Motivation

Klima- und Landnutzungswandel sowie Schadstoffeinleitungen bedrohen vielfältig die Qualität unserer Gewässer. Erst das Verständnis der komplexen Vorgänge, die die Wasserqualität bedingen, ermöglicht die Entwicklung von angepassten und zukunftsweisenden sowie gleichzeitig nachhaltigen Schutz- und Anpassungsmaßnahmen. Extremereignisse, wie Starkregen, Trockenperioden und die durch sie hervorgerufenen speziellen Dynamiken der Wasserqualität wie z.B. Algenblüten, haben häufig keine lange Vorlaufzeit. Daher ist es unumgänglich, verstärkt zeithochaufgelöste in-time und in-situ Monitoringmethoden einzusetzen, deren Daten mittels vorgehaltenen Modellen, die sich bestehende Datensätze auch mittels KI-Ansätzen zu Nutze machen, zu unmittelbaren und angepassten Handlungsoptionen führen.

Für die Online- und Vor-Ort-Analyse gibt es bereits eine Vielzahl von Sensorsystemen für Wasserqualitätsparametern. Allerdings ist die Überwachung von Wasserressourcen und die Etablierung von Echtzeit-Frühwarnsystemen zur rechtzeitigen Einleitung von Schutzmaßnahmen weiter ausbaufähig.

Beschreibung

Das Projekt DIWA setzt sich zum Ziel, bereits vorhandene Sensorsysteme zum Algenwachstum, zum physikalisch-chemischen Gewässerzustand, zur Hydrodynamik und zur Wetterbeobachtung sowie Online-Messungen zur hygienisch-mikrobiologischen Wasserbeschaffenheit digital zu vernetzen. Im Hinblick auf das im Jahr 2022 durch Algen ausgelöste Fischsterben in der Oder soll zusätzlich ein Sensor für Goldalgen entwickelt werden. Zudem werden Wasserqualitätsparameter aus Satellitendaten einbezogen, um räumliche Muster zu erkennen.

In DIWA werden punktuell, linear und räumlich im Gewässer aufgenommene Daten sowie historisch vorhandene Daten digital miteinander verknüpft und mit einer Abflussvorhersage gekoppelt. Aus der Vernetzung der Daten soll ein auf künstlicher Intelligenz basierendes Frühwarnsystem zur Wasserqualität entwickelt werden. In-situ Sensoren, Satellitendaten und Labormessungen werden pilotierend zusammen mit dem im Projekt zu entwickelnden Frühwarnsystem an der Wahnbachtalsperre implementiert. Komplettiert wird diese Entwicklung durch repräsentative Messungen mit den hier verwendeten Sensoren in der Oder, einem Fließgewässer. Das ermöglicht dem Projekt, die Übertragbarkeit des Konzepts auf andere Gewässertypen darzustellen.

Kontakt

Dr. Gabriele Packroff (Projektkoordination)
Wahnbachtalsperrenverband, Siegelsknippen 1, 53721 Siegburg
E-Mail: gabriele.packroff(at)wahnbach.de

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Verbundprojekt „DIWA“ zur Fördermaßnahme „Digital GreenTech – Umwelttechnik trifft Digitalisierung“ im Rahmen der BMBF-Strategie „Forschung für Nachhaltigkeit (FONA)

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