Forschung
Forschungsscherpunkte
IoT-Sensorik in der Wasserwirtschaft
IoT-Sensorik ermöglicht in der Wasserwirtschaft eine räumlich und zeitlich hochaufgelöste Erfassung von Umweltparametern wie z.B. Wasserstand, Temperatur oder Leitfähigkeit. Durch die dichte Verteilung kostengünstiger Sensoren lassen sich kleinräumige Veränderungen und lokale Ereignisse wie Einleitungen oder Trockenfallen präzise erfassen. Diese Detailtiefe auch an schlecht erschlossenen Orten eröffnet neue Potenziale für ein vorausschauendes Gewässermanagement, gezielte Schutzmaßnahmen und die Bewertung diffuser Belastungen. Zudem unterstützen die gewonnenen Daten modellbasierte Prognosen und tragen zur besseren Anpassung an den Klimawandel bei.
Ansprechpartner: Thorsten Mietzel, Florian Leischner
LLMs und RAG in der Wasserwirtschaft
Große Sprachmodelle (LLMs) wie GPT können in der Wasserwirtschaft genutzt werden, um komplexe Daten und Texte effizient auszuwerten und natürliche Sprache als Schnittstelle zu Fachwissen zu ermöglichen. In Kombination mit RAGs (Retrieval-Augmented Generation) werden externe Datenquellen eingebunden, wodurch aktuelle und kontextspezifische Informationen in die Modellantworten einfließen. Dies ermöglicht z. B. interaktive Auswertungen von Messdaten, automatisierte Berichte oder die Unterstützung bei Entscheidungen. LLMs mit RAG bieten somit großes Potenzial für innovative Anwendungen und die nutzerfreundliche Aufbereitung wasserwirtschaftlicher Informationen und in der Lehre.
Ansprechpartner: Thorsten Mietzel
Biologische Wasserstoffproduktion
Die biologische Wasserstoffproduktion nutzt Mikroorganismen, die unter bestimmten Bedingungen Wasserstoff als Stoffwechselprodukt erzeugen. Diese Form der Energiegewinnung gilt als nachhaltig und klimafreundlich, da sie ohne fossile Ressourcen auskommt und CO₂-neutral erfolgen kann. In der Wasser- und Abfallwirtschaft bietet sie Potenzial, um organische Reststoffe wie Bioabfälle oder Klärschlamm energetisch zu nutzen und gleichzeitig Wasserstoff als sauberen Energieträger bereitzustellen. Ziel ist es, biologische Prozesse zu optimieren und in technische Systeme zu integrieren, um eine wirtschaftlich tragfähige Wasserstoffgewinnung zu ermöglichen.
Ansprechpartner: Ruth Brunstermann
Aktuelle Forschungsvorhaben
im Auftrag von Emschergenossenschaft und Lippeverband IoT-Sensorik zur Detektion von trockenfallenden Gewässern
Trockenfallende Gewässer stellen im Zeichen des Klimawandels eine zunehmende Herausforderung für Ökosysteme und Wasserwirtschaft dar. Entwickelt wird ein System zur kontinuierlichen Überwachung kleiner Gewässer mit IoT-Sensoren, um das Austrocknen von Gewässern frühzeitig zu erkennen. Ziel ist es, belastbare Daten zu gewinnen, um Schutz- und Anpassungsmaßnahmen gezielt einleiten zu können.
im Auftrag von Emschergenossenschaft und Lippeverband IoT-Sensorik zur Messung von Gewässertemperaturen
Durch Einleitungen aus Kläranlagen erwärmen sich Flüsse lokal und bieten damit Potenzial zur nachhaltigen Wärmenutzung. Dieses Projekt misst mithilfe von IoT-Sensoren die verfügbare Wärme, um das Potential für eine flussabwärts eingesetzte Wärmepumpen zu quantifizieren. Ziel ist es, die gewonnene Energie effizient zu nutzen, ohne neue Infrastruktur zu schaffen und gleichzeitig die Gewässerökologie zu schützen.
gefördert vom Land NRW im Rahmen von RESA II Schlammindexvorhersage mittels KI zum effizienteren Ressourceneinsatz in der Abwasserbeseitigung
Im Projekt SVEA werden digitale Technologien genutzt, um die Auswirkungen des Klimawandels auf Gewässer frühzeitig zu erkennen und zu bewerten. Mit Hilfe von Sensorik, Datenanalyse und Prognosemodellen sollen extreme Ereignisse wie Starkregen oder Trockenperioden besser verstanden und gemanagt werden. Ziel ist es, Handlungsempfehlungen für den Gewässerschutz bereitzustellen und die Resilienz urbaner Wasserinfrastrukturen zu stärken.
im Auftrag vom Wasserverband Eifel-Rur Hochwasser- und Überflutungs-Prognose-System für kleine Mittelgebirgseinzugsgebiete
Das Extremhochwasser im Sommer 2021 hat gezeigt, dass Hochwasserwarnungen in kleinen Flusseinzugsgebieten lückenhaft sind. Ziel des Projekts ist es, offene fachliche Fragen zu beleuchten und ein räumlich und zeitlich präzisiertes Wasserstands-Prognosesystem zu entwickeln. Das Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft der UDE wird am Aufbau des Sensornetzwerks beteiligt sein. Zudem wird es die automatische Qualitätssicherung der Wasserspiegel-Sensoren übernehmen.