Auswirkungen von Wassermanagement-lösungen auf die zunehmende Urbanisierung und Wasserknappheit inmitten des Klimawandels

Die Weltbevölkerung wächst rapide von aktuell ca. 8 Mrd.  und wird voraussichtlich im Jahr 2050, ca. 10 Mrd. [Quelle: 6] erreichen. Die zunehmende Urbanisierung bringt Herausforderungen für die Versorgung, Gesundheit und das Wohlbefinden der Bevölkerung mit sich. Wasserknappheit entsteht dort, wo die Nachfrage die Verfügbarkeit übersteigt. Dies wird in den kommenden Jahrzehnten aufgrund des Klimawandels, eine Herausforderung sein. Nur 0,6% der Wasserressourcen auf der Erde sind Süsswasser, die wiederum in Quellwasser, Grundwasser und Oberflächenwasser aufgeteilt sind (Abb. 1). Unter der Annahme, dass Trinkwasser geografisch nicht gleichmässig verteilt ist, wird die Wasserknappheit in naher Zukunft das Öl des 21. Jahrhunderts werden.

Die ersten ernsthaften Auswirkungen des Klimawandels konnten im vergangenen Sommer 2022 beobachtet werden, als in einigen Ländern Europas Massnahmen gegen die Wasserknappheit getroffen wurden. Gemäss den Medienberichten war es die schlimmste Dürre seit einigen hundert Jahren.

Für die Aufbereitung des Trinkwassers und den Unterhalt des Versorgungsnetzes, liegen die Fixkosten eines Wasserversorgungsbetriebes zwischen 50 % bis 80 % der Gesamtkosten des Betriebes. Die Effizienz des Verteilungsnetzes jedoch liegt zwischen 40 % und 95 %, d.h. von 100 Litern eingespiesenem Wasser kommen 40 bis 95 Liter bei den Verbrauchern effektiv an. Der Verlust im Verteilungsnetz beträgt somit zwischen 5 % und 60 %. Das Abwasser kann entweder ungeklärt oder durch eine Wasseraufbereitungsanlage geklärt in die natürlichen Wasserreserven zurückfliessen. Der Gesamt-Wirkungsgrad der Aufbereitungsanlage beeinflusst die Qualität des daraus gewonnenen Trinkwassers.

Als Folge von Bevölkerungswachstum und anhaltender Urbanisierung wird der Frischwasserkonsum laut UN in den nächsten drei Jahrzehnten voraussichtlich um ca. 40 % steigen, was eine Auslastung von ca. 70 % unserer weltweiten Grundwasserreserven entspricht. Gleichzeitig wird der Klimawandel Auswirkungen auf die räumliche Verteilung und Verfügbarkeit von Wasser haben, was sich vermutlich auf das Erreichen der Ziele für nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals; SDG) der Vereinten Nationen auswirkt, nämlich wie folgt:

• SDG 6: Sauberes Wasser und Sanitäreinrichtungen
• SDG 11: Nachhaltige Städte und Gemeinden

Neue technologiebezogene Lösungen sind erforderlich, um ein nachhaltiges Wassermanagement zu ermöglichen und den gravierenden Auswirkungen des Klimawandels entgegenzuwirken.

Um die Herausforderungen der Wasserversorgung in städtischen Gebieten zu erläutern, folgt in Abb. 2 der Kreislauf der Wasserbewirtschaftung. Süsswasser wird gefiltert und in Grundwasserreservoirs oder künstlichen Speicherbecken gesammelt, um den Bedarf der Verbraucher zu decken. Im Folgenden wird das Wasserökosystem näher erläutert.

Wasserversorgungsunternehmen haben eine Schlüsselrolle innerhalb des Ökosystems, indem sie die Verbraucher über ein grosses Wasserverteilungsnetz mit dem Trinkwasser aus den Reservoirs versorgen (siehe Abb. 2). Sie sind ebenso unerlässlich bei der Planung und dem Bau von neuen Reservoirs, um der steigenden Nachfrage infolge der zunehmenden Urbanisierung zu entsprechen. Die kostspielige Wasseraufbereitung und -verteilung führt in der Praxis zu einem fixen Kostenanteil von etwa 75 Prozent (Verband Kommunaler Unternehmen, VKU) (siehe Abb. 3). Diese Kosten sind unabhängig von der gelieferten Wassermenge. Nur etwa 25 Prozent der Kosten hängen somit vom tatsächlichen Trinkwasserverbrauch ab. Dazu gehören die Energiebeschaffungskosten und das Verbrauchsmaterial für die Wasseraufbereitung.

Normalerweise gehören Wasserversorgungsunternehmen der öffentlichen Hand, also den Kommunen oder dem Staat. Als öffentliche Unternehmen, die nicht gewinnorientiert operieren wollen, sind bestrebt ihre eigenen Kosten zu decken und ein Gleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage herzustellen. Die Nachfrage entsteht durch die Verbraucher, die an das Versorgungsnetz angeschlossen sind. Diese wird zudem durch Leckagen und unbefugten Wasserentnahmen in den Wasserverteilungsnetzen beeinflusst.

Verbraucher möchten Zugang zu günstigem und sauberem Trinkwasser haben. Das Bewusstsein des Konsumenten in den Industrieländern hat sich für die Wasserknappheit, der Klimawandel und ein nachhaltiges Ressourcenmanagement in den letzten Jahren positiv entwickelt. Demzufolge reduzierte sich der Pro-Kopf-Verbrauch seit der Jahrtausendwende. Auch der Bau von weltweit zunehmenden Kläranlagen sorgt dafür, dass das genutzte Wasser aufbereitet und erneut in das Trinkwassernetz gelangt.

Wie bereits im Abschnitt 1.1.1 erwähnt, sind 25 Prozent der anfallenden Kosten aus Sicht der Versorgung auf die bezogene Wassermenge zurückzuführen. Ein Rückgang des Verbrauchs hat nur geringe Auswirkungen auf die Kostendeckung der Wasserversorgungsunternehmen. Die Wartung und Unterhalt der Versorgungsnetze für die Aufbereitung und Verteilung von Wasser ist unabhängig von der verbrauchten Menge (Fixkosten). Auch wenn der Trinkwasserverbrauch sinkt, müssten die Fixkosten auf geringer konsumierte Wassermengen aufgeteilt werden. Somit würde sich der Preis pro Kubikmeter trotz geringerem Verbrauch erhöhen, um die Kosten der Versorgung zu decken.
Hingegen würden Reservoirs weniger schnell entleert, sodass bei Wasserknappheit grössere Vorräte vorhanden wären.

Das grösste Potential zur Reduzierung der Kosten besteht darin, den Betrieb der Wasserversorgungsunternehmen effizienter zu gestalten und die Verluste des Verteilungsnetzes zu minimieren. Darum sollte der Unterhalt des Verteilungsnetzes (Leckagen, Service, unbefugte Entnahmen, etc.) auf ein Minimum reduziert werden.

Es entstehen Kosten bei der Aufbereitung des Trinkwassers, welches dem Endkunden über Leitungsverluste nicht im vollen Umfang zur Verfügung steht. Durch den Bau von Infrastruktur in Form von Reservoirs zur Speicherung von Wasser, kann der Ressourcenknappheit entgegengewirkt werden. Die Vermeidung von Leckagen innerhalb des bereitgestellten Leitungsnetzes ist eine weitere wesentliche Lösung zur Bekämpfung der Wasserknappheit. Diese Leckagen zu eruieren, stellt jedoch eine enorme Herausforderung dar.

Wasserversorgungsunternehmen können Wasserverluste (Leckagen, unbefugte Entnahmen, etc.) dem Konsumenten nicht in Rechnung stellen, müssen jedoch die Versorgungsicherheit und einen konstanten Druck in dem Verteilungsnetz gewährleisten. Die Verbraucher decken somit indirekt den Kostenanteil des Wasserverlustes, indem der Kubikmeter-Preis entsprechend angepasst wird.

Derzeit investieren bereits einige Städte in moderne Wasserleitungsnetze und können erfolgreiche Ergebnisse bei der Reduktion von Wasserverlusten ausweisen. Die Schweiz, Deutschland, Dänemark und Luxemburg zählen zu den europäischen Spitzenreitern bei der Bereitstellung von qualitativ hochwertigem Trinkwasser durch gut unterhaltener Versorgungsnetze [Quelle: 3].

Die folgende Abb. 5 zeigt die Entwicklung des täglichen Pro-Kopf-Wasserverbrauchs in Schweizer Haushalten und KMU. Der Wasserverbrauch in Schweizer Haushalten konnte in der Periode von 1990 bis 2020 um 19 % reduziert werden. Das Bewusstsein der Stadtbewohner für Wasserknappheit ist einer der Hauptgründe dafür, dass der Wasserverbrauch in der Vergangenheit reduziert wurde.

Im Jahr 2019 haben Liemberger und Wyatt [Quelle: 1] den Umfang des Wasserverlustes auf der ganzen Welt berechnet und die Kosten des resultierenden Wasserverlustes geschätzt. Die weltweiten Kosten der Wasserverluste belaufen sich auf 39 Milliarden USD pro Jahr, was 126 Milliarden Kubikmetern pro Jahr bei einem Kubikmeterpreis von 0.31 USD entspricht.

Länder wie Bulgarien, Rumänien, Irland, Lettland und Kroatien haben die höchsten Wasserverluste in ihren Verteilungsnetzen, nämlich zwischen 40 Prozent und 60 Prozent. Bei alten Rohrleitungen können die Verluste bis zu 60 Prozent ausmachen. In einigen Ländern wird der Verlust in Kauf genommen, da sie über die grössten Trinkwasserversorgungen im EU-Raum verfügen und der Preis für Wasser entsprechend niedrig ist.

Am Beispiel Italien kann man zeigen, dass selbst innerhalb desselben Landes verschiedene Regionen in Bezug auf den Wasserverlust ganz unterschiedlich dastehen können. In Norditalien beträgt der Wasserverlust 26 Prozent, in Mittelitalien 46 Prozent und in Süditalien 45 Prozent. Der nationale durchschnittliche Wasserverlust in Italien beträgt gemäss [Quelle: 2-4] etwa 39 Prozent. Mailand, in Norditalien weist den geringsten Wasserverlust mit 11.5 Prozent auf. Die Stadt hat ihr Wassernetz mit ständigem Engagement durch effiziente Optimierung und den Einsatz von Managementtechnologien und neuern Finanzierungs- und Investitionsinstrumenten verbessert. Konkret hat Mailand die Effizienz seines Wasserverteilungsnetzes durch folgende Ansätze gesteigert:

1. Drucküberwachung
2. Leckortung
3. Infrastruktur- und Kosten-Management
4. Agilität und Qualität der Reparaturarbeiten

Echtzeitdaten des Verbrauchs sowie digital gesteuerte Kontrollsysteme haben ein erhebliches Potential zur Verbesserung der Gesamteffizienz der Wasserverteilungssysteme.

Innovative Messtechniken mit Funk-Datenübertragung sind der Schlüssel zu ökonomisch und zukunftsorientierten Lösungen, die auf IoT (Internet of Things) basieren. Die Digitalisierung kann dazu beitragen, eine bessere Agilität innerhalb des Verteilnetzes zu schaffen, da Daten in Echtzeit gemessen und übertragen werden. Somit können Versorgungen auf Anomalien oder unerwarteten Aktionen effizienter reagieren. Ein transparenteres Bild des Wasserverbrauchs ist der Schlüssel einer effizienteren Wasserversorgung und -verteilung. Mögliche Technologien werden im weiteren Verlauf dieses Artikels diskutiert.

IoT bedeutet, alle möglichen Geräte mit dem Internet und auch untereinander verbinden zu können. Es handelt sich um ein enormes Netzwerk von digitalisierten Produkten, welche indirekt mit Menschen verbunden sind, die zur Informationsverwaltung genutzt werden.

Ein wichtiger Ansatz jeder IoT-Lösung ist die Konnektivität. Insbesondere die energieeffiziente LPWAN-Kommunikationstechnologien sind die Grundvoraussetzung für die vermehrte Nutzung der IoT-Lösungen im letzten Jahrzehnt [Quelle: 5]. LPWAN-Kommunikationstechnologien ermöglichen es, batteriebetriebene und energieeffiziente Geräte mit geringer Bandbreite und niedrigen Bitraten über grosse Entfernungen miteinander zu verbinden. LPWAN-Kommunikationstechnologien können Datenvolumen von 10 bis 1.000 Byte bei Uplink-Geschwindigkeiten von bis zu 200 Kbps verarbeiten. Die grosse Reichweite von LPWAN variiert je nach Technologie zwischen 2 km und 1.000 km. Abb. 7 zeigt den Vergleich von LPWAN mit anderen drahtlosen Kommunikationstechnologien basierend auf der Datenrate im Vergleich zur Reichweite und lizenzierten Bändern im Vergleich zu lizenzfreien Bändern.

Typische LPWAN-Technologien im lizenzfreien Band (ISM) umfassen LoRaWAN, Mioty und Sigfox. Im lizenzierten Band existieren LPWAN-Standards wie NB-IoT und CAT-M1.

LoRa ist eine patentierte drahtlose Modulationstechnik, die von der von Cycleo in Grenoble (Frankreich) entwickelten Chirp Spread Spectrum (CSS)-Technologie abgeleitet ist. Es dekodiert Informationen über Funkwellen unter der Verwendung von Chirp-Impulsen. Ein Chirp wird in der Signalverarbeitung als ein Signal mit einer sich zeitlich verändernden Frequenz bezeichnet. Die LoRaWAN-Kommunikation ist in einer sternförmigen Netztopologie aufgebaut, bei der Gateways (Router) die Daten zwischen den Sensorknoten und dem Netzwerkserver weiterleiten. Das physikalische Layer von LoRa wird für die drahtlose Kommunikation zwischen Sensorknoten und Basisstationen verwendet, während ein IP-basiertes Netzwerk-Backbone das Gateway und den zentralen Server verbindet.

LoRaWAN hat gegenüber den anderen LPWAN-Protokollen den Vorteil, dass eine kostengünstige Infrastruktur unter Verwendung des lizenzfreien Bandes aufgebaut werden kann, um eine gute Konnektivität bereitzustellen. LoRaWAN ist nicht mobilfunklizenziert und somit können die Gateways ohne spezielle Genehmigungen aufgestellt werden, um einen flächendeckenden Empfang zu gewährleisten.

Basierend auf der patentierten Telegramm-Splitting-Technologie von Fraunhofer bietet Mioty einen Durchbruch in Sachen Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit für grosse industrielle und kommerzielle IoT-Implementierungen. Wie vom Europäischen Institut für Telekommunikationsnormen (ETSI TS 103 357) definiert, teilt das Telegrammsplitting die im Datenstrom zu transportierenden Datenpakete in kleine Teilpakete auf der Sensorebene auf. Diese Teilpakete werden dann über unterschiedliche Frequenzen und Zeiten übertragen. Ein Algorithmus im Gateway durchsucht das Spektrum permanent nach unzusammenhängenden Teilpaketen und setzt sie wieder zu einer vollständigen Nachricht zusammen. Dank einer ausgeklügelten Vorwärtsfehlerkorrektur (Forward Error Correction, FEC) benötigt der Empfänger nur 50 % der Signalblöcke, um die Informationen vollständig zu rekonstruieren. Dies verringert die Auswirkungen von beschädigten oder verlorenen Signalblöcken aufgrund von Kollisionen und erhöht die Widerstandsfähigkeit gegenüber Störungen. Das Mioty-Protokoll wird von der Mioty Alliance gepflegt. Auch die Mioty-Infrastruktur kann von jedermann aufgebaut werden, wie es bei LoRaWAN der Fall ist.

Sigfox verwendet nur eine Einwegkommunikation, d. h. vom Sensor zum Netzwerkserver, und wurde von dem französischen Unternehmen Sigfox entwickelt. Sigfox verwendet die differentielle binäre Phasenumtastung (DBPSK) und die Gausssche Frequenzumtastung (GFSK), die eine Kommunikation im unlizenzierten Band ermöglichen. Das Netzwerk erfordert einen Mobilfunkbetreiber, um den erzeugten Datenverkehr zu gewährleisten.

Der bestehende Standard für die Sigfox-Kommunikation unterstützt bis zu 140 Uplink-Nachrichten pro Tag mit einem Payload von 12 Achtbitzeichen bei einer Datenrate von bis zu 100 Bit pro Sekunde. Die Bereitstellung der Konnektivität der Sigfox-Infrastruktur mittels Gateways wird direkt vom Hersteller selbst angeboten und erlaubt es anderen Kommunikationsanbietern nicht, ihre eigene Infrastruktur aufzubauen, wie es bei LoRa oder Mioty der Fall ist. Daher werden die Kommunikationskosten pro Sensor und Monat von Sigfox direkt bestimmt.

NB-IoT (Narrowband IoT) und Cat-M1 sind beide von 3GPP standardisierte Technologien, die im lizenzierten Band arbeiten. Obwohl sie sich sehr gut ergänzen, eignen sie sich gemäss den verschiedenen Stärken der beiden Technologien für unterschiedliche Anwendungsfälle.

NB-IoT unterstützt Geräte mit geringer Komplexität und niedriger Bandbreite von 200 kHz. Aufgrund ihrer niedrigen Bandbreite erreicht die Datenrate Spitzenwerte von rund 250 kbit/s. Cat-M1 hingegen arbeitet bei einer Bandbreite von 1.4 MHz mit einer höheren Gerätekomplexität sowie erwarteten höheren Kosten verglichen mit NB-IoT. Die grössere Bandbreite ermöglicht Cat-M1 höhere Datenraten von bis zu 1 Mbit/s und eine niedrigere Latenz zu erzielen. Cat-M1 unterstützt Sprachanrufe und vernetzte Mobilität. Als Beispiel: Wenn Sie eine Gedächtnisstütze benötigen, um den Überblick nicht zu verlieren, kann das «M» in Cat-M1 für «Mobilität» stehen.

Die Kommunikationsinfrastruktur von NB-IoT und CAT-M1 kann nur von Kommunikationsanbietern aufgebaut werden, welche die Lizenz für die Bandbreite besitzen. Sie bestimmen auch die Kommunikationskosten pro Sensor und pro Monat.

Die wesentliche Frage, auf welche LPWAN-Technologie man sich verlassen sollte, basiert schlussendlich auf die End-Anwendung und die zugrunde liegenden Kommunikationskosten. LPWAN-Kommunikationsprotokolle wie LoRaWAN und Mioty, die in unlizenzierten Bandbreiten arbeiten, erfordern die Installation von Kommunikationsinfrastruktur-Gateways, die frei konfiguriert werden können. Sie sind sehr flexibel, verbrauchen wenig Strom und die Verbindungskosten können beinahe auf Null reduziert werden. Für Sigfox und Kommunikationsprotokolle, die in lizenzierten Bandbreiten arbeiten, wie NB-IoT und CAT-M1, bauen die Netzbetreiber die Infrastruktur auf und bestimmen die Kommunikationskosten. Um die Gesamtbetriebskosten zu senken, ist es vorteilhaft, auf LoRaWAN und Mioty zu setzen. Da NB-IoT mit der Verbreitung von 5G gut etabliert ist, ist eine Kombination aus LoRaWAN und NB-IoT in Bezug auf die Konnektivitätsabdeckung die perfekte Wahl für die Sensorkommunikation.

Seit der Industrialisierung und Markteinführung von LPWAN Kommunikationssystemen im Jahr 2015 haben Unternehmen, die im Bereich der Bereitstellung von wasserwirtschaftlicher Infrastruktur und Wasserversorgungssystemen tätig sind, bereits begonnen, in neuartige Technologien zu investieren, um ihre Rohrleitungen, Ventile und Wasserreservoirs mit LPWAN-Sensoren auszustatten. Im folgenden Abschnitt werden einige wesentliche und fortschrittliche LPWAN-basierte Lösungen für die Wasserwirtschaft vorgestellt. Die Mioty Alliance hat den Standard im Jahr 2021 veröffentlicht. Daher werden die ersten Systeme, die das Mioty-Kommunikationsprotokoll verwenden, höchstwahrscheinlich in den nächsten 2-3 Jahren auf den Markt kommen.

Intelligente Wasserzähler sind Geräte, die den Wasserverbrauch der Verbraucher messen und die Daten an die Wasserversorgungsunternehmen weiterleiten, um das Wassermanagement und die korrekte Abrechnung zu erleichtern. Diese Zähler sind mit einer elektronischen Recheneinheit und einem stromsparenden Kommunikationsmodul ausgestattet, welches die drahtlose Kommunikation zwischen dem Zähler und dem Versorgungsunternehmen ermöglicht. Im Gegensatz zu mechanischen und herkömmlichen Wasserzählern wird der Wasserverbrauch bei intelligenten und digitalen Zählern durch elektrisch-betriebenen Sensoren erfasst, die genauere Messungen ermöglichen.

Berichten zufolge wird durchschnittlich alle 30 Sekunden in Deutschland ein Leitungsbruch in der Trinkwasserversorgung gemeldet. Allein im Jahr 2019 wurden 1,1 Millionen Fälle von Leitungsbrüchen registriert, deren Kosten sich auf über 3 Milliarden Euro (3,4 Milliarden US-Dollar) belaufen. Smarte Wasserzähler können Rohrbrüche melden, so dass die Wasserversorgungsunternehmen die Reaktionszeit minimieren können. In den meisten Fällen sind die Sensoren entweder mit einer NB-IoT- oder einer LoRaWAN-Konnektivität ausgestattet.

Erfahrungen aus der Vergangenheit veranschaulichen, dass bei Hydranten-Kontrollen kontinuierlich Schäden zum Vorschein kommen. Dieser Annahme kann mit dem neuen D-Storz (LoRaWAN und NB-IoT) entgegengewirkt werden. Der D-Storz (Abb. 8) ist mit einem elektronischen Sensor ausgerüstet, welcher unerlaubte Wasserentnahmen sowie das Umfahren eines Hydranten erkennen kann. In einem solchen Fall erhalten die zuständigen Personen eine Alarm-Benachrichtigung. Diese Instanzen sind in der Pflicht, den Grund der Alarmierung zu überprüfen und die nötigen Massnahmen einzuleiten. 
In der Vergangenheit gab es vermehrt Fälle, in denen ein durch ein Motorfahrzeug umgefahrener Hydrant wieder aufrecht auf seinen Platz gestellt wurde, jedoch die Funktionalität nicht mehr gewährleistet war. Dies kann in einem Brandfall eine lebensbedrohliche Situation werden. Eine unerlaubte Wasserentnahme, welche nicht nach Vorschrift durchgeführt wird, kann ebenfalls eine Bedrohung für die Gesundheit der Menschen sein. Unmissverständlich muss ein Rückschlagventil nach dem Anschliessen des Storzes bei einer befugten Wasserentnahme angebracht werden, um die Einspeisung von verschmutztem Wasser im Trinkwasser zu vermeiden. Während einer detektierten Entnahme kann der Wasserwart die Prozesseinhaltung prüfen und freigeben. D-Storz Deckel können vorübergehend z.B. für Feuerwehrübungen, Baustellen, Revisionsarbeiten oder für den Aufbau von Provisorien, deaktiviert werden. Der D-Storz ist auf alle Storz 75 Abgänge, inklusive Fremdhydranten, montier- und anwendbar. Dadurch können alle Hydranten ohne grosse Aufwände mit dem D-Storz nachgerüstet werden.
 

In der Regel sind die Brunnenstuben, in welchen Quellfassungen oder Armaturen vorhanden sind, verschlossen, jedoch sind diese vor Vandalismus, Manipulationen oder anderweitigen Gefahren nicht genügend geschützt. In den abgelegenen Regionen ist eine Daten- oder Stromanbindung oftmals nicht gewährleistet und bei einem Umbau für gewöhnlich mit hohen Kosten verbunden. Analog zum D-Storz kann der D-Schacht (Abb. 9) ohne grossen Aufwand an den Brunnenstubendeckel angebracht und somit auch jede Öffnungs- und Schliessbewegung detektiert und an die nötige Instanz weitergeleitet werden. Mit der Detektion bleiben dem Wasserwart die möglichen Leerläufe zum Schacht erspart. Gleichzeitig ermöglicht dieser D-Schacht die Sicherheit gegen Vandalismus und Manipulationen. Ist eine unbefugte Öffnung eruiert, kann der Wasserwart die nötigen Massnahmen sofort einleiten und die damit verbundenen Gefahren ausschliessen.

Um ein Regelverhalten und eine nachhaltige Versorgungssicherheit eines Leitungsnetzes zu gewährleisten, wird die Sensorik und Aktorik der Regelventile in Kombination (einem Schmutzfänger) mit einer D-Box verknüpft (siehe Abb. 10). Die D-Box liefert dem Kunden die nötigen Informationen wie Eingangs- und Ausgangsdruck, Hub und Durchfluss. Die Kombinationen und Auswertungen der Sensorik ermöglichen zudem ein Statusabgleich des Regelventils oder/und Schmutzfängers in Bezug auf ‘’predective Maintenance’’. Servicierungen und Revisionen können entsprechend den Einsatzbedingungen vorzeitig erkannt und gezielt geplant werden. Bidirektional können die auf dem Regelventil und Schmutzfänger platzierten Aktoren, auch Reaktionen auf gewisse Aktionen oder Status ausgelöst werden. Aus diesem Grund sind gewisse Interventionen vor Ort nicht notwendig, sondern können ganz einfach über Massnahmeneinstellungen automatisch oder manuell via Smartphone, Tablet oder PC durchgeführt werden. Die D-Box ist auch geeignet für Regelventile, die in urbanen Regionen eingebaut sind und keine Daten- oder Stromanbindung haben. Die Energiespeisung der Aktoren und Sensoren wird über die eingebaute Batterie in der D-Box gewährleistet und somit die ganze Anlage autark betrieben, kann aber auch bei Bedarf und Möglichkeit über gängige physische Schnittstellen (Speisung, Datentransfer) direkt mit Energie und einer Leitzentrale verbunden werden.

Vom Versorger bis zum Verbraucher kann das gesamte Wasserversorgungsnetz digitalisiert werden. In den kommenden Jahren werden weitere innovative Lösungen auf den Markt kommen, welche die Trinkwasserbranche revolutionieren werden.  Die Nachfrage an Multikommunikationstechnologien steigt, da mit sehr wenig Aufwand eine effiziente Datenvernetzung gewährleistet werden kann.