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Echtzeit-Assistenzsystem für das Kanalnetz der Stadt Grand Rapids, USA

Grand Rapids, Michigan

United States

grand-rapids-riverfront.jpg

Grand Rapids aus dem Bundesstaat Michigan ist bekannt für das Ergreifen
von vorausschauenden Maßnahmen zur Optimierung des Kanalnetzes.
Anfang der 1990er Jahre wurde die Entscheidung getroffen, das komplette
Mischkanalnetz für die 200.000 Einwohner in ein Trennsystem umzubauen.
Dies sollte dazu führen, dass kein Mischwasser mehr bei Regenereignissen
in den Vorfluter abgeschlagen werden muss. 

Problemstellung

Fast 25 Jahre nach Baubeginn wurde die Umwandlung in das
Trennkanalnetz im Jahr 2015 finalisiert. Jetzt jedoch musste die Stadt
ein besseres Verständnis über das in der Zwischenzeit eintretende
Fremdwasser in den Schmutzwasserkanälen erlangen, um die neuen
Regularien des Staates Michigan zu erfüllen. Diese verbieten der Stadt
Grand Rapids jeglichen Abschlag in den Vorfluter, außer während eines
24-stündigen, 25 Jahres Regenereignisses.

Um die Vorschriften einzuhalten, benötigte die Stadt Daten, um zu
verstehen, wie das Kanalnetz unter den verschiedensten
Wetterbedingungen reagiert. Während der Erfassung dieser Daten wurde
der Stadt ebenfalls ein hydraulischer Bericht vorgelegt, in dem es hieß,
dass in mehreren Gebieten der Stadt der Kanal stark unter Druck steht und
ebenfalls Überflutungen verursacht hat. Die Stadt Grand Rapids vermutete
zwar das Gegenteil, benötigte jedoch Beweise zur Widerlegung dieses
Berichts. Andernfalls wären Baumaßnahmen in das Kanalnetz von ca. 900
Mio EUR notwendig geworden, ein Aufwand, welcher sehr schwer für die
Stadt zu stemmen gewesen wäre.

"Das Fremdwasserproblem der Stadt konnte für 30 - 45 Mio EUR anstelle der angesetzten 900 Mio EUR gelöst werden."

Lösung

Um die Behörden zufrieden zu stellen, wandte sich Grand Rapids
an Xylem, um ein besseres Verständnis über die Leistungsfähigkeit
ihres Kanalnetzes zu erlangen. Das Ziel war die Erstellung einer
computergestützten Modellierung, um besser vorhersagen zu
können, wie sich das Netz derzeit und nach Einbau von möglichen
Infrastrukturmaßnahmen verhalten würde.


Hierfür installierte die Stadt ein Sensornetzwerk bestehend aus 90
Durchflussmessern und 10 Regenschreibern zur Erfassung von
Echtzeitdaten aus dem Kanalsystem. Diese Daten wurden mit BLU-X™
– Xylem’s intelligenter Kanalnetzplattform – analysiert. Diese Plattform
sammelte, analysierte und bereitete die Daten visuell auf, um so den
Betreibern des Netzes ein besseres Verständnis über das System zu
geben. Nach der Installation wurden die vorhergesagten Werte des
Modells kontinuierlich mit den gemessenen Sensorwerten verglichen,
um das Modell so mit jedem Regenereignis weiter zu verbessern.

Resultat

Nach Abschluss der Netzuntersuchung durch die BLU-X™ Plattform
konnte die Stadt den Behörden nachweisen, dass die
Fremdwasserproblematiken durch Fokussierung auf einige kritische
Kanalsegmente für ca. 30 - 45 Mio EUR gelöst werden können,
anstelle der angesetzten 900 Mio EUR.


Seit der Implementierung der BLU-X™ Lösung hat Grand Rapids die
von der Umweltbehörde geforderte Leistung erreicht. Ermutigt
durch diese Ergebnisse, hat die Stadt das Sensornetzwerk um weitere
70 Sensoren erweitert, auch um jetzt verstärkte Einblicke aus dem
Regenwetterkanal zu erhalten.

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