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Ultraschallsensoren am Wasserrohr: Die Technischen Werke Schussental nutzen zur Leckortung ein automatisiertes System, das permanent den Durchfluss kontrolliert. - Foto: EnBW

Die Technischen Werke Schussental überwachen das Wasserrohrnetz mithilfe von Ultraschallsensoren. Das System hilft dem Versorger, Verluste zu vermeiden und eventuelle Lecks schneller zu schließen. Die im Zuge dieser Digitalisierung frei gewordenen Kapazitäten stehen für weitere Dienstleistungen zur Verfügung.

Trinkwasser gehört zu den wichtigsten Bestandteilen der kommunalen Daseinsvorsorge. Entsprechend streng sind die Vorschriften des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches: „Inspektion und Wartung dienen sowohl dem technisch sicheren, hygienisch einwandfreien und zuverlässigen als auch wirtschaftlichen Betrieb von Rohrnetzen“ (DVGW W 400-3-B1). Die Vorgaben für Schadensraten sowie für regelmäßige Inspektionen in Abhängigkeit von der Netzqualität setzen auch die Technischen Werke Schussental (TWS) mit Sitz in Ravensburg (Baden-Württemberg) um.

Der Aufwand dafür ist hoch. Entweder man benötigt eine Menge gut ausgebildeter Mitarbeiter, oder kauft den Service meist ziemlich teuer von Dritten. Vor der Frage „Make or buy“ stand Mitte 2017 auch der Netzbetrieb der TWS. Dazu kam, dass bereits mehrere kommunale Eigenbetriebe im Raum Ravensburg deren Dienste in Anspruch nahmen. Angesichts immer strengerer Anforderungen an Organisation und Technik war zudem schon absehbar, dass sich weitere Gemeinden auf diese Weise personell und kostenmäßig entlasten wollen.

Im Rahmen des regelmäßigen Austauschs zwischen der Fachabteilung der TWS und dem langjährigen Dienstleister RBS Wave über Neuerungen in der Branche kam das „Wasserverlustmonitoring 4.0“ ins Gespräch. Als Basis dient das bei der Ingenieurstochter der EnBW entwickelte und bei vielen Versorgern im ganzen Bundesgebiet seit Jahren eingesetzte System „LeakControl“.

Im Kern besteht es aus Ultraschallsensoren, die an strategisch ausgewählten Punkten zu platzieren sind. Die Auswahl treffen die Experten mithilfe eines hydraulischen Rechennetzmodells. Aus den Änderungen bei den Durchfluss-Messdaten lassen sich softwaregestützt Leckagen erkennen und lokal eingrenzen. Die Daten werden frühmorgens erhoben und stehen nach Auswertung den Leitstellen zur Verfügung.

Ortung mithilfe von Big Data

Bei den Stadtwerken Fellbach (Baden-Württemberg) war es im Jahr 2014 zu mehreren Leckagen nahe einer Baustelle gekommen. Dies führte zur Frage, ob die Ortung mithilfe von Big Data nicht automatisiert und damit gerade auf den letzten Metern noch viel schneller zu leisten wäre. Als Voraussetzung dafür erstellten Ingenieure der RBS mithilfe des Rechennetzmodells eine Signaturdatenbank. In dieser sind eine Unzahl denkbarer Szenarien von Leckagen und deren Auswirkung auf das Strömungsverhalten im Netz abgebildet.

Blieb die Frage, wie die Unmenge an Durchflussdaten mit diesen Szenarien so abgeglichen werden kann, dass valide Ergebnisse entstehen. Bis Oktober 2015 hatte die baskische Software-Schmiede Bunt Planet dafür eine Cloud-Software auf Basis von Google Maps für einen 60 Kilometer langen Nordteil des Fellbacher Netzes entwickelt.

Das komplette System kommt seit Februar 2018 auch bei der TWS zum Einsatz; zunächst im größten Teilnetz, in der Stadt Weingarten. Dieses wurde zuvor über je eine Zuflussmessung bei den beiden Hochbehältern überwacht. Im Fall einer Leckage war daher das gesamte Netz aufwendig zu überprüfen. Eine denkbare Untergliederung in getrennte Netzbereiche durch Schließen von Schiebern kam nicht infrage. Damit wäre die Leistungsfähigkeit stark beeinträchtigt worden.

Bereits die Installation der acht Sensoren verkleinert den Bereich deutlich, in dem schließlich die Leckage punktgenau zu orten ist. Dafür hatte der Dienstleister zunächst Standorte vorgeschlagen, die die TWS-Experten hinsichtlich der Umsetzbarkeit (u.a. Tiefbau) begutachteten. Eine Messstelle wurde daraufhin verlegt. Noch im Dezember 2017 erfolgten die Installation der Geräte sowie die Einweisung der Mitarbeiter im Controllsystem. Im Februar gelang es, die gesicherte Datenübertragung der Messdaten in die Cloud aufzubauen. Seitdem kann sich die Leitstelle über eine Internetplattform einwählen und die Daten abrufen. Diese Möglichkeit besteht auch für alle Mitarbeiter über ihr Smartphone.

Sobald sich der Umgang mit der neuen digitalen Leckortung routiniert eingespielt hat, soll das Ravensburger Rohrnetz folgen. Schon jetzt ist absehbar, dass die automatisierte Überwachung eine große Erleichterung im Betrieb darstellt. Die im Zuge dieser Digitalisierung bei der TWS frei gewordenen Kapazitäten stehen jetzt für weitere Dienstleistungen in Gemeinden im Umland zur Verfügung. Auch dabei wird der „Leak-Finder“ eine prominente Rolle spielen.

Gerhard Gangl / Michael Scheible

Die Autoren
Dr. Gerhard Gangl verantwortet den Bereich Consulting bei der EnBW-Tochter RBS Wave in Stuttgart, Michael Scheible leitet den Bereich Technik bei der TWS Netz in Ravensburg