Klimawandel, veränderte Landnutzung sowie Schadstoffeinleitungen bedrohen die Qualität unserer Gewässer. Das im Herbst 2023 gestartete Forschungsprojekt DIWA „Digitale vernetzte und interaktive Wasserqualitätsüberwachung“ entwickelt ein umfassendes, kombiniertes Monitoring verschiedenster Qualitätsparameter und zielt damit auf ein innovatives Frühwarnsystem. Denn erst das Verständnis der komplexen Vorgänge, die die Wasserqualität bedingen, ermöglicht die Entwicklung von angepassten, zukunftsweisenden und nachhaltigen Schutz- und Anpassungsmaßnahmen.
Extremereignisse, wie Starkregen, Trockenperioden und die durch sie hervorgerufenen speziellen Dynamiken der Wasserqualität wie beispielsweise Algenblüten, haben häufig keine lange Vorlaufzeit. Daher ist es dringend geboten, verstärkt auf Monitoring zu setzen, das zeithochaufgelöst online und vor Ort Daten sammelt. Für die Online- und Vor-Ort-Analyse gibt es schon jetzt eine Vielzahl von Sensorsystemen für Wasserqualitätsparameter.
Das Projekt DIWA hat zum Ziel, diese bereits vorhandenen Sensorsysteme zum Algenwachstum, zum physikalisch-chemischen Gewässerzustand, zur Hydrodynamik und zur Wetterbeobachtung sowie Online-Messungen zur hygienisch-mikrobiologischen Wasserbeschaffenheit digital zu vernetzen und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für zweieinhalb Jahre als Teil der Fördermaßnahme „Digital GreenTech – Umwelttechnik trifft Digitalisierung“ im Rahmen der BMBF-Strategie „Forschung für Nachhaltigkeit (FONA) gefördert. Im Hinblick auf das im Jahr 2022 durch Algen ausgelöste Fischsterben in der Oder soll zusätzlich ein Sensor für Goldalgen entwickelt werden. Zudem werden Wasserqualitätsparameter aus Satellitendaten einbezogen, um räumliche Muster zu erkennen.
Im Rahmen des Projekts werden punktuell, linear und räumlich im Gewässer aufgenommene sowie historisch vorhandene Daten digital miteinander verknüpft und mit einer Abflussvorhersage gekoppelt. Aus der Vernetzung der Daten soll ein auf künstlicher Intelligenz basierendes Frühwarnsystem zur Wasserqualität entwickelt werden. In-situ Sensoren, Satellitendaten und Labormessungen werden im Pilotmaßstab zusammen mit dem im Projekt zu entwickelnden Frühwarnsystem an der Wahnbachtalsperre in Nordrhein-Westfalen implementiert. Komplettiert wird diese Entwicklung durch repräsentative Messungen mit den hier verwendeten Sensoren in einem Fließgewässer. Das ermöglicht es, die Übertragbarkeit des Konzepts auf andere Gewässertypen darzustellen.
Das TZW beschäftigt sich im Projekt insbesondere mit Online-Systemen zur Erfassung mikrobiologischer Parameter. Die Online-Durchflusszytometrie erlaubt die kontinuierliche Quantifizierung der Gesamtzellzahl im Rohwasser. Mit einem Online-Gerät zur Erfassung der enzymatischen Aktivität können auch hygienisch-relevante Bakterien erfasst werden. Weiterhin werden molekularbiologische Methoden zur Erfassung von Cyanobakterien entwickelt und zur Untersuchung von Praxisproben eingesetzt.
Projektpartner sind der Wahnbachtalsperrenverband (WTV) (Projektkoordination), Universität Potsdam , bbe Moldaenke GmbH, Brockmann Consult GmbH, SEBA Hydrometrie GmbH & Co. KG, SYDRO-Consult GmbH sowie das TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser.
Weitergehende Information
Projektseite (Link)
Projekthomepage beim WTV (Link)
