Distributed temperature sensing (DTS) als Messverfahren in Landoberflächenhydrologie und Siedlungswasserwirtschaft

Kenntnisse uber raumzeitliche Veranderungen der Temperatur spielen in vielen umweltwissenschaftlichen Disziplinen zur Beschreibung von Systemen und darin ablaufenden Prozessen eine entscheidende Rolle. Die Messung der Temperatur und davon ableitbarer Grosen erfolgt zumeist jedoch nur auf In-situ-Punktmessungen, welche oft unzureichend zur Beschreibung von komplexen Systemen und dynamischen Prozessen sind. Die Distributed-Temperature-Sensing-Technik erlaubt raumlich und zeitlich hochaufgeloste Messungen der Temperatur und davon ableitbarer Grosen entlang groser Distanzen. Ein optoelektrisches Gerat dient sowohl als Lichtemitter als auch als Spektrometer zur Messung der Streuung des Lichtes entlang eines damit verbundenen Lichtwellenleiters. Dieser dient als linearer Sensor mit einer raumlichen Auflosung von bis zu 25 cm. Mit Fokus auf hydrologische Fragestellungen wurden verschiedene Anwendungsmoglichkeiten getestet. Durch Verlegung eines Lichtwellenleiters entlang der Flusssohle konnen die Temperaturdynamik im Fluss, kleinraumige Variabilitaten und Zuflusse aus dem Grundwasser detektiert werden. Dies ist hilfreich, um die Auswirkungen von anthropogenen Warmeeintragen besser abschatzen zu konnen bzw. den Einfluss von Beschattungseffekten oder flussmorphologischer Variabilitaten auf die Wassertemperatur und folglich das okologische System zu erfassen. Hochaufgeloste Messungen der Schneetemperatur helfen Schmelz- und Gefrierprozesse in der Schneedecke besser zu verstehen und besser in hydrologischen Modellen abzubilden. Beheizte Glasfaserkabel konnen zur Abschatzung des Wassergehalts im Boden verwendet werden. Neben hydrologischen Anwendungen wurde die Detektion von Lecks in Seedruckleitungen mit einer raumlichen Auflosung von 25 cm getestet. Dabei konnten im Labor Lecks von 6 mm detektiert und verortet werden. In allen Anwendungsbereichen konnten kleinraumige Veranderungen der Temperatur exakt gemessen und dadurch naturliche Variabilitaten, anthropogene Einflusse sowie Leckagen in Rohrleitungen erfasst werden.