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Projekte

Neben diversen Aufgaben im Tagesgeschäft, welche Aspekte der Qualitätskontrolle, des Messnetzbetriebs, des Unterhalts und des Kundenkontaktes umfassen, werden im Fachbereich Hydrometrie verschiedene Projekte erarbeitet und – teilweise mit externen Lieferanten – ausgeführt.

Die Projekte können grob in die zwei Gruppen "Messnetzoptimierung und Nachrüstung", sowie "Konzepte und Integrationsprojekte" eingeteilt werden.

Messnetzoptimierung und Nachrüstung

Stations-Nachrüstungen auf xDSL und Anbindung der Kommunikation mit All-IP

Ab Ende 2015 laufen die Tests und seit 2016 die nachfolgende Implementierung und Inbetriebnahme bei über 30 hydrometrischen Stationen für die Nachrüstung der Anbindung und Datenabfrage auf Basis von xDSL-Standleitungen. Die Messstationen sind dabei direkt mit dem Internet (All-IP) verbunden und als solche künftig online für Messdatenabfragen aber auch direkt für Datenparametrierung, Software-Updates und Betrieb adressierbar. Dieses Konzept, wonach ein Gegenstand wie eine hydrologische Messstation, Teil des (gesicherten) Internets ist, wird auch "Internet of Things" (IoT) genannt und ist zukunftsweisend. Dies erst ermöglicht die umfassende Digitalisierung, auch von nachgelagerten Abfläufen und Prozessen. Weiter ist zu erwarten, dass sich damit die Datenqualität der Echtzeit-Messdaten erhöht und viele weitere Arbeiten bezüglich (Fern-)Wartung des hydrologischen Messnetzes optimieren lassen.

Hydrometrie+: Stationsnachrüstung auf Industrie-PC Standards

Nach erfolgreicher Nachrüstung der hydrometrischen Messstationen auf xDSL- und All-IP-basierte Telekommunikationsanbindung, sowie Ausstattung mit redundanten, homologisierten Daten-Routern (siehe oben), sind die Voraussetzung geschaffen, um an den Stationen die Registrier- und Rechnerkomponenten zu erneuern. Die aktuell verwendeten Computer-Komponenten haben das Ende ihres Produkte-Lebenszyklus erreicht. Mit der Nachrüstung auf moderne, standardisierte Industrie-Computer wird die Datenerfassung für den nächsten Zyklus von 10–15 Jahren sichergestellt. Dank der erhöhten Rechenleistung und der stetigen Anbindung an die Zentrale, melden die Messstationen Störungen aktiv und automatisiert. Umgekehrt sollen über vereinfachte Fernwartung und mit geeigneten online-Tools die Stationen effizienter parametriert, unterhalten und betrieben werden können.

Retrofit Steuerung Seepegel Hallwilersee

Im Verlauf des Jahres 2017 wurde die Steuerung der Wehranlage beim Schloss Hallwyl, womit auch der Pegel des Hallwilersees reguliert wird, mit neuester Steuerungssoftware nachgerüstet. Die Nachrüstung umfasste einerseits Komponenten des Wehrs und des bestehenden Steuerungsschranks, andererseits die Steuerungssoftware, welche den einfachen Fernwartungsbetrieb über PC und mobile Geräte erlaubt. In Zusammenarbeit mit der IT AG konnte dieses Projekt innerhalb des kantonalen IT-Netzwerks integriert und auf Ende 2017 fertig gestellt werden. Damit wurde ein wichtiger Schritt in Richtung Steuerbarkeit und Digitalisierung von Wehrvorrichtungen und Stationen des hydrologischen Messsnetzes unternommen, was wiederum Grundlage für einen effizienteren Betrieb und Unterhalt ist. Hier finden Sie eine Abbildung der Steuerungsoberfläche (PNG, 93 KB).

Hydronet Argovia

Zwischen 2007 und 2011 wurden 31 analoge Abflussmessstationen nach einem neuen Stationslayout umgebaut und digital nachgerüstet. Zusätzliche 9 Stationen wurden zwischen Mitte 2011 und 2012 von analoger auf digitale Datenerfassung und -übertragung mit einem einfacheren Stationslayout nachgerüstet. Die automatische Messung und die Fernabfrage in Echtzeit ist damit für alle Abflussstationen im Kanton Aargau möglich. Hier finden Sie einen Projektbeschrieb (PDF, 6 Seiten, 776 KB) und eine Übersichtskarte (PDF, 1 Seite, 871 KB) von HydroNet Argovia.

Konzepte und Integrationsprojekte

EnVIS - Umweltdatenmanagement Aargau

Am Departement Bau, Verkehr und Umwelt (BVU) wurde auf Ende 2015 das preisgekrönte abteilungsübergreifende Projekt EnVIS (Umweltdatenmanagement Kanton Aargau) auf Initiative des Fachbereichs Hydrometrie lanciert. Ziel von EnVIS ist die Etablierung eines vereinfachten, robusteren und erweiterbaren Datenflusses – von der automatischen Akquisition zum datenbankgestützten Management bis zur webbasierten Analyse und kombinierten Visualisierungen – aller vorhandenen Archiv- (und in Zukunft gemessenen) Echtzeit-Umweltdaten im Kanton Aargau. Hier finden Sie einen kurzen Projektbeschrieb (PDF, 2 Seiten, 207 KB) von EnVIS, sowie den Einstieg zum Portal .

Einführung neue Hydrometrie-Software

Der Fachbereich Hydrometrie hat per Oktober 2014 die neue Hydrometrie- und Zeitreihendaten-Software WISKI und zugehörige Module eingeführt. Dieses, von der Informatik Aargau mitgetragene Einführungsprojekt, beinhaltete die Phasen Neukonzept, Evaluation, Beschaffung, Implementation, Anpassungen und Inbetriebnahme dieses mächtigen modularen Software-Pakets, welches für die nächsten Jahre die Bedürfnisse und Leistungsanforderung des Fachbereichs Hydrometrie (und weiteren Fachstellen) abdecken wird. Mit WISKI wird die Integration und Zusammenführung von hydrologischen und weiteren Umweltdaten erheblich vereinfacht. Zudem bieten sich nun Schnittstellen zu modernen Webpublikations- und GIS-Umgebungen. Hier finden Sie eine Präsentation (PDF, 13 Seiten, 1.6 MB) zur Anbindung von WISKI an den Webdienst KiWIS.

Erweiterung der Hydrometrie-Software und des Web-Datenportals mit Rasterdaten

Seit Frühjahr 2016 hat der Fachbereich Hydrometrie zusammen mit dem Zulieferer des Software-Pakets WISKI weitere Funktionalitäten für die Integration von Rasterdaten mitentwickelt. Neben den gängigen skalaren Datenprodukten können nun auch automatisiert Rasterdatensätze, wie der aktuelle Niederschlagsradar, abgelegt, verarbeitet und interaktiv visualisiert werden. Dies sowohl in der kantonsinternen Software WISKI, wie auch auf dem öffentlichen Web-Datenportal HydroWeb (öffnet in einem neuen Fenster). Die Mehrwerte der Erweiterung liegen in einer besseren Bewertung der aktuellen hydro-meteorologischen Situation (Niederschlagsverteilung, Muster, Hotspots), sowie der vereinfachten, Einzugsgebiets-basierten Analyse von Gebietsniederschlag. Hier finden Sie einen Projektbeschrieb (PDF, 37 Seiten, 7.7 MB) und eine Abbildung (PNG, 1.5 MB).

Digitalisierung und Hydrometrie – Konzept Wasser 4.0

In Zusammenarbeit mit einem externen Ingenieurbüro hat der Fachbereich Hydrometrie unter dem Titel Wasser 4.0 ein Konzept entwickelt, wonach die heutigen analytischen Fähigkeiten der Hydrometrie entlang den Ausprägungen «deskriptive», «diagnostische», «prädiktive» und «präskriptive Analytik» beurteilt und Stärken und Schwächen des aktuellen Systems ermittelt werden. Die relevanten Begriffe im Umfeld der Digitalisierung werden definiert, ihre Bedeutung und Zusammenhänge diskutiert, insbesondere der Begriff der Digitalisierung selbst und dessen Anwendung für Behördenprozesse und Strategien (E-Government und Verwaltung 4.0). Ebenso wird die Digitalisierung von Umweltbeobachtungsnetzen, insbesondere der Begriff «Wasser 4.0», erörtert und mit zahlreichen Anwendungsbeispielen aus dem In- und Ausland illustriert. Aufbauend auf diesen Grundlagen wurde eine Vision für den Einsatz von Wasser 4.0 im Kanton Aargau formuliert. Diese adressiert vier Teilbereiche der Umweltbeobachtung:

  • Messnetzunterhalt
  • Messnetzbetrieb
  • Datenmanagement und Analytik
  • Dienstleistungen

In allen vier Teilbereichen werden innovative Anwendungen und Funktionalitäten einer gemäss dem Wasser 4.0-Paradigma aufgebauten Umweltbeobachtung identifiziert und erörtert. Weiter werden wichtige Rahmenbedingungen und Potenziale (Effizienz- und Qualitätssteigerungen) für eine erfolgreiche Umsetzung aufgezeigt. Hier finden Sie einen Projektbeschrieb (öffnet in einem neuen Fenster) und eine Abbildung (PNG, 686 KB).

Hydraulische Berechnungen an Messstationen

Im Rahmen eines Pilotprojekts wurden die Pegelwerte von ausgewählten Messstationen bei Hochwasserabflüssen mittels eines detaillierten hydraulischen zweidimensionalen (2D) Modellierungen untersucht. Ziel des Projekts war, die Pegel-Abfluss-Beziehungen (PQ-Beziehungen) an den Stationen im oberen Abflussspektrum zu überprüfen und gegebenenfalls anzupassen. Für die hydraulischen Modellierungen wurde ein hochaufgelöstes 2D-Modell auf der Basis der vorhandenen Querprofile und des digitalen Terrainmodells (DTM) erstellt.

Die Erstellung des Berechnungsmodells erfordert die Zuweisung der Rauhigkeitsbeiwerte basierend auf den Eigenschaften des Geländes. Die Rauhigkeiten wurden anschliessend mit der Kalibrierung des Modells anhand der bestehenden Eichmessungen optimiert. Die Simulationen der Hochwasserabflüsse erfolgte mit dem kalibrierten Modell. Die Resultate zeigen, dass die bestehenden PQ-Kurve der ausgewählten Station gut mit den Berechnungen übereinstimmen. Wo gewisser Anpassungsbedarf bei den PQ gezeigt werden konnte, wurden diese Anpassungen gemacht. Einen publizierten Artikel finden Sie hier (öffnet in einem neuen Fenster).

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