Grundwasserspiegel und Pegel erfassen
Als Grundwasserstand bezeichnet man die Grundwasserspiegelhöhe bezogen auf die Bezugshöhe Normal-Null. Diese ist bei der Begutachtung und Bewertung sowohl von kurzfristigen hydrogeologischen Ereignissen als auch von langfristigen Entwicklungen von zentraler Bedeutung.
Mit Hilfe von manuellen Methoden bspw. über Kabel-Lichtlote, Brunnenpfeifen oder automatisierte Messtellen (z. B. Pegel-Datenlogger) werden flächendeckend und länderübergreifend Messwerte von Grundwassermessstellen gesammelt und in einem Gewässerkataster, dem „Gewässerkundlichen Jahrbuch“, festgehalten.
https://de.wikipedia.org/wiki/Deutsches_Gewässerkundliches_Jahrbuch
Da die manuelle Messung durch geschulte Mitarbeiter sehr zeitaufwendig ist, liefern Grundwassermessstellen mit Hilfe von Pegelloggern meist zeitlich besser aufgelöste und langfristig preiswertere Messdaten.
Nicht zuletzt sind einige Pegel-Messstationen/Grundwassermessstellen z. B. bei extremen Hochwasser-Ereignissen häufig gar nicht mehr erreichbar, sodass Daten schlichtweg nicht erhoben werden können.
Neben den Aufgaben für den Grundwasserschutz liefern die ausgebauten Messstellen für den Grundwasserstand zusätzlich Möglichkeiten für die Überwachung der Wasserqualität.
So können hier im Rahmen der Grundwasser-Güteüberwachung auf einfache Weise Wasserproben entnommen werden oder zusätzliche Datenlogger für die Wasserqualität eingebracht werden.
Dabei können Messgrößen wie Temperatur
, Leitfähigkeit
oder pH-Wert
ebenfalls mit Datenloggern erfasst werden, die häufig weitere Informationen zum hydrogeologischen Geschehen, zum Einfluss von Meerwasser oder zur Kontamination liefern.
Für Informationen zum Ausbau von Grundwassermessstellen und fachkundlichen Begriffen möchten wir hier auf folgendes Dokument verweisen:
https://izw.baw.de/publikationen/kolloquien/0/24-Quante_Messstellenbau.pdf
Hier finden Sie zudem Verweise auf eine Vielzahl von DIN-Normen und DVGW-Arbeitsblättern, die hilfreich für den Betrieb von Grundwassermessstellen sind.
Wasserstandsdatenlogger für Absolutdruck und für Relativdruck
Der Grundwasserspiegel stellt sich im ausgeglichenen Zustand zwischen dem Grundwasser und der umgebenden Luft ein. Der Grundwasserstand ist die Höhe des Grundwasserspiegels über dem Meeresspiegel und wird in Meter über Normalhöhennull = m ü. NHN angegeben. Um die Messwerte von Wasserstandsloggern/Pegel-Datenloggern interpretieren zu können, müssen die Ergebnisse für die Ermittlung des Grundwasserstandes umgerechnet werden. In der Software InfraLog für Windows, sind eine Vielzahl von Berechnungen und Formeln hinterlegt.
Messung mit dem Absolutdrucklogger
Der Absolutdruck pabs wird relativ zum Vakuum bestimmt. Daher hängt sein Wert vom barometrischen Druck pbaro und vom zusätzlich aufgebrachten Druck, in diesem Fall dem Wasserstandsdruck ab. Mit einem Absolutdruck-Datenlogger wird der hydrostatische Druck, also die Summe aus barometrischem Druck und dem durch den Wasserstand erzeugten Druck gemessen. Um hieraus Rückschlüsse auf die Änderung des Wasserstands zu ziehen, müssen also die Änderungen des barometrischen Drucks im Nachhinein wieder abgezogen werden. Hierzu eignen sich wahlweise Messwerte von einer in der Nähe befindlichen Wetterstation oder ein in der Nähe aufgestellter Barometer-Datenlogger (z.B. P-Log3020-B
oder DK323-HumiBaroLog
). Unsere Absolutdrucklogger benötigen keine Kabel zur Oberfläche und werden mit einer integrierten Batterie ausgerüstet. Dadurch sind sie sehr kompakt, komplett autark und eignen sich daher besonders für Applikationen auf dem offenen Meer oder in Überschwemmungsgebieten, wo bereits kleine Überflutungen hochgenau gemessen werden können. Ebenfalls eignet er sich natürlich für Seen, Flüsse und Schächte.
Messung mit dem Relativdrucklogger
Bei einem Datenlogger für Relativdruck, wird der hydrostatische Druck bereits um den Luftdruck kompensiert und somit nur der Druck gemessen, der durch den Wasserstand oberhalb des Sensors erzeugt wird.
Relativdrucklogger sind mit einem Kabel ausgerüstet, welches neben den elektrischen Kabeln zur Versorgung des Gerätes zusätzlich eine Kapillare enthält, die den barometrischen Druck auf die Rückseite des Sensors führt. Liegt also auf der einen Sensorseite der barometrische Druck an und auf der anderen die Summe aus Wasserdruck und barometrischen Druck, so misst der Relativdrucklogger direkt den Wasserstandsdruck.
Dies ist besonders bei Grundwassermessstellen oder anderen Brunnen vorteilhaft, da hier eine gute und sichere Befestigung der Datenlogger möglich ist, und die Messwerte so ausgelesen werden können, ohne dass der Logger aus dem Wasser genommen werden muss. Für die spätere Identifikation der Messwerte kann im Datenlogger ebenfalls eine Messtellenbeschreibung und z. B. auch die Peilrohr-GPS-Koordinaten eingetragen werden.