen stehen Pegel verschiedener Bauart zur Verfügung. Die Wasserstände können dabei durch regelmäßige Einzelablesungen (Lattenpegel) oder kontinuierliche Registrierungen (ergänzende Einrichtungen zum Lattenpegel) erfasst werden.

Moselpegel im Amtsbereich des WSA Koblenz (32 kB)
Lahnpegel im Amtsbereich des WSA Koblenz (32 kB)

Der Wasserstand (W) gibt die Höhenlage des Wasserspiegels in Zentimeter über einem festen Bezugshorizont (Pegelnullpunkt) zu einem bestimmten Zeitpunkt an. Dabei ist der Wasserstand nicht mit der Wassertiefe zu verwechseln, da der Pegelnullnullpunkt (PNP) nicht zwangsläufig auf Höhe der Gewässersohle liegt. Dieser Zustand ist durch die Instabilität von Gewässersohlen infolge von Erosion und Sedimentation, welche z.B. als Begleiterscheinung von Hochwasser auftreten, nicht umzusetzen.

Aus diesem Grund ist auch die garantierte Fahrrinnentiefe für Schiffe immer in Bezug zu einem festgelegten Pegelwasserstand zu sehen. Wenn beispielweise am Pegel Cochem (Mosel) in der Stauhaltung Müden der Wasserstand 220 cm ist, beträgt die Fahrrinnentiefe für die Schifffahrt mindestens 3,00 m.

Der Pegel als Einrichtung für Wasserstandmessungen ist eine genormte Messlatte, welche auf einen festen Bezugshorizont über NormalNull ausgerichtet wird. Dadurch können die Wasserstände bei Kenntnis des Pegelnullpunkts in den absoluten Wert über NN umgerechnet und verschiedener Pegel zueinander in Bezug gesetzt werden.

Foto des Pegels Gießen-Klärwerk an der Lahn Foto der Pegellatte in Gießen-Klärwerk / Lahn
Pegelhaus Gießen-Klärwerk an der Lahn mit dazugehöriger Treppenpegellatte

Soll ein Pegel automatisch in regelmäßigen Zeitabständen Werte aufzeichnen und zusätzlich über Fernabruf Daten an den Pegelbetreiber übertragen, sind zusätzlich noch folgende Einrichtungen zu ergänzen.

Aufbauskizze eines Schwimmerpegels Aufbauskizze eines Pneumatikpegels
Schwimmerpegel    Druckpegel

Abflussmessstellen

Zur Lösung vieler wasserwirtschaftlicher Aufgaben sind außerdem Kenntnisse über das Abflussgeschehen erforderlich. Eine wichtige Grundlage hierfür sind Abflussmessungen. Sie erfolgen im Allgemeinen in ausgewählten Gewässerquerschnitten in Verbindung mit Messungen des Wasserstandes am Pegel. Der Abfluss (Q in m³/s) ist das Wasservolumen, das einen bestimmten Querschnitt pro Zeiteinheit durchfließt. Die gebräuchlichsten Verfahren hierfür sind Messungen mit Messflügel oder Ultraschallmessgeräten. Das Wasser- und Schifffahrtsamt Koblenz betreibt zwei Seilkrananlagen in Laurenburg und Weilburg an der Lahn sowie eine Ultraschallmessanlage in Alken an der Mosel.

Ultraschallanlage Alken (Mosel)

Die Ultraschallmessanlage befindet sich bei Mosel-km 24,1. Dort sind an beiden Moselufern gegenüberliegend Messsensoren angebracht, welche Ultraschallimpulse aussenden bzw. empfangen. Das Messprinzip beruht auf der Messung der Laufzeitdifferenz eines akustischen Signals zwischen zwei Ultraschallgebern. Eine Schallwelle, die sich in einer Strömung entgegen der Durchflussrichtung bewegt, benötigt eine längere Laufzeit als eine Schallwelle, die mit der Strömung wandert. Die Differenz der Laufzeiten ist proportional der Strömungsgeschwindigkeiten. Unter Berücksichtigung der durchströmten Querschnittsfläche an der Messstelle ergibt sich daraus der Abfluss für einen Bezugswasserstand am Pegel Alken. Die Umrechnung der Laufzeitdifferenzen in Fließgeschwindigkeiten erfolgt mittels spezieller Software.

Foto des Pegels Alken an der Mosel
Pegel Alken an der Mosel

Seilkrananlagen Laurenburg und Weilburg (Lahn)

Die Seilkrananlagen zur Abflussmessung der Lahn liegen bei Lahn-km 38,5 im hessischen Weilburg sowie direkt unterhalb der Straßenbrücke bei Laurenburg am Lahn-km 102,8. Dort überspannen Drahtseile den Gewässerquerschnitt, an denen der eingehängte Messflügel in verschiedenen Höhen und Breiten der Strömungsfläche Fließgeschwindigkeiten misst. Aus diesen errechnen sich, wieder unter Berücksichtigung der durchströmten Fläche, der Abfluss zu einem Bezugswasserstand am örtlichen Pegel.

Foto Seilkrananlage Weilburg / Lahn
Seilkrananlage Weilburg / Lahn
Zeichnung Prinzip Abflussmessung an einer Seilkrananlage
   Prinzip der Abflussmessung an eine Seilkrananlage