Zwar sind wir in Österreich mit reichlich und gutem Trinkwasser gesegnet, dennoch muss auch Ressource gut verwaltet werden. Immer wieder gibt es Probleme, sei es durch Dürreperioden, sei es durch heftige Unwetter, die nicht nur die Oberflächengewässer, sondern auch das Grundwasser und damit die Trinkwasserversorgung negativ beeinflussen können.
An der Forschungsgesellschaft Joanneum Research hat man sich nun in einem großen, mehrjährigen Projekt vorgenommen, das Managen der Trinkwasser-Versorgung zu verbessern. Nicht nur das Landwirtschaftsministerium (Stichwort Wasserwirtschaft) und die Bundesländer Steiermark, Burgenland und Kärnten fördern es, sondern man arbeitet eng mit vier Wasserversorgern in den drei Bundesländern und mit einschlägigen Unternehmen zusammen. Das Projekt mit dem Namen KI-WAZU umfasst mehrere Aspekte, zwei davon sind besonders interessant, wie Projektleiter Stefan Grebien und Hans Kupfersberger von JR-AquaConSol erklären.
Zum einen geht es um den Einsatz von Akustik und KI (Künstlicher Intelligenz) im Bereich der Überwachung und Wartung. Vereinfacht gesagt werden die Geräusche der Pumpen und Ventile mit Mikrophonen aufgenommen und dann mit Hilfe von KI ausgewertet.
Die Idee: Aus Unregelmäßigkeiten oder auch langsamen Veränderungen dieser Geräusche kann man automatisiert ermitteln, ob Wartungsbedarf ist. Eigentlich geht es dabei um Mustererkennung (welche Geräuschveränderungen weisen auf welche Schäden hin), aber dort liegt auch eine der Herausforderungen: Um die KI zu füttern, benötigt man Vergleichsdaten. Die sind aber schwierig zu beschaffen, denn die Technologie im Bereich der Wasserwirtschaft ist sehr erprobt und stabil und daher kaum fehleranfällig. Überprüft werden die Geräte typischerweise einmal im Jahr, Schäden treten unter Umständen erst nach 20 Jahren auf.
Dass man Akustik für solche Zwecke anwendet, ist nichts Neues; auf diese Art werden beispielsweise auch Windkraftwerke überwacht oder auch Weichen bei der Eisenbahn. Doch im Bereich der Wasserwirtschaft betreten die Steirer Neuland. "Die KI muss zunächst einmal lernen, was eine Anomalie ist", erklärt Grebien. Das Ziel: Die KI erkennt rechtzeitig ein Problem, sodass man bereits Ersatzteile bestellen kann, noch bevor der Schaden eintritt und man unter Umständen tage- und wochenlang eine Anlage abschalten muss.
Auch in einem zweiten Bereich geht es um Unterstützung für das Wasser-Management bzw. den Wassermeister: JR-AquaConSol erstellt Modelle des Oberflächenwassers und des Grundwassers und berechnet daraus die Konsequenzen für die Wasserversorger. Die Idee ist, dass man bereits aus den meteorologischen Daten prognostizieren kann, wie sich Stunden oder Tage später der Wasserhaushalt darstellen wird. "Wir wollen mit numerischen Modellen die Quantität und Qualität des Grundwassers vorhersagen", sagt Kupfersberger. Das soll es dem Wassermeister ermöglichen, rechtzeitig etwa für Ersatz zu sorgen. Hier fließen auch die Verbrauchsdaten ein. Und noch etwas: Die Modelle kann man dazu verwenden, um geeignete Standorte für Brunnen etc. festzulegen, wenn beispielsweise neue Siedlungen geplant sind.
Hier kommen moderne KI-Methoden zum Einsatz - und auch alte Daten. Denn die Modelle müssen sich rückblickend bewähren. Sie werden mit historischen Wetter- und Hydrologie-Daten gefüttert und sollten dann Ergebnisse liefern, die tatsächlich eingetroffen sind.