Jahrhunderthochwasser 2013

Eggenfelden, 10.06.2013

Pegelsonden zur Überwachung

Nach dem Jahrhunderthochwasser 2013 beherrschte wochen- und monatelang das große Aufräumen den Tagesablauf der Menschen in den Hochwassergebieten. Einige Betroffene haben immer noch mit den Folgen zu kämpfen. Laut Deutschem Wetterdienst fielen in nur wenigen Tagen 23 Billionen Liter Regen auf Deutschland nieder. Allein bei den materiellen Schäden, von denen die ersten Schätzungen bei ca. 11Mrd. Euro liegen, wird dieses Hochwasser vermutlich als eine der teuersten Katastrophen Deutschlands in die Geschichte eingehen.

Als Lichtblick in dieser Katastrophe muss aber die enorme Solidarität der Menschen untereinander und der unermüdliche Einsatz der Helfer vor Ort gesehen werden.
Durch Messtechnik kann etwas zur Unterstützung der Hochwassergebiete beigetragen werden. Zum Beispiel wurden in den Krisengebieten um Passau und Deggendorf kurz vor dem Hochwasser Pegelsonden mit SMS-Übertragung eingesetzt um die aktuellen Pegelstände dort überwachen zu können. Diese Hydrolog-Sonden sendeten zuverlässig die aktuellen Pegelstände per SMS an die jeweiligen Wasserwirtschaftsämter. Aber auch viele andere Messstellen, die schon lange vor dem Hochwasser ihren Dienst taten, konnten in dieser Krisensituation ihren Nutzen beweisen und unter anderem SMS-Hochwasseralarmmeldungen absetzen. Dies hat tadellos funktioniert und so manchen Schaden abwenden können.

Nicht nur Passau und Deggendorf sondern unter anderem auch Arnstorf war betroffen. Hier sind bereits seit 3 Jahren am örtlichen Bachlauf Pegelsonden von ACS-Control-System GmbH im Einsatz. Laut Hr. Lechner vom Markt Arnstorf, arbeiten diese sehr zuverlässig. Die Sonden sind für die Alarmierung zuständig, wenn der Bachlauf kurzfristig ansteigt, um z.B. Durchfahrten und Straßen vom Bauhof sperren zu lassen. Auch im konkreten Hochwasserfall haben die Sonden zuverlässig alarmiert.

Höchste Anforderungen in der Pegelmessung

Da an den allermeisten Pegelmessstellen keine Spannungsversorgung vorhanden ist, muss auf das Powermanagement ein großes Augenmerk gelegt werden. Hier gibt das Pegelmesssystem Hydrolog von ACS-Control-System GmbH, das ausschließlich mit Lithiumbatterien arbeiten, da diese die größte Temperaturbeständigkeit und eine minimale Selbstentladung bieten. Dadurch können Batteriestandzeiten von bis zu 10 Jahren erreicht werden. Auf zusätzliche Solarpanelle sollte verzichtet werden, um die Messstellen so „unscheinbar“ wie möglich gestalten zu können und somit Vandalismus weitgehend auszuschließen. Es wird eine hohe Betriebssicherheit des gesamten Systems gewährleistet werden, was in Form von Statusmitteilungen der Messstelle und frühzeitigen Batteriewarnmeldungen durch SMS-Versand erfolgt. Gerade bei Messstellen mit Datenfernübertragungsmodul, muss der Batteriewechsel vor Ort einfach und werkzeuglos durchführbar sein. Sollte doch mal eine Batterie vorzeitig leer werden, gehen aber keine Daten verloren, da diese in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt sind und dann nach Tausch der Batterie wieder ausgelesen werden können. Die Qualität der Hydrolog-Messstellen hat sich gerade bei diesem Hochwasser beweisen können, bei dem die Pegel teilweise bis zu mehrere Meter unter Wasser standen. Es werden deshalb bewusst nur hochwertige Materialien für die mechanischen Teile der Sonde verwendet. Dies beginnt damit, dass der komplette Sondenkörper und Auslesekopf der Sonde aus Edelstahl V4A gefertigt ist und beim Tragkabel als Zugentlastung ein Stahlseil integriert wurde um höchste mechanische Kräfte auffangen zu können. Einschließlich Datenfernübertragungsmodul sind alle Komponenten so ausgelegt, dass Sie Überflutungen bis zu mehreren Metern schadlos überstehen.

Das Herzstück einer jeden Pegelmessung ist natürlich der Sensor selbst, der die Wasserhöhe mit einer möglichst hohen Genauigkeit und auch Langzeitstabilität ermitteln muss. Hier verdrängen kapazitive keramische Messzellen mit ihren exzellenten Genauigkeiten, sehr hohen mechanischen Belastbarkeiten und nicht zuletzt einer hohen Langzeitstabilität immer mehr die klassischen Polysiliziumzellen mit Metallmembranen.

Um den Wartungsaufwand für eine solche Messstelle so gering wie möglich zu halten, sollte unter anderem auch die Referenzluftführung dahingehend optimiert werden, dass z.B. keine Trockenmittel benötigt werden, welche dann zyklisch ausgetauscht werden müssen.

Das Hydrolog-System ist zweistufig aufgebaut. Dies bedeutet, dass als Grundeinheit eine Pegelsonde mit Datenspeicher arbeitet, bei der die aufgezeichneten Messwerte zyklisch per Laptop, Handheld-PC oder modernen Smartphones ausgelesen werden können. Diese Sonde ist jederzeit – auch nachträglich noch – mit einem Datenfernübertragungsmodul ausrüstbar. Als Kommunikationspfade stehen dabei mehrere Wege offen.

Datenfernübertragung

Über den SMS-Versand werden vor allem Alarme, wie z.B. Hochwasservorwarnungen, Hauptalarme, Tiefwasseralarmierungen, Batteriegrenzwerte, aber auch Statusmitteilungen mit aktuellen Pegelwerten und Batterieständen übertragen.

Die klassische DFÜ-Verbindung wird vor allem für die Übertragung der gesammelten Messwerte und der Einstellparameter der Sonde und des GSM-Moduls verwendet. Dabei ist wichtig, dass die Datenübertragung sowohl im Push- als auch im Pull-Verfahren möglich ist.

Als dritter Pfad steht dann die Datenübertragung der Messwerte mittels GPRS direkt ins Internet z.B. auf einen ftp-Server zur Verfügung. Dieses moderne Verfahren bietet eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber der DFÜ-Verbindung. Genannt sei hier vor allem die energiesparende kurze Übertragungszeit, da die gesammelten Daten „gepackt“ versendet werden, aber auch die Möglichkeit, dass beliebig viele Sonden gleichzeitig auf den Server zugreifen können. Damit entfällt das aufwendige Zeitschlitzverfahren, bei dem die Sonden nacheinander abgerufen werden müssen. Dadurch dass die Messwerte auf einen Internet-Server abgelegt werden, besteht für den Anwender die Möglichkeit, die Daten von einem beliebigen Ort mit jedem Rechner, der Internetzugang hat, abzurufen. Durch Passwortvergabe auf dem Server ist eine Autorisierung der Personen, die Daten abrufen dürfen, möglich.

Bedienbarkeit und Messwertaufbereitung

Da Datensammler für die Parametrierung und auch Auswertung der gesammelten Daten immer eine Software benötigen, muss auf die gute Bedienbarkeit und auf die Aufbereitung der Messwerte für die Weiterverarbeitung großer Wert gelegt werden. Das Bedienkonzept vom Hydrolog-System von ACS-Control-System sieht vor, dass die Parametrierung der Messstelle sowohl über PC oder Laptop, als auch über Windows Mobile basierende Geräte wie Handheld PC oder Smartphone erfolgen kann. Zudem können alle Einstellparameter auch über einen SMS-Befehl gesteuert werden. Dadurch können Änderungen an der Einstellung als SMS an die Messstelle geschickt werden und diese übernimmt dann die Einstellungen automatisch, wenn sie das nächste Mal online geht.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Dokumentation aller Ereignisse und Aktionen, die an der Messstelle passiert sind, bzw. von ihr durchgeführt wurden. Es empfiehlt sich zwei Logbücher getrennt voneinander zu führen. Das Logbuch der Sonde zeichnet dabei vor allem auf, wann und von wem Daten abgerufen wurden, wer welche Einstellungsänderungen durchgeführt hat und protokolliert evtl. auftretende Gerätestörungen mit.

Das Logbuch des Datenfernübertragungsmoduls bietet zudem noch die Möglichkeit zu sehen, wann und an wen z.B. Alarme versendet wurden oder Datenübertragungen erfolgten, aber auch welche Probleme evtl. beim Netzprovider aufgetreten sind.

 

Planung, Inbetriebnahme und Dateneinbindung

Ein großes Augenmerk bei der Auswahl von batteriebetriebenen Pegelmessungen und Datenfernübertragungsmodulen sollte auf den Hersteller selbst liegen und dessen Supportdienstleitungen.

Bei der Planung bis hin zur Einbindung der Messdaten in bestehende Systeme müssen einige Dinge beachtet und unter Umständen auch angepasst werden.

Als Solution-Partner im Bereich der Füllstand- und Pegelmessung wie ACS-Control-System GmbH sollte der Anbieter die Kunden von der Planung der Messstelle über die Inbetriebnahme bis hin zur Dateneinbindung begleiten.

Ausgereifte und praxiserprobte Sensoren, die sich über Jahre im harten Einsatz bewährt haben sind empfehlenswert.

Denn auch in den hoffentlich langen Zeiten, in denen kein Hochwasser herrscht, sollten die Pegelmessungen hervorragende Dienste leisten, indem sie die Wasserstände zuverlässig aufzeichnen und diese dann entweder per „Handauslesung“ oder per Ferndatenübertragung an die zuständigen Stellen weiterleiten. Das ist zukunftsorientierte und investitionssichere Pegelmessung.

Weitere Informationen über Hochwasser-Frühwarn- und Pegelmesssysteme

Füllstandmessung gekoppelt mit IoT. Lesen Sie alles über Datenspeicherung, Fernübertragung und Alarmierung:

Berichte über die Flutkatastrophe 2016 in Simbach:

Installation des Hochwasser Frühwarnsystems in Geretsham:

Alle Informationen zur Füllstandsmessung gepaart mit IoT finden Sie hier: