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Frühwarnsystem für Deiche besteht Praxistest

12.11.2014

Sensoren und eine intelligente Auswertung ihrer Daten können Schäden an Deichen frühzeitig erkennen und so auch größere Abschnitte absichern. Die von Siemens entwickelte Technologie hat ihren Praxistest bestanden: Derzeit ist eine Kette von Sensoren auf einer Länge von fünf Kilometern an einem Deich in Amsterdam installiert und liefert permanent Informationen über dessen Zustand. Nach Abschätzungen von Experten könnte das automatische Deichmonitoring die Instandhaltungskosten um zehn bis maximal 20 Prozent senken.

Deichschutz bekommt angesichts steigender Meeresspiegel und zunehmender Stürme weltweit zunehmende Bedeutung. Mehr als zwei Drittel der Städte in Europa setzen sich bereits jetzt damit auseinander, wie sie sich vor Hochwasser schützen -am Meer und an Flüssen. Nach Angaben des Rückversicherers Munich Re machten Überschwemmungen 2013 knapp 40 Prozent der weltweiten Gesamtschäden aus Naturkatastrophen aus.

Zustandsinformationen in Echtzeit

Waternet Amsterdam, Pilotkunde des Deichmonitorings und Betreiber des örtlichen Trink- und Abwassernetzes und des Deichschutzes, ist verantwortlich für mehr als 1.000 Deichkilometer im Großraum Amsterdam. Auf den 700 Quadratkilometern Land dahinter leben mehr als eine Million Menschen. Je nach Material des Deiches wurden diese bisher alle fünf bis 30 Jahre gewartet. Ob Sand, Lehm, Torf oder Erde - die Stabilität musste in regelmäßigen Intervallen gemessen werden. Alle paar Jahre machten Experten eine Begehung und versenkten Messgeräte im Boden.

Heute sind die Informationen in Echtzeit auf dem Smartphone verfügbar. Um die Batterien zu schonen, kommen die Zustandsmeldungen einmal pro Stunde und im Gefahrenfall im Minutentakt. Erhoben werden die Daten von Sensoren, die etwa alle 100 Meter im Deich versenkt und über und unter der Oberfläche von Wasserläufen installiert werden. Sie messen Temperatur, Druck und Feuchtigkeit im Deich, Wasserstand und Wassertemperatur im Kanal und senden die Ergebnisse via GPRS-Mobilfunk an eine Zentrale, wo die Daten aufbereitet und mit Langzeitwerten abgeglichen werden.

Wärmerer Deich bedeutet eindringendes Wasser

Wenn beispielsweise plötzlich 14 Grad Innentemperatur im Deich gemessen werden, könnte das ein Hinweis sein, dass ein Bruch droht, weil wärmeres Wasser von außen eingedrungen sein muss. Das Grundwasser, und damit normalerweise das Innere des Deichs, hat etwa acht Grad. Das System gleicht die Echtzeitdaten mit gespeicherten Langzeitmessungen ab. Wie hoch ist der Grundwasserpegel? Wie viel Niederschlag fällt normalerweise zu dieser Jahreszeit an dieser Stelle? Herrschte zuvor eine Trockenperiode, kann der Deich also Wasser aufnehmen oder ist er schon gesättigt?

Auch das Material des Deichs spielt eine Rolle, weil es Aussagen erlaubt, wie wahrscheinlich ein Abrutschen des Hangs ist.

Die neuronalen Netze unterscheiden zwischen typischen Schwankungen und untypischen Abweichungen und schlagen erst dann Alarm - oft Wochen oder Monate im Voraus. Die Software kann sogar bei gleichen Voraussetzungen exakte Schlüsse ziehen für jene Deichabschnitte, in denen keine Sensoren stecken. 2014.11.1)

Dr. Norbert Aschenbrenner | Siemens InnovationNews
Weitere Informationen:
http://www.siemens.com/innovation/de
https://www.siemens.com/innovation/de/home/pictures-of-the-future/digitalisierung-und-software/digital-assistants-deichmonitoring.html

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