David Filipescu belegte von 2015 bis 2025 den Studiengang "Umweltschutztechnik". Seine herausragende Masterarbeit mit dem Titel "Methodenentwicklung zur Bestimmung der hydraulischen Belastung eines Fernleitungsnetzes unter Berücksichtigung der Abnahmecharakteristik" wurde von Matthias Veit (Zweckverband Landeswasserversorgung) und von Carsten Meyer (Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft) betreut.
Die Masterarbeit überzeugt durch ihre hohe Praxisrelevanz und den erkennbar große potentiellen Nutzen für die Wasserversorgungspraxis. Es wurde eine Methodik zur Erkennung und Bewertung kurzfristiger Spitzenlastereignisse in einem Fernwasserversorgungssystem entwickelt. Die Arbeit kombiniert Datenaufbereitung, Plausibilitätsprüfung, statistische Analyse und Netzwerksimulation. Die Ergebnisse liefern wertvolle Erkenntnisse darüber, wie sich Spitzenbedarfe auf verschiedene Teile des Netzes auswirken, und zeigen Bereiche auf, in denen die Transportkapazität eng werden könnte. Die Ergebnisse sind direkt relevant für den Netzbetrieb, das Lastmanagement und die zukünftige Herausforderungen der Wasserversorgung.
Zusammenfassung
Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein methodischer Leitfaden entwickelt, um kurzfristige Verbrauchsdaten von Abnehmern in Trinkwasser-Fernleitungsnetzen mittels einer datengetriebenen Analyse bewerten und damit in zeitgenaue (Spitzen)belastungen der vorhandenen Leitungsinfrastruktur überführen und einordnen zu können. Datengrundlage waren hochaufgelöste 15-Minuten-Werte des Netzbereichs „Mittlerer Neckar“ der Landeswasserversorgung für den Zeitraum 2020 bis 2025.
Die Analyse zeigte, dass kritische Belastungen vor allem dann entstehen, wenn hohe Wasserabnahmen zeitlich und räumlich gleichzeitig auftreten. Einzelne Verbrauchsspitzen sind dagegen meist weniger relevant. Insgesamt treten solche Spitzen vor allem tageszeitlich und saisonal gebündelt auf, insbesondere in den Abendstunden. Hierbei konnte für den Untersuchungsraum festgestellt werden, dass Spitzenereignisse auch durch ein ausbaufähiges Lastmanagement bei der Befüllung der Übergabebehälter auf der Abnehmerseite zu Stande kamen und damit tageszeitliche Verbrauchsspitzen durch die Endkunden im Wesentlichen an den Fernwasserversorger weitergegeben werden. Weiterhin wurde deutlich, dass sich die Belastung im Gesamtnetz durch Ausgleichseffekte teilweise glättet, während einzelne Versorgungsräume deutlich stärkere Schwankungen aufweisen. Daher konnten vorliegend formal insgesamt über die Belastungskapazität des Transportnetzes hinausgehende Vorhaltemengen an die Kunden vergeben werden, ohne dass sich unter realen Bedingungen kritische Abnahmekonstellationen ergaben. Stark synchrone Verbrauchssituationen können das Netz jedoch an seine hydraulischen Grenzen bringen.
Insgesamt zeigt die Arbeit, dass insbesondere die Betrachtung von Gleichzeitigkeit und räumlicher Synchronität entscheidend ist, um Engpässe im Fernleitungsnetz zu erkennen und die Versorgungssicherheit langfristig zu bewerten und zu verbessern.
Kontakt
Holger Class
apl. Prof. Dr.-Ing.Kommissarischer Leiter des Lehrstuhls für Hydromechanik und Hydrosystemmodellierung, Professor für Fluidmechanik