HST Praxistipp: 4.0-Netzbewirtschaftung – Smart City Water in Stadt, Region und Kommune praktisch umgesetzt

HST Praxistipp: 4.0-Netzbewirtschaftung – Smart City Water in Stadt, Region und Kommune praktisch umgesetzt

Smart City beginnt für viele bei der Datenleitung, der Beleuchtung oder beim Verkehr. Wirklich wirksam wird sie bei der kritischen Infrastruktur. Smart City Water bedeutet dabei, urbane Wasserinfrastruktur vernetzt, datenbasiert und vorausschauend zu regeln. 4.0-Netzbewirtschaftung ist die technologische Grundlage für Smart City Water.

Ziel ist es, Gewässerschutz, Hochwasservorsorge und Betriebssicherheit für das Gemeinwohl aufeinander abzustimmen. Die Wasserwirtschaft in der Smart City wird vom rein technischen Betrieb zur strategischen Steuerungsgröße. Mit der 4.0-Netzbewirtschaftung werden zudem die Vorgaben des Wasserhaushaltsgesetzes WHG, der EU Wasserrahmenrichtlinie WRRL und der Kommunalabwasserrichtlinie KARL erfüllt.

Für die Regelung von Prozessen in Kanalnetzen ist die Berücksichtigung des größten Unsicherheitsfaktors, des Niederschlags, erforderlich. Prognostische Niederschlagsdaten bilden die zentrale Grundlage einer resilienten Smart City Water-Strategie. Mit der Integration von Niederschlagsdaten des Portals NiRA.web® können in wasserwirtschaftlichen Anlagen Stauräume nach Bedarf gefüllt oder geleert werden. Entlastungen werden auf ein Minimum reduziert. Dadurch werden Schadstoffe und Mikroplastik im Kanalsystem zurückgehalten.

Neben den Niederschlagsprognosen selbst erweitert die Integration weiterer Umwelt- und Betriebsdaten die Entscheidungsbasis erheblich. Im Niederschlagsportal NiRA.web® werden auch aktuelle Pegeldaten der Gewässer bereitgestellt, die in Kombination mit Niederschlags- und Abflussdaten eine wertvolle Entscheidungsgrundlage für den sicheren Kanalbetrieb ergeben. Zusätzlich können Daten von Bodenfeuchtesensoren und der Starkregenindex der DWA (DWA-M 119) direkt integriert werden. Diese umfassende Datenbasis, bereitgestellt über Standardschnittstellen, erhöht die Betriebssicherheit: Mit NiRA.web® ist sogar eine direkte Steuerung von Maschinen möglich.

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Mehr zu Niederschlagsdaten
Neben der Eingangsgröße „Niederschlag“ spielt die Erfassung der Ausgangsgröße „Überlaufmenge“ eine wesentliche Rolle. Um flexibel auf Veränderungen reagieren zu können oder um Prozesse ständig zu verbessern, ist eine lückenlose Erfassung, Dokumentation und Auswertung der Überlaufmengen wesentlich.

Ein Vorbild ist die Stadt Künzelsau: Hier wurden 25 Regenüberlaufbecken mit einem System zur präzisen Erfassung, Dokumentation und Auswertung von Einstau- und Entlastungsereignissen ausgestattet. Diese Überlaufmengen werden für Betrieb und Planung genutzt. Gleichzeitig erfüllt die Stadt nun zukunftssicher die steigenden Anforderungen aus der Kommunalabwasserrichtlinie KARL an die Dokumentation des Einstau- und Entlastungsverhaltens.

Sichern Sie sich rechtlich mit der exakten Erfassung, Dokumentation und Auswertung von Überlaufmengen ab!

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Die Daten aus der Eingangsgröße „Niederschlag“ kombiniert mit den Daten der Ausgangsgröße „Überlaufmenge“ sind wesentliche Faktoren für eine ganzheitliche 4.0-Netzbewirtschaftung. Ergänzt mit weiteren Daten aus dem Kanalnetz bilden diese Daten im Sinne von Smart City Water die Grundlage für die 4.0-Netzbewirtschaftung des Projektes „InSchuKa 4.0“ in Jena. Der Zweckverband JenaWasser installierte in den Abwasser-Hauptsammler digital steuerbare Kanalklappen. In Zukunft reguliert ein System aus KI-gesteuerten Klappen das Transportvolumen auf der Basis von Kanalmesswerten und Wetterprognosen automatisch. So werden Entlastungen verhindert und Ablagerungen bei Trockenheit reduziert. Mit der Integration von Sensorik und Kameras kann dieser Prozess durch den Anwender ortsunabhängig überwacht und somit die präzise Steuerung sichergestellt werden – ein konkreter Baustein einer Smart City Water-Strategie.

Zur Erklärung: Alle relevanten Daten werden zentral im IntelliNet-Bewirtschaftungssystem zusammengeführt. Das Abfluss- und Einstaugeschehen wird stetig und in Echtzeit für fortlaufende Prognosen und Ist-Abgleiche erfasst. Darauf basierend können spezifische Ziele und Aufgaben im System Kanalnetz-Kläranlage definiert und erreicht werden. Konkurrierende Ziele und Aufgaben innerhalb dieses Systems werden automatisch aufeinander abgestimmt. - Von der Stauraumaktivierung über die 4.0-Netzbewirtschaftung bis hin zum Hochwassermanagement stellt die Querschnittstechnologie IntelliNet die Funktionalität des Systems sicher. Durch die intelligente Steuerung des Kanalnetzes werden z.B. Kläranlagen entlastet und Umweltschäden verringert.

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Bei der Dimensionierung und Konfiguration von Rechen und Sieben/Abflussregelungen/Reinigungseinrichtungen gibt es zahlreiche weitere Aspekte und Erfahrungen zu berücksichtigen. Einige können wir über unsere Checkliste erfahren, am leichtesten und sicher ist es jedoch im Gespräch mit unseren Fachingenieuren im Planerservice die Rahmenbedingungen und Anwendung im Dialog abzustimmen. Dort können Fragen zur hydraulischen sicheren Bemessung und Auslegung, zur Anordnung, zur Einbringung in das Bauwerk, zur Schaltanlage, zu Anschlüssen und Kabelwegen, zur Prozessüberwachung und Wartung individuell erörtert werden. Mit den gewonnenen Informationen können wir Ihnen dann einen passgenauen und zukunftssicheren Vorschlag ausarbeiten!