Smart Water Control

Geldgeber: Dieses Projekt wird aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen des Programms „Smart Cities“ durchgeführt.

  

Projektpartner: G. Bernhardt's Söhne Ges.m.b.H.
Bearbeiter: Robert SITZENFREI, Michael MAIR, Carolina KINZEL, Martin OBERASCHER

Projektdauer: 07/2017 – 10/2018

Kurzbeschreibung:

In dem Sondierungsprojekt „Smart Water Control“ werden die Grundlagen für eine erfolgreiche Umsetzung eines innovativen, intelligenten Sensor- und Steuerungsnetzwerkes der urbanen Wasserinfrastruktur (Wasserversorgung, Schmutzwasserentsorgung und intelligente Ableitung von Regenwasser) geschaffen. Durch das smarte Monitoring einzelner Teilsysteme, soll Mithilfe der Sensordaten in Echtzeit ein optimaler Steuerungsablauf etabliert werden und daher damit der Wasserkreislauf einer urbanen Region systemübergreifend, hinsichtlich Effizienz und Ressourcenschonung, optimiert werden. 

Die generelle Idee in diesem Forschungsvorhaben ist, dass eine Vielzahl von Parametern (z.B.: Bodenfeuchtigkeit, Wasserstand, Temperatur, Druck, Energiebedarf, Durchflüsse und Abflüsse) in möglichst zeitlich feinaufgelösten Abständen gemessen und übertragen werden (z.B.: Minutentakt) und sich dadurch ein signifikanter Mehrwert im Betrieb und der Steuerung der Anlagen aber auch für zukünftige Umsetzungen ergeben. Einerseits können diese gewonnenen Daten aufbereitet und zur Bewusstseinsbildung der Konsumenten verwendet werden. Andererseits stellen die Messdaten einen wichtigen Schritt zur modelltechnischen Abbildung der komplexen Wasserinfrastruktursysteme dar und können in weiterer Folge auch als Eingabedaten in Modellsimulationen verwendet werden. Letztere sollen das Systemverhalten voraussagen bzw. auch die aktuell gemessenen Daten validieren, was die Grundlage einer optimalen Steuerung und Störfallerkennung in Echtzeit darstellt. Zusammenfassend setzt sich ein erstrebenswertes System aus drei Hauptkomponenten, nämlich aus Messung, Modell und Steuerung zusammen.
Ein derartiges System hat Auswirkungen für die gesamte Gesellschaft und Umwelt:

• ökologische (Ressourcenschonung, Steigerung der Effizienz)
  
• ökonomische (z.B.: Lastensteuerung, neuartige Preisgestaltung der Wasserinfrastruktur für den Kunden)
  
• soziale (Bewusstseinsbildung, Mehrzwecknutzung von Wasserinfrastruktur bspw. als Naherholungsgebiet)
• technische (z.B.: Störfallerkennung, verbesserte Reinigungsleistungen, Ver- und Entsorgungssicherheit, verbesserter Überflutungsschutz)
  
• zukunftssichernde (z.B.: gegenüber zukünftiger Herausforderungen wie Klimawandel, Bevölkerungswachstum, Änderung Nutzerverhalten etc.).

Für eine erfolgreiche Umsetzung besteht jedoch umfangreicher Forschungsbedarf, auch hinsichtlich rechtlicher Rahmenbedingungen und Identifikation sozialer sowie sicherheitspolitischer Barrieren. Neben dem Aufbau einer „Smart Water Community“ innerhalb Österreichs werden in diesem Projekt potentielle Testregionen identifiziert und eine Umsetzung eines Sensor- und Steuerungsnetzwerkes mit allen Bedarfsträgen dieser Gebiete konkretisiert.

sonstige Links:

• Klima- und Energiefonds 
  
• Smart cities - intelligente Städte in Europa

 

Artikel in Journals und Konferenzen

• Möderl, Michael; Sitzenfrei, Robert (2019): Water loss management in very small municipalities – bridging the gap from research to practice. In: World Environmental and Water Resources Congress 2019: Reston: American Society of Civil Engineering (ASCE) (Weblink)
• Oberascher, Martin; Zischg, Jonatan; Palermo, Stefania Anna; Kinzel; Carolina; Rauch, Wolfgang; Sitzenfrei, Robert (2019a): Smart Rain Barrels: Advanced LID Management Through Measurement and Control. In: Green Energy and Technology New Trends in Urban Drainage Modelling. UDM 2018, pp. 777 - 782. (Weblink)
• Oberascher, Martin; Zischg, Jonatan; Kastlunger; Ulrich; Schöpf, Martin; Kinzel, Carolina; Zingerle, Christoph; Rauch, Wolfgang; Sitzenfrei, Robert (2019b): Advanced Rainwater Harvesting through Smart Rain Barrels. In: World Environmental and Water Resources Congress 2019: Reston: American Society of Civil Engineering (ASCE) (Weblink)
• Palermo, Stefania Anna; Zischg, Jonatan; Sitzenfrei, Robert; Rauch, Wolfgang; Piro, Patrizia (2019): Parameter Sensitivity of a Microscale Hydrodynamic Model. In: Green Energy and Technology New Trends in Urban Drainage Modelling. UDM 2018, pp. 982 – 987 (Weblink)
• Zischg, J., Rogers, B., Gunn, A., Rauch, W., und Sitzenfrei, R. (2019). "Future trajectories of urban drainage systems: A simple exploratory modeling approach for assessing socio-technical transitions." Science of The Total Environment, 651, 1709-1719. (Weblink)

Präsentationen

• Vortragender: Oberascher, Martin Co-AutorInnen: Zischg, Jonatan; Palermo, Stefania Anna; Kinzel, Carolina; Rauch,  Wolfgang; Sitzenfrei, Robert: Smart Rain Barrels: Advanced LID Management Through Measurement and Control. 11th International Conference on Urban Drainage Modelling - UDM 2018, Palermo, 26.09.2018.
• Vortragende: Palermo, Stefania Anna Co-AutorInnen: Zischg, Jonatan; Sitzenfrei, Robert; Rauch, Wolfgang; Piro, Patrizia: Parameter Sensitivity of a Microscale Hydrodynamic Model. 11th International Conference on Urban Drainage Modelling - UDM 2018. Palermo.26.09.2018.