Planungswerkzeug zur Identifikation von Schwachstellen im laufenden Betrieb und Notfall für die urbane Wasserinfrastruktur (Achilles)

Geldgeber ist KIRAS:

Projektpartner:

Ansprechpartner:

  • Michael Möderl
  • Robert Sitzenfrei
  • Wolfgang Rauch


Projektdauer: 01/2010 – 06/2011

Projektbearbeiter: 5.5 weiblich, 27.5 total

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Bearbeitung und Rollenverteilung

Die Konsortialpartner ergänzen sich gegenseitig, weil die Kompetenzen, i.e. Ressourcen, nur eine kleine Schnittmenge bilden und sich darum vervielfachen. Die Universität entwickelte die Algorithmen zu Schwachstellenidentifizierung, welche von der hydro-IT in einem Planungswerkzeug umgesetzt wurden. Passer & Partner verwendeten das Werkzeug in Zusammenarbeit mit der hydro-IT und setzten dabei Ihre planerische und softwaretechnische Kompetenz ein. Die Softwareanwender erstellten Berichte über Bedienerfreundlichkeit sowie Programmierungsfehler und sorgten so für eine höhere Qualität. Der Konsortialpartner Land Tirol brachte seine Kompetenzen auf landespolitischer Ebene ein und gewährleistete dadurch die Berücksichtigung regionaler Bedürfnisse. Das Institut für Öffentliches Recht, Staats- und Verwaltungslehre der Universität Innsbruck lieferte Informationen über rechtliche Konsequenzen welche bei der Entwicklung und Anwendung des Systems eine wichtige Rolle übernehmen. Die alpS GesmbH zeigte sich als starker Partner im Beriech kommunales Naturgefahrenmanagement. Im gesamten Projekt wurden die Erfahrungen der Bedarfsträger eingebracht um die Zweckdienlichkeit und Effizienz des Planungswerkzeuges und des gesamten Sicherheitssystems für den Regelbetrieb und Notfall zu optimieren. Auch die Bedarfsträger verifizierten die Methodik. Planungen von Gemeinden (z.B. Göfis, Götzis) unterstützt durch Ingenieure (Passer & Partner) wurden mit der Methodik bestätigt, wodurch wiederum auch die Methodik bestätigt wurde. Der Unterschied zur herkömmlichen Vorgehensweise besteht darin, dass auch Gemeinden mit überdurchschnittlichem Engagement, mit diesem System alle Möglichkeiten von Ereignissen abgedeckt und analysiert werden können. Darum wurden auch neue Schwachstellen identifiziert. Ferner wurde durch die Automatisierung des Prozesses die Bearbeitungszeit der Schwachstellenidentifikation wesentlich verkürzt.

Ergebnisse

Technische Ergebnisse sind die themenspezifischen Vulnerabilitätskarten, welche auf der örtlichen Sensitivitätsanalyse beruhen und mit dem entwickelten Werkzeug erstellt werden können. Die örtliche Sensitivitätsanalyse wurde in einer Dissertation entworfen und in diesem industriellen Forschungsprojekt praxisnah weiterentwickelt. Die Anwendungen dieser Karten übertrafen die Erwartungen bei weitem. Z.B. wurden für das Thema Kontamination Informationen zur Errichtung von Schutzzonen, Implementierung von Sensoren zur frühzeitigen Detektion, Stellen zur optimalen Ausspülung, und Eintragsbereich zur Desinfektion von Verunreinigungen bereitgestellt. Genauso wurde die Vulnerabilität bei Komponentenausfall, Landnutzungs- bzw. Klimaänderung und Überflutung analysiert.

Der Vorteil der Methodik ist, dass nicht nur Einzelfälle von „Achillesfersen“ bekannt, sondern alle möglichen Stellen durch Modelle erfasst und bewertet werden. Die Schlussfolgerungen, die aus den Vulnerabilitätskarten gezogen werden, deckten sich mit den bereits bekannten Achillesfersen. Z.B. wurde eine Maßnahme welche mit herkömmlichen Ingenieurmethoden über einen längeren Zeitraum identifiziert wurde auf einen Blick in der Kapazitätenkarte ersichtlich bzw. bestätigt. Ferner wurden jedoch weitere Achillesfersen identifiziert, welche noch nicht bekannt waren.

Die Bedarfsträger profitieren durch Erkenntnisse für den Regel- und Notfallbetrieb. Alle für die Sicherheit relevanten Ergebnisse wurden in einem GIS eingepflegt. Die rechtlichen Aspekte für das Risikomanagement sind in einem Buch zusammengefasst beschrieben. Dadurch kann das Haftungsrisiko verringert werden. Durch die Anwendung der Entwicklung bei 4 Komunen mit unterschiedlichen Größen (2000-140000 Einwohner), Ressourcen (Grund-, Quellwasser) und Komplexität (1-8 Zonen) ist die Übertragbarkeit gewährleistet.

Das Ingenieurbüro und der Softwareentwickler erweitern mit den Entwicklungen Ihr Geschäftsfeld. Das Ingenieurbüro kann Ihre Erfahrungen und das Planungswerkzeug für andere Gemeinden einsetzen. Mittelfristig wird der Softwareentwickler durch den Vertrieb des Planungswerkzeuges seinen Tätigkeitbereich ausbauen. Der Innovationsgrad und die Wirtschaftlichkeit zeigt sich durch die Verleihung des Tiroler Innovationspreises für das Ingenieurbüro mit dem Achilles Projekt. Ein Film über das Projekt ist auf Youtube zu finden. Die Qualität und der Innovationsgrad sind durch Vorträge auf 11 Konferenzen sowie über 20 wissenschaftlichen Publikationen belegt.

Videos:

Medienberichte:

Konferenzbeiträge:

Strategic Asset Management of Water and Wastewater Infrastructure, Mülheim, D, 27-30. Sep, 2011:

  • Cascade Vulnerability of Water Infrastructure
  • Urban Drainage Safety Plans

12th International Conference on Urban Drainage, Porto Alegre/RS - Brazil, 11.-15.Sep,2011:

  • GIS based applications of sensitivity analysis for combined sewer system models

World Environmental & Water Resources Congress, Palm Springs, California, 22.-26.May, 2011:

  • Influence of network properties and model purpose on the level of skeletonization
  • The role of exposure in risk analysis for critical water infrastructure
  • GIS based applications of sensitivity analysis for water distribution models

IWA World Water Congress & Exhibition, Montreal, Canada, 19.-24.Sep, 2010:

  • Achilles Approach to Identify Vulnerabilities in Urban Water Infrastructure for Operation and Emergency Management

Austrian YWP Conference, Vienna, Austria, 9.-11.June, 2010:

  • Generic Performance Analysis of Combined Sewers

World Environmental and Water Congress, Providence, Rhode Island, USA, 16-20.May, 2010:

  • How Many Network Sources are Enough?

ÖWAV Tagung - Risikomanagement für kritische Wasserinfrastrukturen, Innsbruck, 27.Jan, 2010:

  • Kritische Infrastruktur in der Siedlungswasserwirtschaft – Achilles-Ansatz
  • Haftungsfragen und Schadensersatzforderungen

Veröffentlichungen

Water Resources Research

  • Systematic generation of virtual networks for water supply

Water Science and Technology

  • Cascade vulnerability for risk analysis of water infrastructure
  • GIS based applications of sensitivity analysis for sewer models (in press)

Frontiers of Earth Science

  • Spatial risk assessment for critical network infrastructure using sensitivity analysis

Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft

  • Integrales Risikomanagement für die Trinkwasserversorgung in Österreich
  • Schwachstellenanalyse bei Mischwasseranlagen für eine sichere Bewirtschaftung (in press)

energie|wasser-praxis

  • Entwässerungssicherheitspläne
  • Kaskadenvulnerabilität kritischer Wasserinfrastruktur 

Handbook of Water and Wastewater Systems Protection 

  • Spatial distributed risk assessment for urban water infrastructure

innsbruck university press

  • Rechtliche Grundlagen und Haftungsfragen in der Siedlungswasserwirtschaft (in press, gefördert von Aktion D. Swarovski & Co 2011)