Der kleine Stausee ist ein multifunktionales Wasserbauprojekt, das Hochwasserschutz, Bewässerung und Stromerzeugung vereint. Er liegt in einem Gebirgstal, hat ein Speichervolumen von rund 5 Millionen Kubikmetern und eine maximale Dammhöhe von etwa 30 Metern. Zur Echtzeitüberwachung und -steuerung des Wasserstands wird ein Radar-Pegelsensor als Hauptmessgerät eingesetzt.
Der Radar-Wasserstandssensor ist oberhalb der Dammkrone installiert, etwa 10 Meter vom höchsten Wasserstand entfernt. Er ist über eine RS485-Schnittstelle mit dem Datenerfassungsgerät verbunden, welches die Daten per 4G-Funknetz an die Fernüberwachungszentrale überträgt und so die Fernüberwachung und -verwaltung ermöglicht. Der Messbereich des Radar-Wasserstandssensors liegt zwischen 0,5 und 30 Metern, die Genauigkeit bei ±3 mm. Das Ausgangssignal ist ein Stromsignal von 4 bis 20 mA oder ein digitales RS485-Signal.
Der Radar-Wasserstandssensor sendet elektromagnetische Wellenimpulse von der Antenne aus, die beim Auftreffen auf die Wasseroberfläche reflektiert werden. Die Antenne empfängt die reflektierten Wellen, misst die Laufzeitdifferenz und berechnet daraus den Abstand zur Wasseroberfläche. Nach Abzug der Installationshöhe ergibt sich der Wasserstand. Entsprechend dem eingestellten Ausgangssignal wandelt der Radar-Wasserstandssensor den Wasserstand in ein 4–20 mA-Stromsignal oder ein digitales RS485-Signal um und sendet dieses an das Datenerfassungsgerät oder die Überwachungszentrale.
In diesem Projekt wurden mit Hilfe eines Radar-Wasserstandssensors gute Ergebnisse erzielt. Der Sensor funktioniert auch bei widrigen Wetterbedingungen einwandfrei und wird weder von Regen, Schnee, Wind, Sand, Dunst usw. beeinträchtigt, noch durch Wasserspiegelschwankungen oder treibende Objekte. Er misst präzise Pegeländerungen im Millimeterbereich und erfüllt damit die hohen Genauigkeitsanforderungen des Stauseemanagements. Der Sensor ist einfach zu installieren und muss lediglich oberhalb der Brücke befestigt werden; Verkabelung oder die Installation weiterer Geräte im Wasser ist nicht erforderlich. Die Datenübertragung ist flexibel: Die Daten können kabelgebunden oder drahtlos an die Fernüberwachungszentrale oder ein mobiles Endgerät übertragen werden, um Fernüberwachung und -management zu ermöglichen.
Diese Arbeit stellt die Methode und Anwendung von Radar-Wasserstandssensoren in Stauseen vor und liefert ein praktisches Anwendungsbeispiel. Es zeigt sich, dass Radar-Wasserstandssensoren fortschrittliche, zuverlässige und effiziente Messinstrumente sind, die sich für alle Arten komplexer hydrologischer Umgebungen eignen. Zukünftig werden Radar-Wasserstandssensoren eine wichtigere Rolle im Stauseemanagement spielen und zur Weiterentwicklung der Wasserwirtschaft beitragen.
Veröffentlichungsdatum: 05.01.2024