Druckmanagement

Druckmanagement in Wassernetzen bezieht sich auf die Praxis, den Wasserdruck innerhalb eines Versorgungsnetzwerks zu steuern und zu regulieren. Wassernetze bestehen aus einem komplexen System von Rohren, Pumpen, Ventilen, Fittings und anderer Infrastruktur, die Wasser von Aufbereitungsanlagen oder anderen Ressourcen zu Verbrauchern wie Haushalten, Unternehmen und öffentlichen Einrichtungen transportieren.

Das Aufrechterhalten korrekter Druckniveaus innerhalb eines Wassernetzes ist aus mehreren Gründen entscheidend:

• Verminderter Wasserverlust: Zu hoher Druck kann zu Leckagen und Rohrbrüchen führen, was zu erheblichem Wasserverlust führt. Druckmanagementstrategien helfen, diese Probleme zu minimieren, Non-revenue Water (NRW) zu reduzieren und die Effizienz des Verteilungsnetzes zu verbessern. Eine Reduzierung des Systemdrucks um 20 % verringert den bestehenden Leckagedurchfluss je nach Netzwerkeigenschaften um 11 bis 28 %.¹
• Verlängerte Lebensdauer der Infrastruktur: Systeme mit übermäßigem Druck belasten Rohre, Ventile und andere Komponenten des Wassernetzes zusätzlich. Im Laufe der Zeit kann dies zu vorzeitigem Verschleiß führen, der häufige Reparaturen und Austausche erforderlich macht. Durch das Aufrechterhalten eines korrekten Drucks kann die Gesamtlebensdauer der Infrastruktur verlängert werden. Durch die Reduzierung von überschüssigem Druck um 25 % können 75 % weniger Rohrbrüche erreicht werden.¹
• Energieeffizienz: Das Pumpen von Wasser auf ein hohes Druckniveau erfordert mehr Energie. Durch Druckmanagement und die einhergehende Reduzierung des Bedarfs an Pumpleistung kann der Energieverbrauch gesenkt werden, was zu Kosteneinsparungen und Umweltvorteilen führt.
• Verbesserte Systemzuverlässigkeit: Druckschwankungen können zu Unterbrechungen in der Wasserversorgung führen und den Verbrauchern Unannehmlichkeiten bereiten. Das Druckmanagement hilft, eine konstante und zuverlässige Wasserversorgung für Verbraucher sicherzustellen.
• Regulierung der Wasserqualität: Das Druckmanagement kann die Wasserqualität beeinflussen, indem es das Eindringen von Verunreinigungen aus der Umgebung verhindert. Ein angemessener Druck trägt dazu bei, Verunreinigungen aus dem Verteilungssystem fernzuhalten und eine sichere und saubere Trinkwasserversorgung zu gewährleisten.

¹European Commission. (2019). Good Practices on Leakage Management - Main Report.

Es gibt mehrere Methoden, um den Druck zu regulieren, Leckagen zu verringern und eine zuverlässige Wasserverteilung sicherzustellen. Hier sind einige gängige Ansätze:

1. Druckreduzierventile (DRV): DRVs reduzieren den Druck in bestimmten Netzwerkabschnitten auf ein gewünschtes Niveau. Durch die Druckregelung werden Rohrbrüche und übermässiger Verschleiss verringert.
2. Druckhalteventile (DHV): DHVs halten einen Mindestdruck in bestimmten Bereichen aufrecht. Sie gewährleisten, dass Wasser höhere Lagen oder entfernte Standorte erreicht, ohne die Qualität der restlichen Versorgung zu beeinträchtigen.
3. District Metered Area (DMA): Wassernetze werden in Zonen oder DMAs unterteilt. Jede Zone verfügt über ein individuelles Druckmanagement-System, das gezielte Anpassungen basierend auf der Nachfrage und den Netzwerkbedingungen ermöglicht.
4. Leckageerkennungssysteme: Diese Systeme überwachen Druckänderungen und Durchflussmuster. Alarme werden ausgelöst, wenn Leckagen auftreten, um schnelle Reparaturen zu ermöglichen.
5. Hydraulische Modellierung: Ingenieure/-innen verwenden Computermodelle, um das Verhalten des Netzes zu simulieren. Die Analyse von Szenarien hilft, Druckmanagementstrategien zu optimieren.

Die Implementierung einer Kombination dieser Techniken gewährleistet eine effiziente und zuverlässige Wasserversorgung. Diese Geräte werden strategisch innerhalb des Wassernetzes platziert, um den Druck an verschiedenen Punkten zu regulieren und zu kontrollieren, wodurch wesentliche Herausforderungen wie NRW oder Wasserknappheit adressiert werden.

Non-revenue water (NRW) beschreibt Wasser, dass aufgrund von Leckagen, Diebstahl oder ungenauer Messungen den zahlenden Kunden nicht berechnet werden kann. NRW hat erhebliche Auswirkungen auf die finanzielle Nachhaltigkeit und das Wassermanagement. Die Beziehung zwischen NRW und Druckmanagement umfasst mehrere kritische Aspekte: Hoher Druck innerhalb von Wasserverteilungssystemen kann zu Leckagen, Rohrbrüchen und Rohrversagen führen, da die Belastung auf die Rohrleitung und Fittings grösser ist. Effektives Druckmanagement ist entscheidend zur Reduzierung von Leckagen. Durch Aufrechterhalten konstanter, niedrigerer Druckniveaus minimieren Versorgungsunternehmen die Belastung auf das Netzwerk und vermeiden unnötige Verluste. Wassernetze werden häufig in kleinere Einheiten namens DMAs (District Metered Areas) oder Druckzonen unterteilt. Gezielte Druckanpassungen innerhalb dieser DMAs helfen, die optimale Wassermenge einzuspeisen, Leckagen zu verhindern und die Wasserverteilung zu optimieren. Eine fortlaufende Überwachung und umfassendes Druckmanagement im gesamten Versorgungsnetz sind für eine effiziente Wasserversorgung unerlässlich.

Die Einführung von Druckmanagement in Wasserversorgungsunternehmen hat weitreichende Umweltauswirkungen. Durch die Optimierung des Drucks reduzieren Unternehmen den Wasserverlust in ihren Versorgungsnetzen, was zu einer erheblichen Wassereinsparung führt. Weniger Leckagen führen außerdem zu weniger Treibhausgasemissionen. Darüber hinaus minimiert ein angemessenes Druckmanagement den Verschleiß an Rohren, verlängert ihre Lebensdauer und reduziert die nötige Erneuerungsrate des Netzwerks. Zusammenfassend verbessert Druckmanagement sowohl die Umwelt als auch die Versorgungsinfrastruktur.

Das Druckmanagement bietet mehrere Vorteile für Versorgungsunternehmen und ihre Kunden:

• Konstante Wasserversorgung: Eine ausgeglichene Druckregulierung gewährleistet eine stabile und zuverlässige Wasserversorgung. Kunden/-innen können auf kontinuierliche Wasserverfügbarkeit für ihre täglichen Bedürfnisse wie Trinken, Kochen oder Hygiene zählen.
• Niedrigere Wasserrechnungen: Durch Minimierung von Leckagen und Optimierung des Drucks können Versorgungsunternehmen die Betriebskosten senken. Diese Einsparungen können sich in erschwinglichere Wasserrechnungen für Verbraucher übersetzen.
• Umweltauswirkungen: Druckmanagement reduziert Wasserverluste und leistet somit einen Beitrag zum Umweltschutz. Es trägt auch zu Energieeinsparungen bei und verringert die Treibhausgasemissionen.
• Infrastrukturwiderstandsfähigkeit: Druckmanagement verlängert die Lebensdauer von Rohrleitungen und reduziert das Risiko von Rohrbrüchen. Dies kommt den Kunden zugute, da Reparaturen oder Austausche aufgrund von Störungen vermieden werden können.
• Sicherheit und Gesundheit: Ein angemessener Druck verhindert übermäßige Belastungen in Rohren und verringert das Risiko von Unfällen oder Rohrbrüchen. Ein ausreichender Wasserdruck an Hydranten sichert dabei die Versorgung auch in Notfällen.

Zusammenfassend beeinflusst Druckmanagement das tägliche Leben der Kunden direkt, indem eine zuverlässige Wasserversorgung, Kosteneinsparungen und Umweltschutz gewährleistet werden.

Die Zukunft des Druckmanagements in Wasserversorgungssystemen bringt vielversprechende Entwicklungen mit sich. Wir forschen weiter an den neuesten Technologien und Möglichkeiten zur Verbesserung der Druckmanagementsysteme. Dazu gehören unter anderem intelligente Wassernetzwerke (Integration von Sensoren, Datenanalytik, Echtzeitüberwachung) und maschinelles Lernen (Vorhersage von Leckagen und Nachfragemustern).

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