[독일] 지멘스, 수자원 관리로 북부 독일 홍수통제 최적화

 

 

독일의 물관리 단체인 에프트베르반드(Erftverband)는 지방자치단체, 카운티, 산업 및 유틸리티를 포함하는 조직이며, 공공 기업으로서 본(Born)과 뒤셀도르프(Dusseldorf) 사이의 에르프트강(Erft river)을 따라 민간 및 산업폐수를 청소하는 일을 담당하고 있다. 

이 단체는 또한 주거지역의 홍수통제에 관여하고 있다. 폭우와 폭풍은 여기서 큰 문제를 일으킨다. 이러한 상황에서 홍수로부터 최적의 보호를 보장하기 위해 에프트베르반드(Erftverband)는 하·폐수 네트워크의 유지 및 버퍼링 용량을 지능적으로 제어한다. 

기술 구성 요소는 현장 구현을 담당한 지멘스(Siemens)에서 제공하고 있다. 지능형 제어시스템은 네트워크의 릴리프 배출을 줄이고 수질을 개선하는 데 사용되었다. 파일럿 프로젝트는 또한 다른 시설에 이 비용 효율적인 솔루션을 장비하고 네트워크에서 이를 제어하기 위한 기초를 제공했다.

토지의 밀봉량(sealing)이 증가한다는 것은 폭우가 쏟아질 경우 하수도가 빠르게 과부하된다는 것을 의미한다. 이것은 단순히 홍수로 이어지지는 않는다. 하수도 시스템이 유속을 관리할 수 없으면 처리되지 않은 하수가 강과 호수로 흘러 들어와 환경을 손상시킨다. 예를 들어 2014년 7월 독일 북부에서 심한 강우로 인해 상당한 피해가 발생했다.
 

에프트베르반드(Erftverband)는 미래에 이러한 문제를 방지하고 이러한 유형의 재난에 더 잘 대비하기 위해 35개의 하·폐수 처리 시설의 집수 구역에서 수년 동안 노력하여 최초의 선구적인 흐름 제어 시스템을 통합했다. 독일에 사용된 제어기술은 지멘스 워터 매너지먼트 시스템(Siemens Water Management System, SIWA)을 기반으로 한다.

■ 안정적인 작동(Reliable operation)
프로젝트 과정에서, 주요 하수 시스템을 따라 총 약 4만 입방미터(㎥)의 보유 용량을 가진 10개의 빗물이 SIWA Sewer 네트워크 제어 시스템을 사용하는 통합 시뮬레이션 모델 및 제어 툴에 처음 통합되었다. 이 스마트 제어 시스템은 최적의 제어 전략을 계산하고 작동 중 하수 조건을 시뮬레이션 할 수 있다. 

흐름 제어를 위해 하수구 네트워크 유입은 독일 기상청의 온라인 레이더 데이터 및 레이더 예측을 사용하여 15분마다 계산된다. 이 데이터는 표준화 된 인터페이스를 통해 SIWA Sewer로 자동 전송된다. 

시스템은 매우 짧은 간격으로 관련 제어 파라미터를 계산 및 조정하여 펌프 및 유량 조정기의 제어 시스템으로 전송한다.  6가지 수준의 오류와 관련 조치가 포함 된 대체 전략은 2016년 3월부터 오류 없이 실행되는 전체 솔루션에 대해 높은 수준의 가용성을 보장하고 있다.

■ 통제되는 물 흐름(Water flows under control)
지능형 하수도 제어 시스템은 처리 시설 외부의 유역에 대한 배수 시간이 단축되어 플랜트 운영을 크게 개선하는 데 도움이 되었다. 그러나 가장 중요한 것은 새로운 솔루션이 가동 된 이후로 하나 이상의 유역에서 구호 배출과 함께 기록 된 심각한 강우 사건이 50건이 넘었다.

제어 시스템을 통해 릴리프 배출량이 단일 이벤트 당 최대 85 %까지 감소되었으며 동시에 릴리프 배출을 지시함으로써 특히 민감한 수역이 보호되었다.

이 성공으로 인해 에프트베르반드(Erftverband)는 제어 네트워크에 2개의 빗물 넘침을 추가 할 수 있었다. 이는 2017년 이후 시스템이 총 12개의 분지와 4만5천 입방미터(㎥)의 보유 용량으로 구성되었음을 의미한다.

 

[원문보기]

 

Keeping Your Head Above Water - Water Management From Siemens Optimizes Flood Control In Northern Germany

 

 

The Erftverband is an organization that includes municipalities, counties, industry and utilities, and as a public corporation it is responsible for cleaning private and industrial wastewater along the river Erft between Bonn and Dusseldorf.

The organization is also involved in ensuring flood control for residential areas. Heavy rainfall and storms create major problems here. In order to ensure optimal protection from flooding in these circumstances, the Erftverband relies on the intelligent control of retention and buffering capacities in the wastewater network.

The technical components are provided by Siemens, who was also responsible for on-site implementation. The intelligent control system has been used to reduce relief discharge in the network, and to improve water quality. The pilot project also provided the basis for equipping other facilities with this cost-effective solution and controlling them in a network.

The increasing sealing of land means that sewer networks are quickly overloaded in the event of heavy rain. This does not simply lead to flooding. If the sewer system is unable to manage flow rates, untreated sewage flows into rivers and lakes, damaging the environment. For example, in July 2014 in northern Germany, severe rainfall caused considerable damage.

In order to prevent these issues in future and to be better equipped for this type of disaster, the Erftverband has been working for several years in the catchment area of its 35 wastewater treatment facilities to incorporate a pioneering flow control system, the first of its kind in Germany. The control technology used is based on the Siemens Water Management System (Siwa).

Reliable operation
 In the course of the project, ten rain basins along the main sewer system with a total of about 40,000 cubic meters of retention capacity were first integrated in a combined simulation model and control tool using the SIWA Sewer network control system. This smart control system calculates optimum control strategies and enables simulation of sewer conditions during operation.

For flow control, the sewer network inflow is calculated every 15 minutes using online radar data and radar forecasts from the German Weather Service. This data is sent automatically to Siwa Sewer via standardized interfaces.

The system calculates and adjusts the relevant control parameters in very short intervals and transmits them to the control system for the pumps and flow regulators. A fallback strategy with six levels of failure and associated measures ensures a high level of availability for the overall solution, which has been running error-free since March 2016.

Water flows under control
 The intelligent sewer control system has helped to improve plant operation considerably thanks to the reduced drainage times for the basins outside the treatment facility. But most importantly, there have been more than 50 recorded severe rainfall events with relief discharge in one or more basins since the new solution went live.

With the control system, the relief discharge amount has been reduced by up to 85 percent per single event, while at the same time particularly sensitive bodies of water have been protected by directing the relief discharge.

This success has enabled the Erftverband to add two more rain overflow basins to the control network, which means that since 2017 the system has comprised a total of twelve basins and a retention capacity of 45,000 cubic meters.

[출처=워터온라인(https://www.wateronline.com/doc/keeping-your-head-above-water-water-management-from-siemens-optimizes-flood-control-in-northern-germany-0001) / 2019년 8월 5일]