Mittwoch, Juli 28, 2021
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Meldungen zu Kanal und Entwässerung

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Januar 2021
Unsere Videoreihe über den Salzbachkanal ist online
Hochwasserfrühwarnsystem kann in erste Phase starten
Schacht-in-Schacht-Sanierungen dank 3D-Vermessung noch effizienter
Kompetenz-Wasser  im Spiegel
CoV im Abwasser nachweisbar
Kläranlagen: Viruslast stabilisiert sich auf hohem Niveau
Raumordnungsplanung und Hochwasserrisikomanagement verknüpfen
Eawag: Kurzschlüsse erhöhen Pestizidbelastung
Aufbau von zusätzlichen Regenwasserbecken / Kanaldimensionierung
Mall: Marktbefragung zum Umgang mit Regenwasser in D-A-CH
Anforderungen an Leichtflüssigkeits-Abscheideranlagen
Modell des AWI berechnet Wasserstände von Flüssen drei Monate im Voraus
Covid-19: Kläranlagen als Frühwarnsystem – TU Darmstadt analysiert das Erbmaterial von SARS-CoV-2 aus Abwasserproben
Wasser 4.0: Ein „Digitaler Zwilling“ für das Kanalsystem
Klimaschutzprojekte im kommunalen Umfeld – Kommunalrichtlinie eine Initiative des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit
Abwasser soll Aufschluss über CoV bringen
Erste bundesweite Regenmessung mit dem Mobilfunknetz
Der Detektiv im Wasserrohr: Auf der Spur verbotener Einleitungen Umweltschädigende Substanzen im Abwasser 
Corona-Frühwarnsystem aus dem Abwasser

 


Unsere Videoreihe über den Salzbachkanal ist online

Aufgrund der aktuellen Situation können keine Führungen durch den Salzbachkanal angeboten werden. 

Daher haben wir uns dazu entschieden, eine dreiteilige Videoserie über den Kanal zu produzieren, welche neben exklusiven Aufnahmen alle relevanten und interessanten Informationen über den Kanal bündelt. 

Die Videos können auf dem Youtube-Kanal der ELW angeschaut werden.

Links:
Im Salzbachkanal- Teil 1: Einführung
Im Salzbachkanal- Teil 2: Die Historie
Im Salzbachkanal- Teil 3: Mischwasser und Regen

Viel Spaß beim Anschauen!

https://www.elw.de/no_cache/aktuelle-meldungen/detail/artikel/unsere-videoreihe-ueber-den-salzbachkanal-ist-online/

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Hochwasserfrühwarnsystem kann in erste Phase starten

Machbarkeitsprüfung wird mit rund 135.000 Euro gefördert

Die Stadt Goslar erhält rund 135.000 Euro Fördermittel für eine Machbarkeitsprüfung zum Aufbau eines auf künstlicher Intelligenz (KI) basierenden Hochwasserfrühwarnsystems für die Altstadt. Ein entsprechender Zuwendungsbescheid ist jetzt bei der Stadtverwaltung eingegangen. Die Förderung in Höhe von 135.678,10 Euro erfolgt durch den Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN) und beinhaltet eine 70-prozentige Förderung der kalkulierten Gesamtkosten von 195.131 Euro. Damit kann die erste Phase des digitalen Projekts starten, das die Stadt Goslar gemeinsam mit der TU Clausthal und den Harzwasserwerken auf den Weg gebracht hatte. Es geht nun zunächst darum, die Eignung des digitalen Frühwarnsystems für den Hochwasserbereich zu prüfen und dessen Pra-xistauglichkeit in einem Grobkonzept aufzuzeigen. In einer zweiten Phase wäre dann das System in der Goslarer Altstadt einzuführen, die benötigten Pegelmessstellen zu installieren und die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf andere Standorte sicherzustellen.

Oberbürgermeister Dr. Oliver Junk freut sich über die positive Nachricht: „Unsere hartnäckigen Bemühungen um Fördermittel sind nun doch noch von Erfolg gekrönt worden. Die tech-nische Innovation des Hochwasserschutzes durch das KI-System könnte nicht nur der Stadt Goslar helfen, sondern in vielen Hochwassergebieten einen besseren Schutz bieten.“ Ein erster Antrag auf Förderung durch das Bundesumweltministerium scheiterte, es folgten zahl-reiche Gespräche, in denen Überzeugungsarbeit geleistet werden musste. In zwei gut besuchten Bürgerinformationsveranstaltungen wurde das Frühwarnsystem außerdem der Go-slarer Bevölkerung vorgestellt – nun kann es endlich losgehen.

Das digitale Hochwasserfrühwarnsystem ist für Junk ein weiterer Baustein zur Vermeidung von Überflutungen: „Die Stadt Goslar arbeitet konzentriert am Hochwasserschutz und zwar an verschiedenen Stellen.“ Im baulichen Bereich läuft an der Abzucht am Moritz-von-Sachsen-Platz die finale Ausführungsplanung und mit dem im Bau befindlichen neuen Rück-haltebecken in Immenrode werden erhebliche Verbesserungen zum Hochwasserschutz er-zielt. Außerdem wurde und wird weiterhin in die Verbesserung der Ausrüstung der Feuer-wehr investiert. Die KI bilde nun die dritte Säule und man sei bei diesem Thema schon sehr weit vorangekommen, so Junk. Er dankte ausdrücklich Professor Dr. Andreas Rausch, Ge-schäftsführer des Instituts for Software and Systems Engineering (ISSE) an der TU Claust-hal, als Projektpartner für die erfolgreiche Zusammenarbeit genauso wie Oliver Kasties, Fachbereichsleiter Zentrale Dienste, der den Prozess im Rahmen des Projekts „Smart Cities“ seitens der Stadt Goslar begleitet.

Im Nachgang an das Hochwasser in der Goslarer Altstadt im Sommer 2017 hatte das ISSE im Rahmen einer Lehrveranstaltung im Sommer 2018 untersucht, inwiefern sich Hochwasserereignisse mit Hilfe künstlicher Intelligenz unter Betrachtung verschiedener meteorologischer und hydrologischer Daten vorhersagen lassen. Diese Untersuchung wurde von den Harzwasserwerken durch die Zurverfügungstellung von Daten und der Stadt Goslar durch die Bereitstellung von Expertise unterstützt.

Im Rahmen des Vorhabens soll nun ein System entwickelt werden, das in der Lage ist, die Verteilung von Wasser in komplexen Systemen vorherzusagen und Handlungs- oder Steuerungsempfehlungen zum Wassermanagement zu geben. Aktuell erfolgt die Hochwasserwarnung für die Goslarer Altstadt reaktiv und ist gebunden an die Überschreitung eines als kritisch bewerteten Pegelstands im oberen Bachverlauf. Die sich daraus ergebenden Vorwarn-zeiten erlauben den Feuerwehren und Katastrophenschutzdiensten keine ausreichenden Vorbereitungen, wie z.B. die Befüllung von Sandsäcken oder die Evakuierung der Bevölkerung. Ziel ist es, eine sicherere Prognose zu berechnen. Die Vorhersage von Hochwasserereignissen für die Goslarer Altstadt soll dadurch auf einen Zeitraum von bis zu vier Stunden vor Eintreffen des Hochwassers erhöht werden.

https://www.goslar.de/presse/pressemitteilungen/stadtentwicklung-wirtschaft/3638-hochwasserfruehwarnsystem-kann-in-erste-phase-starten

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Schacht-in-Schacht-Sanierungen dank 3D-Vermessung noch effizienter

Eine bewährte Möglichkeit, um marode Kanalschächte dauerhaft und schnell zu sanieren, ist die von REHAU angebotene Schacht-in-Schacht-Sanierung. Der Systemanbieter hat das Verfahren nun weiter präzisiert: durch Vermessung mit 3D-Laserscantechnik, Zustandsbewertungen und Einbau – alles aus einer Hand.

Kaputte Kanalschächte – die versteckten Umweltsünder
Experten gehen davon aus, dass 30 bis 50 Prozent der bestehenden Kanalschächte in Deutschland schadhaft sind. Ein kaputter oder undichter Kanalschacht belastet durch austretendes Schmutzwasser das Grundwasser und infiltriertes Grundwasser wiederum die Kläranlagen. REHAU hat als Lösung das Prinzip der Schacht-in-Schacht-Sanierung entwickelt. In den bestehenden, zu sanierenden Betonschacht wird ein AWASCHACHT der nächstkleineren Nennweite eingesetzt. Der alte Schacht muss so nicht aufwändig ausgehoben werden, sondern bleibt als so genannte „verlorene Schalung” im Boden. Die Gerinneleitung kann bereits nach vier Stunden wieder geöffnet werden. Dazu braucht diese Sanierungsalternative wesentlich weniger Platz als eine Erneuerung in offener Bauweise.

3D-Laserscantechnik für maßgeschneiderte polymere Schächte
Dieses Prinzip wurde nun von REHAU maßgeblich weiterentwickelt. Die 3D-Vermessung des Altschachts per Laserscanner sorgt für noch mehr Schnelligkeit, Präzision und Planungssicherheit. Zum einen erlauben die Scandaten eine exakte Zustandsbewertung für die anstehende Sanierung. REHAU kann damit den Kunden fundiert beraten, ob er eine Schacht-in-Schacht-Sanierung oder einen Ersatzneubau braucht. Zum anderen können mit Hilfe der erfassten Daten in kürzester Zeit maßgeschneiderte polymere Schächte produziert werden. Fehleranfällige Planungsschritte in der Schachtkonfiguration werden dadurch vermieden.

PP-Schächte mit 100 Jahren Lebensdauer
Der bei der Schacht-in-Schacht-Sanierung verwendete AWASCHACHT aus hochwertigem Polypropylen bringt zusätzliche Vorteile mit sich. Das Material ist wesentlich leichter als Beton und lässt sich dadurch auch in engen Baustellenumgebungen sicher handhaben. Dazu kommen unter anderem seine chemische und thermische Belastbarkeit und seine Kompatibilität mit allen Rohrwerkstoffen wie Steinzeug, Guss und Beton. Aufgrund seiner langen Lebensdauer ist er auf 100 Jahre abschreibbar. REHAU folgt damit seinem Motto, mit innovativen Produkten die Dinge komfortabler, sicherer und effizienter zu machen.

Weitere Informationen erhalten Sie unter rehau.de/schacht-in-schacht-sanierung

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Kompetenz-Wasser  im Spiegel

Das KWB ist mit seiner Expertise im Bereich Mischwassereinleitungen im aktuellen SPIEGEL (Nr. 43/2020) vertreten. Unter dem Titel „Brühe im Bach“ wird treffend und leicht verständlich die komplexe Problemlage beschrieben, mit der sich Kommunen gerade unter den Vorzeichen des Klimawandels bei der Ableitung und Behandlung von Abwasser auseinandersetzen müssen. Unter den zitierten Fachleuten ist auch unsere Leiterin „Urbane Gewässer“ Pascale Rouault, von der gesagt wird: „Nur wenige Menschen in Deutschland haben sich in den vergangenen Jahren so intensiv mit den Auswirkungen von Mischwasser auf Gewässer beschäftigt wie sie.“

Ein toller Beitrag. Eine Anerkennung für alle unsere Berliner Partner*innen, die mit uns an Innovationen arbeiten (u.a. die Berliner Wasserbetriebe, die Senatsverwaltung für Umwelt, Verkehr und Klimaschutz Berlin, Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Wohnen Berlin, sowie Dr. Schumacher Ingenieurbüro für Wasser und Umwelt). Und außerdem eine Bestätigung unserer langjährigen Forschungserfahrungen an der Schnittstelle von Entwässerung und Gewässerschutz u.a. in unseren in aktuellen Projekten UFOPLAN BaSar, SPuR, iBathWater, netWORKS4, R2Q und digital-water.city sowie dem seit 2018 betriebenen Vorhersagesystem zur Badegewässerqualität.

https://www.kompetenz-wasser.de/de/news-item/kwb-im-spiegel/

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CoV im Abwasser nachweisbar

Im Abwasser lassen sich nicht nur Antiobiotika oder Drogen, sondern auch Krankheitserreger nachweisen. Genau darauf setzt ein österreichweites Forschungsprojekt, bei dem mittels Analyse von Abwasserproben das Coronavirus im Einzugsgebiet einer Kläranlage nachgewiesen werden kann. Seit dem Sommer beteiligt sich auch Kärnten an diesem Projekt und es gibt bereits erste Ergebnisse.

https://kaernten.orf.at/stories/3077118/

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Kläranlagen: Viruslast stabilisiert sich auf hohem Niveau

Die Forscher des LIST haben einen neuen Bericht über die Virenkonzentration im Abwasser veröffentlicht.

Die Corona-Viruslast in den Abwässern des Landes hat sich in der vergangenen Woche auf einem hohen Niveau stabilisiert. Dies geht aus den neuesten Erkenntnissen des Coronastep-Berichts des Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) hervor. 

Auch wenn das Abwasser weiterhin hohe Rückstände des Virus aufweise, so sei …

Mehr: https://www.wort.lu/de/lokales/klaeranlagen-viruslast-stabilisiert-sich-auf-hohem-niveau-5faa5cd5de135b9236458486

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Raumordnungsplanung und Hochwasserrisikomanagement verknüpfen

Das Bundesinnenministerium hat einen länderübergreifenden Bundesraumordnungsplan für den Hochwasserschutz (BRPH) in die Verbändeanhörung gegeben. Mit dem Entwurf wird der seit längerem erwartete Schritt zu einer besseren Einbindung der Raumordnungsplanung in die Planungen des Hochwasserschutzes als Teil des Hochwasserrisikomanagements unternommen, was seitens der DWA sehr begrüßt wird. Auf der anderen Seite darf aber die wasserwirtschaftliche Daseinsvorsorge durch die Raumordnungsplanung nicht unangemessen erschwert werden. Viele abwassertechnische Anlagen sind Teil der Kritischen Infrastruktur. Nach dem vorliegenden Entwurf dürften sie in Überschwemmungs-, Risiko- und Küstengebieten grundsätzlich nicht mehr gebaut werden. Aus technischen Gründen ist es oftmals aber erforderlich, Kläranlagen oder Teile des Kanalnetzes in tiefliegenden und gewässernahen Bereichen und damit in Überschwemmungsgebieten zu errichten. Als entscheidendes Kriterium für die Zulässigkeit von wasserwirtschaftlichen Anlagen sieht die DWA nicht die Zuordnung zur Kritischen Infrastruktur, sondern ihre „Verwundbarkeit” und das Risiko für Schäden. Das Merkblatt DWA-M 103 „Hochwasserschutz für Abwasseranlagen” gibt hierzu wichtige Hinweise.

Weiterführende Links
Stellungnahme der DWA zum Länderübergreifenden Raumordnungsplan für den Hochwasserschutz
https://de.dwa.de/de/stellungnahmen-5980.html

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Eawag: Kurzschlüsse erhöhen Pestizidbelastung

Im Landwirtschaftsgebiet fliesst viel Wasser von den Feldern, sowie von Strassen und Wegen über Schächte und andere künstliche Entwässerungen direkt in Bäche. Über solche Kurzschlüsse gelangen auch Pestizide in die Gewässer – eine neue Studie sagt, deutlich mehr als bisher angenommen.

20 Einzugsgebiete im Mittelland und im Jura haben die Forschenden in ihrer soeben in der Zeitschrift Aqua&Gas publizierten Studie untersucht. Mit Drohnenaufnahmen, Plänen und Begehungen wurde nach Einlauf- und Kontrollschächten gesucht, von denen Wasser rasch in den nächsten Bach gelangt. Erfasst wurden auch Rinnen und Entwässerungsgräben entlang von Strassen und Feldwegen, die das gesammelte Regenwasser direkt ins nächste Gewässer schicken. Weil dieses Wasser in beiden Fällen weder über …mehr:

https://www.eawag.ch/de/news-agenda/news-plattform/news/kurzschluesse-erhoehen-pestizidbelastung/

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Aufbau von zusätzlichen Regenwasserbecken / Kanaldimensionierung

 Potentielle Maßnahme

Starkregenereignisse erhöhen die Menge an Wasser, die von Kanalnetzen aufgenommen werden und sie durchlaufen. In Folge dessen tritt überschüssiges Wasser aus den Kanalnetzen aus, was zu Überflutungen und Schadstoffeinträgen in umliegenden Gewässern führt. Dem kann durch den Bau zusätzlicher sogenannter Entlastungsbauwerke (Regenwasserbecken in offener oder ge-schlossener Bauweise) und der Vergrößerung der Kanaldimensionierung entgegengewirkt werden. In Regenüberlaufbecken wird überschüssiges Wasser gesammelt. Dieses kann nach Ende des Niederschlags in die Kanalisation eingeleitet und dem Klärwerk zugeführt werden, wenn deren Kapazitäten es ermöglichen.

Mehr: steckblatt_c16_angepasste_abwassersysteme.pdf

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Mall: Marktbefragung zum Umgang mit Regenwasser in D-A-CH

Eine Branche plant dezentral

98 % der Teilnehmer an der aktuellen Marktbefragung erwarten eine gleichbleibende bzw. verstärkte Nachfrage der Regenwasserbewirtschaftung.

Die Mall GmbH hat im September 2020 die Ergebnisse einer aktuellen Marktbefragung zum Umgang mit Regenwasser vorgestellt, für die sie die Antworten von über 5.000 Teilnehmern aus Architektur- und Ingenieurbüros, Handwerk, Behörden, Hochschulen und dem Baustofffachhandel ausgewertet hat. Ziel war es herauszufinden, wie Branchenvertreter in Deutschland, Österreich und in der Schweiz die Zukunftschancen dezentraler Maßnahmen einschätzen, was die Topthemen der Zukunft sind und wie sich diese Einschätzungen seit der letzten Umfrage 2015 verändert haben.

Die Ergebnisse bestätigen eindrucksvoll, dass ein Umdenken in der Branche stattfindet: 76 % der Befragten sehen die dezentrale Regenwasserbewirtschaftung positiv und zeigen so den Paradigmenwechsel im Umgang mit Regenwasser, der seit zwei Jahrzehnten stattfindet. Aus diesem Grund erwarten insgesamt 98 % der Umfrageteilnehmer auch eine steigende oder zumindest gleichbleibende Nachfrage bei Maßnahmen der dezentralen Regenwasserbewirtschaftung. Die ungleiche Verteilung des Regenwassers zwischen Starkregenereignissen und Trockenperioden spiegelt sich auch in den Topthemen der Zukunft wider: In der Umfrage stehen der Umgang mit Starkregen und das Thema Regenwassernutzung bei den Befragten ganz oben. So ist es auch der Ausgleich zwischen Wasserüberschuss und Wassermangel, der von 69 % der Befragten als größte Chance bei den Maßnahmen der Regenwasserbewirtschaftung angesehen wird. Im Vergleich zur Umfrage von 2015 haben dabei die Bereiche Versickerung, Rückhaltung und Nutzung mit jeweils plus 5-10 % deutlich an Bedeutung gewonnen. Die Ergebnisse der Umfrage sind online unter https://www.mall.info/produkte/regenwasserbewirtschaftung/umfragen-regenwasser/ abrufbar.

https://www.mall.info/presse/pressemitteilungen/news-detail/marktbefragung-zum-umgang-mit-regenwasser-in-d-a-ch/

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Anforderungen an Leichtflüssigkeits-Abscheideranlagen

Wo Mineralöle im Abwasser anfallen, können Leichtflüssigkeitsabscheideranlagen das Klärwerk entlasten. Bei Planung, Bau und Betrieb solcher Anlagen sind jedoch einige Fallstricke zu beachten.

Entscheider-Facts
Leichtflüssigkeitsabscheideranlagen sind dem Klärwerk vorgeschaltet und können dieses entlasten.
Bei der Planung sind verschiedene gesetzliche Regelungen wie das Wasserhaushaltsgesetz sowie technische Normen zu beachten.
Auch Wartung und Reinigung müssen regelmäßig erfolgen und bestimmte Kriterien erfüllen.
Leichtflüssigkeitsabscheideranlagen sind dem Klärwerk vorgeschaltet …mehr:

https://www.chemietechnik.de/anforderungen-an-leichtfluessigkeitsabscheideranlagen/

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Modell des AWI berechnet Wasserstände von Flüssen drei Monate im Voraus

Mithilfe von globalen Meeres- und Klimadaten können Niedrigwasser bereits drei Monate vor ihrem Eintreten zuverlässig vorhergesagt werden. Zu diesem Ergebnis kommen Forscherinnen des Alfred-Wegener-Institutes (AWI), nachdem sie ein von ihnen entwickeltes Berechnungsmodell zur langfristigen Vorhersage von Durchflussmengen in Flüssen

Den vollständigen Artikel lesen Sie in einer der kommenden Ausgaben von EUWID Wasser und Abwasser, die in der Regel dienstags als E-Paper und Printmedium erscheinen. Die Fachzeitung informiert Leser mit knappem Zeitbudget kompakt über die relevanten Entwicklungen in der Wasser- und Abwasserbranche.

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https://www.euwid-wasser.de/news/wirtschaft/einzelansicht/Artikel/modell-des-awi-berechnet-wasserstaende-von-fluessen-drei-monate-im-voraus.html

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Covid-19: Kläranlagen als Frühwarnsystem – TU Darmstadt analysiert das Erbmaterial von SARS-CoV-2 aus Abwasserproben

Forschende der TU Darmstadt weisen Coronaviren im Abwasser nach. Zusammen mit der Stadtentwässerung Frankfurt am Main entwickeln sie ein Monitoringsystem, das auch Infizierte erkennt, die keine erkennbaren Symptome zeigen.

Seit einigen Wochen steigt die Zahl der neu mit SARS-CoV-2 infizierten Personen bundesweit wieder an. „Für die Stadt Frankfurt haben wir diesen Trend schon bemerkt, bevor er sich in den Zahlen der offiziell bestätigten Fälle zeigte“, sagt Professorin Susanne Lackner, Leiterin des Fachgebiets Abwasserwirtschaft an der TU Darmstadt. Sie und ihr Team untersuchen Wasserproben aus Frankfurter Kläranlagen auf Coronaviren: „Im Juli lagen die Virenkonzentrationen im Abwasser noch stabil auf relativ niedrigem Niveau, dann stiegen die Werte deutlich an.“

Infizierte Personen scheiden Coronaviren mit dem Stuhl aus. Nach aktuellem Kenntnisstand befinden sich im Abwasser zwar keine infektiösen Viren mehr, aber ihr Erbgut lässt sich mit der in der Medizin etablierten PCR-Technik nachweisen. Die Messung ist so empfindlich, dass sie weniger als zehn bestätigte Covid-19-Fälle pro 100.000 Einwohner detektiert. „Von Vorteil ist, dass wir mit der Methode auch asymptomatisch Infizierte erfassen“, betont Lackner. Ziel ihrer Forschung ist die Etablierung eines Monitoringsystems für die Stadt Frankfurt. Bei ansteigenden Virenmengen im Abwasser sollten Schutzmaßnahmen verschärft, bei einem Rückgang könnten sie wieder gelockert werden.

Lackners Arbeitsgruppe ist hessenweit die erste, die ein solches Konzept entwickelt und in einer Großstadt testet. Die Darmstädter Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erhalten zweimal wöchentlich Proben aus den Zuläufen zu den Frankfurter Klärwerken in den Stadtteilen Sindlingen und Niederrad, die Abwasser von insgesamt über 1,8 Millionen Bürgern aufbereiten, sowie aus einem Teilzulauf in Griesheim. Zukünftig könnte die Probenahme erweitert werden, so Lackner: „Wenn wir das Infektionsgeschehen genauer und regionaler, etwa in einzelnen Stadtteilen, verfolgen wollen, müssten Proben häufiger und auch direkt im Kanalsystem entnommen werden.“

Lackner und ihre Mitarbeitenden untersuchen zudem das Abwasser vom Frankfurter Flughafen. In diesen Proben bestimmen sie nicht nur die Virenmenge anhand ausgewählter Genfragmente, sondern sie sequenzieren das komplette Erbgut der Krankheitserreger, um mehr über die Herkunft und Verbreitungswege der Viren zu erfahren. Mittlerweile gibt es verschiedene regionale Varianten von SARS-CoV-2, da sich das Erbmaterial der Viren im Lauf der Zeit ändert. Erste Ergebnisse zu den Proben vom Frankfurter Flughafen werden voraussichtlich in einigen Wochen vorliegen.

Das Land Hessen unterstützt die Corona-Projekte des TU-Fachgebiets Abwasserwirtschaft seit Juni im Rahmen des „Operationellen Programms für die Förderung von Investitionen in Wachstum und Beschäftigung“ mit Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE).

https://idw-online.de/de/news752965
Claudia Staub Stabsstelle Kommunikation und Medien
Technische Universität Darmstadt

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Wasser 4.0: Ein „Digitaler Zwilling“ für das Kanalsystem

Stefanie Terp Stabsstelle Kommunikation, Events und Alumni
Technische Universität Berlin
Mit der Entwicklung des „Digitalen Zwillings“ einer Pumpstation wollen TU-Ingenieur*innen in Zeiten des Klimawandels die Abwasser-Infrastruktur von Megastädten besser verstehen und beherrschbar machen

Zuverlässig mit sauberem Frischwasser versorgt zu werden, ist für viele Menschen heute selbstverständlich. Doch das intelligente Management und die sichere Behandlung von Wasser und Abwasser sind ingenieurtechnische Höchstleistungen, denn Urbanisierung und Klimawandel belasten die natürlichen Ressourcen zunehmend. Um gerade in großen Städten die entsprechenden Infrastrukturen effizienter und besser beherrschbar zu machen, schaffen Wissenschaftler*innen der TU Berlin innovative, intelligente Konzepte und Strategien und untersuchen sie in einer realistischen Umgebung. Dafür entwickeln sie zusammen mit der Siemens AG und den Berliner Wasserbetrieben derzeit den „Digitalen Zwilling“ einer Pumpstation. Mit seiner Hilfe wird es künftig möglich sein, virtuell Probleme im Abwassersystem zu detektieren sowie dieses mit smarter Technik vorausschauend zu betreiben und funktionsfähig zu halten.

„Der digitale Zwilling ist ein echter Meilenstein auf dem Weg zu Wasser 4.0“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Paul-Uwe Thamsen, der das Fachgebiet Fluidsystemdynamik am Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik der TU Berlin leitet. In seiner Laborhalle auf dem Campus der Universität steht die riesige Versuchsanlage einer Pumpstation an der sein Wissenschaftler*innen-Team in verschiedenen Projekten digitale Möglichkeiten in Betrieb und Wartung, Datenanalysen und Vernetzung solcher Infrastrukturen erforschen.

Hitze, Trockenheit und Starkregen belasten das Kanalsystem
„Allein Berlin ist in den vergangenen 20 Jahren um 300.000 Menschen gewachsen“, so Thamsen. „Lange Trocken- und Hitzeperioden nehmen zu, ebenso Starkregenereignisse. Das macht insbesondere unseren Abwassersystemen sehr zu schaffen.“ Geruchsbelästigungen aus dem Abwassernetz sind die Folge, Einbauteile korrodieren, die Starkregenfälle überlasten das Kanalnetz, was dazu führt, dass die Mischwasserkanäle mit Oberflächen- und Abwässern überlaufen und belastetes Abwasser freisetzten.

Als Forschungspartner der TU Berlin hat die Siemens AG rund 500.000 Euro investiert, um die Pumpenversuchsanlage der TU-Forscher mit der neuesten Technologie auszustatten, die die Anlage nun Schritt für Schritt um einen digitalen Anlagenzwilling erweitert, so dass schließlich alle Informationen des Versuchsstandes in einer digitalen Umgebung vorliegen: Planungsunterlagen, technische Daten, Einstellparameter, Betriebs- und Wartungsinformationen bis hin zur Fehlerdiagnose mit selbstständiger Reaktion zur Fehlerbehebung.

Effiziente und ökonomische Wasserwirtschaft
Für die Berliner Wasserbetriebe, den zweiten Forschungspartner ist ein weiterer Aspekt besonders interessant, den der Digitale Anlagenzwilling verspricht. „Durch die intelligente Vernetzung von vorhandenen Wasser- und Abwasserrückhalteeinrichtungen und die vorausschauende Betriebsweise von Abwasserpumpstationen werden Niederschlagsereignisse besser beherrschbar und energetische Einsparungen gegenüber dem regulären Betrieb möglich“, so Thamsen. „Das kann auch den Bau neuer Anlagen ersparen, der oft mit Millionen-Investitionen verbunden ist. Die Digitalisierung des Systems unterstützt also eine effiziente und ökonomische Wasserwirtschaft.“

Ein großes Problem sind im städtischen Abwassersystem sind zum Beispiel die sogenannten „Verzopfungen“. Das sind meterlange, stinkende und schleimige dicke Materialklumpen, die sich regelmäßig tief unter der Erde der summenden Metropole im Abwasserstrom ineinander verdrehen und schließlich die riesigen Abwasserpumpen blockieren. Mitarbeiter der Berliner Wasserbetriebe müssen diese dann von Hand aus der Pumpstation zerren, damit die Berliner Straßen nicht zur Kloake werden. Hauptverursacher sind feuchte Baby- oder Hygienetücher, die achtlos in die Toilette geworfen werden, denn sie lösen sich im Abwasser nicht auf. „Mit dem Digitalen Zwilling kann man die Gefahr solcher Verzopfungen frühzeitig erkennen und die Pumpen rückwärts laufen lassen, um sie zu reinigen“, so Thamsen. „Alles in allem hilft uns die Digitalisierung, unsere Infrastrukturen optimal zu verstehen und zu nutzen.“

Mit der neuen Versuchsanlage der „quasi realen Pumpstation“ plus dem digitalen Zwilling steht der TU Berlin eine experimentelle Grundausstattung zur Verfügung, an der zahlreiche innovative Lösungen für „intelligente Pumpstationen“ entwickelt werden. Diese können auf beliebige Abwassernetzstrukturen unterschiedlichster Städte angewandt werden.

https://www.fsd.tu-berlin.de/menue/forschung/
https://new.siemens.com/global/en/company/stories/industry/digital-twin-digitali…

Weitere Informationen erteilt Ihnen gern:
https://idw-online.de/de/news751493
Prof. Dr.-Ing. Paul-Uwe Thamsen
Technische Universität Berlin
Fakultät V Verkehrs- und Maschinensysteme
Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik
Fachgebiet Fluidsystemdynamik – Strömungstechnik in Maschinen und Anlagen
Tel.: 030 / 314 – 25262
E-Mail: paul-uwe.thamsen@tu-berlin.de

Weitere Informationen:
https://www.fsd.tu-berlin.de/menue/forschung/
https://new.siemens.com/global/en/company/stories/industry/digital-twin-digitali…

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Klimaschutzprojekte im kommunalen Umfeld – Kommunalrichtlinie eine Initiative des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit

AKTUELLE HINWEISE ZUR KOMMUNALRICHTLINIE IN ZEITEN VON CORONA
Antworten zu häufigen Fragen im Zusammenhang mit der Kommunalrichtlinie finden Sie hier.

Das Bundesumweltministerium baut die erfolgreiche Förderung des Klimaschutzes in Kommunen weiter aus. Mit Wirkung vom 1. August 2020 tritt eine neue Fassung der Kommunalrichtlinie in Kraft. Anlass der Neufassung sind die Maßnahmen des Konjunkturpakets der Bundesregierung. Folgende wesentlichen Änderungen ergeben sich im Vergleich zur Fassung v. 5. Dezember 2019:

Anpassung der Definition finanzschwacher Kommunen (s. Nr. 5 der Kommunalrichtlinie)
Für Anträge, die zwischen dem 1. August 2020 und 31. Dezember 2021 gestellt werden, kann die Förderquote um 10 Prozentpunkte für alle Förderschwerpunkte und Antragsteller erhöht werden (s. Nr. 5 der Kommunalrichtlinie)
Für Anträge, die zwischen dem 1. August 2020 und 31. Dezember 2021 gestellt werden, wird die erforderliche Eigenmittelhöhe von 15 Prozent auf 5 Prozent abgesenkt. Finanzschwache Kommunen können während dieses Zeitraums Ihren Eigenmittelanteil komplett durch Drittmittel ersetzen (s. Nr. 6.4 der Kommunalrichtlinie)
Zusätzliche Deckungsmittel (Drittmittel), die nach Bewilligung und zwar im Zeitraum zwischen dem 1. August 2020 und 31. Dezember 2021 in das Vorhaben eingebracht werden, führen nicht mehr automatisch zu einer Ermäßigung der Zuwendung (s. Nr. 6.4 der Kommunalrichtlinie)
Zudem wurde die für Anträge ab 1. März 2020 eingeführte erhöhte Förderung von Radabstellanlagen im Umkreis von 100 Metern von Bahnhöfen und Haltepunkten einer Bahnanlage (+20 Prozentpunkte) in die Richtlinie integriert (s. Nr. 5 der Kommunalrichtlinie).

Darüber hinaus können ab 1. August 2020 Radabstellanlagen mit integrierten PV-Anlagen gefördert werden, sofern es sich hierbei um energieautarke Insellösungen handelt. D.h. der in der PV-Anlage erzeugte Strom dient ausschließlich dem Eigenverbrauch und wird nicht ins öffentliche Netz eingespeist. Diese Ergänzung ist ein weiterer Baustein des Bundesumweltministeriums zur Unterstützung der Schaffung von umwelt­freundlichen Fahrradabstellanlagen im Rahmen der Bike+Ride-Offensive. Weiterführende Informationen dazu finden Sie hier.

Anträge in der Kommunalrichtlinie können für folgende Förderschwerpunkte gestellt werden:

Kläranlagen
Durch die Förderung im Rahmen dieser Richtlinie soll die Energieeffizienz der Abwasserbehandlungsanlagen deutlich gesteigert und durch lokale Erzeugung die Deckung des eigenen Energiebedarfs dieser Anlagen angehoben werden.

Voraussetzung für die Förderung nach Nummern 2.13.2 bis 2.13.5 ist, dass die beantragten Einzelmaßnahmen in einer zuvor durchgeführten Potenzialstudie als notwendig eingestuft wurden, um die in Nummer 2.6 der Kommunalrichtlinie genannten Ziele zu erreichen. Wenn bereits eine Studie nach den Maßgaben des Arbeitsblattes DWA-A 216 innerhalb der letzten beiden Jahre vor Antragstellung durchgeführt wurde und diese Studie die gleichen oder übertreffende Ziele einhält, kann diese Studie ebenfalls Grundlage für die Förderung der Maßnahmen sein. Darüber hinaus gilt, dass sich die Ablaufqualität einer Kläranlage durch die Maßnahmen nicht verschlechtern darf. Dieser Grundsatz ist bei der Planung und Umsetzung von Maßnahmen zu berücksichtigen.

https://www.gunzenhausen.de/foerderprogramm-klimaschutzprojekte-im-kommunalen-umfeld.html

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Abwasser soll Aufschluss über CoV bringen

Um mehr zuverlässige Informationen über das Coronavirus zu bekommen, gibt es ein Forschungsprojekt, im Zuge dessen in Kärnten die Kläranlagen Klagenfurt, Villach und Feldkirchen beprobt und in ein Monitoring-System aufgenommen werden. Das Land Kärnten beteiligt sich an den Projektkosten mit 7.500 Euro.

Bei dem Forschungsprojekt unter dem Titel „Coron-A2“ geht es um die Bereiche Abwasserepidemiologie, -mikrobiologie und -molekularbiologie, die von der Universität Innsbruck, der Medizinischen Universität …mehr:

https://kaernten.orf.at/stories/3058470/

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Erste bundesweite Regenmessung mit dem Mobilfunknetz

Monika Landgraf Strategische Entwicklung und Kommunikation – Gesamtkommunikation
Karlsruher Institut für Technologie
Ob bei der Hochwasserfrühwarnung oder in der Landwirtschaft – Regenmessungen sind von großer Bedeutung. Doch weltweit fehlen für viele Regionen präzise Daten, weil flächendeckende Messungen bislang zu teuer sind. Ändern könnte sich das mit einer neuen Methode, die gerade ihren Praxistest bestanden hat. Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universität Augsburg gelang die erste deutschlandweite Regenmessung mit dem Mobilfunknetz. Jetzt ist der Einsatz der Technologie in Westafrika geplant. Über die Ergebnisse berichtet das Team aktuell in den Fachzeitschriften Hydrology and Earth System Sciences und Atmospheric Measurement Techniques.

Regen kann die Leistungsfähigkeit eines Mobilfunknetzes erheblich beeinträchtigen. Doch was Telekommunikationsunternehmen Kopfzerbrechen bereiten kann, ist für die meteorologische Forschung ein Glücksfall: „Wir haben aus dieser Interaktion zwischen Wettergeschehen und menschlicher Technologie eine gänzlich neue Methode zur Regenmessung entwickelt“, sagt Professor Harald Kunstmann vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Umweltforschung (IMK-IFU), dem Campus Alpin des KIT. „Wenn ein Mobilfunknetz vorhanden ist, brauchen wir weder eine neue Infrastruktur noch zusätzliches Bodenpersonal.“ Gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Universität Augsburg gelang seinem Team am KIT nun die erste flächendeckende Regenmessung mit der neuen Methode in Deutschland: Aus der niederschlagsbedingten Abschwächung der Funkverbindung zwischen mehreren tausend Mobilfunkmasten konnten sie zeitlich hoch aufgelöste Regenkarten generieren. „Beim Vergleich mit den Messwerten des Deutschen Wetterdienstes zeigt sich, dass wir eine hohe Übereinstimmung erzielt haben“, erklärt Maximilian Graf aus dem Forscherteam.

Verbesserte Genauigkeit dank Künstlicher Intelligenz (KI)
Möglich wurde die Niederschlagsbestimmung aufgrund der Richtfunkantennen, die in Mobilfunkmasten zur Übertragung über weite Strecken eingesetzt werden. „Genutzt wird hier eine Frequenz von 15 bis 40 Gigahertz, deren Wellenlänge der typischen Größe von Regentropfen entspricht“, erklärt Dr. Christian Chwala, Koordinator der Forschungsarbeiten an der Universität Augsburg. „Je mehr Niederschlag fällt, desto schwächer wird das Signal, mit dem die Sendemasten Informationen austauschen. Wir haben ein Jahr lang jede Minute die aktuelle Abschwächung von 4 000 Richtfunkstrecken gemessen. Der daraus entstandene Datensatz ist aufgrund seiner Auflösung und Größe weltweit einzigartig.”

Neben den klassischen Methoden der Datenanalyse nutzten die Forscherinnen und Forscher Künstliche Intelligenz (KI), um das Regensignal aus den verrauschten Messwerten herauszufiltern. „Auch andere Faktoren wie Wind oder die Sonne können zu leichten Abschwächungen des Signals führen. Mit Hilfe unserer KI konnten wir erkennen, wann eine Abschwächung auf Regen zurückzuführen ist“, sagt Julius Polz, ein weiterer Wissenschaftler der Forschungsgruppe. „Wir haben sie inzwischen so trainiert, dass wir ohne Kalibrierung mit traditionellen Methoden zur Regenmessung auskommen.“ Damit eigne sich eine Anwendung auch in Regionen ohne nennenswerte Niederschlagsmessungen, die für das Training der KI in Frage kommen könnten, beispielsweise in Westafrika.

Einsatz in Westafrika geplant
Für Deutschland funktioniert die Methode allerdings vor allem im Frühjahr, Sommer und Herbst. „Graupel und Schneeregen führen nämlich zu einer überdurchschnittlichen Abschwächung, und Schnee lässt sich mit dem Mobilfunknetz gar nicht messen“, erklärt Harald Kunstmann. Aktuell laufen mehrere Projekte der Forscherinnen und Forscher zur Regenmessung mit Richtfunkstrecken, unter anderem mit dem Schwerpunkt auf Deutschland in Kooperation mit dem Deutschen Wetterdienst und dem Landesamt für Umwelt Sachsen. Im Laufe des Sommers starten weitere Projekte in Tschechien und in Burkina Faso, wo erstmals eine landesweite Erfassung von Richtfunkstrecken in Afrika aufgebaut werden soll.

Originalpublikationen:
Graf, M., Chwala, C., Polz, J., and Kunstmann, H. (2020): Rainfall estimation from a German-wide commercial microwave link network: optimized processing and validation for 1 year of data. Hydrology and Earth System Sciences, 24, 2931–2950,
https://doi.org/10.5194/hess-24-2931-2020

Polz, J., Chwala, C., Graf, M., & Kunstmann, H. (2020): Rain event detection in commercial microwave link attenuation data using convolutional neural networks. Atmospheric Measurement Techniques, 13, 3835–3853, https://doi.org/10.5194/amt-13-3835-2020

Details zum KIT-Zentrum Klima und Umwelt: http://www.klima-umwelt.kit.edu

Weiterer Kontakt:
Dr. Martin Heidelberger
Redakteur/Pressereferent
Tel.: +49 721 608-21169
E-Mail: martin.heidelberger@kit.edu

http://idw-online.de/de/news751539

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