Low-Cost-Sensoren auf Basis von Low Power Wide Area Networks

Mit günstigen, batteriebetrieben Sensoren und einer Einbindung in LPWAN (Low Power Wide Area Networks) Funktechnologien sollen deren Beitragsmöglichkeiten für eine immissionsorientierte Echtzeitbewirtschaftung von Oberflächengewässern hinterfragt werden. Erste Erfahrungen haben gezeigt, dass solche Sensoren einfach und flexibel eingesetzt werden können. Entsprechend attraktiv sind diese Techniken für den Einsatz im Betrieb. Allerdings wird bislang in keiner Studie eine gestufte Handlungsempfehlung für die Umsetzung in verschiedenen Anwendungsfällen und Skalierungen festgelegt. Eine solche Studie kann die Grundlage zur Umsetzung neuen Form der Echtzeit-Umweltüberwachung durch die Einrichtung eines niederschwelligen, adaptierbaren und hochaufgelösten Messnetzes zur Gewässerzustandserfasssung sein.

Die Erstellung dieser Studie erfolgt in Zusammenarbeit mit der Emschergenossenschaft. Diese plant die Gewässergüte der Emscher zukünftig mit acht Kontrollstationen zu überwachen. Die Kontrollstationen verursachen hohe Investitions- und Personalkosten. Als Alternative zu den Kontrollstationen oder als Ergänzung zur Verdichtung des Messnetzes könnten batteriebetriebene Low-Cost Sensoren auf Basis von LoRaWAN und NB-IoT zum Einsatz kommen. Es werden an mehreren Standorten im Emschergebiet entsprechende Sensoren installiert. So sollen Erfahrungen zur Messung der Parameter Wasserstand, Temperatur, Sauerstoffgehalt, pH-Wert, Leitfähigkeit, Redoxpotential und ggf. Trübung mit Hilfe von Low-Cost-Sensoren gesammelt werden. Räumlich werden die Sensoren so verteilt, dass zunächst sowohl der Ober- und Unterlauf der Emscher (Dortmund-Deusen-Mengede; Dinslaken), als perspektivisch auch größere Nebengewässer untersucht werden. Zur Bewertung der Datenqualität werden auch Standorte berücksichtigt, an denen eine von der Emschergenossenschaft betriebene Referenzmessstelle zur Verfügung steht.

Die Messdaten der Installationen können in einem späteren Schritt als Basis für die Weiterentwicklung verschiedener Werkzeuge in der Wasserwirtschaft dienen.