Wasserdurchflusswächter schließt Technologielücke | Envirotec

Das Instrumentierungsunternehmen Nivus hat als Reaktion auf eine Anforderung, die ursprünglich von der Umweltbehörde (Environment Agency, EA) gestellt wurde, eine neue tragbare Durchflussüberwachungstechnologie entwickelt.

Im Jahr 2018 forderte das EA-Hydrometrieteam den Instrumentierungssektor dazu auf, eine tragbare Lösung zur Durchflussüberwachung in der Hand für kleine Flüsse und Bäche zu entwickeln. Dies löste bei Nivus ein Entwicklungsprogramm aus, das in der Einführung eines neuen Instruments gipfelte, des „NivuFlow Stick“, der mittlerweile weltweit von Aufsichtsbehörden, Hydrologen, Beratern und Wissenschaftlern verwendet wird und ihm vertraut.

Hintergrund
Zu den Zuständigkeiten der Umweltbehörde (EA) gehören neben dem Hochwasserrisiko auch Naturschutz, Ökologie, Wasserressourcen, Fischerei, Flüsse und Flussmündungen. Die Verwaltung dieser Zuständigkeiten basiert auf Messdaten. Daher betreibt die Agentur in England ein umfassendes Flussüberwachungsprogramm, das rund 1500 Bauwerke wie Gerinne und Wehre umfasst.

Die EA betreibt außerdem eine Flotte tragbarer Durchflussüberwachungsgeräte, die bei kleineren Durchflussmengen, bei Untersuchungen und zur Überprüfung der laufenden Genauigkeit der kontinuierlichen Überwachungsgeräte der Agentur eingesetzt werden. „Tragbare Durchflussmesser spielen eine wichtige Rolle, aber Flexibilität ist wichtig“, erklärt Olly Baldwyn, Senior Advisor im National Hydrometry Team der EA. „Sie müssen in der Lage sein, flache Strömungsbedingungen sowohl an festen Überwachungsstationen als auch an anderen entfernten Standorten wie Entnahmepunkten zu messen … und hier haben wir eine Lücke in der verfügbaren Technologie festgestellt.

„Im Jahr 2018 verwendeten wir bei unserer Arbeit schwimmende ADCP-Instrumente und tragbare Einzelpunkt-Geschwindigkeitsmesser, aber keine dieser Lösungen war ideal für Wasser mit einer Tiefe zwischen 4 cm und 30 cm. Daher haben wir dies in unsere Beschaffungsvorgaben aufgenommen, mit der zusätzlichen Anforderung, Mehrpunkt-Geschwindigkeitsmessungen effizienter durchführen zu können.“

Die Durchflussüberwachung bei der EA informiert über Hochwasserwarnungen und -prognosen und hilft bei der Bewirtschaftung und dem Schutz der Wasserressourcen. Dazu gehört die Verwaltung von Entnahmelizenzen für Trinkwasser, Landwirtschaft und Industrie sowie der Schutz der Wasserressourcen für Erholung und Biodiversität. Die Durchflussüberwachung fließt auch in die Arbeit der Agentur zur Überwachung langfristiger Indikatoren für Klimaveränderungen oder Einzugsgebiete ein.

Technische Entwicklung
Andy Kenworthy von Nivus erklärt die Reaktion des Unternehmens auf die Gelegenheit und sagt: „Wir haben bereits feste Geräte zur kontinuierlichen Durchflussüberwachung mit Ultraschall-Kreuzkorrelationstechnologie hergestellt und uns daher auf die Entwicklung einer tragbaren Version konzentriert, die die Leistungsanforderungen des EA in kurzer Zeit erfüllen könnte.“ leichtes, batteriebetriebenes Instrument.

„Ein Prototyp wurde Ende 2018 vorgeführt und die ersten Evaluierungseinheiten wurden Anfang nächsten Jahres an die EA geliefert. Diese Instrumente wurden erfolgreich an Referenzstandorten getestet und bald darauf waren Produktionsversionen des NivuFlow Stick verfügbar“, fügt Kenworthy hinzu. „NivuFlow Stick-Instrumente werden mittlerweile von der Mehrheit der 23 Hydrometrieteams der Agentur eingesetzt und routinemäßig bei der Schulung neuer Rekruten eingesetzt. Ich weiß, dass der NivuFlow Stick nicht nur die Leistungsanforderungen der EA erfüllt, sondern auch besonders in Trainingseinheiten nützlich ist, da er sich drahtlos mit bis zu 4 Geräten gleichzeitig verbinden kann – wie Mobiltelefonen, Tablets und Laptops.“

Zusammenfassung
Die EA forderte den gesamten Instrumentierungssektor heraus und stellte sicher, dass jedes Unternehmen die gleichen Chancen hatte, eine Technologie zu entwickeln, die den Leistungsanforderungen der Agentur gerecht werden konnte. Durch die positive Reaktion auf die Herausforderung hat Nivus die Technologielücke zum Nutzen von Hydrologen weltweit geschlossen.

Der NivuFlow Stick wurde gemäß den Anforderungen der BS EN ISO 748:2021 entwickelt und ist ein einfach zu bedienendes, tragbares Handgerät für schnelle und genaue Messungen der Strömungsgeschwindigkeit unter Verwendung des Ultraschall-Kreuzkorrelationsmessprinzips. Im Gegensatz zu traditionelleren Methoden misst es gleichzeitig Wassergeschwindigkeiten in mehreren Höhen durch die Wassersäule mit sehr hoher Auflösung. Dank des innovativen Designs ist das Instrument einfach zu bedienen und ermöglicht es auch unerfahrenen Bedienern, schnell und einfach eine genaue Strömungsgeschwindigkeitskurve abzuleiten.

„In der Zeit, die ein Einzelpunkt-Geschwindigkeitsmesser benötigt, um eine einzelne Messung auf einer Höhe in der Wassersäule durchzuführen, ist der NivuFlow Stick in der Lage, ein vollständiges Geschwindigkeitsprofil in der Wassertiefe anhand von bis zu 16 Messungen zu berechnen, was bedeutet, dass die Überwachungsarbeit entfällt.“ schneller, sicherer und genauer“, erklärt Andy Kenworthy.

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• Quelle: https://envirotecmagazine.com/2023/11/21/new-water-flow-monitor-fills-technology-gap/