Seit 2022 arbeitet JenaWasser in dem vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekt, InSchuKa, mit - nun biegen die Verbundpartner aus Wissenschaft und Industrie auf die Zielgeraden ein. Ende Oktober endet das Projekt. Bis dahin soll das komplexe System fertig sein und im realen Einsatz getestet und bewertet werden. Aber auch nach Abschluss des erfolgreichen Forschungsprojektes werden in den folgenden Jahren Erfahrungen mit den Stauklappen gesammelt und können bei Bedarf zur Verbesserung und Erweiterung der KI-basierten Steuerung verwendet werden.
Die baulichen Voraussetzungen für einen pünktlichen Projektabschluss sind geschaffen: Sowohl die erste Kanalklappe im Bereich der Wiesenstraße als auch die zweite Klappe im Bereich der Landfeste im Hauptsammler sind installiert. Im manuellen Betrieb funktionieren die über eine Hydraulik angetriebenen Klappen bereits einwandfrei. Stufenlos regelbar, können sie den jeweiligen Kanalabschnitt vollständig verschließen - oder auf vollen Durchfluss stellen - je nachdem, was für die aktuelle Füllsituation im Kanal angemessen ist, erläutert Andreas Trommer vom Bereich Abwasser. Der ganze Vorgang dauert keine Minute.
Digital steuerbare Kanalklappen in Aktion
Für die künftig intelligente vollautomatische Steuerung wurden verschiedene Sensoren an mehreren Standorten im Kanal installiert. Zudem steht für bestmögliche Niederschlagsvorhersagen ein stadtweites Netz an Regenmessungen mit Prognosefunktionen digital zur Verfügung. "Führender" und damit wichtigster Standort für die Steuerung wird die Klappe in der Wiesenstraße sein, die sich kurz vor dem Zufluss zur Zentralkläranlage befindet. "Wenn wir diese Klappe verschließen, können wir den ganzen davor liegenden Kanalabschnitt mit einer Länge von 1,5 Kilometern als Speichervolumen nutzen", so Trommer weiter. Wichtigstes Ziel bleibt es, im Falle von Starkregen ein "Überlaufen" der Kanäle und einen ungeregelten Ablauf ungereinigten Abwassers in die Saale zu verhindern. Daneben kann das Zurückhalten des Wassers und damit das Erzeugen eines Rückstaus im Falle von anhaltender Trockenheit helfen, den Kanal gezielt zu spülen und übelriechende Ablagerungen zu verhindern. Nicht zuletzt kann mit den Klappen ein geregelter, gleichmäßiger Zufluss zur ZKA gewährleistet werden, was sich positiv auf die Betriebskosten auswirken kann.
Hintergrund: Das Forschungsprojekt InSchuKa 4.0 beschäftigt sich mit der Anpassung der Abwasser-Infrastruktur von Jena an mit dem Klimawandel zunehmende Wetterextreme, wie Starkregen und Dürre. Die flexiblen, mittels künstlicher Intelligenz gesteuerten Kanalklappen lassen sich stufenlos öffnen und schließen. Somit regulieren sie vollautomatisch das Transportvolumen in Jenas größtem Abwasserkanal. Zur Auswahl der passenden Einstellung nutzt die KI-Steuerung aktuelle Kanalmesswerte, aber auch Wetterprognosen. So werden im Falle von Starkregen Kanal-Überflutungen verhindert und bei anhaltender Trockenheit übelriechende Ablagerungen durch das Auslösen einer Spülwelle reduziert. Für das Projekt wurde JenaWasser im vergangenen Juni vom Branchenmedium Zeitung für Kommunalwirtschaft mit dem ZfK-NachhaltigkeitsAWARD in der Kategorie Digitalisierung ausgezeichnet.
Im Projekt InSchuKa 4.0 („Kombinierter Infrastruktur- und Umwelt-Schutz durch KI-basierte Kanalnetzbewirtschaftung“) arbeitet der Zweckverband JenaWasser mit den Hochschulen Hof und Magdeburg-Stendal zusammen. Weiterhin sind an dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Vorhaben mit der HST Systemtechnik GmbH, der Pegasys GmbH und der Nivus GmbH drei Unternehmen aus den Bereichen Messtechnik, Automatisierung und Digitalisierung beteiligt. Das Projektvolumen für den Projektteil von JenaWasser beläuft sich auf 925.000 Euro, davon 650.000 Euro aus Fördermitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung.
