Was das Wasser und die Wasserversorgung betrifft, stehen wir vor großen Herausforderungen. Nicht nur der Klimawandel bedroht das für uns fast selbstverständliche Gut, auch das zunehmende Leben in der digitalen Welt verbraucht Unmengen der kostbaren Ressource. Forscher*innen bei DIGITAL arbeiten gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Wasserwirtschaft daran, einen Teil der Problematik zu lösen. Stefan Grebien von der Forschungsgruppe Intelligente Akustische Lösungen koordiniert das Projekt KI-WAZU. Ziel ist es, das Management der Wasserversorgung in Zukunft zu verbessern. „Wir entwickeln ein akustisches und visuelles Echtzeit-Monitoringsystem für die relevanten Anlagenteile einer Wasseraufbereitungsanlage und von Pumpenstationen gemeinsam mit der Forschungsgruppe Intelligent Vision Applications. Mit einer 24/7-Überwachung auf akustischer und visueller Basis – also mit Körperschallsensoren, Kameras und Anomaliedetektoren – ist es möglich, Störungen sofort und Anomalien früh zu erkennen. Dadurch können schon vor dem tatsächlichen Ausfall eines Anlagenteils Reparaturen eingeleitet werden, wie zum Beispiel Ersatzteile beschafft werden“, erklärt der Akustikspezialist Grebien.
KI erstellt Prognosen
Die Prognose wird durch eine gut trainierte KI ermöglicht. Diese lernt nämlich mit der Interpretation der akustischen und visuellen Signale, rechtzeitig die Betreiber vor einem tatsächlichen Schaden zu warnen. Das ist aber nur ein Aspekt in dem Zukunftsprojekt KI-WAZU. Durch klimatische Veränderungen wie Starkregen, Trockenperioden und ein damit einhergehendes neues Verbraucherverhalten, ist es notwendig geworden, neue Prognosemodelle für die Verfügbarkeit der Ressource Wasser zu erstellen. Hier kommt Projektpartner JR-Aqua-ConSol ins Spiel. Hans Kupfersberger arbeitet seit vielen Jahren mit Grundwassermodellen und erklärt: „Auf Basis von Messdaten des Grundwasserspiegels in Beobachtungspegeln, Wetterprognosen und Prognosen des Wasserverbrauchs können wir die zukünftige Wasserverfügbarkeit berechnen und somit Handlungsempfehlungen für das Management von Wasserversorgern abgeben.“ Die Prognosemodelle werden von der Firma DATAVIEW unter Nutzung von innovativen Visualisierungen den Wasserversorgern zur Verfügung gestellt. Dazu Franz Zeilinger von DATAVIEW: „Die Prognosemodelle kombiniert mit dem KI-basierten Überwachungssystem eröffnen völlig neue Möglichkeiten für das Wassermanagement. Die Ergebnisse der KI Methoden werden als Handlungsvorschläge inklusive Auswirkungshinweis präsentiert. Die Kontrolle, auch über diese neuen Fähigkeiten, bleibt beim Versorger.“
Grundwasserproblematik in Europa
Die Europäische Umweltagentur (EUA) warnt, dass die Grundwasservorräte in mehreren Ländern aufgrund von Übernutzung und Klimawandel erschöpft sind. Südliche Regionen Europas sind zunehmend von Wasserknappheit betroffen, während nördlichere Regionen häufiger Überschwemmungen erleben. Die Anpassung an diese veränderten Bedingungen erfordert umfassende Maßnahmen wie die Reduzierung von Leckagen und die Wiederverwendung von Wasser. Ein besonders drastisches Beispiel zur Wasserknappheit liefert Spanien. Dort sorgen große Datenzentren für einen erheblichen Wasserverbrauch, was die ohnehin knappen Wasserressourcen weiter belastet. Der Wasserverbrauch dieser Zentren kann in einigen Regionen bis zu 600 Millionen Liter pro Jahr betragen, was dem Verbrauch von etwa 13.000 Haushalten entspricht (DER STANDARD). Diese Entwicklungen unterstreichen die Dringlichkeit innovativer Ansätze wie das KI-unterstützte Wassermanagement, um die Wasserversorgung in Europa langfristig zu sichern. Mit Körperschallsensoren, Kameras und Anomaliedetektoren lassen sich Störungen in Wasseraufbereitungsanlagen schon so früh erkennen, dass keine großen Schäden entstehen.
Projektpartner
DATAVIEW, JR-AquaCon-Sol und SETEC. Als Bedarfsträger sind der Wasserverband Leibnitzerfeld Süd, der Wasserverband Südliches Burgenland, der Wasserverband Unteres Lafnitztal und die Stadtgemeinde Gmünd involviert.
Weitere Infos: KI-WAZU
Das Projekt KI-WAZU wurde 2024 mit dem Wasserland-Preis der Steiermark in der Kategorie „Wasserprojekte der Zukunft“ ausgezeichnet.
