Die Trinkwasserversorgung dauerhaft sichern, die kommunalen Grünanlagen über Trockenperioden retten sowie Städte und Gemeinde resilient machen gegenüber Starkregenereignissen – wenn es ums Wasser geht, haben Ämter und Betriebe der öffentlichen Hand ganz unterschiedliche Herausforderungen zu bewältigen. Blickt man genauer hin, stellt man fest, dass sich durchaus Bezüge zwischen den einzelnen Themenbereichen herstellen lassen – und eine solche „Integration“ die Problemlösung vereinfacht. Ein Smart Water Management fördert die Effizienz bei strategischer Planung und operativem Betrieb. Das senkt die Kosten und hilft auch Umwelt, Klima – und nicht zuletzt den Bürgern.
Abschmelzende Gletscher und ausbleibende Niederschläge, längere Trockenphasen und vermehrte Starkregenereignisse – sie tragen dazu bei, dass Böden austrocknen, die Grundwasserspiegel sinken, ebenso die Pegel von Flüssen, aus denen Uferfiltrat gewonnen wird. Trinkwasser ist also eine knapper werdende Ressource, mit der schonend umgegangen werden muss.
In den Städten und Gemeinden nimmt man sich dieser Aufgabe an. Jedoch besteht weiterhin noch großes Verbesserungspotenzial. So versickern trotz der ständigen Investitionen in die Infrastruktur nach unterschiedlichen Schätzungen zwischen 5 und 10 Prozent des Trinkwassers aufgrund von Leckagen ungenutzt im Boden, in ganz Europa beträgt der Wert bis zu 23 Prozent.
Daneben wird Wasser mit wenig smarten Bewässerungsmethoden verschwendet. Zugleich bleiben Flächen und Pflanzen unversorgt, so dass es bei Trockenphasen zum Absterben kommt. Die Neubepflanzung verursacht Kosten, gleichzeitig fehlt der kühlende Effekt auf das innerstädtische Klima in Hitzeperioden.
Aufgrund der häufiger auftretenden Überflutungen in Folge von Starkregenereignissen, werden vielerorts die Abwassersysteme ertüchtigt, um Niederschläge möglichst schnell abzuleiten. Nur bedingt werden solche Projekte genutzt, um Reservoirs anzulegen, die Wasser für die Bewässerung bereitstellen können. Und auch hier kommt es immer wieder durch unbemerkte Leckagen und Fehlfunktionen zum Wasserverlust.
Das Ergebnis sind Verluste sowohl für die Umwelt als auch für die öffentlichen Kassen. Smart Water Management bietet hier verschiedene Ansatzpunkte, solche Probleme intelligent zu lösen und damit sowohl Kosten einzusparen als auch die Lebensqualität in der Stadt bzw. der Gemeinde zu verbessern.
Datenbasis aus dem Internet der Dinge
Gerade beim vielfältigen Thema Wasser gilt es, eine aussagekräftige Datenplattform zu schaffen, die alle Aspekte einbezieht. Hierzu können unterschiedliche Sensoren beitragen, die zusammen ein Internet der Dinge (IoT) bilden, das wiederum die Schaffung eines digitalen Zwillings der Kommune in Sachen Wasser ermöglicht.
Um einige Beispiele zu nennen: Bodenfeuchtesensoren überwachen den Wassergehalt des Bodens, während Pegelsensoren den Wasserstand in Gewässern und Reservoirs messen. Niederschlagssensoren erfassen die Wassermengen, die auf die allgemeine Wasserbilanz einzahlen. Durchfluss- und Verdunstungssensoren wiederum helfen, Wasserverluste zu erkennen und zu vermeiden. Zusätzlich können Ortungs-, Temperatur-, Wind-, Wasserqualitäts- und andere Sensoren weitere wichtige Daten liefern, die für eine optimale Wasserbereithaltung und Bewässerungssteuerung relevant sind.
Integrierte Datenplattform
All diese Daten werden auf einer Datenplattform als Teil eines nahtlosen, modularen Gesamtsystems integriert, das gegebenenfalls mit Bestands- und Drittsystemen zusammengeführt wird. Hier werden die Daten harmonisiert, analysiert und angereichert, um möglichst aussagekräftig zu sein. Schließlich werden die vorliegenden Informationen über Dashboards visualisiert – wiederum ganz nach Bedarf. Da kann es eines für die Bewässerung geben, eines für Erkennung und Bewältigung von Starkregen, eines für das Abwassermanagement und was sonst noch benötigt wird.
Wichtig ist: Obwohl es verschiedene Akteure mit unterschiedlichen Aufgaben gibt, greifen alle letztendlich auf eine einheitliche Datenplattform zu. Sprich: Es gibt in den verschiedenen Abteilungen keine unterschiedlichen Datenstände, keine Silodaten, die anderen Abteilungen nicht zur Verfügung stehen, und auch keine unterschiedlichen bzw. inkompatiblen oder entkoppelten Software-Lösungen, die jeweils für sich gepflegt werden müssen.
Die Rolle von antizipierenden Systemen
Um die Effizienz des Wassereinsatzes zu steigern, spielen vorausschauende Systeme eine Schlüsselrolle. Sie stützen sich auf historische Daten und die kombinierte Expertise u.a. von Hydrologen, Botanikern, Gärtnern, Landschaftsarchitekten, Stadtplanern, sowie auf Bürgerhinweise, beispielsweise zu austrocknenden Bäumen oder Verklausungen in Wasserdurchläufen, die über Mängelmelder eingehen.
Diese Systeme nehmen den urbanen Wasserkreislauf, die Beschaffenheit und Kapazität der Böden zur Wasserabsorption, die Höhe des Grundwasserspiegels bzw. die Situation der Flüsse in wasserführenden Schichten, den Wasserbedarf verschiedener Pflanzentypen – auch unter Berücksichtigung ihrer Trockenheitsempfindlichkeit – sowie die Gestaltung einer optimierten städtischen Infrastruktur in den Blick. Dadurch wird eine präzise Bewässerungsplanung möglich, welche die Vitalität städtischer Grünanlagen und Bepflanzungen bis hin zu Ackerflächen unterstützt und den Kreislauf in Balance hält.
Mehrwert eines städtischen Ökosystems
Die Optimierung des Bewässerungsmanagements für städtische Grünflächen bietet zahlreiche Vorteile. Sie trägt zur nachhaltigen Entwicklung von urbanen Regionen bei, indem sie die Aufenthalts-, Erholungs- und Lebensqualität der Bürger (und anderer Bewohner) wie auch von Besuchern verbessert und gleichzeitig den Wasserverbrauch reduziert.
Pflanzen tragen zur Luftreinigung, zur natürlichen Kühlung und zum Lärmschutz bei, bieten Lebensraum für die Tierwelt und erhöhen die ästhetische Qualität sowie die Widerstandskraft und Anpassungsfähigkeit der Stadt. Diese Vorteile werden fachsprachlich als „Ecosystem Services“ bezeichnet und tragen zur Schaffung einer gesünderen und angenehmeren urbanen Umgebung bei.
Ebenso können die vorhandenen Daten dazu herangezogen werden, strategische Entscheidungen der Verwaltung zu unterstützen. Beispielsweise bei der Realisierung von Konzepten wie der „Schwammstadt“, bei dem Wasser nicht schnellstmöglich abgeleitet, sondern in Kanälen und Kavernen zwischengespeichert wird und dann in Trockenphasen für Bewässerungsaufgaben zur Verfügung steht.
Externe Unterstützung gefragt
Der Aufbau einer zentralen Datenplattform und die Integration mit den verschiedenen Datenquellen und Bestandssystemen, die Interpretation der Daten und die Umsetzung der dadurch gewonnenen Erkenntnisse in der Praxis stellen viele Städte und Gemeinde vor enorme Herausforderungen. Sie suchen häufig nach erfahrenen Partnern, die dabei helfen, die komplexen Aufgaben zu sortieren und schrittweise zu lösen.
Hier bietet sich EDAG Production Solutions mit seiner langjährigen Expertise als unabhängiger Ingenieursdienstleister an. Die EDAG-Spezialisten haben Digitalisierungskonzepte aus der Industrie erfolgreich auf Smart-City-Anwendungsfälle übertragen. Denn auch bei solchen kommunalen Lösungen geht es um die Umsetzung und Implementierung vernetzter, datenbasierter Lösungen, wie zum Beispiel für das smarte Bewässerungsmanagement.
Von der ganzheitlichen, strategischen Beratung, über Fördermittelanträge, Unterstützung bei Ausschreibungen und Partnering, Beschaffung, Montage, Inbetriebnahme und Sensor-Care, bis zur Entwicklung modularer Softwaresysteme und Schnittstellen sowie Betrieb über eigene Managed Services bietet die EDAG Group für Städte und Gemeinden und ihre Herausforderungen die passenden Dienstleistungen und Lösungen.
Wollen auch Sie mehr erfahren über die Potenziale eines digital optimierten kommunalen Wassermanagements? Dann sprechen Sie mit unserem Experten Nico Marzian, Project Manager & Business Development Manager Smart City & Smart Infrastructure. Er kann Sie auch zu Möglichkeiten bei weiteren Smart-City-Themen beraten, wie Verkehrssteuerung (Smart Traffic Management), Abfallwirtschaft (Smart Waste Management) und traditionelle wie neue Formen der Landwirtschaft (Smart Farming). Oder laden Sie sich gleich hier unser Whitepaper „Smart Water Management – Herausforderungen intelligent bewältigen“ herunter, das die Möglichkeiten eines intelligenten Wassermanagements beleuchtet und auch weitere Praxisanwendungen darstellt.
