Forschungsteam stellt Wasserplanungstool mit Prognosen bis 2055 bereit

Aufgrund der demografischen Entwicklung und des fortschreitenden Klimawandels sieht sich Österreich bereits mit einer zunehmend angespannten Wasserversorgungssituation konfrontiert, die sich in Zukunft noch verschärfen wird. Herkömmliche Planungssysteme sind jedoch bisher nicht in der Lage, eine stufenweise Prognose der Leistungsfähigkeit von Wasserversorgungssystemen zu liefern.

Ein Team um Daniela Fuchs-Hanusch vom Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Landschaftswasserbau der Technischen Universität Graz (TU Graz) hat eine Lösung für dieses Problem entwickelt. Mit dem kostenlosen Webtool EWA (Anmerkung des Übersetzers: Das Akronym steht für „Entscheidungstool für die Wasserversorgung unter Berücksichtigung von Veränderungsfaktoren“) können Lieferanten spielerisch durch Planungsalternativen für unterschiedliche Klima-, Ressourcen- und Verbrauchsszenarien navigieren .

Prognosen bis 2055

So können beispielsweise kleine Wasserversorger in Zehn-Jahres-Schritten bis zum Jahr 2055 die Eignung ihres eigenen Netzes für unterschiedliche Entwicklungen beurteilen. Sie können im Tool den Ausbau oder die Umgestaltung ihres Netzes planen und prüfen, ob die geplanten Maßnahmen ausreichend sind. oder ob weitere Maßnahmen erforderlich sind. Um sich mit dem System vertraut zu machen, stehen pädagogische Aufgaben zur Verfügung, etwa der Bau neuer Brunnen und Leitungen für eine Gemeinde, damit auch im Jahr 2055 alle Bewohner noch Wasser haben.

Darüber hinaus können Benutzer ihre eigenen Herausforderungen erstellen, um durch verschiedene Szenarien oder Vorfälle zu navigieren. Auch für diese selbst erstellten Aufgaben kann ein Budgetlimit angelegt werden, um anhand der eigenen Kostenschätzungen der Nutzer die Lösung des Problems zu finden. Dies ermöglicht insbesondere Wasserversorgern, ihre Systeme individuell anzupassen und ihren eigenen Anforderungen gerecht zu werden. Eine der Herausforderungen könnte sein, dass die Wasserversorgung in zwei Gemeinden im Jahr 2055 aufgrund des Bevölkerungs- und Besucheranstiegs nicht mehr funktionieren wird, was im Brand- oder Störfall zu erheblichen Engpässen führen würde. Mit dem EWA-Tool können praxistaugliche Lösungen entwickelt werden.

Beste Lösung für Optimierungsaufgaben

In die Entwicklung des Tools floss unter anderem die im Jahr 2021 veröffentlichte Studie „Österreichs Wasserressourcen“ ein, die den damaligen aktuellen Wasserbedarf und die Entwicklungen in den nächsten 30 Jahren im Hinblick auf den Klimawandel analysierte. Darüber hinaus erstellten die Forscher Wasserbedarfsprognosen auf Basis lokaler Wasserversorgungsdaten und in Abstimmung mit den Projektpartnern Steiermark, Kärnten, Oberösterreich und Salzburg sowie dem Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft. und drei Wasserverteilungsunternehmen.

Daraus leitete das Team Leistungsindikatoren ab, die ein Wassersystem erfüllen sollte, und entwickelte auf der Grundlage der Forschungsliteratur verwendbare Metriken. Diese wurden mit hydraulischer Prognose- und Simulationssoftware modelliert und mit einer Benutzeroberfläche verknüpft. Johanna Pirker, Valentin Adler und Georg Arbesser-Rastburg vom Institut für Interaktive Systeme und Data Science waren für die Umsetzung der gamifizierten Aspekte des Tools verantwortlich.

Daniela Fuchs-Hanusch sagt: „Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Wassernutzung und -verfügbarkeit im wasserreichen Österreich werden immer bedeutender. Daher war es uns im Projekt wichtig, ingenieurwissenschaftliches Wissen mit Gamification-Elementen so zu verbinden, dass Optimierungen der Wasserversorgung genauso gut oder sogar besser gelöst werden können als mit Optimierungsalgorithmen der Mathematik. Mit dem EWA-Tool können Wasserversorger wirklich beurteilen, wie ihr System in Extremsituationen und in einer vorhersehbaren Zukunft reagieren wird, und sogar Variationen auf spielerische Weise ausprobieren.

Die Studie wird in der Zeitschrift veröffentlicht Wasser.

Das EWA-Tool steht allen interessierten Nutzern zur Verfügung, aus Sicherheits- und Datenschutzgründen muss jedoch ein TU Graz-Konto erstellt werden. Bei der Erstellung eines Kontos ist die Angabe Ihres Vornamens, Nachnamens, Ihrer E-Mail-Adresse, Ihres Geburtsdatums und eines Scans eines amtlichen Lichtbildausweises erforderlich.