The present report summarizes the benefits of the eleven digital solutions demonstrated within DWC-WP2 in the form of fact sheets. The document aims to help cities and water utilities in finding appropriate solutions for their operational, environmental or public health deficits. The report is the final version which was submitted in Nov. 2022 after incorporating the recommendations and amendments by the EC.

In Berlin wird Trinkwasser ohne aufwändige technische Aufbereitung über naturnahe Verfahren gewonnen. Ca. 80% des geförderten Rohwassers stammen aus Uferfiltration oder künstlich angereichertem Grundwasser (Möller & Burgschweiger 2008). Nach der Entfernung von Eisen und Mangan über Belüftung und Filtration wird im Routinebetrieb grundsätzlich auf eine chemische Desinfektion verzichtet. Zur Gewährleistung der hygienischen Sicherheit haben die Wasserschutzgebiete und hier insbesondere die engere Schutzzone (Zone II) daher eine wichtige Bedeutung. Deren Ausdehnung reicht von der Fassungsanlage bis zu der Linie, von der aus das genutzte Grundwasser 50 Tage im Grundwasserleiter fließt, bevor es über Brunnen zum Wasserwerk gefördert wird (DVGW 2006). Durch die Einhaltung dieser 50-Tage-Richtlinie wird v.a. der Schutz vor mikrobiellen Verunreinigungen angestrebt. Die Aufenthaltszeit des Wassers in der Untergrundpassage kann direkt durch Markierungsversuche ermittelt werden. Da solche Tracer-Untersuchungen zeitlich und technisch aufwändig sind, wurde im Rahmen verschiedener gemeinsamer Forschungsprojekte der Berliner Wasserbetriebe und des Kompetenzzentrums Wasser Berlin geprüft, mit welchen einfachen, kostengünstigen Methoden die Fließzeiten und die Auswirkungen sich ändernder klimatischer Randbedingungen im Betrieb der Grundwasseranreicherung und der Trinkwasserbrunnen überwacht werden können (Sprenger et al. 2016). Dabei wurden unter anderem kontinuierlich messende Temperatur-Druck-Sonden eingesetzt, sowie Geräte zur Quasi-Echtzeitmessung mikrobiologischer Parameter. Parallel wurde für einen Wasserwerksstandort in Berlin ein vereinfachtes numerisches Modell erstellt, mit dem Anreicherungsszenarien in Abhängigkeit der Temperatur des angereicherten Wassers gerechnet und bewertet werden können. Außerdem wurde der Einfluss der Wassertemperatur auf betriebliche Parameter der Oberflächenwasseraufbereitung untersucht. Die Untersuchungen sind ebenfalls Grundlage für risikobasierte Bewertungsansätze für hydraulische und mikrobiologische Parameter und die Ableitung betrieblicher Maßnahmen gegen eine Unterschreitung der 50-Tage-Verweilzeit.

The Implementation Plan (D2.1) is a document, which outlines how and where different digital solutions for water infrastructures will be demonstrated and assessed in the scope of WP2 of the DWC project. It is the first of three deliverables and followed by demonstration and assessment of performance and return of investment by means of key performance indicators (KPI) also defined in this deliverable. ; Version (v0.1.0) submitted to EC.

Weltweit stehen Kommunen vor der Aufgabe, Wassersysteme mittelfristig an neue Gegebenheiten anzupassen und sie resilienter gegen unvorhersehbare Ereignisse zu machen. Digitale Lösungen für das Abwasser- und Wassermanagement werden dafür immer bedeutsamer.

Zum Forschungsdatenmanagement zählen alle Aktivitäten, die mit der Aufbereitung, Speicherung, Archivierung und Veröffentlichung von Forschungsdaten verbunden sind. Die Bedeutung des Forschungsdatenmanagements ist in den vergangenen Jahren immens gestiegen. Grund dafür sind die großen Datenmengen, die im Zuge der Digitalisierung und Automatisierung von Prozessen anfallen und neue Herausforderungen an deren Verwaltung und Verarbeitung stellen, die mit den bisherigen Werkzeugen schwer bewältigt werden können. Dies gilt auch für Daten in der Wasserforschung. Der nachhaltige Zugang zu Forschungsdaten und die Erstellung von Datenmanagementplänen werden zunehmend von Forschungsförderern verlangt. Am Kompetenzzentrum Wasser Berlin gGmbH (KWB) werden im Rahmen von Forschungsprojekten eine Vielzahl von Daten verarbeitet, die entweder selbst erhoben oder von Projektpartnern zur Verfügung gestellt werden. Dazu zählen Messdaten, Metadaten, Fotos/Videos, Bestands- und Zustandsdaten und verarbeitete Daten (z.B. Zeitreihen, aggregierte Werte, Ergebnisse aus Computersimulationen). Um solche Daten nachhaltig nutzbar zu machen, zu verwalten und zu verarbeiten, sind standardisierte Prozesse, Werkzeuge und Methoden zu entwickeln, die eine projektübergreifende Reproduzierbarkeit der Ergebnisse gewährleisten. Ziel des Projektes FAKIN (Forschungsdatenmanagement an kleinen Instituten) war es, ein solches Forschungsdatenmanagement (FDM) für das KWB in Zusammenarbeit mit den Projektwissenschaftlern zu erarbeiten und unternehmensweit zu etablieren. Damit sollte das Vorhaben als übertragbares Fallbeispiel für das FDM an kleinen, aber stark vernetzten außeruniversitären Forschungsinstituten dienen.

Durch systematische Geländeuntersuchungen über 15 Monate an zwei Brunnengalerien der Berliner Wasserbetriebe wurde untersucht, ob und inwieweit kontinuierliche Temperaturmessungen entlang der Fließstrecke des Grundwassers geeignet sind, die Aufenthaltszeit so zuverlässig zu bestimmen, dass ein kritisches Unterschreiten der 50-Tage-Linie erkannt und entsprechende betriebliche Gegenmaßnahmen im Routinebetrieb eingeleitet werden können. Die Temperaturmessung erfolgte kontinuierlich mittels Datenloggern in Entnahmebrunnen und Grundwassermessstellen und zusätzlich manuell bei wöchentlichen Probenahmen. Zeitreihen konservativer Tracer (Chlorid, Bromid, d18O und d2H) dienten der Validierung der aus den Temperaturmessungen bestimmten thermischen Retardations- und Dispersionskoeffizienten. Trotz signifikanter Unterschiede zwischen den beiden untersuchten Standorten erwiesen sich die Temperaturmessungen als geeignetes Instrument zur Bestimmung der Verweilzeiten. Aus den untersuchten Tracern konnten darüber hinaus Aussagen zum Mischungsverhältnis von angereichertem und autochthonem Grundwasser abgeleitet werden.

Soil aquifer treatment (SAT) is one of the most promising water reclamation and storage techniques in water reuse. This document summarizes the experiences gained in two full scale sites (Shafdan and El Port de la Selva) focused on overcoming the barriers associated with this low-cost technology.

Maßnahmen der Regenwasserbewirtschaftung können Probleme der versiegelten Stadt wie die Belastung urbaner Oberflächengewässer und städtische Hitzeinseln vermindern und gleichzeitig die biologische Vielfalt und die Freiraumqualität verbessern. Um dieses Potenzial gezielt einsetzen zu können, wurden im vorliegenden Leitfaden die Vorteile und der Aufwand dieser Maßnahmen konsequent quantitativ bewertet. Ausgehend von dieser Bewertung wurde im Rahmen von KURAS eine Methode entwickelt, die eine integrierte Planung von Maßnahmen der Regenwasserbewirtschaftung für konkrete Stadtquartiere unterstützen kann. Sie verknüpft lokale Anforderungen mit der Maßnahmenbewertung, um geeignete und machbare Maßnahmen auszuwählen und im Stadtquartier zu platzieren. Neben Einzelmaßnahmen wurden in einem Planspiel auch durch die KURAS-Methode erstellte Maßnahmenkombinationen für zwei Berliner Stadtquartiere hinsichtlich ihrer Effekte quantitativ bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass eine gezielte Kombination von Maßnahmen über die Ebenen der Stadt hinweg - vom Gebäude über das Quartier bis zum Kanaleinzugsgebiet - die angestrebten Effekte für Umwelt und Bewohner deutlich erreicht.