Echtzeitvorhersage des Zustandes eines Mischwasserkanals

Im Auftrag des Abwasserverbands Obere ller (AOI) vgl. Projekt 13.

Dieses Projekt wurde vom Abwasserverband AOI beauftragt, im Anschluss an das Forschungsprojekt 12 (BMBF 421-4002-02WA9374/7), das von der LWA, Technischen Universität München, P. Wilderer, bearbeitet wurde. Als wissenschaftlicher Mitarbeiter der LWA leitete ich 02.1994 bis 12.1998 die Bearbeitung des Teils II des Forschungsprojektes: Wissenschaftliche Untersuchung der Möglichkeiten der online-Modellierung des Entwässerungssystems. In diesem Zeitraum haben mein Team und ich die theoretischen Grundlagen der online Modellierung erarbeitet. Im Mittelpunkt der Untersuchung stand die Frage nach der Eignung der zur Wahl stehenden numerischen Ansätze, u.a. hinsichtlich Genauigkeit, Speicher- und Rechenzeit- Bedarf, numerischer Stabilität, Modellanpassung, Verfügbarkeit der Eingabedaten. Verschiedene Berechnungsmodule wurden exemplarisch entwickelt und validiert.

Nach Beendung der Mitarbeit an der Universität habe ich, als Freiberufler, im Rahmen des nachfolgenden Projektes 13 den Auftrag erhalten, die gewonnenen Erkenntnisse in die Praxis umzusetzen. Folgende Aufgaben standen an:

• Programmierung eines allgemeinen BerechnungsModules zur Simulation des Entwässerungssystems - genannt PREDICT, das ins Leitsystem des Abwasserverbandes integriert wurde.
• Aufbereitung der für dieses BerechnungsModules benötigten Eingabedaten auf der Basis der vom Abwasserverband zur Verfügung gestellten Beschreibung seines Kanalsystems.

Eine wesentliche Anforderung des Kunden war - über das Dokumentieren der Ergebnisse hinaus - praxisorientierte Hinweise bezüglich der Vorgehensweise zu erhalten, wie mit den Modellen umzugehen ist - damit geschulte Mitarbeiter sie eigenständig an künftige Entwicklungen des Einzugsgebietes anpassen können.

• Juni 1999 legte ich den Abschlussbericht des Forschungsvorhabens BMBF 421-4002-02WA9374/7 Teil II vor.
  Theoretische und methodische Fragen hinsichtlich der Entwicklung einer online Kanalnetz-Simulation werden behandelt. Auch das hydraulische Verhalten des Entwässerungssystems des AOI wird detailliert erfasst.

• Juli 2000 legte ich den Abschlussbericht der Fortsetzung vor.
  Darin wurde die Aufbereitung der Eingabedaten von PREDICT dokumentiert: Nahezu das gesamte AOI Gebiet wurde erfasst u.a. die Teilsysteme Sonthofen, Oberstdorf, Fischen, Altstädten, Blaichach.

Ende Juli 2000 wurde das online-Berechnungsmodul PREDICT auf dem Leitsystem des AOI erfolgreich installiert. Während eines Niederschlags ermittelt PREDICT anhand von online Messdaten (Regen, Durchflüsse, Wasserstände) eine Zustandsprognose an ausgewählten kritischen Kanalstellen.

Die erfolgreiche Implementierung von PREDICT demonstriert die Machbarkeit eines solchen Instrumentariums eindrucksvoll. Anhand der immer mächtiger Computer-Berechnung wird das bereits vorhandene Potential in Entwässerungssystemen immer besser ausgenutzt. Somit werden kostenintensive konstruktive Erweiterungen auf das Nötigste reduziert.