Pegel

Pegel (Marque, Marqueur, Hydrometer, Wasserstandszeiger), eine Vorrichtung zum Messen (Ablesen) des jeweiligen Wasserstandes; vgl. a. Mareograph.

I. Gewöhnlich wird der einfache Pegel mit gut sichtbarer Maßeinteilung versehen (Fig. 1) (Skalenpegel) und als lotrechter Stab an einer geschützten Stelle des Flusses, z.B. an einem Brückenjoche oder Brückenpfeiler, aufgestellt. Als Nullpunkt wird möglichst der kleinste Niederwasserstand angenommen, um negative Ablesungen zu vermeiden. Zuweilen, an gesicherten, gepflasterten Uferböschungen, wird der Pegel auch in der Böschungslinie angeordnet; die Teilung wird dann aber als Projektion eines Vertikalmaßstabes ausgeführt, damit die schrägen Ablesungen unmittelbar die richtige (lotrechte) Höhe des Wasserspiegels angeben. Die Skalenpegel werden in neuester Zeit meistens aus Eilen hergestellt; bei den sogenannten Präzisionsskalenpegeln bildet man die Teilung auch durch einzementierte auswechselbare Porzellanplättchen [1]. Der einmal angenommene Nullpunkt eines Pegels wird vermitteln Nivellements auf zuverlässigen Fixpunkt bezw. auf Meereshöhe (in Deutschland N.N.) bezogen. – Die Pegelablesungen bezw. Aufschreibungen sind einesteils ordentliche, welche in der Regel täglich einmal (z.B. um 12 Uhr mittags) vorgenommen werden, andernteils außerordentliche, welche bei Hochwasser öfters (z.B. jede zweite Stunde) stattfinden [2]. Wird am Pegel ein Schwimmer so angebracht, daß er wohl mit dem Hochwasser in die Höhe steigen kann, aber am Abwärtssinken durch eine entsprechende Klinke gehindert ist, dann zeigt er selbsttätig den höchsten Stand des Hochwassers an. Ist ein analoger Schwimmer nur für das Heruntersinken eingerichtet, so wird hierdurch auch der jeweilig tiefste Wasserstand selbsttätig angegeben: Maximum- und Minimumpegel [3], [4].

Abarten des einfachen Pegels, welche vielfach auch selbstanzeigende Pegel heißen, sind:

1. Am Ufer wird ein mit dem Flußwasser kommunizierender Brunnen hergestellt; ein Schwimmer im Brunnen trägt einen lotrechten Stab mit einem Zeiger, welcher auf daneben angebrachtem festem Maßstabe die Wasserspiegelhöhe angibt.

2. Von einem Schwimmer wie unter 1. geht eine Kette oder ein seiner Metalldraht nach aufwärts, der in der Höhe über eine Rolle geführt und am andern herabhängenden Ende oder in ähnlicher Weise mittels eines Gegengewichtes gespannt ist. Die so beim Steigen und Fallen des Wassers verursachte Drehung derselben Rolle wird gewöhnlich durch eine Räderübersetzung auf einen Zeiger übertragen, der auf einem entsprechend geteilten, runden Zifferblatt den Wasserstand angibt (Pegeluhr, s. Fig. 2). Hierbei läßt sich auch der maximale sowie der minimale Wasserstand durch je einen besonderen Zeiger, der vom Hauptzeiger nur in der betreffenden Richtung mitgenommen werden kann, selbsttätig angeben [4]. Will man, was manchmal für die Flußschiffahrt wichtig ist, aus größerer Ferne die Uhr ablesen, so müssen die Zifferblätter sehr groß gemacht werden; besser ist in solchen Fällen der Rollbandpegel System Seibt-Fueß (Fig. 3). Der Schwimmer S bewegt mittels Drahtes die Walze W und folgt den Spiegelbewegungen des zu beobachtenden Wasserlaufs. Mit der Walze W steht ein Getriebe T in Verbindung, welches ein über die Rollen R₁ und R geführtes Band auf und ab bewegt. Entsprechend der durch das Getriebe T vergrößert übertragenen Spiegelbewegungen ist auf dem Bande eine vergrößerte Teilung angebracht, die sehr große Zahlen ermöglicht, deren Ablesung zwischen den festen Zeigerspitzen J von weither erfolgen kann [5].

3. Am Missouri in Nordamerika sind vielfach sogenannte Seilpegel [4] im Gebrauch. Das Drahtseil a (Fig. 4) ist über eine Rolle, die sich am freien Ende eines auskragenden Horizontalbalkens[59] befindet, weiter aus Ufer zurückgeführt. Daselbst wird mittels eines Handgriffes am Seile das Pegelgewicht b bis zur Berührung mit dem Wasserspiegel eingestellt und oben bei c an einer horizontalen Skala der Wasserstand abgelesen. Diese Vorrichtung paßt dorthin, wo das Uferwasser schwer zugänglich ist.

II. Eine zweite Gruppe sind die selbsttätigen, registrierenden Pegel, auch Wasserstandszeichner, Limnigraphen oder Fluviographen bezw. Mareographen (s.d.) genannt. Der unmittelbaren Beobachtung am nächsten kommt der selbsttätige Lichtbildpegel, welcher die Festhaltung der jeweiligen Wasserstände auf photographischem Wege ermöglicht, vgl. [6]. Bei den registrierenden Pegeln wird der Wechsel des Wasserstandes entweder mittels eines Schwimmers in Verbindung mit der Schwimmerrolle, wie vorher unter 2., zum Registrierapparate übertragen oder durch hydrostatische bezw. pneumatische Druckwirkung oder auf elektrischem Wege. Das Wesen der Aufzeichnung der Wasserstände in Form der Wasserstandskurve oder Pegelkurve ergibt sich aus Fig. 5; einen selbsttätigen Druckluftpegel System Seibt-Fueß [7] zeigen die Fig. 6 und 7. Den Nullpunkt in der festen Luftglocke A bilden die Oberkanten der Schlitze e (Fig. 6); letztere haben den Zweck, die Schwankungen der von der Druckluft berührten Wasserdruckfläche auf ein praktisch bedeutungsloses Maß zu verringern (etwa 1 cm), also den Nullpunkt für die Rechnung unveränderlich zu machen. Entsprechend dem Wasserstand w stellt sich die Pressung in der Leitung l (2 mm weites Bleirohr), die zu einem Quecksilbergefäß U (Fig. 7) führt; von dort aus wird die Wassersäulenhöhe w im offenen Schenkel U₁ in Quecksilbersäulenhöhe bei folgender Einrichtung umgewandelt. Von dem auf einem Gußblocke Q verschraubten, die Luftleitung l aufnehmenden Dreiweghahn D aus geht ein seines Platinröhrchen l₁ nach dem mit Quecksilber versehenen Schenkel U, in den ein besonders hergerichteter Eisenstab t eingeführt ist, mittels dessen eine genaue Regulierung des in dem kommunizierenden Schenkel U₁ enthaltenen Quecksilbers entsprechend der zum vornherein angenommenen Verjüngungsskala M sich ermöglichen läßt. Auf dem Quecksilber in U₁ ruht ein Schwimmer s (ein Eisenplättchen mit einem die genaue Führung der Stange d sichernden Glaskörper), mittels dessen der Spiegelgang des Wassers durch die an der Stange d angebrachte Zeichenfeder c in bestimmtem Maßstabe auf die mit Papier überzogene Registrierwalze W als Kurve aufgezeichnet wird, deren Abszisse die Zeit und deren Ordinate den entsprechenden Wasserstand angibt. Das so entstehende Diagramm wird oben und unten durch zwei an der Stange n angebrachte, von den Gewichten g und g₁ in ihrer Lage festgehaltene Zeichenfedern b und b' mittels horizontaler Linien begrenzt, so daß alle Auswertungen der Aufzeichnungen leicht vorzunehmen sind [8]. Zeitmarken werden durch den von der Uhr betätigten Hammer H gegeben; ein Kontakt f, der an der vorderen Säule für beliebigen Wasserstand eingestellt werden kann, setzt nach Berührung mit der Zeichenfeder c ein elektrisches Läutwerk in Gang. Mittels des Hahns h kann ein Entleeren des Quecksilbers erfolgen; die Luftpumpe V dient zur Beseitigung von Betriebsstörungen an der Luftleitung l. Die Verjüngungsskala M ist durch das an deren oberem Ende angebrachte Handrad stellbar und gestattet eine Kontrolle der Aufzeichnungen von Feder c. Eine weitere Kontrolle – auch für die obengedachte Skala und die ganze Einrichtung überhaupt – ist am sogenannten Lotpegel (Fig. 6) ermöglicht. Der an dem Rohr E geführte Schwimmer S und der an dem Meßband L angebrachte Senkel P stehen dann, wenn letzterer die horizontale Platte des Schwimmers gerade berührt, was sich durch Handkurbel k und Bremsfeder B genau bewirken läßt, stets um das gleiche Maß m₁ über dem Wasserspiegel. Die Teilung des Meßbandes L geht von oben nach unten; am letzteren werden die Ablesungen beim Index i vorgenommen, die aus der Beziehung w = h – (m + m₁) abgeleitet sind (s. Fig. 6) und mit jenen auf der Verjüngungsskala M (Fig. 7) übereinstimmen müssen [9].

Weitere hierhergehörige Einrichtungen und Auseinandersetzungen s. in [10]; Bezugsquelle für alle Arten Pegel: R. Fueß, Steglitz-Berlin, Düntherstraße 8.

III. Während die Luftleitung l (Fig. 6 und 7) ohne Nachteil für die Pegelanzeigen nur auf ca. 350 m Länge bemessen werden kann, gestatten die elektrischen Fernpegel die Messung der Wasserstände an beliebig entfernten Orten, und es lassen sich insbesondere die Beobachtungen für viele Stellen in einer einzigen Zentralstation vornehmen. Solche Einrichtungen werden[60] heutzutage von den Elektrizitätswerken mit großer Zuverlässigkeit und ganz den mannigfaltigen Wünschen der Besteller entsprechend hergestellt, nicht nur für Beobachtungen am Meere, an Flüssen, Seen u.s.w., sondern besonders auch für Aufzeichnungen von Brunnen- und Reservoirwasserständen bei Wasserversorgungen; hinsichtlich letzterer Einrichtungen verweisen wir auf die ausführlichen Erörterungen in [11] und die Beschreibung diesbezüglicher Anlagen von Siemens-Halske (Wernerwerk), Berlin-Nonnendamm, in [12] und [13]. Der Fernpegel Seibt-Fueß [14] beruht im wesentlichen auf dem Grundgedanken, auf dem sich die dem selbsttätigen Universalpegel Seibt-Fueß eigentümliche Einrichtung zur Ablesung von Wasserständen aus der Ferne aufbaut [15]; die Wasserstandshöhen werden auf mechanischem Wege in zeitliche Zwischenräume umgesetzt, letztere nach elektrischer Uebertragung auf die Fernbeobachtungsstelle an einem Uhrwerke abgelesen und dort wieder in Wasserstandshöhen umgewandelt.

Literatur: [1] Zentralbl. d. Bauverw. 1892, S. 499. – [2] Oesterr. Monatsschr. für den öffentl. Baudienst 1895, S. 298, 341. – [3] Zentralbl. d. Bauverw. 1890, S. 469. – [4] Roloff, Mitteil, über nordamerikan. Wasserbauwesen, Berlin 1895, S. 13. – [5] Zentralbl. d. Bauverw. 1897, S. 368. – [6] Ebend., S. 331. – [7] Ebend., 1902. – [8] Ebend., 1896, S. 572. – [9] Ebend., 1893, S. 542. – [10] Seibt, W., Ueber selbsttätige Pegel und die Zusammengehörigkeit ihrer Aufzeichnungen mit Nivellements erster Ordnung, VII. Internationaler Schiffahrtskongreß, Brüssel 1898; Ministerium der öffentl. Arbeiten in Preußen, Das Nivellements- und Pegelwesen der preuß. Wasserbauverw., betr. Führer s.d. Weltausstellung St. Louis 1904, Berlin 1904. – [11] Lueger, O., Die Wasserversorgung der Städte, Abteil. II, Leipzig 1908. – [12] Schmidt, G., Elektr. Telegraphie, 3. Aufl., Leipzig 1906, S. 431 ff. – [13] Wietz und Erfurth, Hilfsbuch für Elektropraktiker, 6. Aufl., Leipzig 1907, S. 90 ff. – [14] Zentralbl. d. Bauverw. 1900. – [15] Ebend., 1891, S. 405.

Lueger.

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3., Fig. 4.

Fig. 5.

Fig. 6.

Fig. 7.