Abteilung Siedlungswasserwirtschaft

Schwerpunkte

 

Ziel der Forschung ist es, die urbanen Wasser- und Schadstoffflüsse besser zu verstehen, um damit die siedlungswasserwirtschaftliche Praxis verbessern zu können. Zentrale Forschungsthemen dazu sind Niederschläge und deren korrekte Messung (1), Oberflächenabflussbildung und hydraulische Belastung der Kanalisation sowie Überflutung (2), Transport und Umwandlung anthropogener Substanzen in der Kanalisation (3) und den daraus entstehenden Expositionsszenarien für Gewässer (4). Ein weiterer zentraler Aspekt ist die Weiterentwicklung der gebauten Infrastruktur. Dabei liegt unser Forschungsfokus auf der Weiterentwicklung der Netzinfrastrukturen (Wasserver- und Abwasserentsorgung) (5) und neuen Konzepten für das Abwassermanagement auf Haushaltsebene (6). Im Kontext der Abwasserbasierten Epidemiologie hat eine zuverlässige Charakterisierung unterschiedlichster Aspekte der Kanalisation eine grosse Bedeutung (3,7). Die Wasserversorgung wird vom Eawag-Kompetenzzentrum für Trinkwasser abgedeckt.

 

Daraus ergeben sich drei Hauptforschungsschwerpunkte: Systems Engineering, Source typing and tracking  sowie intelligente Netzbewirtschaftung. Das urbanhydrologische Feldlabor dient diesen Forschungsschwerpunkten als experimentelle Testumgebung:

Systems Engineering

Der Forschungsschwerpunkt Systems Engineering (Tove Larsen, Max Maurer, Joao Leitao) befasst sich mit den technischen Möglichkeiten und Methoden, um die Siedlungswasserinfrastruktur in eine nachhaltige Zukunft zu überführen. Dieser Forschungsbereich ist eng mit dem strategischen Eawag-Programm Wings (Water and wastewater Innovations for Non-Grid Solutions) verbunden. Dieser hochgradig interdisziplinäre Forschungsschwerpunkt gliedert sich in zwei Hauptforschungsrichtungen: (i) Die Wings Systementwicklung hat zum Ziel, innovative Systeme für die Siedlungswasserwirtschaft zu entwickeln, die eine Alternative zur herkömmlichen, kanalnetzbasierten Siedlungswasserwirtschaft bieten. Bei der (ii) Übergangsplanung werden Methoden entwickelt, um die Umgestaltung bestehender Kanalnetzinfrastrukturen für eine nachhaltige Zukunft zu unterstützen. Dies beinhaltet auch das Modellieren von Überschwemmungen in Siedlungsgebieten infolge starker Niederschläge.

Source typing and tracking

Source typing and tracking (Christoph Ort, Jörg Rieckermann, Frank Blumensaat) Die Quantifizierung von Schadstofffrachten in Abwässern ist zum einen die Voraussetzung, um Möglichkeiten zur Minimierung der Umweltauswirkungen zu erforschen. Zum anderen bietet sie die einmalige Gelegenheit, mehr über Veränderungen der Lebensweise einer Gesellschaft zu erfahren (z. B. Quantifizierung von (il)legalen Drogen) und auch Frühwarnsysteme zu entwickeln (z. B. Krankheitshinweise vor Ausbruch einer Pandemie). Ein wirksames Schadstoffmanagement in der Kanalisation hängt von zuverlässigem Nachweisen des Auftretens und Verbleibs von Schadstofffrachten ab. Die Quellentypisierung und -nachverfolgung ist mit dem Forschungsschwerpunkt „Intelligente Netzbewirtschaftung“ verknüpft und erfordert die Entwicklung neuer Tools zur Berechnung und Überwachung von Schadstofffrachten.

Intelligente Netzbewirtschaftung

Intelligente Netzbewirtschaftung (Jörg Rieckermann, Joao Leitao, Andreas Scheidegger, Frank Blumensaat)  Früher beschäftigte sich die Siedlungwasserwirtschaft vor allem damit, neue Infrastruktur aufzubauen. Heute und in der Zukunft wird der optimale Betrieb und Unterhalt unserer Entwässerungsnetze immer wichtiger. In der Gruppe “Intelligente Netzwerkbewirtschaftung” entwickeln wir deshalb (i) Methoden um wichtige Eingangsgrössen und Zustandsvariablen der Siedlungsentwässerung besser messen und  verstehen zu können. Ausserdem verbessern wir (ii) die Prognosefähigkeit unserer Modelle.

Urbanhydrologisches Feldlabor

Das urbanhydrologische Feldlabor (Max Maurer, Frank Blumensaat, Andreas Scheidegger) wird im Laufe der nächsten Jahre als gruppenübergreifende Abteilungsressource entwickelt. Dies beruht hauptsächlich auf drei Gründen: 1) ist es eine grosse Herausforderung, Forschung basierend auf Routinedaten aus realen Systemen zu betreiben, die nicht auf die Fragestellung zugeschnitten sind und zudem teilweise fehlerhaft sein können. 2) weisen Routinedaten häufig Datenlücken auf und sind selten redundant. 3) gibt es uns die Möglichkeit, neuartige Sensoren und Messtechniken anzuwenden, um die Prozesse besser zu verstehen. Wir haben ein interessantes Einzugsgebiet identifiziert, in welchem wir gegenwärtig ein Messnetz aus etablierten und neuartigen Messinstrumenten aufbauen, sowie die Untersuchungen mit chem. Analysen begleiten (z. B. Niederschlagsmesser, Richtfunkverbindungen, Durchflussmesser, Sonden für die Trübungsmessung und multispektrale Messungen, Passivsammler).