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Wireless-Lösung für Hochwasserschutz

Wie der Rhein-Pegel per Funkübertragung kontinuierlich überwacht wird

| Autor/ Redakteur: Jörg Brasas / Ines Stotz

Der Pegelstand des Rheins muss stets aktuell in der Hochwasserschutz-Zentrale in Köln vorliegen. Eine Wireless-Lösung von Phoenix Contact sorgt deshalb dafür, dass die relevanten Signale via Funk effizient und zuverlässig vom Kölner Rheinpegel zum Stadthaus übertragen werden.

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Der Pegel Köln am Rheinufer der Altstadt Phoenix Contact
Der Pegel Köln am Rheinufer der Altstadt Phoenix Contact
( Archiv: Vogel Business Media )

Köln ist die am häufigsten von Hochwasser betroffene Großstadt in Europa. Das letzte große Hochwasser ließ den Pegel, der normalerweise bei 3,55 Meter liegt, 1995 auf 10,69 Meter ansteigen. Die Stadtentwässerungsbetriebe Köln, AÖR – kurz StEB genannt – zeichnen daher neben der Abwasserbeseitigung auch für die Unterhaltung der Gewässer und deren Ausbau für den Hochwasserschutz und die entsprechende Vorsorge verantwortlich. Jährlich werden rund 90 Mio. Euro in den Ausbau, die Sanierung und die Erneuerung der Abwasseranlagen investiert. Beim Hochwasserschutz obliegen der StEB die baulichen und Präventivmaßnahmen inklusive des Hochwasser-Managements.

Stets aktueller Pegelstand

Der Pegel Köln, der über eine mechanische Pegeluhr verfügt, steht in der heutigen Form seit 1951 in der Kölner Altstadt, wo er den Wasserstand des Rheins misst. Das Pegelhäuschen wurde ursprünglich im Jahr 1901 am Rheinufer erbaut und 1943 bei Bombenangriffen zerstört. Um den aktuellen Wasserstand des Rheins zu ermitteln, ist im Pegelhäuschen eine Messeinheit installiert, die nach dem Schwimmerprinzip funktioniert. Das bedeutet, dass ein auf der Wasseroberfläche befindlicher Schwimmkörper kontinuierlich den Wasserstand des Rheins überträgt. Der aktuelle Wert wird direkt auf der am Pegelhäuschen angebrachten mechanischen Pegeluhr angezeigt sowie an eine elektronische Datenerfassung weitergeleitet. Die Uhr des Pegelhäuschens besteht aus einem kleinen Zeiger, der die Meterzahl angibt, während der große Zeiger den Wasserstand des Rheins in Dezimetern darstellt. Der Nullpunkt des Kölner Pegels liegt bei 34,98 Meter über dem Meeresspiegel. Ein Pegelstand „Null“ heißt, dass in einer Fahrrinne von mindestens 150 Meter Breite eine Wassertiefe von wenigstens einem Meter sichergestellt ist.

Der Pegelstand des Rheins ist nicht nur direkt am Gebäude sichtbar, sondern wird via GPRS, lizenzfreie Funkstrecke sowie über das Internet an verschiedene Stellen kommuniziert. Dazu gehören die Wasser- und Schifffahrtsdirektion West in Münster, die Bundesanstalt für Gewässerkunde in Koblenz und der Server der Hochwasserschutz-Zentrale Köln, über den sich der Pegelstand per GPRS oder Internet abfragen lässt.

Konstruktive Reflexion an den Gebäuden

Die Funkstrecke vom Pegelhäuschen zum Stadthaus erstreckt sich über 1,2 km (Archiv: Vogel Business Media)

Neben der GPRS- und Internet-Übertragung wird der Pegelstand als 4-20mA-Signal per lizenzfreier Funkverbindung an das Stadthaus Köln weitergeleitet. In der Vergangenheit erfolgte der Datenaustausch über eine analoge kabelgebundene Standleitung. Da diese Kommunikationsalternative durch die Abkündigung der Telekom im Jahr 2008 nicht mehr zur Verfügung steht, suchten die Verantwortlichen nach einer anderen Lösung. Möglich wäre eine DSL-Verbindung, die jedoch aus Kostengründen nicht in Erwägung gezogen wurde. „Für uns kommt nur eine Provider-unabhängige Datenübertragung ohne laufende Kosten in Betracht“, erklärt Rolf Tenner, zuständig für die Abflusssteuerung und Arbeitsvorbereitung der StEB Köln. „Deshalb haben wir uns für ein drahtloses Konzept entschieden.“ Mit der Planung und Installation beauftragte die StEB das Ingenieurbüro John Becker Ingenieure aus Worpswede nahe Bremen. Als Übertragungslösung wurde das unidirektionale RAD-Line IO-Funksystem von Phoenix Contact ausgewählt.

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