Einleitung

Die Behörden entscheiden über die wasserrechtliche Erlaubnis nach pflichtgemäßem Ermessen. Diese wird unter Berücksichtigung der Gewässerbewirtschaftung und der Regularien im Wasserhaushaltsgesetz (WHG §6 und §12) erteilt. Ein Rechtsanspruch auf Erlaubnis oder Bewilligung besteht nicht. Die wasserrechtliche Erlaubnis ist für den Wasserversorger die grundlegende Vorrausetzung, um sein Versorgungsnetz mit entsprechenden Entnahmestellen wie Brunnen, Quellschüttungen und Flachbrunnen betreiben zu dürfen. Die Zulassung legt Art und Maß der Nutzung fest und ist befristet. Sie ist unter Umständen mit Auflagen und Nebenbestimmungen verknüpft. In bestimmten Fällen kann sie widerrufen werden.

Um die Notwendigkeit der Berichtsführung zum Vorteil zu verwenden, gibt es gute Werkzeuge. Dabei wird der Aufwand minimiert und ein erweiterter Nutzen erreicht. Aus der Pflicht wird eine Tugend.

Um die wasserrechtliche Erlaubnis zu erhalten und auch nach dem Ablauf der Genehmigungszeit zu verlängern, ist eine ordentliche Berichtsführung verbunden mit einem angepassten Berichtswesen notwendig. In den meisten Fällen werden von den Behörden Monats- und Jahresberichte verlangt.

Abbildung 1 Praxistipp Automatische Berichtsführung mit KANiO.

BERICHTWESEN PFLICHT

Die Berichte haben je nach Bundesland und Behörde verschiedene Formate, Felder und Inhalte.
Wichtige Angaben sind neben den meist gleichbleibenden Inhalten wie Adresse, Netzlänge, Hausanschlüsse und Einwohnerwerte, die dynamischen Werte wie geförderte Wassermengen, Fremdbezugsmenge, durchschnittlicher Betriebsdruck.

Von vornherein sind die Berichte eine notwendige Pflicht, die ohne digitale Vorlage grundsätzlich aufwendig sind.  Um den Antrag zur wasserrechtlichen Erlaubnis zu erstellen, werden monatliche oder jährliche Entnahmewerte von Brunnen rückwirkend für bis zu 10 Jahre abgefragt. Nach jeder Genehmigung erfolgt die Auflage, regelmäßige Kontrollen durchzuführen und die damit verbundenen Berichtsführung zu erstellen.

Typische Inhalte der Berichte für die Behörde sind:

  • Informationen und Mengen der Wassergewinnung
  • Fremdbezug von anderen Wasserversorgern
  • Wasserverteilung und verkaufte Wassermenge
  • Ablesen gesonderter Wasserzähler z.B. am Friedhof, Feuerwehrgebäude, Standrohrwasserzählern bei Sondergenehmigungen
  • Sonstige Wasserverbräuche
  • Rohrnetzverluste
  • Rohwasserförderungen (alle Brunnen und Quellschüttungen) rückwirkend auf 5-10 Jahre
  • Maximale Tagesfördermenge

Manuelle Berichtsführung mit hohem Personaleinsatz

Gerade bei kleinen und mittleren Wasserversorgern werden die Betriebs- und Messwerte häufig händisch vor Ort notiert und im Anschluss übertragen. Der damit verbundene Aufwand ist hoch. Bedingt durch die Zeitintervalle der Kontrollen entstehen häufig Messfehler und Lücken.

Um die grundlegend notwendigen Monats- und Jahresberichte zu erstellen, ist ein hoher personeller Aufwand erforderlich durch:

  • Fahrwege zur Mess-/Prüfstelle
  • Quellen: Mengen auslitern
  • Brunnen: Brunnenabsenkung messen
  • Ablesen und notieren von Werten auf Messuhren
  • Manuelle Erfassung und Übertragung ggfs. in Excel
Abbildung 5 Die manuelle Berichtsführung erfordert hohen Personalaufwand vor Ort. Der langjährige HST-Kunde Ralf Kollmann, Wassermeister Waldkappel (links), bleibt dabei ganz entspannt (rechts Thorsten Baulig, HST-Projektleiter).

Automatische Berichtsführung

Dieser Aufwand kann durch automatische Berichtsführung mit angepasster Sensorik, Übertragungs- und Leittechnik minimiert werden. Die relevanten Messwerte werden übertragen und zentral gespeichert. Meist erfolgt die Übertragung in Echtzeit. Somit sind die grundlegend notwendigen Informationen unmittelbar und jederzeit verfügbar. Die im Folgenden aufgeführten beispielhaften Inhalte für Berichte können bedarfsweise erweitert werden.

Zur Brunnenbewertung ist vollautomatisch der maximale Ruhewasserspiegel bei minimaler Entnahme, sowie der minimale Betriebswasserspiegel bei maximaler Entnahme jederzeit abrufbar. Zusätzlich zu diesen Werten werden die monatliche Rohwassermenge, Ruhestunden und Betriebsstunden berechnet.

Zur Quellschüttungsbewertung sind die monatlichen Grundwasserentnahmemengen und Quellschüttungsmessungen für jede Quelle abrufbar. Somit wird deutlich, welche Mengen tatsächlich ausgeschüttet werden und welche Menge real abgenommen wird.

Abbildung 6 Tagesbericht für automatische Berichtsführung mit SCADA.web.

PRAKTISCHER NUTZEN DES BERICHTSWESENS

Durch die kontinuierliche Überwachung können Fehlermeldungen direkt per E-Mail, SMS und/oder Telefonanruf abgesetzt werden. Die Grenzwerte zur Alarmierung werden im Leitsystem auf Erfahrungswerte festgelegt. Die detaillierte Abspeicherung der Messdaten lässt sich in Tabellen und in Ganglinien anzeigen. Hierbei wird der Zustand der gesamten Versorgungsanlage und deren einzelnen Komponenten übersichtlich und schnell durchschaubar.  Daraus lassen sich Trends und Tendenzen der Betriebssicherheit ableiten.

Bei der Umrüstung des Wasserversorgungsnetzes zum Erzeugen automatischer Berichte werden die technischen Daten aller Aggregate, Aktoren und Sensoren im Versorgungsnetz in das Leitsystem aufgenommen.

Hierdurch entstehen Mehrwerte wie:

  • Bei Wartung oder Defekt:. Direkte Bestellung von Ersatzteilen oder Vergleichstypen basierend auf Bestandsdaten im Leitsystem
  • Plausibilitätsprüfung im Zusammenhang stehender Verbrauchs- und Förderwerte
  • Definition des optimalen Betriebspunktes basierend auf Bericht „Energieeffizienzanalyse“. Mögliche Basis für Netzbewirtschaftungskonzept

Erweitert zeigt ein in das Leitsystem eingebundenes Übersichtsschaubild der verfahrenstechnischen Zusammenhänge (siehe Beispielbild). Durch anschauliche und zusammenhängende Strukturen können Fehler schnell erkannt werden und eventuelle Zwischenlösungen gefunden werden.

So können als Beispiel bei dem Ausfall einer Brunnenpumpe die Grenzwerte des Hochbehälters von jedem Standort remote verändert werden, um einen Notbetrieb einzuleiten.

Erfahrungsrückmeldungen unserer Kunden haben uns über viele Jahre gezeigt, welche Übersichten im Regelfall dienlich sind und Bedarfsfall notwendig werden.

Abbildung 7 Überwachung von Hochbehältern mit SCADA.web.

Datengewinnung für zusätzliche Betriebssicherheit

Durch das Aufteilen in Verbrauchszonen können zusätzlich detaillierte Rückschlüsse auf Rohrbrüche und sich entwickelnde Leckagen gezogen werden.

Zusätzlich zu den notwendigen Protokollen ist es möglich, Mess- und Verbrauchswerte direkt abzurufen. Somit ist eine aktuelle Funktionsübersicht und die Betriebssicherheit gewährleistet.

Bei undefinierten Funktionen oder Fehlern setzt das System direkt Störmeldungen ab und der Betreiber kann unmittelbar reagieren.

Ergänzend zu den notwendigen Protokollen werden oft interne Tages- und Zeitraumprotokolle automatisch erzeugt. Diese unterstützen im Berichtswesen Funktions- Fehlererkennung und es lassen sich Tendenzen detaillierter daraus erkennen.

Abbildung 9 Einteilung in Verbrauchszonen zur Identifikation von Leckagen.

PRÄVENTION DURCH BERICHTWESEN

Durch die gezielte Übersicht von täglichen Ein- und Aus-Zeiten und aufsummierten Betriebsstunden lassen sich Wartungen und Anpassungen präventiv planen. Somit kann beispielsweise der Austausch des Leuchtmittels innerhalb einer UV-Anlage aufgrund der gespeicherten Betriebsstunden frühzeitig vorgesehen werden. In den Bericht können auch weitere Anlagenobjekte aufgenommen werden, um eine gegebenenfalls vorzeitige Wartung zu koordinieren. So werden Ausfallkosten vermieden. Reparatur- und Wartungskosten reduziert.

Durch zielgerichtete Berichte und dokumentierte Mess- und Betriebswerte wird Unbekanntes durch Bekanntes ersetzt. Entscheidungen werden ZukunftSICHER! getroffen.

Hierzu ein paar Beispiele aus der Praxis:

  • Gespeicherte Trübungswerte geben Aufschluss zur Funktion des Brunnens bei verschiedenen Betriebssituationen und daraus ableitend notwendige Anpassungen.
  • Über Betriebsstunden kann abgeleitet werden, ob der Brunnen optimal bewirtschaftet wird.
  • Verändert sich die Förderleistung der Pumpe, kann eine mechanische, elektrische oder hydraulische Beeinflussung der Ursprung sein. Hieraus ableitend ist eine Prüfung vor Ausfall durch beispielsweise eine vorgezogene Wartung notwendig. Damit die Anlage dauerhaft sicher und effizient funktioniert, ist es wichtig zugesetzte Filter, verschlissene oder mechanisch abgenutzte Pumpen, fehlerhafte Dichtungen oder elektrische Beeinträchtigungen frühzeitig zu erkennen, um erhöhtes Risiko und Mehrkosten zu vermeiden.
  • Ersatz und Tauschteile können frühzeitig und kostengünstig beschafft werden. Anstatt eines Noteinsatzes wird ein geplanter Umbau terminiert und anstehende Investitionen in den Haushaltsplan mit aufgenommen.
  • Meist werden Pumpen und Antriebe mit viel Leistungsreserve ausgelegt. Folglich kann dies energetisch oder hydraulisch ungünstige Betriebssituationen zur Folge haben. So kann aus angepassten Berichten der Einsatz von Frequenzumrichtern oder Antriebsanpassungen abgeleitet werden. Durch Umrichter gesteuerte Antriebe ist eine Betriebspunktregelung, Frequenzerhöhung zur Steigerung der Leistungsreserven und lastabhängige Regelung bis zu intelligentem Druckmanagement, Druckabsenkung oder Druckspitzenvermeidung möglich.
  • Durch detaillierte Zu- und Abflusswerte der Hochbehälter kann ein Bewirtschaftungskonzept abgeleitet werden.
Abbildung 10 Brunnenschacht
Abbildung 11 Pumpen in einem Wasserwerk.
Abbildung 12 Abflusswerte eines Hochbehälters in SCADA.web.

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Markus Bayer

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