Die Themen Wasserverbrauch und Digitalisierung beschäftigen die Fachleute am TZW bereits seit Jahren. Ein Aspekt ist die Analyse großer Datenmengen mit dem Ziel, neue Erkenntnisse daraus zu gewinnen und somit einen Mehrwert zu schaffen. Gemeinsam mit den Wasserwerken Zwickau arbeitet das TZW am Thema einer digitalen Wasserverlustüberwachung, die auch Methoden des Maschinellen Lernens nutzt.
Im DVGW-Arbeitsblatt W 392 wird dargestellt, wie Wasserverluste ermittelt, eine Wasserbilanz erstellt sowie Kennzahlen und eine Überwachung durchgeführt werden können. Die Wasserwerke Zwickau GmbH hat nach diesen Vorgaben eine Wasserbilanz für das Jahr 2017 durchgeführt. Diese beinhaltet die Bestimmung der Netzeinspeisung und der Netzabgabe (Summe in Rechnung gestellte Netzabgabe sowie nicht in Rechnung gestellte Netzabgabe). Die nicht in Rechnung gestellte Netzabgabe wird u. a. durch Löschwasser, Behälter- und Leitungsentleerungen sowie Hydranten- und Leitungsspülungen hervorgerufen. Aus der Differenz lässt sich der gesamte Wasserverlust ermitteln, der in einen realen und scheinbaren Anteil differenziert wird. Dieses Verfahren wurde von dem Wasserversorgungsunternehmen eingesetzt, um Leckagen zu ermitteln und zu beheben.
Trotz erfolgreicher Anwendung des Verfahrens konnte der gesamte Wasserverlust damit nur unzureichend erklärt werden. Die Differenz zwischen Einspeisung und Verkauf ist aufgrund folgender Punkte zum Teil schwer zu bilanzieren:
- Verbrauchsanomalien
- Messmittelungenauigkeiten
- nicht detektierbare Leckagen
Aus diesem Grund wurde in Zusammenarbeit mit dem TZW ein Projekt in einer ländlich geprägten Kleinstadt mit ca. 1.600 Einwohnern aufgesetzt. Neben Ein- und Mehrfamilienhäusern ist das Gebiet durch Gewerbe, einen Lebensmittelmarkt, ein Altersheim sowie durch Landwirtschaft geprägt. Das Gebiet wird in zwei Zonen unterteilt, deren Einspeisung in einer zeitlichen Auflösung von 30 Sekunden gemessen wird. Das Ziel der Arbeiten bestand in einer genaueren Charakterisierung des Verbrauchs durch eine detaillierte Auswertung der Verbrauchsganglinien.
Das vom TZW entwickelte Verfahren für die Analyse von Verbrauchsganglinien ermöglicht sowohl eine umfassende Charakterisierung als auch die Identifizierung von Anomalien, z. B. Wasserverluste. Das Verfahren erlaubt zunächst die Charakterisierung des Normalverhaltens durch die Differenzierung verschiedener Bedarfsprofile, wie Werktage oder Wochenende. Darüber hinaus werden Abweichungen vom Normalverbrauch als Anomalien erfasst, wobei zwischen vier verschiedenen Typen von Anomalien differenziert werden kann. Gegenüber etablierten Methoden wie beispielsweise der Nachtmindestverbrauchsmessung ist damit eine detailliertere Auswertung von Verbrauchsganglinien möglich. Diese Analysenmethode ist ein wesentlicher Baustein für die Überwachung von Wasserverlusten.
Der Text ist ein Auszug aus einem Artikel, der in der DVGW energie wasser praxis 12/2023 erschienen ist. Den vollständigen Text können Sie hier (pdf-Datei) nachlesen.
In der Serie PRAXIS: RELEVANT stellt das TZW Beispiele für erfolgreiche Projekte vor, die gemeinsam mit Wasserversorgungsunternehmen umgesetzt wurden.
