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Der digi­ta­le Lauf des Wassers

Städ­te ste­hen zukünf­tig vor der Her­aus­for­de­rung, ihre Was­ser­ver­sor­gung zu opti­mie­ren und digi­tal zu steu­ern. Das Pots­da­mer Unter­neh­men Vrag­ments ent­wi­ckelt dafür Apps und Aug­men­ted Rea­li­ty-Anwen­dun­gen, die uns auf einer vir­tu­el­len Tour bis zum Grund­was­ser führen.

Was­ser ist der häu­figs­te Natur­stoff der Erd­ober­flä­che. Das Salz­was­ser der Welt­mee­re macht 97,5 Pro­zent aus, die rest­li­chen Pro­zent ver­blei­ben für Boden­feuch­te, Grund­was­ser, Seen und Flüs­se, Atmo­sphä­re und Lebe­we­sen. Aller­dings: Was­ser ver­schwin­det nicht, son­dern ist seit Urzei­ten in allen mög­li­chen Kreis­läu­fen unter­wegs. Um unse­re Was­ser­ver­sor­gung zu gewähr­leis­ten, muss die­ser Kreis­lauf gut orga­ni­siert sein, beson­ders in urba­nen Zen­tren. Dabei bleibt uns die Was­ser­in­fra­struk­tur der Städ­te nor­ma­ler­wei­se fast voll­stän­dig ver­bor­gen. Der Groß­teil davon fin­det für uns völ­lig unsicht­bar vie­le Meter unter der Erd­ober­flä­che statt. Wir öff­nen den Was­ser­hahn und haben Trinkwasser. 

Aber wie ist die urba­ne Was­ser­ver­sor­gung der Städ­te auf­ge­stellt? Vor dem Hin­ter­grund von Kli­ma­wan­del und Bevöl­ke­rungs­ent­wick­lung ste­hen die Zen­tren vor einer Her­aus­for­de­rung: Es braucht neue digi­ta­le Lösun­gen, um in den Städ­ten ein intel­li­gen­tes Was­ser­ma­nage­ment­sys­tem der Zukunft zu instal­lie­ren. Das EU-Pro­jekt digi​tal​-water​.city (DWC, Grant Agree­ment No. 820954) forscht dazu euro­pa­weit am Bei­spiel der fünf Groß­städ­te Paris, Sofia, Kopen­ha­gen, Mai­land und Ber­lin. Koor­di­na­tor und gleich­zei­tig Initia­tor des Pro­jekts ist das Kom­pe­tenz­zen­trum Was­ser Ber­lin (KWB).

Die Auf­ga­ben und Lösungs­an­sät­ze für digi​tal​-water​.city sind in jeder Stadt unter­schied­lich. Gene­rell ver­sor­gen die Was­ser­be­trie­be die Haus­hal­te mit Trink­was­ser, kon­trol­lie­ren die Was­ser­qua­li­tät und die Kanal­an­la­gen, säu­bern und war­ten und betrei­ben Abwas­ser­ka­nä­le, Abwas­ser­be­hand­lung und des­sen Wie­der­ver­wen­dung. Sie han­deln, wenn die Kanä­le über­las­tet sind oder es zu Über­flu­tun­gen kommt und ver­wal­ten unse­re Kläranlagen.

Inner­halb des Ber­li­ner Pro­jekts wird dar­an gear­bei­tet, die War­tung der Trink­was­ser­brun­nen zu opti­mie­ren und Misch­was­ser­über­lau­fe des ber­lin­spe­zi­fi­schen Kanal­sys­tems zu ver­rin­gern – mit­hil­fe von Visua­li­sie­rungs­tech­ni­ken wie Aug­men­ted und Mixed Reality.
Und hier kommt das Start­up Vrag­ments aus dem Media­Tech Hub ins Spiel. Das Unter­neh­men aus Pots­dam-Babels­berg besteht aus einem Team von Jour­na­lis­ten, Ent­wick­lern und Sto­ry­tel­lern, die Aug­men­ted- und Vir­tu­al Rea­li­ty-Erleb­nis­se insze­nie­ren. Für digital-water.cities arbei­ten sie an gleich zwei Apps, die zum einen für die brei­te Bevöl­ke­rung und zum ande­ren für die Ber­li­ner Was­ser­be­trie­be und städ­ti­sche Ent­schei­der auf­ge­setzt sind.

Das Beson­de­re in Ber­lin ist, dass das Was­ser haupt­säch­lich aus Berei­chen in der Stadt gewon­nen wird und einen erhöh­ten Schutz­be­darf hat. Die App für die Bevöl­ke­rung kom­mu­ni­ziert, wie der Kreis­lauf des Trink­was­sers funk­tio­niert. Was pas­siert bei Stark­re­gen in der Ber­li­ner Kana­li­sa­ti­on? Wie wirkt die Ufer­fil­tra­ti­on zum Bei­spiel am Wann­see? Wel­che Pro­zes­se durch­läuft das Was­ser, bevor auf die Trink­was­ser­brun­nen trifft? Dank der Visua­li­sie­rung von Unter­grund­si­mu­la­tio­nen in der App schau­en die Nut­zer tief unter die Erde der Mil­lio­nen­stadt und ver­fol­gen die Wege der Was­ser­auf­be­rei­tung. So sol­len die Bür­ger für den Wert von Trink­was­ser sen­si­bi­li­siert werden.
Die zwei­te App, an der Vrag­ments aktu­ell arbei­tet, dient spe­zi­ell der pro­fes­sio­nel­len Anwen­dung und wird die War­tungs­auf­ga­ben der Was­ser­be­trie­be unterstützen.

Momen­tan wer­den Trink­was­ser­brun­nen in sta­tis­tisch ermit­tel­ten Abstän­den über­prüft und gewar­tet, unab­hän­gig davon ob es einen tat­säch­li­chen Bedarf gibt. Auf­trä­ge und Doku­men­ta­ti­on sind in der Regel papier­ba­sier­te Pro­zes­se, bei denen die Brun­nen­meis­ter vor Ort die aktua­li­sier­ten Wer­te oder War­tungs­er­eig­nis­se, wie einen Gerä­te­wech­sel, notie­ren und die­se spä­ter im Werk in Infor­ma­ti­ons­sys­te­men erfas­sen. „Wir wol­len mit unse­rer App weg von der kalen­der- oder zeit­ba­sier­ten War­tungs­pla­nung hin zu einer bedarfs­ori­en­tier­ten War­tungs­pla­nung“, so Ste­phan Gensch, der Mit­grün­der und Head of Pro­duct Deve­lo­p­ment bei Vrag­ments ist. Das funk­tio­niert, wenn Daten schnell und effek­tiv an einem zen­tra­len Ort zusam­men­ge­tra­gen und auf­be­rei­tet wer­den: „Mit der App ste­hen die Daten schnel­ler zur Ver­fü­gung und kön­nen sofort, bei Bestehen einer Inter­net­ver­bin­dung, ohne manu­el­le Ein­ga­be syn­chro­ni­siert wer­den.“ In Ber­lin, wo es ca. 650 akti­ve Brun­nen gibt, lässt sich dadurch sehr viel Orga­ni­sa­ti­ons­auf­wand bei der War­tung ein­spa­ren. Dafür müs­sen vor­ab Daten und Geschäfts­pro­zes­se der ver­schie­de­nen Gewer­ke und Haupt­was­ser­wer­ke zusam­men­ge­tra­gen und für den pra­xis­ori­en­tier­ten Ein­satz in der App auf­be­rei­tet werden. 

Für die tech­ni­sche Umset­zung des Geo-Pro­jekts arbei­tet Vrag­ments direkt mit den Ber­li­ner Was­ser­be­trie­ben und dem Kom­pe­tenz­zen­trum Was­ser Ber­lin zusam­men. „Unser Team bringt Erfah­rung aus unter­schied­li­chen Berei­chen mit, vom Ban­ken­sek­tor über die Gaming­bran­che bis hin zur Geo­in­for­ma­tik, außer­dem die tech­ni­sche Exper­ti­se was Daten­ma­nage­ment und die Ent­wick­lung per­for­man­ter Backend- und mobi­ler Front­end­sys­te­me angeht“, so Gensch. Vrag­ments setzt in der Ent­wick­lung auf agi­les Arbei­ten und opti­miert die Ent­wür­fe nach regel­mä­ßi­gen Feed­back­run­den mit den Interessensgruppen. 

Die größ­te Her­aus­for­de­rung ist neben der wis­sen­schaft­li­chen Simu­lie­rung dabei Dar­stel­lung. Beson­ders Was­ser visu­ell glaub­haft dar­zu­stel­len sei anspruchs­voll. „Nor­ma­ler­wei­se hat man eher so drei­di­men­sio­na­le Ras­ter­kar­ten mit irgend­wel­chen Ska­lar-Wer­ten. Das ist nicht ver­ständ­lich für Lai­en. Wir set­zen auf ein visu­el­les Erleb­nis.“ Dafür hat Vrag­ments zwei Sze­na­ri­en. Zum einen kann der Nut­zer ein digi­ta­les Tisch­mo­dell des Ober- und Unter­grun­des mit sei­nem Netz aus Roh­ren, Pum­pen, Kanä­len rund­um begut­ach­ten, zum ande­ren wird es mög­lich sein, die Umge­bung und das dar­un­ter­lie­gen­de Sys­tem qua­si 1:1 zu erle­ben – dank der VR-App soll der Nut­zer mit Rönt­gen­blick unter die Erde schau­en. Mit­hil­fe des Smart­pho­nes und Aug­men­ted Rea­li­ty öff­net sich der Ber­li­ner Unter­grund durch die ver­schie­de­nen Schich­ten aus Sand, Erde und Gestein bis auf das Grund­was­ser für jeden. Die kom­ple­xen Abläu­fe eines urba­nen Was­ser­kreis­lau­fes wer­den so spie­le­risch und erleb­nis­ori­en­tiert ver­mit­telt und die Arbeit der Was­ser­be­trie­be bes­ser kom­mu­ni­ziert. Eben­so kann die App für Schul- und Lehr­zwe­cke ein­ge­setzt wer­den. Aktu­ell ist die­se Visua­li­sie­rung nur für den Ber­li­ner Raum geplant und wird im Rah­men des EU-Pro­jek­tes unter­stützt. Denk­bar ist, dass spä­ter eben­so für ande­re Städ­te umzusetzen.

Von Chris­ti­ne Lentz

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