Klimawandelbedingte Wetterextreme, wie auf anhaltende Dürren folgende starke Regenfälle, stellen die Abwasserwirtschaft vor große Herausforderungen. Regnet es zu wenig, können Schmutzstoffe in den Abwasserleitungen nicht gut abfließen, es entstehen Ablagerungen, unangenehme Gerüche, und sogar Schäden an den Kanälen. Regnet es hingegen zu viel, reichen die Kapazitäten oft zum Abtransport der Wassermassen nicht aus: Die Kanäle laufen über, Schmutzwasser gelangt in Bäche und Flüsse und richtet Umweltschäden an.
Eine intelligente Lösung für diesen Problemkreis entwickelt der Zweckverband JenaWasser im Forschungsprojekt InSchuKa 4.0. Gemeinsam mit den Hochschulen Hof und Magdeburg-Stendal entsteht eine digitale Kanalnetzsteuerung unter Nutzung von künstlicher Intelligenz. Kern des Projektes ist die Entwicklung und der Einbau von digital steuerbaren Kanalklappen, die, je nach Wasseraufkommen im Kanal, das Transportvolumen vollautomatisch erhöhen oder reduzieren können. Die jeweils optimale Einstellung für die Absperrklappen ermittelt die künstliche Intelligenz auf Basis von Kanalnetzsimulationen, Echtzeit-Messwerten aus dem Kanal sowie Wetterprognosen.
Die Technologie soll im sogenannten Hauptsammler, dem mit sieben Kilometern größten Abwasserkanal von Jena, erprobt werden. Er verläuft von Lobeda nach Zwätzen quer durch die Stadt, nimmt einen Großteil des städtischen Schmutzwassers auf und transportiert es zur zentralen Kläranlage. Bereits 2022 wurden Drohnenaufnahmen angefertigt, um einen digitalen Zwilling des Kanals und seiner Nebenanlagen zu erstellen, der als Basis für Berechnungen und Simulationen dient.
In diesem Jahr wird nun die Installation der ersten von vorerst zwei geplanten Absperrklappen in dem bis zu drei Meter hohen und breiten Hauptsammler vorbereitet. Mit ihnen kann z. B. der Abfluss des Wassers beschleunigt oder verzögert werden. Auch kann das Kanalvolumen als Regen-Rückhalteraum genutzt, und das Wasser im Bedarfsfall freigegeben werden. Durch gezieltes Anstauen des Schmutzwassers – mithilfe der Klappen – kann zudem eine Reinigung der Kanalwände herbeigeführt werden. Insgesamt soll im Hauptsammler der Zufluss zur Kläranlage gleichmäßiger und deren Betrieb effizienter gestaltet werden.
Der Einbau der ersten Klappe soll Ende 2024 abgeschlossen sein und in einer Pilotphase bis Ende 2025 unter realen Bedingungen getestet werden. Aus den gewonnenen Erfahrungen sollen bis zum Projektende 2028 weitere Anwendungsfälle für das System abgeleitet und vor Ort erprobt werden.
Das Projektvolumen für den Projektteil von JenaWasser beläuft sich auf 925.000 Euro, davon 650.000 Euro aus Fördermitteln des Bundesforschungsministeriums.
Den Zahlenteil zum Geschäftsbericht 2023 stellen wir Ihnen, erneut im Sinne der Nachhaltigkeit, als PDF-Downloads zur Verfügung.