Omrekenen van meetgegevens

De meetgegevens zijn vaak afkomstig van verschillende meetinstrumenten die de meetgegevens ook in verschillende eenheden opslaan. Zoals waterstanden in meters én centimeters, of waterstanden ten opzichte van NAP én ten opzichte van de puthoogte. Om een goede analyse te kunnen uitvoeren en rekenfouten te voorkomen, is het noodzakelijk eenzelfde meetgegeven te herleiden naar één standaardeenheid, en soms ook naar een uniforme tijdstap. Dit lijkt een eenvoudige handeling, maar blijkt in de praktijk tot veel fouten te leiden. Hier vindt u een toelichting aan de hand van drie typische metingen aan rioolstelsels: neerslag, waterstanden en debieten. Neerslag Afhankelijk van de apparatuur en de instelling ervan registreren meetstations neerslag in verschillende eenheden en tijdstappen. De eenheid is vaak millimeter, maar het KNMI registreert neerslag bijvoorbeeld in tiende millimeter. Typische tijdsintervallen voor neerslaggegevens zijn 5 minuten, 10 minuten, 15 minuten, uurwaarden en dagwaarden. Om de neerslaggegevens van verschillende stations met elkaar te kunnen vergelijken, is herleiding naar één eenheid en tijdstap nodig, bijvoorbeeld millimeter per 5 minuten.   Soms registreert het meetstation de (cumulatieve) neerslag die in de meetperiode (bijvoorbeeld in 5 minuten of in 1 uur) is gevallen. Ook kan het meetstation momentane neerslagintensiteit in millimeter per uur registreren. In de praktijk is een foutje snel gemaakt en dit valt niet altijd meteen op.   Neerslag gemeten met een ‘tipping bucket’ (regenmeter met een kantelbakje) geeft een niet-regelmatige (oftewel niet-equidistante) tijdreeks van tippings (kantelingen). Voor de analyse is het handig om meetwaarden om te zetten naar een vaste equidistante tijdreeks, bijvoorbeeld elke 5 minuten. Neerslagregistratie door het KNMI Het KNMI registreert behalve 10-minutenwaarden ook dagwaarden. Voor het KNMI begint de dag om 10.00 uur Greenwich Mean Time (GMT), waarbij het rekening houdt met het tijdsverschil tussen zomer- en wintertijd. Een ander station bepaalt de dagwaarde door de neerslag tussen 0:00 en 24:00 uur bij elkaar op te tellen. Bij onderlinge vergelijking van beide dagwaarden kan verwarring ontstaan. Waterstanden Elk meetinstrument heeft specifieke instellingen. Voor rioolwaterstanden geldt dat: Een meetinstrument de standen op de ene plek in millimeters kan opslaan en op de andere plek in meters. Meetinstrumenten de waterstand ten opzichte van verschillende referentiehoogten kunnen bepalen, zoals meter NAP of ten opzichte van de kruinhoogte van de overstortdrempel. Meetinstrumenten de waterstand in verschillende intervallen kunnen meten, zoals om de 5, 10, of 15 minuten. De metingen niet-equidistant kunnen zijn, doordat de meetinstrumenten de waterstanden bijvoor-beeld alleen registreren als die meer dan 1 cm veranderd zijn ten opzichte van de vorige meetwaarde. De tijd op de interne klokken van meetinstrumenten kan afwijken van de werkelijke (systeem)tijd. Om tot een uniforme waarde voor de waterstand te komen, is het noodzakelijk alle waterstanden op eenzelfde manier op te slaan. De voorkeur gaat uit naar een equidistante tijdreeks in meters ten opzichte van NAP. Veranderende peilmerken in Nederland Ongeveer 35.000 zogeheten ‘peilmerken’ maken het NAP zichtbaar. Peilmerken zijn bijvoorbeeld boutjes in gebouwen en bruggen. Rijkswaterstaat heeft de hoogte van deze merken ten opzichte van NAP nauwkeurig vastgelegd. Daarnaast bestaan in Nederland circa 220 ondergrondse merken die stevig zijn gefundeerd. Nederland kantelt (grofweg rond de lijn Brussel-Hamburg) en daardoor veranderen geleidelijk de hoogteverschillen tussen de (ondergrondse) merken. In figuur A ziet u dat in het zuidoosten de peilmerken omhoog komen en in het noordwesten juist naar beneden gaan. Daarom corrigeert Rijkswaterstaat de lijst van peilmerken met hoogten ten opzichte van NAP één keer in de tien jaar met enkele centimeters. Het kan dus uitmaken of een hoogtemeting met de oude of nieuwe lijst is ingemeten. (Bron: www.rdnap.nl.) Figuur A De hoogteverschillen tussen de NAP-peilmerken veranderen in de tijdVergroot afbeelding Debieten Net als bij waterstanden verschilt de instelling voor de debietmeting per meetinstrument. Zo kan een meetinstrument een debiet in liters per seconde, per minuut of in m3 per uur opslaan. Voor de analyse is het noodzakelijk de gegevens naar dezelfde eenheid te converteren, bijvoorbeeld m3 per uur.   Als er geen debietmeter is, is het verpompte debiet af te leiden uit de inzet van een gemaal. Om dat nauwkeurig te doen, zijn de opgeslagen aan- en uitslagtijden van het gemaal te gebruiken. Bij het omzetten van draaiuren naar een debiet zijn hiervoor de (actuele) pompcurve van het gemaal en de gemeten druk boven- en benedenstrooms bruikbaar. Overige aspecten Bewaar de bewerkte én de ruwe meetgegevens voor eventuele latere analyses, bijvoorbeeld als blijkt dat bij het omzetten van data een fout is gemaakt. Meestal doen gemeenten weinig met de ruwe meetgegevens, maar het kost weinig tijd of moeite om ze te bewaren. Eenduidige tijdregistratie De tijdregistratie van de data moet eenduidig zijn. Een bekend ‘probleem’ is bijvoorbeeld de overgang van zomer- naar wintertijd. Synchroniseer ook tijdreeksen die het meetsysteem met niet gelijklopende klokken heeft opgeslagen. De database moet een standaardtijd aanhouden, bij voorkeur de wintertijd (GMT+1). Alleen in de presentatie van de meetresultaten naar de gebruiker zijn de data naar de zomer- of wintertijd om te zetten. Want dan kunnen geen gegevens verdwijnen doordat de klok een uur teruggaat en kan er geen gat ontstaan doordat de klok een uur vooruitgaat. Kloksynchronisatie Een ander aandachtspunt is de dagelijkse synchronisatie van de klokken op de onderstations met de hoofdpost. Dit voorkomt dat de tijden uit elkaar gaan lopen. (Deze synchronisatie is een standaardfunctionaliteit in de meeste SCADA-systemen.)