Abteilung Siedlungswasserwirtschaft
BGI-Leistungsfähigkeit: Erkennung und Quantifizierung von Leistungsabnahmen bei blau-grüner Infrastruktur
Blau-grüne Infrastrukturen (BGI) werden in städtischen Gebieten implementiert, um die Lebensqualität der Bewohner sowie die Umwelt zu verbessern. BGIs erfüllen mehrere Funktionen, wie zum Beispiel die Reduktion von Überschwemmungen, Hitzeminderung, Verbesserung der Wasserqualität und Förderung der Biodiversität. Daher ist es von großer Bedeutung zu verstehen, wie sich diese Systeme im Laufe ihrer Lebensdauer entwickeln. Die Leistung von BGIs weicht im Laufe der Zeit aufgrund von Prozessen wie Verstopfung, Bodenverdichtung, der Ausbildung preferenzielle Fliesswege und anderen Veränderungen von ihrer ursprünglichen Planung ab. Diese Veränderungen bleiben oft unbemerkt und werden häufig erst nach einem größeren Ausfall erkannt. Ziel dieses Projekts ist es, Methoden zu entwickeln, mit denen Leistungsänderungen frühzeitig durch fortschrittliche Soft-Sensor-Technologien und Zeitreihenanalysen identifiziert werden können.
Im ersten Schritt des Projekts werden konzeptionelle Methoden entwickelt, um Veränderungen in der Leistungsfähigkeit der betrachteten Systeme zu erkennen. Ziel ist es, datengetriebene Methoden zu entwickeln, die unabhängig vom Design sind und ohne Kalibrierung breit einsetzbar sind.
Um ein besseres Verständnis für die Systeme zu erlangen und die verwendeten Modelle zu verbessern, überwachen wir auf dem Eawag/Empa-Campus Versickerungsmulden (BRCs), indem wir den Zulauf, die Oberflächenüberstauung und die Bodenfeuchte messen. Nachfolgend ist eine Skizze einer BRC mit den installierten Sensoren dargestellt.
Ein Durchflussmesser ermöglicht es, die Regenmenge zu bestimmen, die erforderlich ist, um Abfluss von den entwässerten Flächen zu erzeugen, sowie die Wassermenge, die in die Versickerungsmulde fließt.
Bodenfeuchtesensoren messen den Wassergehalt im Boden. Wasser infiltriert in die Tiefe und wird – abhängig von Bodenbeschaffenheit und Überflutungsbedingungen – nach Niederschlagsereignissen für unterschiedlich lange Zeit zurückgehalten.
Der Ultraschallsensor misst die Rückstauhöhe des Wassers in der Versickerungsmulde.
Die Kamera kann ebenfalls die Wasserhöhe erfassen und hilft dabei, einen Überblick über die Anlage zu erhalten.
