Ein digitaler Zwilling der Abwasseranlage in Göteborg und den umliegenden Gemeinden hilft dabei, die Region zukunftssicher zu machen und die vorhandene Infrastruktur optimal zu nutzen

Göteborg hat die Vision, die beste Stadt der Welt zu sein, wenn es regnet. Und diese Vision macht perfekt Sinn, da Göteborg eine der regenreichsten Städte in Schweden ist. Hinzu kommt eine wachsende Bevölkerung, eine alternde Infrastruktur und zunehmend extreme Wetterbedingungen aufgrund des Klimawandels, und die Wasserwerke der Stadt haben alle Hände voll zu tun, um sowohl die Stadt als auch die Umwelt zu schützen.

 

Herausforderung

 

Starke Regenfälle verursachen große Belastungsunterschiede für die zentrale Kläranlage der Region Göteborg, die Rya Wasserressourcen-Erholungsanlage (WRRF). Etwa 25% der Abwasserkanäle in der Stadt Göteborg sind kombiniert, was das Risiko von Überschwemmungen erhöht, da Regenwasser und Abwasser im selben System transportiert werden. Es erhöht auch das Risiko unbehandeltes Abwasser in das umliegende Ökosystem abzuleiten.

Darüber hinaus führen sich ändernde Klimabedingungen in Kombination mit einer wachsenden Bevölkerung zu einem weiteren Druck auf die alternde Infrastruktur von Göteborg und machen die Betriebsabläufe komplizierter.

 

Oberste Priorität für Gryaab ist der Schutz der Göteborger Bürger vor Überschwemmungen und der Schutz der Ökosysteme in den Wasserstraßen und -becken der Region vor verschmutztem Abwasser. Zu diesem Zweck muss Gryaab für eine optimale Bewirtschaftung des in die Stadt fließenden und aus ihr abfließenden Wassers sorgen. Es musste ein zukunftssicherer Weg gefunden werden, um Probleme im Zusammenhang mit kombinierten Abwasserüberläufen (CSOs) effizient zu bewältigen und die Auswirkungen von Unwettern auf die WRRF zu verringern. Der herkömmliche Ansatz stützte sich stark auf die Erfahrung und das Urteilsvermögen der Betreiber.

 

Die Rya WRRF wird jedoch nur tagsüber an regulären Arbeitstagen besetzt, und das Standby-Personal betreibt die Anlagen den Rest der Zeit von zu Hause aus. Dies setzt natürlich Grenzen für die Überwachungsstunden und die Menge an Informationen, die verarbeitet werden können. Es lässt auch Raum für manuelle Fehler. Besonders wenn hohe Flüsse erwartet werden, ist es wichtig, dass die Betreiber so viele Informationen wie möglich haben, damit sie die richtigen Entscheidungen treffen und kritische Situationen vermeiden können, die negative Auswirkungen auf die Stadt und die Umwelt haben könnten.

 

Die wichtigsten Herausforderungen für Gryaab waren:

 

• Minimierung der Auswirkungen von Durchflussschwankungen bei extremen Wetterbedingungen
• Verbesserung der Dämpfung des Zuflusses zur Rya WRRF, um den Druck auf das System zu reduzieren
• Verbesserung der Wasserqualität in empfangenden Gewässern
• Kontrolle, wo die CSOs auftreten, um die Umweltauswirkungen zu minimieren

 

Lösung

 

Gryaab hat eine Geschichte der Verwendung innovativer und digitaler Lösungen, um sie bei der Verwaltung der Abwasserinfrastruktur der Region zu unterstützen, und sie sahen schnell das Potenzial, einen digitalen Zwilling des gesamten Systems zu haben, um einen Überblick und eine Verwaltung zu verbessern.

 

Ein digitaler Zwilling ist im Grunde eine dynamische digitale Darstellung in Echtzeit eines physischen Objekts oder eines Prozesses, wie zum Beispiel des Tunnel-Systems und des Einzugsgebiets der Region Göteborg. Ein digitaler Zwilling kann mit dem Co-Piloten eines Flugzeugs verglichen werden und verwendet Analytik und vorausschauende Modellierung, um Entscheidungen zu validieren und zeitaufwändige und manuelle technische oder betriebliche Prozesse zu automatisieren.

Durch die Implementierung des Future City Flow (FCF) digitalen Zwillings konnte Gryaab Echtzeitinformationen über Ereignisse in den Tunneln sowie genaue Vorhersagen potenzieller Probleme und Spitzenbelastungen des Systems erhalten, da der FCF digitale Zwilling auch Wettervorhersagen in die Modellierung einbezieht.

 

Das Projekt umfasste:

 

• Erstellung detaillierter hydrologischer und hydrodynamischer Modelle des Tunnel-Systems mit detaillierter Simulation des 250 km2 Einzugsgebiets
  
  Einbeziehung aller steuerbaren Geräte (z.B. Tore, Pumpen) im Echtzeitsteuerungssystem des digitalen Zwillings
• Entwicklung von Forecast-on-Demand-Funktionen mit der Möglichkeit, vorgeschlagene Strategien anzupassen und historische Ereignisse zur Schulungszwecken zu analysieren
• Entwicklung einer operationellen Strategie zur Minimierung des Risikos von städtischen Überschwemmungen

 

Mit dem digitalen Zwilling FCF kann Gryaab frühzeitig handeln und die Mitarbeiter können Entscheidungen auf der Grundlage umfassender Echtzeitdaten und -prognosen treffen. Sie nutzen den digitalen Zwilling auch für das Training in verschiedenen Szenarien, damit das Personal besser auf zukünftige kritische Situationen vorbereitet ist und bessere informierte Entscheidungen treffen kann. Kurz gesagt, der digitale Zwilling FCF wird eingesetzt, um eine bessere Echtzeitkontrolle zu erlangen und Wege zu finden, den Betrieb des Tunnelsystems sowohl heute als auch in Zukunft zu verbessern.