Erfolgreich gegen das Hochwasser: Mit LoRaWAN^® für mehr Sicherheit sorgen

Die Folgen des Klimawandels werden immer sichtbarer. Drei Hochwasserereignisse allein in Europa in diesem Jahr zeigen dies deutlich: Das Hochwasser im Südwesten Deutschlands im Mai 2024, welches im Saarland sowie in Teilen von Rheinland-Pfalz und Baden-Württemberg spürbar war sowie die Hochwasser in Süddeutschland im Mai bzw. Juni 2024 und in Mitteleuropa im September 2024. In allen Fällen kam es durch intensive Regenfälle zu Überschwemmungen mit erheblichen Schäden.

Diese Extremwetterereignisse machen deutlich, dass in der Wasserwirtschaft neue, nachhaltige Lösungen erforderlich sind – wie beispielsweise ein digitales Gewässermonitoring oder die Überwachung von Pegelständen mit LoRaWAN^®. Um zusätzlich eine Grundlage für ein zukunftsfähiges Management der Wasserressourcen und für den Gewässerschutz zu schaffen, hat das Bundeskabinett im März 2023 die „Nationale Wasserstrategie“ verabschiedet. Ziel ist es, die natürlichen Wasserreserven zu schützen und für einen nachhaltigen Umgang mit Wasser zu sorgen.

Digitalisierung mit LoRaWAN^®

Im Spektrum der digitalen Technologien hat sich das Internet der Dinge (IoT) als besonders leistungsstark und flexibel erwiesen. „Wir stellen eine zunehmende Nachfrage nach LoRaWAN^®-Sensoren und -Lösungen gerade für Anwendungen in der Wasserwirtschaft fest“, berichtet René Claussen, Geschäftsbereichsleiter IoT und Digitale Lösungen bei ZENNER International GmbH & Co. KG. Mit einem LoRaWAN^®-Funksystem lassen sich die Daten tausender Zähler und Sensoren kostengünstig und energiesparend über große Strecken übertragen.

„LoRaWAN^® bietet mit einem gut ausgebauten Funknetz eine solide Basis-Infrastruktur für viele Aufgaben in der Wasserwirtschaft. Da die Funktechnologie mittlerweile weit verbreitet ist, findet sich für so gut wie jeden Anwendungsfall die passende Sensorik“, erklärt Dr. Jan-Philipp Exner, Senior Projektmanager Smart City bei ZENNER. Wasserwirtschaft und Stadtwerke können die Technologie u. a. nutzen, um Verbrauchszähler auszulesen oder mit smarten Sensoren Grundwasserstände und Pegelstände von Fließgewässern oder stehenden Gewässern im Blick zu behalten oder um die Wasserqualität zu überwachen.

Best Practice: Gemeinde Mersch (Luxemburg)

Das Hochwasser im Mai war auch in Luxemburg spürbar. Die Stadt Mersch, ein Kunde von ZENNER, konnte die Pegelstände im Detail mitverfolgen und berichtet von 60mm pro Tag. Hier haben sich die Lösungen von ZENNER auf Anhieb bewährt.

„Wir haben uns für ZENNER entschieden, da die Möglichkeiten mit der ZENNER IoT-Plattform sehr breit gefächert sind. Dies hat bei uns mit dem Wasserzähler angefangen als Hauptprojekt. Dabei haben wir als Nebenprojekt auch direkt mit dem Hochwasserschutz angefangen. Durch die LoRa Ultraschallpegelsonden sind wir sehr flexibel mit der Montage der Sonden und der Montagestelle, da wir nicht von Strom abhängig sind. Dieses Jahr hat sich das Ganze dann auch schon bewährt. Das Wasser kam so schnell, dass wir nur dank der Sonden sehr früh reagieren und so den entstandenen Schaden minimieren konnten.“

Chris Bauler vom Technischen Dienst – Instandhaltung Trinkwasser-/ Stromerzeugung bei der Stadt Mersch (Luxemburg).

Best Practice: Stadtwerke Schwerte

Die Stadtwerke Schwerte haben gemeinsam mit ZENNER im Rahmen des Starkregen- und Hochwasserschutzes ein Projekt zur Echtzeitüberwachung der Pegelstände von stehenden und fließenden Gewässern an neuralgischen Punkten realisiert. Mithilfe von LoRaWAN^® wurde eine Pegelstanderfassung im Hochwasser- und Regenrückhaltebecken am Gehrenbach-Stausee umgesetzt. Außerdem nutzen die Stadtwerke die Funktechnologie, um die Zustände von Schrankenanlagen zur Sperrung von potentiellen Überflutungsbereichen zu überwachen.

„Hochwasser und Starkregen-Ereignisse sind für uns ein wichtiges LoRaWAN^®-Modul. Durch die Visualisierung über das Dashboard, können wir die Daten perspektivisch auch für andere kommunale Akteure, wie beispielsweise die Feuerwehr oder den Baubetriebshof, in Echtzeit zugänglich machen. So können alle Beteiligten optimal die notwendigen Maßnahmen koordinieren.“

Jan-Patrick Schnieders, Unternehmensentwicklung bei der Stadtwerke Schwerte GmbH

Best Practice: Europa-Park in Rust

Der Europa-Park in Rust ist Deutschlands größter Freizeit- und Themenpark und bietet über 100 verschiedene Attraktionen und Fahrgeschäfte in eigenen Themenwelten. In vielen dieser Themenwelten befinden sich Seen, die im gesamten Park als Seenketten miteinander verbunden sind. Gemeinsam mit ZENNER wurde eine proaktive Lösung entwickelt. Das Ziel war, die Pegelstände der einzelnen Gewässer immer möglichst gleich zu halten und zu überwachen, wann welche Schleusen geöffnet werden müssen. Mithilfe einer LoRaWAN^®-gestützten Überwachung durch Pegelstandssensoren sind die zuständigen Mitarbeiter in der Lage, proaktiv zu reagieren. Eine manuelle Prüfung vor Ort ist nicht mehr notwendig.

„Mit der ZENNER Systemlösung können wir unsere Anlagen schnell, einfach und effizient überwachen und bei Problemen frühzeitig gegensteuern. In einer immer schnelleren Zeit, gewinnt auch bei uns die Digitalisierung immer mehr an Bedeutung. LoRaWAN^® und die Kooperation mit ZENNER bilden dabei einen wichtigen Schritt in die richtige Richtung. Hochwasserschutz und Pegelmessung erlauben uns frühzeitige Reaktionen auf sich schnell ändernde Wetter-und Umwelteinflüsse.“

Stefan Gehring, Zuständiger für Elektro- und Telekommunikationstechnik im Europa-Park

Gewässermonitoring mit ZENNER

Viele gefährliche Szenarien durch Hochwasser bleiben meist unerkannt oder werden erst zu spät entdeckt. Es fehlen vielerorts Warnsysteme an neuralgischen Orten, die bevorstehende Gefahren erkennen und melden. Durch eine LoRaWAN^®-gestützte Überwachung mit Sensoren an diesen kritischen Orten ändert sich das. Damit werden Pegelstände automatisch erfasst und Messwerte an die zuständigen Stellen weitergeleitet. Mithilfe einer IoT-Plattform, wie element iot von ZENNER, werden die Daten in Echtzeit und bedarfsgerecht bereitgestellt. Das reduziert unter anderem die Notwendigkeit von Vor-Ort-Kontrollen.

Stadtwerke, Feuerwehr oder Technisches Hilfswerk erhalten zudem automatisch Status- und Warnmeldungen und können im Ernstfall sofort eingreifen. Gefahren an neuralgischen Orten werden frühzeitig erkannt und Maßnahmen können effizient geplant und umgesetzt werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, die Öffentlichkeit über diverse Kommunikationskanäle wie z. B. eine Bürger-App zeitnah über die aktuelle Situation zu informieren.