Smart Water: mit Transparenz und intelligenter Steuerung gegen die Wasserknappheit

Auch wenn der vergangene Sommer wenig repräsentativ ist, die Wissenschaft ist sich einig: Die Sommerperioden werden immer länger und trockener, die Böden und Pflanzen leiden, was Landwirte und Gemeinden vor grosse Herausforderungen stellt – insbesondere in landwirtschaftsintensiven Kantonen. Eine Studie des Kantons Thurgau zeigt ein Risiko der Frischwasserversorgung in der kommenden Dekade für die Region Amriswil.

Transparenz über den Wasserhaushalt schaffen

«Wir haben nach einer Lösung gesucht, welche die Effizienz in den Fokus rückt. Wir möchten das vorhandene Wasser sinnvoller einsetzen. Beispielsweise werden unsere Strassen mit Trinkwasser gereinigt, das ist unnötig», veranschaulicht Felix Nyffenegger, Professor und IPEK-Institutsleiter an der OST. Bisher fehlte die Transparenz über den Wasserhaushalt – das sei das oberste Ziel von Smart Water.

Die OST entwickelte ein smartes System, das den Wasserverbrauch misst und den Bedarf prognostiziert: Dafür wurden in der Region Sensoren und Messstationen installiert, welche Regen, Boden- und Luftfeuchtigkeit, Luftdruck sowie Sonneneinstrahlung und Temperatur im Boden und in der Luft messen. Zudem wurden gemeinsam mit dem Institut für Landschaft und Freiraum (ILF) «Welkpunkte» berechnet: die Austrocknungsgrade der Böden, bei denen die Pflanzenarten irreversibel zu welken beginnen.

Mehrwert für Gemeinden, Landwirtschaft und Industrie

Bisher wurde der Wasserverbrauch im Nachhinein berechnet, neu gibt es Live-Daten – womit die Gemeinden genauer kalkulieren können: Denn sie müssen den Wasserverbrauch planen, wer zu viel bezieht, zahlt Strafgebühren. Für genaue Durchfluss-Messungen wurde eigens ein Sensor entwickelt, der sich einfach in die bestehende Infrastruktur einbauen lässt.

«Aktuell werden die Wasserleitungen in Amriswil erneuert, nun haben wir die Chance, die alten Rohre für Rohwasser aufzurüsten und die neuen Rohre für Frischwasser zu verwenden. Mit dem Einsatz von Rohwasser für die Bewässerung oder Strassenreinigung kann der Trinkwasserverbrauch gesenkt werden, das ist auch preislich attraktiv.»

Datenbasierte Entscheidungsunterstützung

Durch intelligente Modelle, die mit dem Institut für Energietechnik (IET) entwickelt wurden, ist mit Smart Water eine digitale Plattform entstanden, die den Verbrauch live misst und genaue Prognosen für den Wasserbedarf erstellt. «Wassermodelle für Regionen gab es bereits. Mit dem neuen Ansatz werden die realen Sensordaten (Wasserdurchfluss sowie Messungen aus dem Boden und der Luft) mit meteorologischen Prognosen und Pflanzenmodellen verknüpft. Wir erstellen genaue Prognosen für die Bedarfsplanung von Gemeinden, Landwirtschaft und Industrie und bieten damit eine datenbasierte Entscheidungsunterstützung. Dank Smart Water können wir Wasserknappheit frühzeitig erkennen und Massnahmen ergreifen, die den Ressourcenverbrauch und die Wirtschaftlichkeit berücksichtigen», fasst Nyffenegger zusammen.

Das Projekt wurde von Innosuisse gefördert und vom Institut für Produktdesign, Entwicklung und Konstruktion (IPEK) geleitet, unterstützt wurde es vom Institut für Energietechnik (IET) und vom Institut für Landschaft und Freiraum (ILF) der OST. Zusätzliche Projektpartner waren Regio Energie Amriswil REA, die Styromat AG und die Hawle Armaturen AG.