Autor: Dr. Jan-Philipp Exner
Hochwasserschutz in der Smart City
Wie Stadtwerke Kommunen mit LoRaWAN® lokale Lösungen für globale Probleme finden können, zeigt das Beispiel Hochwasser. Ausgelöst durch den Klimawandel, gibt es immer mehr extreme Wetterverhältnisse und neben dem Flusshochwasser führen räumlich und zeitlich begrenzte Starkregenereignisse oftmals zu verheerenden Schäden. Um diese bestmöglich erfassen zu können, ist modulare und flexible IoT-Sensorik erforderlich. LoRaWAN®- Sensoren eigenen sich hierbei für stehenden Gewässern oder Fließgewässern, Grundwasser, sämtliche Oberflächengewässer als auch für die systematische Erfassung von Kanalisation und Retentionsinfrastrukturen in Echtzeit. Sie sind damit Grundlage für automatische Status- und Warnmeldungen aber auch für ein systematisches Monitoring der Auslastung der Retentionsinfrastrukturen.
Umsetzung der Stadtwerke Schwerte
Im Rahmen des Umsetzungsprojektes in Schwerte stehen hier der Erkenntnisgewinnung und eine anschließende Skalierung bei der integrativen Erfassung der Aufgaben bei Starkregenereignissen im Vordergrund:
- Beobachtung von Wettervorhersagen,
- Kontrolle der neuralgischen Punkte,
- Kontrolle von Füllständen der Rückhaltebecken,
- Sichtkontrolle von Gewässerdurchlässen
- sowie Straßenabläufen an gefährdeten Punkten und Säuberung vor Ort.
Gestartet wurde dabei mit dem Einsatz einer Kombination von Ultraschallsensorik und einer Pegelsonde zur Distanzerfassung bei repräsentativen Messstellen für den Piloten an einem Stausee und einem Fließgewässer auf Basis eines LoRaWAN-Netzes in Kooperation mit der Firma ZENNER.
Erfahrungen & Erkenntnisse in Schwerte
Im Rahmen der ersten Phase der Pilotierung des Monitorings konnten erste wichtige Erkenntnisse an den neuralgischen Punkten gewonnen werden. Dies betrifft zunächst die technische Installation im Feld im Rahmen der Einbausituationen. Die Installationsumgebung, technische Funktionsweise der Sensoren, Zugänglichkeit/Erreichbarkeit der Sensoren, überflutungssichere Installation und der Schutz vor Vandalismus sind dabei oftmals vernachlässige Aspekte, welche jedoch eine bedeutende Rolle bei Schlüsselung der Ressourcen der zukünftigen Betriebsaufwände widerspiegeln. Dies beinhaltet auch die Beeinflussung der Messwertübermittlung durch das Medium Wasser (Überflutungssicher und Treibgut). Dazu korreliert wird eine Niederschlagsmessungsmessung durch dezentrale Niederschlagssensoren für eine engmaschige Erfassung von Regenereignissen, gerade auch im Kontext der lokalen Besonderheiten. Ein weiterer Aspekt ist die Erkenntnis, dass eine intensive Überwachung von Durchführungen und Einlassen mit Rechen unerlässlich ist. Hier müssen zielgerichtet technische Lösungen von Pegelsonden bis hin zu Videotechnologien eingebunden und erprobt werden.
Im Rahmen des weiteren Vorgehens wird nun einerseits eine Verdichtung des LoRaWAN-Netzes zur weiteren Verbesserung der Connectivity der Sensoren hierbeigeführt, andererseits auch die Skalierung der Sensorzahlen an den relevanten Punkten. Dabei ist auch angedacht, spezielle lokaltypische Gegebenheiten mit spezieller Messsensorik (z.B. Leckage-Sensoren an verkehrstechnisch neuralgischen Unterführungen) auf der zentralen Datenplattform Element IoT einzubinden.
