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Forschungsstelle
BAFU
Projektnummer
8T20/13.0037.KP
Projekttitel
Pilotprojekt bildbasierte Abflussmessung

Texte zu diesem Projekt

 DeutschFranzösischItalienischEnglisch
Schlüsselwörter
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Kurzbeschreibung
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Projektziele
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Umsetzung und Anwendungen
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Erfasste Texte


KategorieText
Schlüsselwörter
(Deutsch)

- bildbasierte Geschwindigkeitsmessung

- PTV (Particle Tracking Velocimetry = Geschwindigkeitsmessung durch Teilchenverfolgung)

- Abflussmessung bei Hochwasser

- Wie geeignet ist die Methode PTV um in schwierigen Situationen in natürlichen Gerinnen Abfluss zu messen

- Wie geeignet ist die Methode, um eine optische Bestimmung des Pegelstandes (Uferline) zu ermöglichen.

Kurzbeschreibung
(Deutsch)
Das Forschungsprojekt „Pilotprojekt bildbasierte Abflussmessung" beschäftigt sich mit der Verbesserung der Methode zur Abflussmessung besonders bei Hochwasserereignissen, wenn gängige Verfahren nicht mehr oder nur erschwert angewendet werden können. Falsche oder ungenaue Messungen im Bereich der Spitzenabflüsse können sehr hohe Folgekosten beim Hochwasserschutz nach sich ziehen (falsche Dimensionierungswerte) aber auch Forschungsresultate (z.B. Statistiken oder Trendanalysen) verfälschen.
Projektziele
(Deutsch)
Messungen des Wasserstandes und des Abflusses in guter Qualität sind eine wichtige Voraussetzung für das Gewässermanagement, den Hochwasserschutz und die Abflussvorhersage. Besonders im Hochwasserfall ist jedoch eine genaue Abflussbestimmung schwierig, da Abflussmessungen vor Ort kaum oder nicht möglich sind und hydraulische Prozesse wie stehende Wellen, Geschiebetransport, Sohlenerrosion und -auflandung etc. auftreten können. Im Rahmen dieses Projekts soll untersucht werden, inwieweit das berühungslose Geschwindigkeitsmessverfahren PTV (Particle Tracking Velocimetry = Geschwindigkeitsmessung durch Teilchenverfolgung) geeignet ist, um Abflussgeschwindigkeiten in schwierigen Messsituationen bei Hochwasser zu ermitteln.
Umsetzung und Anwendungen
(Deutsch)

Die Resultate zeigen auf, dass sich die Technologie für eine Geschwindigkeitsbestimmung einsetzen lässt unter der Rahmenbedingung, dass Texturen vorhanden sind. Mittels in situ Aufnahme eines Fliessgewässers (z.B. Film iphone) und der zur Verfügung gestellten Applikation lässt sich eine Einschätzung machen, ob a priori ausreichend Strömungsinformation vorliegt.

Zur Zeit wird das Verfahren an zwei weiteren Standorten im Rahmen des laufenden Betriebs eingesetzt, um die Frage zu klären, ob auch geringe Muster eine Fliessgeschwindigkeitsbestimmung ermöglichen oder nicht (Hagneck). Bei der zweiten Station (Adelboden) soll die bestehende (schwierige) Fliessgeschwindigkeitsmessung unterstützt werden. Des Weiteren müssen noch Fragen der Kalibrierung im Hinblick auf einen grösseren Rollout geklärt werden.

In einer Voruntersuchung wurde gezeigt, dass die Methodik im Sinner einer stereoskopischen Verwendung erweitert werden kann, so dass auch ohne sichtbare Uferlinie ein Wasserstand ermittelt werden kann. Dies dürfte insb. in breiten Gerinnen von Interesse sein.

Während an der Pilotstation fixe Cams installiert waren, stehen in Hagneck und Adelboden schwenkbare Domecams im Einsatz. Sie bieten insb. den Vorteil der variablen Bildausschnittwahl und der Reduktion der Anzahl Geräte. Die Kameras lassen sich nebenbei auch einsetzen, um einen mehr oder weniger beliebigen Kontrollblick auf das Gerinne, die Schwelle etc. zu werfen.

Photrack hat in Anlehnung an die vorliegende Methode eine Smartphoneanwendung entwickelt, die einen mobile Einsatz ermöglicht. Die Feldaufnahme konzentriert sich auf die Georeferenzierung und das anschliessende Filmen eines Gewässers. Die Auswertung erfolgt auf einem zentralen Server (<http://imomohub.ch/?id=1-1027-1093-1098>).

Eine Erweiterung der Methode liesse gemäss Hersteller eine Detektion von Schwemmholz zu.