Nachhaltige Wassergütewirtschaft Raab – Online Monitoring

Kontaktperson:
Matthias Zessner mzessner(at)iwag.tuwien.ac.at

Kurzbeschreibung

Ein effektives Monitoring von Wasserkörpern und ihren Einzugsgebieten ist essentiell, um ein nachhaltiges Management der Wassergüte gewährleisten zu können. Die Verfügbarkeit von robusten und zeitlich hochauflösenden Langzeitdatenreihen bildet eine wesentliche Voraussetzung, um den Zustand der Gewässer bewerten bzw. Maßnahmen zur Verbesserung der Wassergüte evaluieren zu können. Regelmäßige Vor-Ort-Beprobungen von Wasserkörpern sind nicht nur zeit- und kostenintensiv, sondern liefern aufgrund der geringen zeitlichen Auflösung oft auch keine ausreichenden Informationen, um die Wassergüte zu bestimmen bzw. effiziente Verbesserungsmaßnahmen umzusetzen. In diesem Zusammenhang ist online monitoring ein wertvolles Instrument, um kontinuierliche Informationen über die Wassergüte eines Wasserkörpers zu erlangen.

Auch wenn die Vorteile von online Messtechnik wie beispielsweise kontinuierliche Datenverfügbarkeit offensichtlich sind, gibt es zahlreiche Schwierigkeiten bei der Erstellung von brauchbaren Datensets. So ist ein ausgeklügeltes Datenmanagement eine wesentliche Voraussetzung, um die Vorteile von online gemessenen Daten nutzen zu können.

Seit März 2006 betreibt das Institut für Wassergüte, Ressourcenmanagement und Abfallwirtschaft der TU Wien (TUW-IWAG) eine online Monitoring Station bei einem Kleinkraftwerk im Fluss Raab im südlichen Burgenland. Während sich die Messstation anfangs direkt im Kraftwerksgebäude befunden hat, ist sie mittlerweile außerhalb in einem Container untergebracht. Das Flusswasser wird über eine Rohrleitung direkt aus dem Einlaufbereich des Kraftwerks in eine durchflossene Wanne gepumpt, die mit zahlreichen, großteils redundanten Single- und Multiparameter Sonden ausgestattet ist. Die daraus resultierenden großen Datenmengen müssen über mehrere Zwischenschritte wie Umwandlung der Messsignale, Datenverarbeitung und –speicherung sowie Plausibilitätsprüfung und Validierung der Daten nutzbar gemacht werden. Diese Aufgaben übernimmt die Software iTUWmon©, eine vom TUW-IWAG entwickelte Technologie für das Management von on-line Messnetzen, die aus einzelnen Softwarekomponenten für Datenerfassung, -verarbeitung, -speicherung und -export basierend auf industriellen Hardwarekomponenten besteht. Die Zeitsynchronisierung war dabei ein fundamentaler Entwicklungsschritt, um eine systemweite Vergleichbarkeit der Daten zu gewährleisten.

Bei der automatischen Plausibilitätsprüfung der Daten werden die Messwerte einer Sonde mit statistischen Kennwerten der zugrundeliegenden Langzeitmessreihen abgeglichen. Weiters werden die Messwerte von redundanten Sonden untereinander verglichen und unsichere bzw. unplausible Daten auch über die Integration von Metadaten entsprechend ausgewiesen und in den Daten selbst markiert. Diese Vorgangsweise wird durch die Konvertierung des Datensets in ein offenes, umfassendes Datenformat ermöglicht, welches die Kombination von Sondendaten unterschiedlicher Hersteller erlaubt. Weitere Tools zur Datenvisualisierung und -publikation sowie zur Alarmierung bei Fehlfunktionen bilden gemeinsam eine Service-orientierte Systemarchitektur.

Somit gewährleistet i^TUWmon^© die Umwandlung von Daten in Information und ermöglicht so weitere wissenschaftliche Untersuchungen, wie beispielsweise die Überwachung von Grenzwertüberschreitungen, die Überprüfung der Reinigungsleistung von Punkteinleitern, das Monitoring von diffusen Einträgen sowie die Berechnung von transportierten Frachten.