Von Elwine Happ-Frank

Verluste durch undichte Rohrnetze sind eine große Herausforderung für die Wasserwirtschaft. In Deutschland gehen laut DVGW etwa acht Prozent der Wasser-Einspeisemenge durch Leckagen verloren.

Ein Forschungsteam der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU) will nun KI-gestützte Methoden für das automatisierte und zuverlässige Erkennen und Lokalisieren von Leckagen in Verteilnetzen entwickeln. Praxispartner sind die Stadtwerke Kaiserslautern, die die Ansätze in ihrem Wasserversorgungsnetz erproben.

Die Herausforderung: Traditionelle akustische Verfahren funktionieren bei älteren gusseisernen Leitungen noch verhältnismäßig gut. Moderne Kunststoffrohre aus Polyethylen jedoch erschweren durch ihre Schallabsorption das Auffinden von Lecks erheblich.

Kombination aus Datenexpertise und Ingenieurwissenschaften

"Unsere Forschungsarbeit wird diesen Ablauf revolutionieren", ist sich Amin E. Bakhshipour, Wissenschaftler an der RPTU, sicher. In dem Projekt "SmartWine" wird Expertise aus der modernen Datenanalytik mit Wissen aus den Ingenieurwissenschaften zusammengeführt. Damit werden Lecks in Echtzeit erkennbar.

"Statt erst auf sichtbare Schäden zu warten, nutzen wir das Potenzial datengetriebener Anomalie-Erkennung, physikbasierter Modelle sowie Graph Neural Networks – einer KI-gestützten Technik –, um selbst kleinste Druck- und Durchflussabweichungen präventiv aufzuspüren", erklärt der Bauingenieur und Datenwissenschaftler.

Praxistest in Kaiserslautern

Durch die Kooperation mit den Stadtwerken Kaiserslautern kann das Forschungsteam die entwickelten Methoden in einem realen Versorgungsnetz erproben, sodass Forschungsergebnisse rasch den Weg in die Praxis finden.

Rohdaten von Sensoren an Schlüsselstellen des Netzes bieten unmittelbare Warnsignale für das Wartungsteam, sodass das Einsatzpersonal zielgenau und rasch handeln kann.

"Wir sind mit Wasserverlusten unter sieben Prozent zwar gut aufgestellt", erklärt Jürgen Storck von den SWK Kaiserslautern, der als Bereichsleiter Asset Management auch für die Strategie von Netzen und Anlagen verantwortlich ist.

"Die Tendenz ist jedoch in den letzten Jahren steigend. Um aufgrund alternder Netze künftige Herausforderungen zu meistern und zugleich die Verluste zu minimieren, sind wir gerne bereit, diese innovativen präventiven Lösungen zu erproben", so Storck.