Innovatives Frühwarnsystem für eine sichere Trinkwasserversorgung

Tag des Wassers am 22. März – Husum Netz entwickelt mit Projektpartnern des dänisch-deutschen Netzwerks Poseidon ein KI-basiertes Frühwarnsystem für die sichere Trinkwasserversorgung

HUSUM. Mit dem Tag des Wassers am 22. März machen die Vereinten Nationen jährlich auf die zentrale Bedeutung des Wassers als Lebensgrundlage und dessen Schutz aufmerksam. Auch die Stadtwerke Husum Netz GmbH (Husum Netz) engagiert sich seit Jahren für eine sichere Wasser-Infrastruktur in Husum – und richtet den Blick dabei auch auf die Krisenprävention. Seit 2023 ist die Husum Netz Projektpartner des von der EU geförderten deutsch-dänischen Netzwerks Poseidon. Ziel von Poseidon ist die Entwicklung und Erprobung von Maßnahmen zur Sicherheit der Wasser-Infrastruktur über Landesgrenzen hinweg. „Bei Poseidon geht es darum, unsere Widerstandskraft gegen Phänomene des Klimawandels wie Überschwemmungen, Stürme, Starkregen oder Trockenheit zu erhöhen. Wir sind hier in Husum schon sehr gut aufgestellt, was die Resilienz der Trinkwasserversorgung angeht, und bringen diese Kompetenz in das länderübergreifende Projekt ein. Gleichzeitig profitieren wir von den Impulsen und Erfahrungen der anderen Projektpartner“, erklärt Norbert Jungjohann, Geschäftsführer der Husum Netz. Ein zukunftsorientiertes Projekt, das dieser Kooperation konkret entspringt und dessen Umsetzung die Husum Netz derzeit plant, ist ein KI-basiertes Frühwarnsystem. Es kann den Grundwasserpegel für die jeweils nächsten 215 Tage prognostizieren – und ist damit ein wegweisendes Werkzeug für die langfristige Planung der Versorgungssicherheit von morgen.

Versorgungssicherheit durch KI-Prognosen
Das KI-basierte Frühwarnsystem erstellt seine Prognosen auf Basis von Wettervorhersagen und -daten, die monatlich beim Climate Data Store (CDS) erscheinen und mit denen die KI gefüttert wird. Die Daten beruhen auf der Analyse von Niederschlagsmenge, Verdunstungsmenge, Bodenfeuchtigkeit in verschiedenen Tiefen und dem Oberflächenabfluss der jeweils letzten 30 Tage. Zusätzlich zu diesen Daten erhält die KI Informationen zur Entwicklung des Grundwasserpegels in den vorangegangenen 30 Tagen. Auf dieser Datengrundlage ermittelt sie den zu erwartenden Grundwasserpegel für jeden der darauffolgenden 215 Tage einzeln. „Mit den Prognosen des Grundwasserpegels hätten wir einen weiteren Baustein für ein Frühwarnsystem, mit dem wir mögliche Versorgungsengpässe frühzeitig erkennen können“, erklärt Norbert Jungjohann. Denn unabhängig vom Poseidon-Netzwerk hat die Husum Netz schon vor Jahren ein hydrogeologisches Modell entwickelt, mit dessen Hilfe die unterirdischen Grundwasserleiter zur Speisung der betriebenen Trinkwasserbrunnen simuliert werden. Beide Modellansätze – KI-Prognosen und hydrogeologisches Modell – greifen somit ineinander. Durch den nun möglichen Abgleich können die jeweils getroffenen Annahmen verbessert werden, wodurch die Simulationsergebnisse ebenfalls immer genauer werden.
Darüber hinaus hat die Husum Netz auch in ein smartes Trinkwassernetz für Husum investiert. Einige Husumer Wasserleitungen sind mit Sensoren ausgestattet, die Druck, Durchflussgeschwindigkeit, Temperatur und Fließrichtung messen. Diese helfen bereits heute, Störungen im Betrieb des Trinkwassernetzes frühzeitig zu erkennen und Netzplanungen zu verbessern. „Alles zusammen – Sensoren im Netz, Modell der Grundwasserleiter und Zukunftsprognosen der KI ergibt ein umfassendes System, das als Blaupause auch für andere Versorgungsgebiete dienen kann“, sagt Norbert Jungjohann. Er betont: „Derzeit sprechen wir hier von hypothetischen Krisenfällen. Aktuell müssen wir uns in Husum keine Sorgen um eine sichere Versorgung mit Trinkwasser machen.“

Die Federführung bei Poseidon hat das Climate Cluster der University of Southern Denmark (SDU). Projektpartner auf deutscher Seite sind unter anderem die Christian-Albrechts-Universität Kiel (CAU), die hydro & meteo GmbH und die Stadtwerke Norderstedt. Von dänischer Seite sind weitere Experten mit im Boot.