Digitalisierung der Entwässerungssysteme — Poesie & Regenwasser Smart City

Starkre­genereignisse häufen sich und eben­so die Dür­rephasen, das ist Fakt. Mal gibt es zu viel Wass­er, sodass der Rück­stau aus dem Kanal ungeschützte Gebäude von innen flutet oder die Regen­men­gen von außen in die Keller laufen. Mal steigen begr­a­digte und eingeengte Gewäss­er über ihre (kün­stlichen) Ufer und über­fluten ganze Land­striche. Dann wieder gibt es gar keinen Nieder­schlag, und steigende Tem­per­a­turen sor­gen für Wasserk­nap­pheit und Hitzeschä­den an Men­sch und Natur. Hier sind ver­net­zte Lösun­gen gefragt, die flex­i­bel auf die zunehmend unvorherse­hbaren Regen­men­gen reagieren kön­nen. Diesen Ansatz beleuchteten Fach­leute aus Forschung und Indus­trie beim 13. OWL-Abwassertag in Ost­west­falen-Lippe. Auch die Poe­sie kam nicht zu kurz. Vor einem inter­essierten Fach­pub­likum präsen­tierten die Experten ihre Ideen, Pro­duk­tlö­sun­gen und Forschungsan­sätze, mod­eriert von Mar­co Koch von Jung Pumpen.

Dig­i­tale Dat­en sind die Basis

Das Bun­desumweltamt hat im Jahr 2020 die Marschrich­tung zu ein­er Wasser­wirtschaft 4.0 vorgegeben. Dort wird eine neue Herange­hensweise an den Umgang mit Dat­en emp­fohlen. Die Daten­erzeu­gung, ‑hal­tung und ‑nutzung sowie der Aus­tausch von Dat­en müssten stärk­er har­mon­isiert und stan­dar­d­isiert und deren Ver­füg­barkeit über Sek­toren­gren­zen hin­weg verbessert wer­den. Dieser Ansicht ist auch Sebas­t­ian Schim­mey­er von Intessence Solu­tions. Er legte den Fokus auf die ziel­gerichtete Date­n­analyse, welche mit­tels Data Ana­lyt­ics-Funk­tio­nen die Ver- und Entsorgungsauf­gabe der Wasser­wirtschaft unter­stützen. Algo­rith­men und Soft­ware machen kom­plexe Daten­la­gen beherrschbar und steuern, je nach Zielset­zung, die definierten Maßnahmen.

Hol­ger Stark von Air­valve Flow Con­trol stellte in seinem Beitrag die Wichtigkeit von kon­tinuier­lich­er Erhe­bung und ziel­gerichteter Nutzung der ermit­tel­ten Dat­en her­aus. Beispiel­weise kön­nten durch energieau­tarkes Loggen mit Hil­fe von Prozess­wächtern und unter­schiedlich­sten Sen­soren, dauer­haft Mes­sun­gen in Gewässern durchge­führt und pro­tokol­liert wer­den. Infor­ma­tio­nen zu Zufluss, Konzen­tra­tion, Trübung, Druck, Vol­u­men, Wind, ph-Wert, Pegel etcetera wür­den dann über das geschützte und anbi­eterun­ab­hängige Telekom­mu­nika­tion­snetz per NB-IoT/ LTE‑M an eine Leit­stelle gesendet. Diese Lösung würde eine datengestützte Opti­mierung der Regen­wasser­be­wirtschaf­tung sowie die Früherken­nung von Wasserver­schmutzung, Hochwass­er oder auch Wasserk­nap­pheit ermöglichen.

Vor­sorge und Risikokom­mu­nika­tion bei Über­flu­tung durch Starkregen

Sind geeignete Dat­en erhoben und analysiert, gilt es, die richti­gen Maß­nah­men daraus abzuleit­en. Zeigen beispiel­sweise die Dat­en der Starkre­gen- sowie der Hochwasserkarte ein erhöht­es Risiko für bes­timmte Gebi­ete, muss Vor­sorge getrof­fen wer­den. Dies sollte als kom­mu­nale und pri­vate Gemein­schaft­sauf­gabe ver­standen wer­den, so die Überzeu­gung von Prof. Dr.-Ing. Hel­mut Grün­ing von der FH Mün­ster. Zur pri­vat­en Vor­sorge gehört zum Beispiel die Instal­la­tion von Rück­stau­sicherun­gen in Gebäu­den. Von kom­mu­naler Seite geht es zum Beispiel darum, Fließwider­stände für Gewäss­er zu beseit­i­gen (Brück­en, Eng­stellen, Tur­bu­len­zen durch seitliche Zuflüsse) sowie Ver­dun­stungs- und Ver­sickerungs­flächen für Regen­wass­er zu schaf­fen. Neben der Vor­sorge ist auch die Risikokom­mu­nika­tion ein wichtiger Faktor.

Regen­rück­hal­tung in der Smart City

Dachbe­grü­nung

Eine enorme Regen­rück­hal­teka­paz­ität in den Städten haben Dachflächen von Gebäu­den. Dies erk­lärt Carsten Rollf­ing von Opti­grün anhand ein­er Beispiel­rech­nung. Eine angestrebte Ziel­wasser­bilanz im städtis­chen Regen­wasser­man­age­ment von 70 Prozent Ver­dun­stung, 20 Prozent Grund­wasserneu­bil­dung und 10 Prozent Abfluss kann ohne Gründäch­er nicht erre­icht wer­den. Schon ein Stan­dard-Grün­dach verbessert die Bilanz erhe­blich. Näher ans Ziel führen Reten­tions­däch­er: hier befind­en sich Wasser­spe­icherele­mente unter der Begrü­nung. Das gespe­icherte Regen­wass­er sorgt in Hitzephasen für Bewässerung der Pflanzen, Küh­lung durch Ver­dun­stung und kann über Ablauf­drosseln zeitverzögert abfließen. Die Königs­diszi­plin ist das smarte Regen­wasser­man­age­ment mit­tels ein­er ges­teuerten Abflussreg­ulierung in Abhängigkeit von der Wet­ter­vorher­sage. So lässt sich im Voraus ein Reten­tionsvol­u­men schaf­fen, das zum Rück­halt eines bevorste­hen­den Regenereigniss­es benötigt wird.

Grün­dach und Tief­bau smart verknüpft

Aus Sicht von Eber­hard Dreisew­erd von Fränkische Rohrw­erke kann dieses Poten­tial durch eine smarte Verknüp­fung von Grün­dach und Tief­bau noch getoppt wer­den. Regen­wass­er läuft von Däch­ern, Plätzen und Straßen inklu­sive ver­schieden­ster Schmutzein­tra­gun­gen (Schw­er­met­alle, Grob­stoffe, Steine, Sand, Min­er­alölkohlen­wasser­stoffe und so weit­er) in unterirdis­chen Regen­klär­beck­en zusam­men. Dort wird es gere­inigt und fließt dann in Spe­icher­be­häl­ter, die beispiel­sweise als Zis­terne für die Regen­wasser­nutzung, als Löschwasser­vor­rats­be­häl­ter, als Sam­mel­be­häl­ter für die Ver­sickerung oder als Regen­rück­hal­te­spe­ich­er dienen. Nicht benötigtes Wass­er wird in den Regen­wasserkanal abgeleitet.

Elek­tro­mo­bil­ität als Vor­bild für Abwassersysteme

Prof. Dr.-Ing. Jens Haubrock von der FH Biele­feld sieht Par­al­le­len zu seinem Fachge­bi­et. Die Zulas­sungszahlen von Elek­tro­fahrzeu­gen gehen steil nach oben und zeit­gle­ich wer­den die erneuer­baren Energien mas­siv aus­ge­baut. Dies führt zu ein­er zunehmend starken Belas­tung der elek­trischen Net­ze. Für eine funk­tion­ierende Elek­tro­mo­bil­ität ist nicht fehlende Energie das Prob­lem, die ist aus­re­ichend vorhan­den, son­dern die Leis­tung, also die benötige Energiemenge pro Zeit­ein­heit. Eine Lösung kön­nte ein Elek­tro­mo­bil­ität­skonzept mit ein­er intel­li­gen­ten Lades­teuerung sein, die Über­las­ten ver­mei­det. Hier zeigen sich Par­al­le­len zu der zunehmend über­lasteten Entwässerungsin­fra­struk­tur. Ein intel­li­gentes Regen­wasser­man­age­ment kön­nte durch Steuerung der Fül­lung oder Leerung von Spe­ich­ern sowie die Regelung von Zu- und Abflüssen, je nach Daten­lage, Über­schwem­mungen oder Wasser­man­gel vermeiden.

Abschluss­diskus­sion

Eine Diskus­sion­srunde, bei der sich die meis­ten Teil­nehmenden wün­scht­en, die Organ­i­sa­tion der Entwässerung würde zen­traler und weniger föder­al­is­tisch gehand­habt, bildete den Abschluss eines span­nen­den OWL-Tages. Den­noch sehen die Fach­leute alle Akteure gle­icher­maßen in der Pflicht. So sollen die Städte ihre Bürg­er informieren sowie ihre Pla­nun­gen sin­nvoll anpassen. Pri­vatleute sind für die Rück­stau­sicherung und den Über­flu­tungss­chutz ihrer Gebäude zuständig. Auch ein strin­gentes Ein­hal­ten der Vor­gaben wurde angemah­nt, denn nicht sel­ten wür­den große Bau­vorhaben von Unternehmen, mit Blick auf die zu erwartenden Arbeit­splätze, mit weniger stren­gen Aufla­gen genehmigt. Hil­fre­ich wären auch Plat­tfor­men beziehungsweise Arbeits­grup­pen zum Erfahrungsaus­tausch sowie ein­heitliche Daten­for­mate, sodass das Rad nicht immer neu erfun­den wer­den musss. Voraus­set­zung für eine koor­dinierte Zusam­me­nar­beit sei eine Bestand­ser­fas­sung (die es derzeit nur rudi­men­tär gibt) und darauf auf­bauend eine ziel­gerichtete Daten­er­he­bung und Analyse. Und das, so sind sich die Fach­leute einig, wird am besten von oben nach unten organisiert.

Und zum Schluss die Poesie

Tra­di­tionell wurde auch bei diesem OWL-Tag die Zeit nach der Mit­tagspause für eine humor­volle Ein­lage genutzt. Der Kün­stler Nik J. Lucht nahm das amüsierte Pub­likum mit auf eine spezielle Reise in die Abwasser­welt. Inspiri­ert vom The­ma Regen­rück­hal­tung, war sein krö­nen­der Abschluss ein Gedicht über die Baum­rigole. Hier als Auszug die erste Stro­phe und der Epilog:

Baum­rigole

Oh du schöne, nimmerhohle

Ele­gante Baumrigole

Bist des grü­nen Riesen Glück

Doch sieht man nur ein kleines Stück

Dein Herz, dein Kern im Dun­klen ruht

Tief in des Bodens Erdenflut

An des Pfades Untersohle

Wirkt wun­der­sam die Baumrigole

Epi­log:

Ist Leben selb­st nicht zuzumuten

Durch Hitzewelle oder Fluten

Gehn Kli­ma und die Welt dahin

Und schmelzen selb­st die Pole

Wenn nichts mehr geht und nichts mehr steht

Ste­ht stark die Baumrigole!