DE19754564A1

DE19754564A1 - Zylinderverfahren zur Sedimentprobenahme aus oberirdischen Gewässern

Info

Publication number: DE19754564A1
Application number: DE1997154564
Authority: DE
Inventors: Juergen Geist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-12-09
Filing date: 1997-12-09
Publication date: 1999-06-10

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme von Sedimentproben aus oberirdischen Gewässern.

Zur Probenahme von Sedimenten aus oberirdischen Gewässern ist gem. DIN 38 414 (Teil 1) "Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung" bisher kein einheitliches Verfahren vorgeschrieben. Üblich ist eine Probenahme mit einem Sedimentgreifer, einem Sedimentkasten oder der Freeze-Core-Methode.

Nachteil des Sedimentgreifers ist, daß sich dieser besonders bei grobkörnigem Sediment ungenügend schließt. Hierdurch wird die Probe durch verloren gehendes, biologisch besonders bedeutsames Feinmaterial, stark verfälscht. Nachteile des Sedimentkastens (ein ins Gewässer gerammter Stahlkasten) sind, daß sich dieser an Stellen mit hoher Strömungsgeschwindigkeit und Vorhanden sein von Steinen nur mangelhaft in den Untergrund eindrücken läßt; zusätzlich besteht die Gefahr des Nachfließens von Interstitialwasser. Beim entnommenen Material ist mit relativ hohen Verlusten beim Feinkornanteil zu rechnen, da das im Rahmen befindliche Wasser einschließlich aufgewirbelter Feinsedimente vor der Substratentnahme abgeschöpft werden muß. Die Entnahmetiefe ist nicht konstant festlegbar.

Nachteil der Freeze-Core-Methode ist der große technische Aufwand, da ein Stahlrohr bis zu 1 m tief in den Untergrund gerammt und mit flüssigem Stickstoff das umgebende Substrat gefroren wird. Zur Entnahme des Gefrier kerns ist schweres Gerät, wie Kran und Unimog, erforderlich. Somit läßt sich dieses Verfahren nur in frei befahrbarem Gelände anwenden. Insgesamt stellt dieses Verfahren einen starken Eingriff in die Biozönose eines Gewässers dar und ist für die Beprobung von Gewässern, in denen bedrohte Arten vorkommen, nicht geeignet.

Alle o.g. Verfahren gestatten meist nur eine punktuelle Beprobung eines Ge wässers.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein vereinheitlichbares, einfaches, kostengünstiges und für das Gewässer sehr schonendes Verfahren der Sedimentprobenahme aus oberirdischen Gewässern zu schaffen, bei dem das Entnahmematerial in höchstem Maße den natürlichen Substratverhältnissen entspricht und somit als Basis für ein einheitliches Verfahren, bei dem sich die gewonnenen Ergebnisse gewasserübergreifend exakt vergleichen lassen, dienen kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruch I gelöst.

Vorteil der Erfindung ist, daß dieses besonders schonende Verfahren auch in sensiblen Gewässern mit Vorkommen geschützter oder bedrohter Arten an wendbar ist.

Die Entnahmetiefe der Sedimentproben läßt sich jeweils genau und konstant festlegen, wodurch ein einheitliches und vergleichbares Vorgehen möglich wird. Die entnommenen Proben entsprechen in hohem Maße den natürlichen Substrat verhältnissen, da kaum Feinsedimentfraktionen verloren gehen können. Die Methode erfordert nur geringen Zeitaufwand.

Mit dieser Methode kann z. B. in Bächen der gesamte Gewässerquerschnitt erfaßt werden. Wird dieser Querschnitt am Ufer markiert, so kann (z. B. nach Hochwasser) problemlos eine Vergleichsmessung vorgenommen werden. Der Material- und Kostenaufwand für das Verfahren ist relativ gering, da schweres technisches Gerät nicht erforderlich ist.

Das Entnahmegerät besitzt ein geringes Eigengewicht und läßt sich auch in unwegsamen Gelände problemlos transportieren.

Durch die Wahl des Durchmessers des Entnahmegerätes lassen sich bei Bedarf bestimmte Kornfraktionen (Größtkorn) von der Erfassung bei der Probenahme ausschließen und somit die Gesamtentnahmemenge begrenzen.

Die Erfindung läßt sich universell einsetzen (z. B. auch bei hoher Strömungs geschwindigkeit).

Beispielbeschreibung einer Patentanmeldung

Ausführungsbeispiele zur Erfindung und deren Gebrauch sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 Ansicht der Vorrichtung

Fig. 2 Erster Arbeitsschritt; unterstützt durch Drehbewegungen wird der Zylinder bis zur Isolierbandmarkierung in die Gewässersohle eingeführt

Fig. 3 Zweiter Arbeitsschritt; Aufsetzen des Gummipfropfens

Fig. 4 Dritter Arbeitsschritt; von der strömungsabgewandten Seite wird eine Maurerkelle unter den Zylinder geschoben

Fig. 5 Vierter Arbeitsschritt; Entnahme der Probe

Fig. 6 Fünfter Arbeitsschritt; Entleerung der Probe in ein Gefäß (Eimer)

Fig. 7 Vor dem fünften Arbeitsschritt kann vorsichtig der Klarwasseranteil der Wassersäule, die sich im Zylinder über dem Sedimentmaterial befindet, abgegossen werden; dieser Schritt ist nicht unbedingt erforderlich

Fig. 8 Der Entnahmezylinder kann an der Unterseite mit einer Metallverstärkung versehen sein.

Die Entnahme der Sedimentprobe erfolgt durch einen transparenten Plexiglas-Zylinder (Rohr) mit einer Länge von ca. 60-80 cm.

Der Durchmesser kann je nach Bedarf und in Verhältnis zur natürlich vorkommenden Korngröße gewählt werden. Sollen bei einer Sedimentunter suchung z. B. nur Kornanteile bis zu einer bestimmten Größe Beachtung finden, so kann durch Festlegen des Zylinderdurchmessers die Miterfassung von noch gröberem Material ausgeschlossen werden, wodurch sich die Menge des insgesamt zu entnehmenden Materials verringert. In der Praxis bewahrte sich ein Zylinderdurchmesser von 6-10 cm.

Eine in einer bestimmten Höhe (z. B. 15 cm) angebrachte Isolierbandmarkierung ermöglicht es, den Zylinder bei den verschiedenen Probenahmen jeweils gleich tief in die Gewässersohle einzuführen. Unterstützt durch leichte Drehbe wegungen kommt man unproblematisch auf die erforderliche Tiefe.

Ein nach der Einführung des Zylinders oben aufgesetzter passender Gummi- oder Korkpfropfen verhindert das Einströmen von Luft beim Herausziehen der Probe; durch den entstehenden Unterdruck wird diese im Entnahmezylinder festge halten. Zur zusätzlichen Sicherheit ist es besonders bei grobkörnigerem Material erforderlich, den Zylinder vor der Entnahme von unten her z. B. mit einer Maurerkelle abzudichten. Diese läßt sich von der strömungsabgewandten Seite des Zylinders problemlos unter den Zylinder führen. Bei der Entnahme hält somit die eine Hand den Zylinder, die andere drückt die Maurerkelle von unten gegen den Zylinder, wodurch das Entweichen von Sedimentmaterial verhindert wird.

Die Vorrichtung wird im Anschluß durch Entfernen der Maurerkelle und anschließendem Lösen des Gummipfropfens in ein Gefäß (Eimer) entleert. Es empfiehlt sich, die Untersuchungsstelle am Ufer zu markieren und entlang einer gedachten oder mit einem Seil markierten Linie mehrere Proben in gleich mäßigen Längenabständen zu entnehmen. Das hierbei gewonnene Probematerial einer Stelle (z. B. Bachquerschnitt) läßt sich zu einer Sammelprobe der jeweiligen Untersuchungsstelle vereinigen und anschließend mit den üblichen Verfahren der Bodenkunde (Korngrößenverteilung, Glühverlustbestimmung) analysieren. Bereits mit wenig Übung läßt sich dieses Verfahren der Sedimententnahme einsetzen und es ist z. B. auch möglich, den klaren Wasseranteil, der sich über dem Sedimentmaterial im Probezylinder befindet, vorsichtig abzugießen, bevor man das Probematerial in den Sammelbehälter gibt. Hierbei ist es wichtig, daß nur der Klarwasseranteil abgegossen werden darf, da ansonsten eine Verfälschung des Ergebnisses induziert werden würde (im getrübten Wasser befinden sich Feinstkornanteile).

Die Erfindung kann dadurch ergänzt werden, daß am Unterrand des Plexiglaszylinders, also der Seite, die in die Gewässersohle eingeführt wird, eine Metallverstärkung angebracht ist.

Claims

1. Vorrichtung zur Entnahme von Sedimentproben aus oberirdischen Gewässern, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenahme mit einem Zylinder/Rohr, (aus Plexiglas) erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Plexiglaszylinder mit einer Tiefenmarkierung, z. B. aus Isolierband, versehen ist und somit die Entnahmetiefe konstant festlegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 od. 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß des Probenahmezylinders von oben her durch einen Gegenstand (Gummi- oder Korkpfropfen) erfolgt, der das Einströmen von Luft bei der Entnahme verhindert.

4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie vor der Entnahme von unten her mit einem flachen Gegenstand (Maurerkelle) verschlossen wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder am unteren Ende mit einer, evtl. scharfkantigen, Metallverstärkung ausgerüstet sein kann.