Wassermonitoring für sichere Entscheidungen: von Grundwassermessstellen bis Oberflächengewässer
Grundwasser- und Gewässermonitoring mit den Fernwirkstationen und Datenloggern von SCHRAML
Ein zuverlässiges Wassermonitoring ist heute unverzichtbar, um Gewässer nachhaltig zu schützen, Ressourcen verantwortungsvoll zu nutzen, die Versorgungssicherheit zu gewährleisten und Hochwasserschäden vorzubeugen. Demnach ist Wassermonitoring ein bedeutendes Steuerungsinstrument für Behörden und staatliche Stellen wie Landesämter für Umwelt, Wasserwirtschaftsämter und Regierungspräsidien. Moderne Messsysteme ermöglichen eine kontinuierliche und transparente Datenerfassung, auch an abgelegenen Standorten ohne Stromversorgung.
SCHRAML bietet für das (Grund-)Wassermonitoring und -management ein vollständiges Spektrum an passgenauen Lösungen.
Mit energieautarken Datensammlern, leistungsfähigen Fernwirkstationen und einer zentralen Monitoring- und Analyseplattform, dem Prozessleitsystem AQASYS, lassen sich Messnetze effizient betreiben, Messdaten sicher übertragen sowie Entwicklungen frühzeitig erkennen. In vielen Pegelnetzen wird beispielsweise zwischen einem Betriebspegel (für die tägliche Bewirtschaftung) und einem Landespegel (für behördliche Hochwasserinformationen) unterschieden. Durch IoT Wassermonitoring entsteht eine belastbare Datengrundlage für fundierte Entscheidungen in der Wasserwirtschaft. So trägt modernes Monitoring nicht nur zur Einhaltung gesetzlicher Vorgaben wie der Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) bei, sondern leistet auch einen wichtigen Beitrag zum Schutz unserer Wasserressourcen, heute und für zukünftige Generationen.
Durch den Einsatz von SCHRAML Technik im Wassermonitoring werden:
- Umweltzustände kontinuierlich erfasst
- Belastungsspitzen und akute Abweichungen (z.B. ungewöhnlich sinkende oder steigende Grundwasserspiegel aber steigende Gewässerpegel im Bereich des Hochwassermonitorings) frühzeitig erkannt
- Maßnahmen evaluiert
- Klimawandelfolgen sichtbar gemacht
- unerwünschte Stoffeinträge erfasst
- längerfristige Trendentwicklungen in Grundwasserneubildung und -qualität analysiert
- transparente Datengrundlagen für Behörden, Forschung und Wasserwirtschaft bereitgestellt
Kein Single Point of Failure
Bei der Planung moderner Messstellen gilt ein zentraler Grundsatz: Es darf keinen Single Point of Failure geben. Deshalb werden viele Systeme redundant aufgebaut.
Häufig bedeutet das:
- Doppelte Sensorik: Zwei unabhängige Messsysteme erfassen denselben Wasserstand
- Zwei Übertragungswege: Fällt eine Verbindung aus, übernimmt automatisch ein Ersatzweg
- Separate Stromversorgungen: Kritische Komponenten sind mehrfach abgesichert
So entstehen Hauptmessung und Redundanzmessung, die sich gegenseitig absichern.
Redundanz bis in die Komponenten
Ausfallsicherheit beginnt bei uns bereits beim Design der technischen Komponenten.
Moderne Fernwirkstationen integrieren z.B.:
- Datensammler mit großem Speicher, die über mehrere Tage hochauflösende Messwerte lokal sichern können – oft mehrere Millionen Datensätze
- Konnektivität durch flexible Sensorschnittstellen, etwa für analoge oder digitale Eingänge und Schnittstellen (Modbus TCP/RTU RS 485, OPC UA, REST API, mechanisch open collector, uvm.)
- Integrierte Kommunikationsmodule, wie LTE-Mobilfunk- und VPN-Router für eine sichere Datenfernübertragung (DFÜ) oder auch Ersatzwegschaltung
Fällt die Kommunikation vorübergehend aus, bleiben die Daten dennoch erhalten und werden später automatisch übertragen.
Energieautarke Datensammler mit 5G/4G Datenübertragung an Standorten ohne Strom
Wasserversorger, Kommunen und Behörden benötigen verlässliche Messdaten, um Wasserverluste frühzeitig zu erkennen, Netze effizient zu steuern sowie Pegel, Durchfluss und Wasserqualität kontinuierlich zu überwachen. Häufig fehlen jedoch Stromanschlüsse vor Ort, während manuelle Kontrollen zeit- und kostenintensiv sind.
FWDA IoT (Lite) und FWDA Tube
Für Messstellen an entlegenen Orten stehen die energieautarken SCHRAML Datenlogger FWDA IoT (Lite) sowie FWDA Tube inkl. Mobilfunkübertragung bereit.
Die Lösung bietet maximale Energieautarkie durch leistungsstarke High-Cap-Batterien, die sowohl den Datenlogger als auch die Sensorik versorgen – ganz ohne Netzanschluss.
Diese Geräte arbeiten mit extrem langlebigen Batterien und zeichnen sich durch sehr geringen Energieverbrauch aus. So werden Prozess‑ und Messdaten zuverlässig erfasst, zwischengespeichert und sicher per Mobilfunk (z.B. LTE‑M, NB‑IoT) übertragen.
Einsatzbereiche der FWDA IoT (Lite)
Wasserzähler- und Leckageüberwachung
Pegel- und Durchflussmessung
Überwachung der Wasserqualität mit Multiparameter-Sonden
Hochbehälter- und Zählerschachtüberwachung
Vorteile der FWDA IoT (Lite)
- Flexible Sensoranbindung: Umfangreiche Eingänge (bis 12 analoge und 12 digitale/SPS-Zähler) ermöglichen die gleichzeitige Erfassung vieler unterschiedlicher Messwerte und Geräte – herstellerunabhängig und flexibel in der Anbindung
- Zuverlässige Datenübertragung: Zyklische Datenübertragung der Archive und aktuellen Werte, plus direkter Übertragung von Störungen und Grenzwerten sowie Trigger-Modus für verbrauchsoptimierte Anpassungen der Messung und Übertragung bei Ereignissen
- Standortbestimmung per GNSS: Das integrierte GPS/Galileo-Modul ermöglicht die Lokalisierung der FWDA IoT
- Einfache Inbetriebnahme und Wartung: Einstellungen vor Ort per Bluetooth oder vollständig aus der Ferne; Gehäuseöffnung für SIM-Karte, Batterie und Verdrahtung problemlos möglich
FWDA Tube - Wassermonitoring direkt im Pegelrohr
Der energieautarke Datenlogger FWDA Tube ist ein zentraler Baustein für Messstellen mit Pegel- oder Peilrohren und wurde speziell für die Anforderungen der Wasserwirtschaft entwickelt.
Die FWDA Tube funktioniert als batteriebetriebener Datensammler für die permanente Überwachung von Grundwassermessstellen. Zur Überwachung des Grundwasserzustands in Deutschland werden laut dem Umweltbundesamt rund 13.000 Messstellen herangezogen (Quelle: Publikation Umweltbundesamt Wasserrahmenrichtlinie).
Der Datenlogger FWDA Tube ermöglicht die präzise Erfassung und Fernübertragung (via sicherer, verschlüsselter Verbindung) von Wasserständen bzw. Pegel, Wasserqualität, Leitfähigkeit und weiteren kritischen Parametern rund um die Uhr, an entlegenen Standorten direkt im Pegelrohr.
Damit bietet die FWDA Tube die Basis für fundierte Entscheidungen in der Wasserwirtschaft, für Kommunen, Behörden und Betreiber.
Quelle Bild: Zach Elektroanlagen – Wasserversorgung Feldafing-Pöcking
Einsatzbereiche der FWDA Tube
Grundwassermessstellen
• Pegelüberwachung • Qualitätsmonitoring • Langzeitbeobachtung von Grundwassertrends
Oberflächengewässer & Flusspegel
• Hochwassermonitoring • Pegel- und Abflussbeobachtung
Baustellen & Wasserhaltung
• Kontrolle von Absenkungen • Nachweis der Auflageneinhaltung
Talsperren & Speicher
• Pegelüberwachung • Betriebs- und Sicherheitsmonitoring
Produkt-Highlights der FWDA Tube
- Flexibel und herstellerunabhängig: Einzel- oder Multiparameter-Sonden lassen sich einfach koppeln (0-10 V, 0-20mA, Modbus RTU RS 485)
- Sichere Datenübertragung: Automatische und zuverlässige Datenübermittlung via LTE-M, NB-IoT (4G, 5G)
- Robustes, durchdachtes Gehäuse – ideal für Pegelrohre (überflur/unterflur): IP68, Edelstahlgehäuse, integrierte Sensoren für Luftfeuchtigkeit und Temperatur, korrosionsbeständig, platzsparend direkt im Pegelrohr, Zubehör wie Pegelkappe, Adapterplatte
- Langlebige Batterien: Bis zu 10 Jahre Einsatzdauer, Batteriewechsel problemlos möglich
- All-in-One-Lösung: Datenmanagement, Monitoring und Auswertung über SCHRAML Portal (Cloud) oder AQASYS Leitsystem, Weitergabe Drittsysteme
Vorteile der FWDA Tube auf einen Blick
- Permanente, zuverlässige Überwachung und Datenfernübertragung von Grundwassermessstellen und Oberflächengewässern
- Energieautarker Betrieb für entlegene Standorte
- Flexible, herstellerunabhängige Sensoranbindung
- Hochwertiges, robustes und bedienfreundliches Gehäuse
- Passgenaues und durchdachtes Zubehör (Pegelkapppe, Adapterplatte)
- Unterstützung der Wasserrahmenrichtlinie (WRRL)
Durch den Einsatz energieautarker Messsysteme lassen sich nicht nur einzelne Messstellen, sondern auch große Messnetze wirtschaftlich betreiben und zentral überwachen.
Fernwirkstationen (FWL/R 5xx) - Automatisieren, Fernwirken und Steuern für Standorte mit Strom
Für umfangreichere Monitoring‑Anwendungen und Steuerprozesse kommen Fernwirkstationen der FWL‑Serie zum Einsatz.
Diese Geräte vereinen Datensammlung, Fernüberwachung und Automatisierung in einer kompakten Lösung. Sie sind ausgelegt für dezentrale Stationen wie Pegelhäuser, Messschächte, Messcontainer, Messstege, Brunnen, Hochbehälter, uvm.
SCHRAML Fernwirkstationen haben ein 4G LTE-Modem und Router (VPN, VPN Forwarding) integriert.
FWL 555
Kompaktstation mit zahlreichen digitalen und analogen I/Os (SPS Funktion via CODESYS), vielen Schnittstellen, integriertem LTE‑Modem und VPN‑Router, ideal für komplexe Monitoring‑ und Steueraufgaben, vielen Optionen wie Ersatzwegschaltung, HMI, etc.
FWL 550
All‑in‑One‑Fernwirkstation inkl. LTE‑VPN‑Router mit Fernwirkfunktion, Schnittstellen (z.B. Siemens TCP, Modbus TCP und RTU (RS-485), OPC UA…) und auch erweiterbaren I/Os (CODESYS) – sowie optional Ersatzwegschaltung, HMI, etc.
FWR 520
Flexibler LTE‑VPN‑Router mit Fernwirkfunktion und Schnittstellen (z.B. Siemens TCP, Modbus TCP, OPC UA…) als Einstiegslösung
Die SCHRAML Fernwirkstationen bieten eine sichere und zuverlässige Datenübertragung und Fernsteuerung via Mobilfunk, DSL oder LAN/VPN und bieten umfassende Konnektivität wie OPC UA, REST API, MQTT, Modbus TCP/RTU und S7‑TCP. So werden Messgeräte, SPSen und IoT‑Devices nahtlos angebunden und sicher übertragen.
Die FWL‑Fernwirkstationen unterstützen zudem auch die direkte Querkommunikation, sodass Stationen direkt miteinander Daten und Steuerbefehle austauschen können, ohne Umweg über die Zentrale. Dies sorgt für eine hohe Ausfallsicherheit und schnelle Reaktionszeiten selbst bei kritischen Ereignissen.
Von der Messstelle zur Leitstelle und/oder in weiterverarbeitende Systeme
Bei Oberflächengewässern ist die Messstelle oft Teil einer umfassenden Kommunikationskette. Die Daten werden über Fernwirkstationen und Datenfernübertragungssysteme an zentrale Plattformen, Prozessleitsysteme, Websiten und/oder Leitstellen weitergegeben werden. Beispielsweise im Rahmen der Hochwassermeldeordnung, kurz HMO.
Analyse mit dem Prozessleitsystem AQASYS
Mit AQASYS werden alle relevanten Messwerte aus Datenloggern, Fernwirkstationen und Sensoren zentral zusammengeführt für die weitere Analyse.
AQASYS bietet eine umfassende Visualisierung und Auswertung von Messdaten in Dashboards und Ganglinien. Grafiken und Reports helfen Betreibern, Prozesse wie Durchfluss, Druck und Pegel jederzeit im Blick zu behalten und Veränderungen frühzeitig zu erkennen. Ergänzend lassen sich mit den Flex-Berichten flexibel Zeiträume und Auflösungen konfigurieren.
Mit offenen Schnittstellen wie OPC UA, REST API, MQTT oder klassischen Standards wie Modbus RTU RS485 bzw. Modbus TCP können unterschiedlichste Messgeräte problemlos angebunden werden aber auch an weiterführende Systeme weitergegeben werden (via z.B. CSV, REST API, OPC UA oder zrxp). So entsteht ein leistungsfähiges, ganzheitliches Wassermonitoring- und Auswertungssystem für Anlagen- oder Messstellenbetreiber, Kommunen und Behörden.
Kontrolle vor Ort und manuelle Referenzmessungen
Auch bei automatisierten Systemen bleiben Kontrollmessungen vor Ort ein wichtiger Bestandteil. Regelmäßig werden Pegelstände manuell gemessen und geprüft. Diese Werte können anschließend als zeitgenaue Handeingabe im AQASYS Leitsystem hinterlegt werden.
Zu den Funktionen von AQASYS gehören u.a.:
- Fernalarmierung mit Meldestufen und Rufgruppen (z.B. SMS, SIP Alarmierung, App Push Alarmierung, uvm.)
- Quittierung für Alarme
- Standardisierte Datenexporte, z.B. im zrxp-Format an behördliche Systeme
- Webcam-Einbindung zur visuellen Lagebeurteilung
Moderne Messtechnik für mehr Sicherheit und Transparenz
Modernes Wassermonitoring schafft die Grundlage für sichere, datenbasierte Entscheidungen: von der Grundwassermessstelle bis zum Hochwassermeldepegel. Mit den energieautarken Datenloggern, leistungsfähigen Fernwirkstationen und dem Prozessleitsystem AQASYS bietet SCHRAML Technik eine durchgängige Lösung für die zuverlässige Erfassung, Übertragung und Auswertung von Messdaten. Durch die offenen Schnittstelle bleiben Betreiber, Behörden und Kommunen flexibel, um Daten an Fremdsysteme zu übertragen. Mit SCHRAML Technik lassen sich Wasserressourcen nachhaltig schützen, gesetzliche Anforderungen erfüllen und Herausforderungen wie Klimawandel und Extremwetterereignisse frühzeitig erkennen und bewältigen.
DIE ZUKUNFT DES WASSERMONITORINGS BEGINNT HIER!
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