Die halbjährliche Datenlücke: Wie GPRS-Tauchpegelsensoren die Grundwasserüberwachung für Kaliforniens SGMA-Ära automatisieren

Der kalifornische Sustainable Groundwater Management Act (SGMA) hat die Denkweise der Grundwasserbehörden in Bezug auf die Überwachung verändert.

Ziel ist es nicht einfach nur, die heutige Tiefe des Grundwassers zu ermitteln.

Die wichtigere Frage lautet:

Wie verändert sich das Grundwasser zwischen den Messungen – und lässt sich diese Veränderung früh genug erkennen, um ein nachhaltiges Management zu ermöglichen?

Das kalifornische Ministerium für Wasserressourcen (DWR) identifiziert94 Grundwasserbecken und -teilbecken mit mittlerer und hoher Prioritätvorbehaltlich der SGMA-Anforderungen, einschließlich21 kritisch übernutzte BeckenDiese Gebiete stellen einen erheblichen Anteil der Grundwasserförderung, der Bevölkerung und der bewässerten Landwirtschaft des Bundesstaates dar.

SGMA verpflichtet die lokalen Grundwasserbewirtschaftungsbehörden (GSAs), Grundwasserbewirtschaftungspläne zu entwickeln und umzusetzen, mit dem übergeordneten Ziel, innerhalb von 20 Jahren eine nachhaltige Grundwasserbewirtschaftung zu erreichen.

Dadurch entsteht ein wachsender Bedarf an etwas Wertvollerem als gelegentlichen Grundwassermessungen:

Hier ist der OrtGPRS/4G-Unterwasser-Füllstandssensorenkann einen herkömmlichen Messbrunnen in eine automatisierte IoT-Grundwasserüberwachungsstation umwandeln.

Bei der herkömmlichen Grundwassermessung kommt es häufig vor, dass Feldtechniker die Messbrunnen aufsuchen und die Grundwassertiefe manuell aufzeichnen.

Der Arbeitsablauf ist einfach:

Das Problem ist nicht, dass die Messung ungenau ist.

Das Problem istWas geschieht zwischen den Messungen?.

Betrachten wir einen Messbrunnen, der nur zweimal im Jahr gemessen wird:

Grundwasserspiegel │ │ ● │ │ │ ● │ └────────────────────────── Zeit 6 Monate

Anhand zweier Punkte lässt sich zeigen, wo sich Grundwasser befand.

Sie zeigen nicht unbedingt:

• als der Niedergang begann;
• wie schnell der Niedergang erfolgte;
• wenn der Pumpdruck anstieg;
• ob benachbarte Brunnen Störungen verursachten;
• wenn ein kritischer Schwellenwert überschritten wurde;
• wie lange der Grundwasserleiter zur Erholung brauchte.

Ein kontinuierliches Überwachungssystem verändert die Daten vonMomentaufnahmen eines Trends.

Der Unterschied liegt nicht einfach in der Automatisierung. Es entsteht ein völlig anderer Grundwasserdatensatz.

Der Tauchpegelsensor von Honde ist so konzipiert, dass er einen herkömmlichen Messbrunnen in einen automatisierten Grundwasserbeobachtungspunkt umwandelt.

A Drucksensor aus Edelstahl 316List unterhalb des zu erwartenden saisonalen Wasserstandsbereichs installiert.

Der Sensor misst den hydrostatischen Druck und wandelt ihn in Informationen über den Wasserstand um.

Je nach Konfiguration kann das System Folgendes bereitstellen:

Dadurch eignet es sich für:

Zur langfristigen Grundwasserüberwachung kann der Sensor monate- oder jahrelang unter Wasser bleiben.

Das Gehäuse aus Edelstahl 316L bietet eine robuste mechanische Umhüllung für den kontinuierlichen Einsatz in anspruchsvollen Überwachungsumgebungen.

Eine skalierbare Grundwasserüberwachungsstation kann in drei Schichten unterteilt werden.

Der Tauchdrucksensor ist in einer festen Tiefe im Überwachungsbrunnen installiert.

Es misst kontinuierlich den hydrostatischen Druck und berechnet den entsprechenden Wasserstand.

A Datenlogger mit Bildschirmkann anzeigen:

• Aktueller Wasserstand
• Historischer Trend
• Batteriestatus
• Kommunikationsstatus
• Sensorstatus

Bei planmäßigen Feldinspektionen können Techniker einHandmeter / elektronisches Wasserstandsbandum eine Referenzprüfung durchzuführen.

Der Sensor bzw. Datenlogger kann Grundwasserdaten über verschiedene Kommunikationsoptionen übertragen.

Diese Flexibilität ermöglicht es, dieselbe Sensorplattform an verschiedene Grundwassernetze anzupassen.

Sobald die Daten die Cloud-Plattform erreichen, können die Betreiber ein gesamtes Grundwassernetz über eine einzige Schnittstelle überwachen.

┌──────────────────────────────────────────┐ │ Grundwasserüberwachung │ ├──────────────────────────────────────────┤ │ Brunnen 01 18,42 m NORMAL │ │ Brunnen 02 22,16 m NORMAL │ │ Brunnen 03 31,85 m ↓ ALARM │ │ Brunnen 04 15,73 m NORMAL │ │ Brunnen 05 27,42 m ↓ SCHNELLER FALL │ └──────────────────────────────────────────┘

Die Plattform kann Folgendes kombinieren:

Dadurch ändert sich die Grundwasserüberwachung von einer Ansammlung einzelner Brunnen zu einerverbundenes Grundwassernetz.

Der Grundwasserspiegel allein erzählt nur einen Teil der Geschichte.

Für das DürremanagementÄnderungsratekann ebenso wichtig sein.

Zum Beispiel:

Wasserstand │ │ ● │ \ │ \ │ \ │ \ │ ● │ \ │ ● ← Schneller Abfall │ └─────────────────────── Zeit

Eine Cloud-Plattform kann Folgendes berechnen:

und einen Alarm auslösen, wenn der Rückgang einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet.

Dadurch entsteht ein proaktiveres Managementmodell:

anstatt:

Dies ist eine der stärksten Aussagen des Artikels zur Produktkonversion.

Ein einziger Messbrunnen kann zu einer 24/7-Grundwasserdatenquelle werden, anstatt nur zweimal jährlich eine Momentaufnahme zu liefern.

Der SGMA-Rahmen des DWR legt den Schwerpunkt auf die Planung, Überwachung, Berichterstattung und Bewertung der Grundwassernachhaltigkeit. Das DWR stellt Grundwasserdatensätze und -instrumente speziell zur Unterstützung nachhaltiger Grundwassermanagemententscheidungen bereit.

Für GSAs und ihre technischen Berater kann die kontinuierliche Überwachung zusätzliche Erkenntnisse liefern:

Das folgende Diagramm veranschaulicht den Unterschied zwischen periodischer Messung und kontinuierlicher Überwachung.

Manuelles System:kennt den Wasserstand zu zwei Zeitpunkten.

Automatisiertes System:sieht die gesamte Flugbahn.

Der Sensor selbst ist nur die erste Komponente.

Für ein professionelles Grundwasserüberwachungsprojekt kann Honde mehrere Komponenten zu einer Gesamtlösung kombinieren.

Überwachungsbrunnen │ ▼ ┌───────────────────┐ │ Tauchpegel │ │ Sensor │ └─────────┬─────────┘ │ ▼ ┌───────────────────┐ │ Datenlogger + LCD │ └─────────┬─────────┘ │ ┌──────┴──────┐ ▼ ▼ 4G/GPRS LoRaWAN │ │ └──────┬──────┘ ▼ Cloud-Plattform │ ┌────────┼────────┐ ▼ ▼ ▼ Dashboard Verlauf Alarm

Für Grundwasserbehörden, die Dutzende oder Hunderte von Messbrunnen verwalten, wird die Arbeitseffizienz zu einem wichtigen Bestandteil der Wirtschaftlichkeitsberechnung.

Anstatt Techniker zu jedem Brunnen für jede Messung zu schicken:

Das Außendienstteam kann sich auf die Brunnen konzentrieren, die tatsächlich Aufmerksamkeit erfordern.

Die Automatisierung ersetzt nicht die Vor-Ort-Prüfung. Sie macht die Vor-Ort-Prüfung intelligenter.

Viele Messbrunnen befinden sich weit entfernt von Büros, Strominfrastruktur und zuverlässigen Kommunikationsverbindungen.

Deshalb kann das System wie folgt konfiguriert werden:

Dies ist besonders wertvoll für große landwirtschaftliche Betriebe und Grundwasserbecken, in denen die Messpunkte weiträumig verteilt sein können.

Die Möglichkeiten reichen über Kalifornien hinaus.

Die gemeinsame Anforderung wird immer deutlicher:

Zuverlässige Unterwassermessung + Fernüberwachung + zentrale Datenverwaltung.

Für Distributoren, Umwelttechnikunternehmen und Systemintegratoren bietet der Verkauf eines Drucksensors allein nur einen begrenzten Projektwert.

Eine stärkere These lautet:

Dadurch kann ein einzelner Überwachungspunkt zu einem vollständigen IoT-Knoten werden.

Und ein Netzwerk von 50, 100 oder 500 Brunnen wird zu einer skalierbaren Grundwasserüberwachungsplattform.

Die Zukunft des Grundwassermanagements besteht nicht einfach darin, mehr Messungen durchzuführen.

Es geht ums Sammelnbessere Daten zum richtigen Zeitpunkt.

Ein herkömmlicher Messbrunnen liefert einen Messwert.

Ein automatisierter Überwachungsbrunnen kann Folgendes liefern:

Zusammengenommen verwandeln diese Fähigkeiten einen passiven Überwachungspunkt in einen aktiven Knotenpunkt für das Grundwassermanagement.

Der kalifornische SGMA-Rahmen hat die Grundwasserüberwachung zu einer langfristigen Managementpriorität gemacht, insbesondere in Becken mit mittlerer und hoher Priorität sowie in kritisch übernutzten Gebieten. Die aktuelle Beckenpriorisierung des DWR identifiziert94 Becken/Teilbecken mit mittlerer und hoher Priorität, darunter 21 kritisch übernutzte Becken.

Für diese Netzwerke besteht der nächste Schritt nicht unbedingt in weiteren manuellen Messungen.

Es istkontinuierliche, vernetzte und nachvollziehbare Grundwasserdaten.

Ein Honde-Tauchfüllstandssensor kann die Grundlage bilden:

Honde Technology bietet maßgeschneiderte Grundwasserüberwachungslösungen, die Folgendes kombinieren:

Für Programme zur nachhaltigen Grundwasserbewirtschaftung, landwirtschaftliches Wassermanagement, Aquiferüberwachung und groß angelegte Umweltüberwachungsprojekte kann Honde Technology die Sensorreichweite, die Kommunikationsmethode, die Installationstiefe und die Cloud-Architektur an die jeweiligen Projektanforderungen anpassen.