DIN CEN TR 16469-2013 Hydrometry - Measurement of the rainfall intensity (liquid precipitation) requirements calibration methods and field mesurements German version CEN TR 16469 2.pdf

1、April 2013 Normenausschuss Wasserwesen (NAW) im DINPreisgruppe 12DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 07.060Zur Erstellung einer DIN SPEC knnen verschiedene Verf

2、ahrensweisen herangezogen werden: Das vorliegende Dokument wurde nach den Verfahrensregeln eines Fachberichts erstellt.!$p“1902777www.din.deDDIN CEN/TR 16469Hydrometrie Messung der Regenintensitt (flssiger Niederschlag): Anforderungen,Kalibrierverfahren und Feldmessungen;Deutsche Fassung CEN/TR 1646

3、9:2013Hydrometry Measurement of the rainfall intensity (liquid precipitation): requirements, calibrationmethods and field mesurements;German version CEN/TR 16469:2013Hydromtrie Mesurage de lintensit pluviomtrique (prcipitations liquides): exigences, mthodesdtalonnage et mesures de terrain;Version al

4、lemande CEN/TR 16469:2013Alleinverkauf der Spezifikationen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 22 SeitenDIN SPEC 19669DIN CEN/TR 16469 (DIN SPEC 19669):2013-04 2 Nationales Vorwort Diese DIN SPEC (Fachbericht) enthlt den vom Technischen Komitee CEN/TC 318 Hydrometrie“ (Sek

5、retariat: BSI, Vereinigtes Knigreich) des Europischen Komitees fr Normung (CEN) ausgearbeiteten Technischen Bericht CEN/TR 16469:2013 Hydrometrie Messung der Regenintensitt (flssiger Niederschlag): Anforderungen, Kalibrierverfahren und Feldmessungen. Die Arbeiten wurden von der Arbeitsgruppe Messung

6、 der Regenintensitt“ (WG 12) des CEN/TC 318 durchgefhrt. Das zustndige deutsche Normungsgremium ist der Arbeitsausschuss NA 119-06-10 AA Hydrometrie“ im Normenausschuss Wasserwesen (NAW) im DIN. Fr die in diesem Dokument zitierten Internationalen Normen wird im Folgenden auf die entsprechenden Deuts

7、chen Normen hingewiesen: ISO/IEC 17025 siehe DIN EN ISO/IEC 17025 Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise DIN EN ISO/IEC 17025, Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz von Prf- und Kalibrierlaboratorien TECHNISCHER BERICHT TECHNICAL REPORT RAPPORT TECHNIQUE CEN/TR 16469 Januar 2013 ICS

8、 07.060 Deutsche Fassung Hydrometrie Messung der Regenintensitt (flssiger Niederschlag): Anforderungen, Kalibrierverfahren und Feldmessungen Hydrometry Measurement of the rainfall intensity (liquid precipitation): requirements, calibration methods and field measurements Hydromtrie Mesurage de linten

9、sit pluviomtrique (prcipitations liquides): exigences, mthodes dtalonnage et mesures de terrain Dieser Technische Bericht (TR) wurde vom CEN am 27. November 2012 als eine knftige Norm zur vorlufigen Anwendung angenommen. CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dn

10、emark, Deutschland, der ehemaligen jugoslawischen Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien,

11、 Spanien, der Tschechischen Republik, der Trkei, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. EUROPISCHES KOMITEE FR NORMUNG EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION COMIT EUROPEN DE NORMALISATION Management-Zentrum: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2013 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welch

12、er Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten. Ref. Nr. CEN/TR 16469:2013 D CEN/TR 16469:2013 (D) 2 Inhalt Seite Vorwort 3 Einleitung .4 1 Anwendungsbereich .5 2 Normative Verweisungen 5 3 Begriffe .5 4 Vereinheitlichung der Kalibrierung von Regeninte

13、nsittsmessern und der Feldanforderungen 7 5 Genauigkeit der Regenintensitt7 5.1 Grundlagen und Anforderungen 7 5.2 Laborkalibrierverfahren (konstanter Durchfluss und Sprungantwort) 8 5.3 Klassifizierung von Messgerten entsprechend ihrer Genauigkeit .9 5.4 Feldkalibrierverfahren (Verifizierung der Ka

14、librierung) 10 5.5 Rckverfolgbarkeit der Regenintensittsmessungen 10 6 Regenintensittsmessungen im Feld . 10 6.1 Referenz-Regenmesser und Feldvergleichsmessungen 10 6.2 Magebende Betriebsanforderungen an Feldmessungen der Regenintensitt 11 6.3 Allgemeine Anforderungen an die Standortwahl und Beanspr

15、uchung (nach WMO-Bericht Nr. 8, 7. Fassung) 12 6.4 Internationale Feldvergleichsmessungen: Bedeutung und Ergebnisse. 13 Anhang A (informativ) Laborprfungen . 14 A.1 Beispiel fr ein Laborgert 14 A.2 Beispiel fr die grafische Darstellung der Ergebnisse von Laborprfungen 15 Anhang B (informativ) Feldme

16、ssungen . 18 B.1 Beispiel fr ein tragbares Gert fr Verifizierungen der Feldkalibrierung . 18 B.2 Beispiel fr die Feldanordnung von Regenintensitts-Referenzmessgerten 19 Literaturhinweise . 20 DIN CEN/TR 16469 (DIN SPEC 19669):2013-04 CEN/TR 16469:2013 (D) 3 Vorwort Dieses Dokument (CEN/TR 16469:2013

17、) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 318 Hydrometrie“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom BSI gehalten wird. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CEN und/oder CENELEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen

18、 Patentrechte zu identifizieren. Der Exekutivausschuss der World Metrological Organisation (WMO) hat unter Beachtung der am 16. September 2008 formell angenommenen Arbeitsvereinbarungen zwischen der ISO und der WMO die weitreichenden Vorteile fr nationale Meteorologie- und Hydrologiedienste sowie Nu

19、tzerkreise anerkannt, die sich aus der Umsetzung gemeinsamer Normen bezglich Meteorologie und Hydrologie ergeben wie auch die Notwendigkeit, den WMO-Mitgliedern das Kosten-Nutzen-Verhltnis darzulegen, welches die Anhebung bereits vorhandener technischer Regelwerke/Handbcher/Anleitungen in den Status

20、 einer gemeinsamen Norm zur Folge hat. Die EU hat den Verfahren endgltig zugestimmt, nach denen bei der Empfehlung gemeinsamer technischer Normen vorzugehen ist (Resolution 8, gekrzter Abschlussbericht der 61. Sitzung des Exekutivausschusses der WMO). Bei dem vorliegenden Dokument handelt es sich ni

21、cht um eine Europische Norm, sondern um einen Technischen Bericht. In diesem Dokument werden die neuesten Erkenntnisse hinsichtlich der Messung der Regenintensitt und der damit zusammenhngenden Aspekte der Messgenauigkeit beschrieben, die sich aus den Ergebnissen der jngsten internationalen Ringvers

22、uche zu Regenintensitts-Messgerten, die von der World Meteorological Organisation (WMO) organisiert wurden, ergeben. Der Technische Bericht beinhaltet auerdem eine informative Dokumentation (in den Anhngen), die Verfahren fr Laborkalibrierungen, Feldversuche und Referenz-Feldmessungen enthlt. In Anb

23、etracht der Forderung nach einer allgemeinen Standardisierung und nach Einheitlichkeit von Niederschlagsintensittsmessungen sowie der Notwendigkeit, Messgerte zu entwickeln, die die weltweite Vertrglichkeit und Interfunktionsfhigkeit der Messgerte untersttzen, wurde das WMO Lead Centre on Precipitat

24、ion Intensity B. Castelli“ (Italien) von der WMO Commission of Instruments and Methods of Observation ernannt (Zusammenfassung der 15. Sitzung der CIMO, Helsinki, Finnland, 2. bis 8. September 2011). Das Lead Centre ist als Spitzenforschungszentrum zur Entwicklung und Prfung von Messgerten vorgesehe

25、n, das mit dem Ziel eingerichtet wurde, der wissenschaftlichen Gemeinde spezielle Anleitungen und Verfahren zur Messgertekalibrierung und der erreichbaren Messunsicherheit der Messgerte, zur Durchfhrung von Labor- und Feldprfungen sowie von Ringversuchen zu Messgerten zur Verfgung zu stellen und For

26、schungsfortschritte und technische Entwicklungen in Bezug auf die Messung der Niederschlagsintensitt sowie der zugehrigen Analyse und Auswertung der Daten zu erzielen. DIN CEN/TR 16469 (DIN SPEC 19669):2013-04 CEN/TR 16469:2013 (D) 4 Einleitung Die Notwendigkeit und Bedeutung von genauen und zuverls

27、sigen Messungen der Regenintensitt steigt stetig. Das ist das Ergebnis einer Reihe von Faktoren, wie z. B. der gestiegenen Anerkennung wissenschaftlicher und praktischer Themen in Zusammenhang mit der Bewertung mglicher Klimatrends, der Abschwchung von Naturkatastrophen (z. B. Strme und Hochwasserer

28、eignisse), der Verlangsamung der Versteppung und der Gestaltung von Bauwerken (Gebuden, Anlagen) und der Infrastruktur (Entwsserungsanlagen). All das hat strengere und hhere Qualittsanforderungen an Regenintensitts-messungen zur Folge. Das von einem Sammler ber eine ffnung mit bekannter Oberflche in

29、nerhalb eines bestimmten Zeitraums aufgenommene Regenvolumen wurde traditionell als Niederschlagshhe eingefhrt. Unter der einschrnkenden Hypothese, dass die Niederschlagsmenge ber den Sammelzeitraum konstant ist, kann eine daraus abgeleitete Gre, die Niederschlagsrate oder Regenintensitt“ (RI), bere

30、chnet werden. Je kleiner der Registrierungszeitraum, desto nher sollte die geschtzte Regenintensitt an den tatschlichen Regenwasserstrom herankommen, der letztlich den Boden erreicht. Angesichts der sehr hohen Variabilitt der Regenintensitt sind Feldmessungen in kurzen Zeitrumen (z. B. 1 min) von en

31、tscheidender Bedeutung, um Messungen hoher Qualitt zu ermglichen, die durchgefhrt werden knnen, um die Auswirkungen schwerwiegender Ereignisse abzuschwchen und um Leben, Sachwerte und Infrastrukturen zu retten. Da die Wahrscheinlichkeit schwerer Niederschlagsereignisse gering ist, sind langfristige

32、Aufzeichnungen der Regenintensitt erforderlich, um die Hufigkeit des Auftretens sehr heftiger Niederschlge an einem bestimmten Ort und zu einem bestimmten Zeitpunkt abschtzen zu knnen. Zum Abschluss des jngsten von der World Meteorological Organisation (WMO) organisierten Ringversuchs zu Regenintens

33、itts-Messgerten wurde empfohlen, dass Regenintensittsmessungen Gegenstand Internationaler Normen sein sollten. Diese Normen sollten auf den Kenntnissen beruhen, die im Rahmen dieses jngsten WMO-Vergleichs und weiterer aktueller Forschungen sowie aufgrund bewhrter Verfahren gewonnen wurden. Die berna

34、hme eines derartigen Ansatzes wird es Fachkrften, die mit der Sammlung von Niederschlagsdaten befasst sind, ermglichen, einheitliche und kompatible Datenstze zu erhalten. Das angenommene Verfahren zur Durchfhrung von Kalibrierprfungen im Labor sollte zu einem Normverfahren werden, das zur Bewertung

35、der Leistungsfhigkeit des betreffenden Messgertes anzuwenden ist. Abnahmeprfungen knnten auf den akzeptierten Laborverfahren und -normen beruhen. Auerdem sollte eine Klassifizierung der Leistungsfhigkeit der Messgerte entwickelt werden, um den Anwendern bei der Auswahl des fr die jeweilige Anwendung

36、 geeignetsten Messgertes behilflich zu sein. DIN CEN/TR 16469 (DIN SPEC 19669):2013-04 CEN/TR 16469:2013 (D) 5 1 Anwendungsbereich Dieser Technische Bericht beschreibt ein Verfahren zur Kalibrierung von Gerten zur Messung der Regenintensitt und legt die Messanforderungen fest, um genaue und kompatib

37、le Datenstze aus hydrometeorologischen Netzwerken zu erhalten, und stellt einen Vorlufer fr die Entwicklung von vollwertigen Normen zur Sammlung hydrometeorologischer Daten dar. Dieser Technische Bericht behandelt ausschlielich auffangende Regenmesser (siehe Abschnitt 3). Er konzentriert sich auf di

38、e generische Kalibrierung, die berprfung der Leistungsfhigkeit und die Abschtzung von Messunsicherheiten von Regenmessern. In diesem Technischen Bericht nicht behandelt werden spezielle Messprinzipien von Regenmessern, technische Eigenschaften und bei der Konstruktion von Regen-intensittsmessern ang

39、ewendete Verfahren. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte

40、 Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). EN 13798, Hydrometrie Spezifikation fr eine Grube fr Referenz-Regenmesser 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Regenmesser mit Auffangvorrichtung Regenmesser, der Niederschlag ber e

41、ine oftmals trichterfrmige ffnung einer genau festgelegten Gre auffngt und das Wasserquivalent, das Volumen, die Masse oder das Gewicht des innerhalb einer bestimmten Zeit gesammelten Niederschlags misst Anmerkung 1 zum Begriff: Diese Art Regenmesser umfasst Regenmesser mit Sammelgef, Wasserstandsme

42、ssung, Kippwaagen und Niederschlagswaagen. Es ist die zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Technischen Berichtes hufigste Art von registrierenden Regenmessern, die in operativen Netzwerken zur Anwendung kommen. 3.2 Verzgerungszeit der Ausgabe eines Regenintensittsmessers Verzgerung des Ausgabesignals

43、 einiger Regenintensittsmesser Anmerkung 1 zum Begriff: Die interne Berechnung der Regenintensitt kann bei einigen Regenmessern zu einer Verzgerung des Ausgabedatensignals (von z. B. 1 min) fhren, die jedoch einfach automatisch auf die korrekte Zeit verschoben werden kann, ohne dass sich dadurch die

44、 Messgenauigkeit verschlechtert. Das ist typisch fr Regenwippen, die ber Software durch eingebettete Elektronik-Chips oder Schnittstellen korrigiert werden. Die Verzgerungszeit darf nicht mit der Zeitkonstante verwechselt werden. Wenn keine Echtzeitausgabe bentigt wird, sind durch Software verursach

45、te Verzgerungszeiten weniger kritisch als lngere Zeitkonstanten oder beliebige andere Einflsse, da es leicht ist, Verzgerungszeiten zu korrigieren und die ursprnglichen Regenintensittsdaten wiederherzustellen. QUELLE: In Anlehnung an WMO IOM 2009 3.3 Messgre zu messende Gre QUELLE: VIM:2008 DIN CEN/

46、TR 16469 (DIN SPEC 19669):2013-04 CEN/TR 16469:2013 (D) 6 3.4 Messunsicherheit nicht negativer Parameter, der die Streuung der Werte kennzeichnet, die der Messgre auf der Grundlage der benutzten Information beigeordnet ist QUELLE: VIM:2008 Anmerkung 1 zum Begriff: Der Parameter kann z. B. eine Stand

47、ardabweichung sein, die als Standardmessunsicherheit bezeichnet wird (oder ein gegebenes Vielfaches davon) oder die halbe Weite eines Bereiches, der ein festgelegtes Vertrauensniveau hat. Anmerkung 2 zum Begriff: Messunsicherheit enthlt im Allgemeinen viele Komponenten. Einige dieser Komponenten knn

48、en durch Bewertung der Messunsicherheit vom Typ A aus der statistischen Verteilung der Ergebnisse einer Messreihe ermittelt und durch empirische Standardabweichungen gekennzeichnet werden. Die anderen Komponenten, die durch Bewertung der Messunsicherheit vom Typ B bewertet werden knnen, knnen ebenfa

49、lls durch Standardabweichungen charakterisiert werden, die aus angenommenen Wahrscheinlichkeitsverteilungen ermittelt werden, die sich auf die Erfahrung oder andere Informationen grnden. a) Messgerte-Messunsicherheit (VIM 2008): Komponente der Messunsicherheit, die durch ein in Betrieb befindliches Messgert oder eine Messeinrichtung entsteht; D