UAV flights planned and results presented: three flights for Fehraltorf, two for Russikon and three for Rumlikon. The images for Fehraltorf and Rumlikon were processed using default processing parameters. The final resolution of Rumlikon produkts is 5cm, and for Fehraltorf is 10cm. Russikon was not processed. The DEM model reconstruction quality is fair, possibly due to the greediness of the point cloud filtering and smoothing algorithm, and sometimes due to the blurriness of images.
Abschätzung der Mecopropauswaschung aus Flachdächern in Fehraltorf mit Hilfe von Landnutzugskarten. Um die Auswaschungsdynamik von Mecoprop zu untersuchen, wurde Rumlikon in SWMM modelliert. Nach der Kalibrierung mit aktuellen Messungen wurde der Abfluss von Rumlikon über 10 Jahre mit einer konstanten Auswaschungskonzentration von 2.4 μg pro Liter Regen, der auf die Flachdächer fällt, simuliert und beim Regen Überlaufbecken analysiert. Es stellte sich heraus, dass rund 2 g Mecoprop pro Jahr in die Kanalisation in Rumlikon gelangen. Die Erkenntisse, die aus den diesen Untersuchungen gewonnen werden konnten, wurden auf das weitaus gr ̈ossere und dichter besiedelte Fehraltorf extrapoliert. Somit konnte eine j ̈ahrli- che Mecopropkonzentration von 217 g abgeschätzt werden. Berechnungen zeigten, dass diese momentan fast vollumf ̈anglich in die Kempt gelangt, da rund 45% davon durch Entlastungen direkt eingeleitet werden.
Der Bericht von Gregor Pfalz über sein Fachpraktikum an der Eawag.
In dieser Arbeit werden drei Strategien zur Mischwasserbewirtschaftung ausgewählt und in einem SWMM Modell implementiert. Die Beurteilung der Strategien erfolgt über die Bilanzierung des total entlasteten Mischwasservolumens und anhand vom Systemverhalten bei Ereignissen. Die Auswertung der Simulationsresultate zeigt, dass im Entwässerungssystem von Fehraltorf ein deutliches Verbesserungspotenzial besteht. So kann durch eine statische Optimierung eine Reduktion des Entlastungsvolumens von 73% gegenüber dem Referenzzustand erreicht werden. Dieses Verhalten wird hauptsächlich auf die geringe Anzahl Speicherelemente im System und auf die langen Fliesszeiten im Einzugsgebiet zurückgeführt.
Mikroverunreinigungen are substances that occur in very small concentrations in water. They can have negative effects on aquatic life and are primarily introduced to water through household wastewater. This is why seventh of Switzerland's wastewater treatment plants need to be upgraded. In the context of upgrading, the entry of Mecoprop into the Fehraltorf sewer system was studied. Mecoprop is used as a root-resistant in bituminous waterproofing membranes on flat roofs and is washed out during rain. The main goal of this work was to estimate the annual Mecoprop load entering the Fehraltorf sewer system.
The extended urban water balance for the Fehraltorf catchment area provides an overview of the available inflow and outflow from the system. To consider settlement-specific flows, the compartments of precipitation, evapotranspiration, surface water, groundwater, drinking water and wastewater are considered at the system boundary. Precipitation is divided into settlement areas, meadows and forests, with the allocation key being referred to as Beiwerte in this work. This allocation results in a division of total annual precipitation of 52% evapotranspiration, 16% surface runoff into the sewer, 13% surface runoff into the surface water, and 19% groundwater recharge. For 2015, inflows into the system were about 15 million m3 and outflows were 20 million m3. The difference is due to unknown inflows, such as the neglected stream and drinking water imports, and uncertainties in groundwater inflows and outflows. The largest source of error within the system boundaries is the water infiltration and exfiltration between the surface water and groundwater. Large fictitious storage changes, representing errors or uncertainties, are seen in the various compartments. The biggest error is in the surface water at around -41% of the total system flow, which can be partly attributed to neglected inflows into the system and uncertainties in groundwater infiltration and exfiltration. The groundwater level shows excessive storage change of about 1.7 million m3, which is equivalent to a groundwater level rise of about 2 meters and does not match observations. The difference in drinking water flows can be explained by estimation uncertainties. In the sewer, a fictitious storage change of over 3 million m3 is seen, which cannot be fully explained. One possible cause is that the inflow into the sewer network is overestimated because the calculation of the flow of precipitation into the sewer does not take into account that part is drained through the separation system. In addition, the dilution ratio of the effluent from the wastewater treatment plant and the Kempt was calculated. Overall, the water balance allows a good overview of the water flows in the catchment area, but there are still open questions and further research is needed.
Im ETH-Geschäftsbericht von 2017 wird die wachsende Bedeutung der Digitalisierung, darunter auch in der Siedlungswasserwirtschaft, beschrieben. Im Bericht wird auf das Beispiel Fehraltorf eingegangen, wo die Eawag viele Daten sammelt und immer mehr auf Digitalisierung setzt. Der Bericht nennt weitere Orte im ETH-Bereich, wo die Digitalisierung eine grosse Rolle spielt.
A study has identified two types of water pollution in the sewerage system in the city: groundwater-induced infiltration (GWI) and rain-induced infiltrations (RDI). High infiltration shares are indicative of sewer deterioration, meaning localization of problematic sub-catchments is necessary for targeted rehabilitation measures. GWI was estimated to be 55% at the treatment plant inflow. Management focused on GWI shares in the wastewater transfer pipes is recommended.
Ob und inwieweit die Technologie des Niedrigenergiefunks (LPWAN) – als Kommunikations-Backbone des Internet der Dinge (IoT) bekannt – das Potenzial hat, diese Lücke zu schließen, diskutieren wir in diesem Beitrag. Grundlage dafür sind unsere Erfahrungen beim Aufbau und dem bis dato einjährigen Betrieb eines Drahtlossensornetzwerks in einem mittelgroßen Schweizer Siedlungsentwässerungsnetz mit einer Sensordichte von über einem Sensor pro Hektar und einer Überwachungsfrequenz von fünf Minuten.
Groundwater-induced infiltration (GWI) and rain-induced infiltration (RII) are undesired surplus water components within sewers that can enter through faulty pipes, misaligned joints and various misconnections. High infiltration shares are indicative of sewer deterioration, meaning the localization of problematic sub-catchments is necessary for targeted rehabilitation measures. Following high previous estimations of infiltration shares in the survey catchment of Fehraltorf, an analysis of GWI and RII shares was conducted to enable a focused approach to sewer rehabilitation and management. Using spatially distributed and long-term water level measurements within the drainage network, two methods were used to extract information on infiltration within each sub-catchment, and to derive a prioritization scale. GWI and foul sewage components were extracted using the Night Minimum Method during dry weather days. The Hydrograph Component Separation Method was used to separate RII from direct-runoff (RDI). GWI was estimated to be 55% at the treatment plant inflow, with wastewater transfers from other municipalities contributing the highest shares, but less significant absolute flows. This is considerably higher than tolerated values outlined in the Municipal General Drainage Planning Association (V-GEP). The extracted RII shares confirm these findings, but with much higher uncertainties. Several plausibility checks contribute to the reliability of results. It is shown that durations of RII and RDI are catchment and event specific, and that separation requires a differentiated approach. While results were consistent with the previous study of WWTP inflow data, they were not consistent with the previous short-term flow survey. Management focused on GWI shares in the wastewater transfer pipes is recommended, as well as measures to ensure a secure estimation within the central network.
The capacity of sewer systems can be assessed through hydrodynamic modeling, but these models are often only checked for general plausibility and their parameters are mostly estimated. This Master's Thesis assessed the effect of calibration on the model reliability using the case study of Fehraltorf. The study found that calibration can improve the reliability of the model by enhancing the goodness of fit. However, more input data and reliable calibration data is needed to perform the calibration again. The author of the thesis recommends calibration to improve parameter values and detect systematic errors in data and model structure.
Urban drainage systems traditionally lack adequate monitoring and evaluation technologies. Low-power data transmission technology has the potential to contribute to an evidence-based management of urban drainage systems. Remaining challenges concern the radio network architecture to allow better access to deep underground structures.
Der ETH-Rat beschreibt in seinem Text die Datenerfassung der Kanalisation in der Gemeinde Fehraltorf. Sensoren in der Kanalisation und über der Erde erfassen in der Zürcher Gemeinde Fehraltorf Regenmengen, Pegelstände und Abflüsse. Niedrigenergiefunk überträgt die Messwerte ans Internet. Das Drahtlossensornetzwerk, aufgebaut von der Eawag und der ETH Zürich, ist ein weltweit bisher einzigartiges Feldlabor für Entwässerungssysteme.
Der Fehraltörfler, das Mitteilungsblatt der Gemeinde Fehraltorf, informiert die Bevölkerung in einem Artikel über die Messungen der Eawag. Diese baut seit 2016 in der Gemeinde ein Sensornetz auf, um den Wasserkreislauf im Siedlungsraum zu dokumentieren.
Ein Bericht auf der Website der Eawag, in dem das Sensorprojekt der Eawag in Fehraltorf kurz vorgestellt wird.
Der TagesAnzeiger beschreibt in seinem Artikel das Messnetz der Eawag in der Gemeinde Fehraltorf. Es wird betont, dass die Forschung der Eawag wichtig sei, um langfristig eine stabile Siedlungswasserwirtschaft zu haben.
Eine Studienarbeit an der Hochschule für Technik Rapperswil. Der Abstract lautet wie folgt: "Die Eawag arbeitet gegenwärtig daran, ein Messnetz aus etablierten sowie auch neuartigen Messinstrumenten aufzubauen. Neben den bereits realisierten Messstellen zur Hydraulik sollen neu Messstellen zur qualitativen Beurteilung des Wassers hinzukommen. Die Forschung ist daran interessiert, wie sich mittels Leitfähigkeitsmessungen beispielsweise Rückschlüsse auf das Eindringen von Fremdwasser ziehen lassen. Diese müssen energiesparend funktionieren und sich in ein drahtloses Funknetzwerk (LoRaWAN) einbinden lassen. Die Umgebungsbedingungen in der Entwässerung erfordern eine sehr robuste und gegenüber dem Medium Abwasser resistente Technik. Die weitverbreiteten konduktiven Leitfähigkeitssensoren sind sehr stromsparend, jedoch anfällig für Verschmutzung. Induktive Messgeräte sind wesentlich robuster, alle erhältlichen Systeme sind aber feste Installationen und haben einen hohen Stromverbrauch. Im Rahmen der Studienarbeit soll ein induktiver Leitfähigkeitssensor untersucht sowie eine für Low-Power Anwendungen entsprechende Signalanregung und -verarbeitung aufgebaut werden."
Die Zeitung Zürcher Oberländer schreibt über das Projekt der Eawag in Fehraltorf, bei dem etwa 60 Sensoren die Wasserflüsse überwachen. Es wird betont, dass sich Fehraltorf sehr gut eigne und es das Projekt auch ermögliche, dass Studierende praktische Erfahrungen sammeln könnten.
Die Informationsbroschüre stellt kurz die Forschungsanstalten der ETH Zürich vor. Dazu gehört neben dem Paul-Scherer-Institut, der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft sowie der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt auch die Eawag, die Eidgenössische Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz.
Die SRF-Fernsehsendung "Einstein" berichtet über das "Internet der Dinge" und zeigt verschiedene Beispiele, wo Sensoren heutzutage zum Einsatz kommen. Darunter ist auch das Eawag-Projekt in Fehraltorf.
The overall aim of CO-UDlabs project is integrate research and innovation activities in the field of Urban Drainage Systems to address pressing public health, flood risks and environmental challenges. In the project 17 key large scale research facilities of seven Research Infrastructures (RI) in Europe will be integrated to offer transnational access to high quality laboratory and field facilities, human resources and improved data sharing platforms to the R&D community, water utilities and their supply chain. In addition, joint research activities will be carried out regarding Smart sensing and monitoring (JRA 1), asset deterioration and management (JRA 2) and improving resilience and sustainability (JRA3) in urban drainage systems.
Dieser Bericht beschreibt die Aufnahme des Regenüberlaufbeckens in Fehraltorf. Die Autorin beschreibt chronologisch ihr Vorgehen, vom Aufnehmen der Bilder mit dem Laserscanner BLK360 bis zur Erarbeitung eines Modells. Sie nennt ausserdem Folgerungen und Verbesserungsvorschläge.
Considerable pollutant loads can enter surface waters during rain events. Three factors challenge quantification of these pollutant fluxes using traditional sampling methods: (i) concentration fluctuations; (ii) unknown event duration; and (iii) placement, operation, and maintenance of equipment. Passive samplers offer the advantage of sampling in a continuous mode without power supply. However, variable uptake rates due to environmental factors and desorption in the case of fluctuating concentrations can affect the accuracy of time-weighted average (TWA) concentration estimates. While uncertainties related to environmental factors could be accounted for with additional effort, we can neither control nor quantify the concentration variability. We present measured and modelled concentration profiles at high temporal resolution and provide a systematic approach to assessing deviations from true TWA concentration due to fluctuating concentration profiles. We evaluate sampling of sewer overflows (0.3–14 h) with Chemcatcher and 1-week sampling in rivers. The uncertainty due to fluctuating concentrations is small, and other factors such as chemical analyses and sampler calibration have a similar or higher impact. The uncertainty due to fluctuations clearly increases with the sampling duration, particularly when exceeding the half-life of equilibrium. We conclude that passive sampling can also be used in wastewater systems with potentially high concentration variation
Bericht zur Beurteilung potentieller Regenmessstandorte und Auswertung von Testmessungen für das "Urban Water Observatory" in Fehraltorf
The authors combined two models (SWMM and SIMBA) to analyze emissions of pollutants into a river system, and performed a sensitivity analysis to determine the important model parameters for flow and pollutants. They found that parameters for the wastewater treatment plant were more important than those for the catchment, and that a three-week evaluation period was sufficient to capture the important parameters. Emission loads were higher at the effluent of the wastewater treatment plant.
Electrical conductivity (EC) can be measured with conductive and inductive systems, but conductive sensors are unsuitable for harsh environmental conditions in sewers. Eawag and HSR have developed a Low-Power Inductive Conductivity Monitor (LPICM)3, which has the following advantages over existing conductivity monitoring systems: low power, wireless data transfer via LoRaWAN radio module and permanent storage on a SD card.
Blossoming visions foresee an ubiquitous availability of data enabled through emerging sensors, novel transmission technologies and revisited data analysis techniques. In essence we i) illustrate the scalability of LPWSNs, ii) reveal telemetry limitations of the LoRaWAN standard (LoRa®Alliance 2015), iii) suggest a novel technique (LoRaMesh) to master this constraint, and iv) discuss challenges associated with managing the amount of data collected from diverse sources. Full metadata integration in the data warehouse is laborious but clearly consolidates data interpretation in the long-term run.
Groundwater recharge rates are different in urban areas and natural areas. This master thesis aims to give an insight into natural and urban recharge in the Kempt valley aquifer, mainly located underneath the municipality of Fehraltorf. The water divides are considered to be the upper Kempt catchment (study area) and its 22 sub-catchments. This study was implemented in two parts: first, natural recharge and second, natural plus urban recharge was assessed together to investigate the impact of new man-made sources on the recharge rates. Calculations were performed on monthly and annual time scales. This study provides a recharge rates estimation including the urban groundwater recharge and the impacts on the natural recharge by anthropogenic factors. It could be used as support for further studies and better sustainable groundwater management in the study area.
Micropollutants have been found in the runoff from buildings and paved areas. Mecoprop, which is used to protect bituminous membranes from vegetation roots, is one of these micropollutants. Monitoring these substances for an entire runoff event is extremely expensive. Therefore, a reliable risk assessment can rely on accurate models instead. The main objective of this thesis was to compare monitored Mecoprop data with Mecoprop washoff modelling results. The Mecropop data were obtained from an Eawag measurement study in Rumlikon and Fehraltorf sewer systems.
Groundwater recharge rates are different in urban areas and natural areas (Wakode et al. The fact of increasing sealed surfaces and landscape modification through the years, affects the “natural water cycle” (Richard W. Healy 2010b). The net effect is frequently to “increase recharge”, especially in the zones where there is permeable ground and loss of vegetation cover below the city (Lerner 1990). Total recharge including urban recharge has values around 524 mm (+/- 247 mm). Finally, urban sub-catchments in the upper Kempt catchment have higher recharge rates according to the results, assumptions and conceptualization of the methods used in this study. This study provides a recharge rates estimation including the urban groundwater recharge and the impacts on the natural recharge by anthropogenic factors.
MÖGLICHKEITEN UND GRENZEN EINER NEUEN DATENFERNÜBERTRAGUNG IN DER SIEDLUNGSENTWÄSSERUNG Hat Niedrigenergiefunk das Potenzial, die Prozessüberwachung in Entwässerungsnetzen und anderen Infrastrukturen im Untergrund zu revolutionieren? Ein Langzeitexperiment im Vollmassstab in der Gemeinde Fehraltorf zeigt die Möglichkeiten, Grenzen und Entwicklungspotenziale der neuartigen Übertragungstechnologie auf. Grundsätzlich unterstreicht das Experiment die Eignung des Niedrigenergiefunks für eine komplementäre Systemüberwachung. Sinnvoll eingesetzt kann diese Neuerung wesentlich zu einer evidenzbasierten Bewirtschaftung von Ver- und Entsorgungssystemen beitragen.
Neuartige Übertragungstechnologien für eine effiziente Prozessüberwachung im Untergrund – Erfahrungen aus dem Urbanhydrologischen Feldlabor der Eawag Hat Niedrigenergiefunk das Potenzial, die Prozessüberwachung in Entwässerungssystemen und anderen Infrastrukturen im Untergrund zu revolutionieren? Inwieweit verbessern technologische Neuerungen unser Verständnis für Daten und deren Nutzung für Betriebsoptimierung, Investitionsplanung und Erfolgskontrolle?
Low-power wireless communication techniques for underground or indoor applications in a large coverage range are difficult to achieve due to physical and topological limitations, particularly in dense urban areas. Here, we present a novel LPWAN concept based on the LoRa R technology that enhances transmission reliability, efficiency, and flexibility in range-critical situations.
The growing amount of data from in-situ sensors in wastewater systems makes it necessary to automatically identify abnormal behaviours and ensure high data quality. This paper proposes an anomaly detection method based on a deep autoencoder for in-sewer monitoring data. It is based on 1D Convolutional Neural Network layers where the convolutions are performed over the inputs across the temporal axis of the data.
The flooding of sewers is a relevant problem because of the large costs associated with damages from such events and the increasing risks from urbanization and climate change. For this reason, an emulator that predicts manhole water levels of a Stormwater Management Model (SWMM) based on artificial neural networks and Long Short-Term Memory (LSTM) is developed using 9 years of precipitation data. Approaches to reduce the accuracy cost to an acceptable level are described and discussed.
Contaminants in sewer overflows can contribute to excrescences of environmental quality standards, thus the quantification of contaminants during rainfall events is of relevance. However, monitoring is challenged by i) high spatiotemporal variability of contaminants in events of hard-to-predict durations, and ii) a large number of remote sites, which would imply enormous efforts with traditional sampling equipment. Therefore, we evaluate the applicability of passive samplers (Empore styrene-divinylbenzene reverse phase sulfonated (SDB-RPS)) to monitor a set of 13 polar organic contaminants. We present calibration experiments at high temporal resolution to assess the rate limiting accumulation mechanisms for short events (<36 h), report parameters for typical sewer conditions and compare passive samplers with composite water samples in a field study (three locations, total 10 events). With sampling rates of 0.35e3.5 L/d for 1 h reference time, our calibration results indicate a high sensitivity of passive samplers to sample short, highly variable sewer overflows. The contaminant uptake kinetic shows a fast initial accumulation, which is not well represented with the typical first-order model. Our results indicate that mass transfer to passive samplers is either controlled by the water boundary layer and the sorbent, or by the sorbent alone. Overall, passive sampler concentration estimates are within a factor 0.4 to 3.1 in comparison to composite water samples in the field study. We conclude that passive samplers are a promising approach to monitor a large number of discharge sites although it cannot replace traditional stormwater quality sampling in some cases (e.g. exact load estimates, high temporal resolution). Passive samplers facilitate identifying and prioritizing locations that may require more detailed investigations.
Plausible Informationen zur Prozessdynamik sind Grundvoraussetzung für eine effiziente Bewirtschaftung von Kanalnetzen. In diesem Beitrag wird die Anwendbarkeit von drei Anomaliedetektionsmethoden für Kanalnetzdaten verglichen. Die Wirksamkeit einer weitergehenden Datenvalidierung ist klar durch vorgängige Prozessierung.
Um Auswaschungen aus beregneten Gebäudehüllen dynamisch zu berechnen, wurde das „COnstruction Material LEAching Model“ (COMLEAM) entwickelt, mit dem Mikroverunreinigungen prozess-basiert beschrieben werden. COMLEAM berücksichtigt allerdings keine Transportprozesse in der Siedlungsentwässerung, so dass es bislang nicht möglich ist, Umwelteinflüsse von Gebäudehüllen abzubilden. In dieser Studie wurde daher COMLEAM an das hydrodynamische Niederschlags-Abfluss Modell SWMM gekoppelt. Insbesondere wurden die Unterschiede von dynamischen und linearen Auswaschmodellen untersucht. Langzeitprognosen mit dem dynamischen COMLEAM Modell liefern in unserem Fall signifikant unterschiedliche Ergebnisse als lineare Auswaschfunktionen. Allerdings sind diese Unterschiede, in unserem Fallbeispiel, ab einem Gebäudealter von 10 Jahren allerdings vernachlässigbar. Sensitivitätsanalyse deuten weiterhin darauf hin, dass Informationen zum Gebäudebestand, und insbesondere das Alter der Gebäude, sehr sensitiv auf die Simulationsresultate sind.
In the context of a project work with HSLU, we tested an underground localization feature of the sewer ball SQUID. Watch the video for more information about the SQUID. "https://github.com/eawag-squid/SQUID https://www.eawag.ch/en/department/sww/projects/transdrugs/"
Due to the hidden nature of groundwater, accurately determining the amount of available groundwater is notoriously difficult, and the added complexity of human stressors only increase this difficulty. This study was carried out at a test site in an urbanizing catchment on the Swiss Plateau, containing a shallow, unconfined fluvioglacial aquifer. Emphasis was therefore placed on an urban area where the groundwater is actively exploited for municipal and agricultural water supply. The results have demonstrated the suitability of the proposed approach to capture groundwater dynamics in an urbanizing catchment.
How can we optimise drinking water distribution? Where are critical points in the distribution system? Can we identify small, often undetected leaks? The knowledge about the water distribution network varies from city to city and from country to country. This two-year Smart Water Pipes (SWP) project aims at providing answers to these questions by developing self-powered, sensored pipes. These intelligent pipes will enable smart management of the water distribution by sensors fitted to underground distribution pipes. Sensors collect energy from their operational environment and transmit valuable data wirelessly to the surface.
Untreated sewer overflows can contaminate receiving waters with micropollutants. Only limited data is available to assess occurrence and spatial differences among sewer overflow catchments. An innovative type of data obtained with passive samplers from 20 combined sewer overflow sites sheds light on concentration ranges for 13 representative polar organic micropollutants and shows that micropollutants in both municipal wastewater and stormwater can be relevant sources of contaminants. Our results clearly show the potential relevance of micropollutants in sewer overflows and the need to assess site-specific measures.
In diesem zweijährigen Projekt werden erstens mithilfe von modernen Big-Data-Methoden und Technologien, wie z.B. Data-Lakes und KI, entsprechende Bausteine erstellt, um wiederkehrende Arbeiten effektiv zu automatisieren. Zweitens werden Grundlagen für weitergehende Auswertungen, wie z.B. Kennzahlen und Vorhersagen, geschaffen, was die Datenkompetenz erhöht und Sekundärnutzungen ermöglicht.
How to label urban drainage data?
Bei Regen durchläuft nur ein Teil des Abwassers die ARA, das restliche Abwasser gelangt direkt oder nach einfacher Behandlung ins Gewässer. Die Planung solcher Mischwasserentlastungsanlagen basiert heute oft auf einfachen statischen Planungsverfahren, die Auswertung von Messdaten beschränkt sich oft auf die Betrachtung von Entlastungsanzahl und -dauer. Um den Gewässerschutz und die Kostenwirksamkeit von Gewässerschutzmassnahmen weiter zu verbessern, sollen künftig sowohl vermehrt ökologische und wasserqualitätsbasierte Variablen betrachtet werden.
Niedrigenergiefunk (LPWAN) ist eine Drahtlos-überragung des Internet-der-Dinge bekannte Technologie, für eine räumlich differenzierte und effiziente Langzeitüberwachung. Kann der etablierte LoRaWAN-Standard für reichwei-tenkritische Anwendungen angepasst werden?
In dieser Masterarbeit wurde untersucht, wie sich solche Sensorknoten mittels Energy-Harvesting (EH) energieautark betreiben lassen und welche Energieformen geeignet sind. Ziel ist es, die Batterien durch Energy-Harvesting zu ersetzen und damit die Wartungskosten für ein Sensornetzwerk auf ein Minimum zu reduzieren. Anhand der Literatur wurden zuerst verschiedene geeignete Energieformen evaluiert und anschliessend bewertet. Basierend auf der getroffenen Selektion wurden Konzepte für einen thermoelektrischen Generator (TEG) und Solarzellen ausgearbeitet. Die drei Konzepte zeigen auf, wo die Harvester in der Umgebung eines Regenbeckens und in der Kanalisation positioniert werden können. Die durchgeführten Messungen zu diesen Konzepten zeigen, welche Leistung an den Harvestern zu erwarten ist. Für das zu erstellende EH-System wurden geeignete Komponenten evaluiert. Um die optimale Kombination aus Harvester und Spannungswandler für die Konzepte zu bestimmen, wurden die voraussichtlichen Leistungen der Kombinationen in einem Modell in MATLAB berechnet. Mit dem solarbetriebenen Prototyp ist ein energieautarker Betrieb eines Sensorknotens zur Überwachung von Regenbecken möglich. Zur Validierung der Prototypen in den verschiedenen Anwendungsszenarien sind weitere und zeitlich längere Untersuchungen notwendig.
CSOs estimation using the SWMM model and synthetic generated future rainfall.
This paper summarises a study that aimed at quantifying the potential of sustainable urban drainage systems (SuDS) in reducing combined sewer overflows (CSOs). Four different types of SuDS were considered: bioretention cell, permeable pavement, rain barrel and green roof. Depending on the deployment strategy and underlying working mechanisms of each technology, it was found that SuDS were effective options as results showed that CSO volume attenuation ranged a maximum of 50–99% for the example catchment (Fehraltof, Switzerland). SuDS were also cost-effective: for a 40% volume reduction, the SuDS cost, at most, 25% of the equivalent cost required for a large CSO tank.
Enter story info hereThis thesis explores the impacts of human land-use patterns on groundwater resources and discusses the applicability of hydrological and hydrogeological tools to accurately characterize groundwater in the anthropogenic environment. The study was carried out in an urbanizing catchment on the Swiss Plateau, with a focus on urban areas where groundwater is exploited for municipal and agricultural purposes. The researchers used an analytical water balance to estimate groundwater recharge using available data, followed by statistical analysis of chemical indicators to identify sources and pathways of water into and out of an aquifer. They also installed a network of groundwater monitoring wells to supplement data for further analysis. This allowed them to evaluate potential interactions between groundwater, surface water, and the sewer network.
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