Kernziele erreicht: Messnetz standardisiert und digital integriert
Ende 2024 ist das hydrometeorologische Alt Messnetz des LANUV NRW weitgehend modernisiert: Rund 270 Stationen wurden standardisiert, mit doppelter Datenübertragung ausgestattet und in eine durchgängige digitale Betriebs und Dateninfrastruktur eingebunden.
Am Jahresende 2024 zieht das Projekt DMeStHyA eine positive Zwischenbilanz. Der Netzausbau im Alt Messnetz ist im Kern abgeschlossen, der verbleibende Aufwand betrifft vor allem Feinschliff und ergänzende Arbeiten. Ziel des seit 2021 laufenden Vorhabens war es, das hydrometeorologische Messnetz des LANUV NRW mit rund 300 Stationen technisch zu modernisieren, zu standardisieren und in eine durchgängig digitale Daten und Betriebsinfrastruktur zu überführen. Im Fokus stehen die bisherigen Alt Messstellen des Landesnetzes, die lange durch heterogene Technik, veraltete Infrastruktur und fehlende Standardisierung geprägt waren.
Zum Jahresende 2024 waren 259 von 298 betrachteten Messstellen begutachtet und modernisiert. Damit war der überwiegende Teil der im Projekt betrachteten Alt Messstellen technisch auf den neuen Standard gebracht. Die noch ausstehenden Standorte befanden sich in der Neuerrichtung oder in den abschließenden Schritten der Modernisierung.
Im Rahmen der Messnetzdigitalisierung wurden zwischen 2018 und 2024 rund 270 Standorte aufgebaut oder umgerüstet, darunter sowohl modernisierte Alt Stationen als auch neue Messstellen. Insgesamt konnten 145 neue Standorte akquiriert werden, davon waren 84 Stationsverlagerungen, weil die bisherigen Standorte den aktuellen VDI und WMO Regeln nicht mehr entsprachen. Im Ergebnis entstand dabei eine definierte Messnetzdichte von 0,5 bis 2 Stationen je 100 Quadratkilometer im Flachland und 0,75 bis 3 Stationen im Bergland, die eine flächenhafte und klimatologisch belastbare Erfassung von Niederschlagsereignissen ermöglicht.
Technikstandardisierung im Alt Bestand
Herzstück der Modernisierung ist ein einheitliches Stationsdesign, das den zuvor heterogenen Alt Bestand und auch die neuen Standorte in einen standardisierten, wartungsfreundlichen und ausbaufähigen Gesamtzustand überführt. Alle Messstellen erhielten standardisierte Schaltschränke mit zusätzlicher integrierter SPS Technik, einheitlicher Innenarchitektur und normgerechter Arbeitssicherheit, was Bedienung, Wartung und Ersatzteilhaltung deutlich vereinfacht. Bisherige Niederschlagsstationen werden in das neue Stationsdesign überführt, mit aktueller Sensorik ausgerüstet und für künftige Erweiterungen um zusätzliche Sensoren für die Messung weiterer Klimaparameter vorbereitet.
Alle modernisierten Stationen werden mit einem zweiten, redundanten Datenstrang ausgestattet. Damit lassen sich Messwerte in hoher zeitlicher Auflösung (Aufzeichnungsintervall: eine Minute) in Quasi-Echtzeit (Abrufintervall: ab eine Minute aufwärts) übertragen; perspektivisch ist eine minütliche Datenlieferung vorgesehen. Der Parallelbetrieb alter und neuer Systeme zeigt, dass sich Übertragungsfrequenz und Ausfallsicherheit im Vergleich zur bisherigen Technik deutlich verbessern und Störungen schneller erkannt und behoben werden können. Gleichzeitig konnten die Kontrollintervalle und Anfahrten wegen unvorhergesehener Ereignisse wie Ausfälle oder Akkutiefentladungen) deutlich verringert werden.
Digitale Datenkette bis in Fachsysteme und Cloud
Die modernisierten Messstellen liefern ihre Daten kontinuierlich an die Messnetzzentrale der Hochwassermeldezentrale des Landes. Von dort werden die Zeitreihen in Fachsysteme wie die Hydrologische Lagebewertung HyLa, das Hydrologische Web Informationssystem HyWIS und das Hochwasserportal.NRW eingespeist und stehen damit sowohl für die interne Facharbeit als auch für Öffentlichkeit und Gefahrenabwehr zur Verfügung.
Parallel dazu werden die Daten über eine standardisierte Schnittstelle in eine cloudbasierte Entscheidungsunterstützungsplattform überführt, um sie für Wasserwirtschaft, Landwirtschaft und Verkehrssektor nahezu in Echtzeit nutzbar zu machen. Ein elektronisches Betriebsmanagementsystem auf Basis von KANiO dokumentiert Bestandsaufnahmen, Modernisierungen, Wartungen und Prüfungen, unterstützt zentral bei der Tourenplanung und Wiedervorlage von Wartungstätigkeiten, während das Prozessleitsystem SCADA.web die Stationen fernüberwacht und Betriebszustände visualisiert. In der Kombination entsteht eine durchgängige digitale Prozesskette von der Messstelle bis zur zentralen Überwachung, die technische Betriebsführung und Datenbereitstellung eng verzahnt.
Ausblick: Vom Messnetz zur intelligenten Datenplattform
Mit dem Erreichen der Kernziele im Netzausbau ist das Projekt fachlich, organisatorisch und wirtschaftlich auf Kurs. Die Kombination aus flächendeckend modernisiertem Messnetz, einheitlicher Technik, nahezu Echtzeit Datenströmen in Fachsysteme und Cloud Plattform sowie durchgängig digitalem Betriebsmanagement schafft die Grundlage für den nächsten Schritt: die automatisierte Datenvorplausibilisierung und KI gestützte Qualitätssicherung. Auf Basis der bis Ende 2024 erzielten Ergebnisse kann das hydrometeorologische Messnetz des Landes NRW künftig nicht nur Daten zuverlässig liefern, sondern diese auch intelligent verarbeiten und für ein modernes Wassermanagement unter Klimawandelbedingungen verfügbar machen.
Die landesweit einheitliche Ausstattung unter Einhaltung arbeitssicherheitsrelevanter erlaubt erstmals eine landesweit einheitliche Unterweisung für die Messstellen sowie deren Kontrolle und Bedienung durch elektrotechnisch unterwiesene Personen. Hierdurch wird ein landesweit einheitliches Qualitätsmanagement möglich.