WaX - Verbundprojekt InSchuKa4.0: Kombinierter Infrastruktur- und Umwelt-Schutz durch KI-basierte Kanalnetzbewirtschaftung, Teilprojekt 1"

Ausgangssituation:

Starkregenereignisse verursachen unkontrollierten Ablass ungereinigter Abwässer. Trotz vorhandenen Speichervolumens in Kanal/Regenbecken keine Aufnahme des Wassers möglich. Gleichzeitig führen Trockenperioden zu Ablagerungen, Geruchsbildung, Korrosion und unkontrollierte Ausschwemmung von Schadstoffen bei kurzfristigem Starkregen --> Umweltverschmutzung

Ziele:

Entwicklung intelligenter Kanalnetzbewirtschaftung mit Datenerfassung, -auswertung und -steuerung für Kanalnetzbetreiber durch Echtzeitmessung von Qualitätsparametern (z.B. AFS = abfiltrierbare Stoffe) im Kanalnetz von Jena, Entwicklung von KI-basierter Kanalnetzbewirtschaftungslösung mittels innovativer Kanalsensorik, moderner Kanalausrüstung unter Einbezug von historischen/prognostischen Wetterdaten --> ermöglicht flexiblen, resilienten und effizienten Kanalnetzbetrieb bei extremen Wetterereignissen

Vorgehen:

1. Simulation unvollständiger Ausnutzung vorhandener Rückhalteräume in Jena für ausgewählte Ereignisse, Prüfung einer Verbundsregelung für Füllstandsdaten zur Nutzbarkeit des vorhandenen Stauraums, Schmutzfrachtsimulation, um Potential zur Gewässergefährdung zu ermitteln

2. Simulation des Ablagerungsverhalten (z.B. Sulfid) zur Ermittlung von Spülwassermengen und -strategien für Ablagerungs- und Geruchsvermeidung, Ermittlung kritischer Zustände von Be- und Entlüftung

3. Ermittlung der Feststoffkonzentration im Durchfluss in Echtzeit mittels Ultraschall-Rückstreuung in Kombi mit Durchflussmesser

4. Verfahrenstechnische Konzeption: Schieber und –wehre im Kanalnetz zur Abflussdrosselung und um Rückstau des Rückhaltevolumens zu vergrößern, zur Kaskadenspülung im Kanalnetz

5. Entwicklung neuer Kanalnetzbewirtschaftung mit statischer und dynamischer Komponente, CBR-Automationskonzept

6. Für Übertragbarkeit auf andere Städte: Interviews und Umfragen mit Kommunen und Anwenderworkshops zur Erhöhung der Akzeptanz beim Nutzer

https://www.h2.de/hochschule/fachbereiche/wasser-umwelt-bau-und-sicherheit.html