Wassermanagement ohne Transparenz: die Risiken nicht digitalisierter Systeme
Eine zuverlässige Wasserversorgung ist eine grundlegende Voraussetzung für jeden Viehhaltungsbetrieb. Bei weitläufigen Anlagen, die manuell überwacht werden, kann ihre Sicherstellung schnell zu einer großen betrieblichen Herausforderung werden.
Im Herzen des South Downs National Park im Südosten Englands gehört Church Farm zum Longbridge Estate, einem Betrieb, der regenerative Landwirtschaft und extensive Weidehaltung miteinander verbindet. Grundlage des Projekts sind die Prinzipien der Kreislaufwirtschaft, die Förderung regionaler Produktion und ein nachhaltiger Umgang mit natürlichen Ressourcen.
Zum Betrieb gehört außerdem die Long Man Brewery, die 2011 von dem Landwirt in dritter Generation Duncan Ellis gegründet wurde. Ziel war es, den Familienbetrieb zu diversifizieren und langfristig wirtschaftlich abzusichern.
Die für das Bier verwendete Gerste wird direkt auf dem Betrieb angebaut. Dabei kommen regenerative Anbaumethoden wie Direktsaat und Zwischenfrüchte zum Einsatz, um die Bodenfruchtbarkeit zu verbessern und die Umweltbelastung zu reduzieren.
Dieses nachhaltige Konzept prägt den gesamten Betrieb. Longbridge engagiert sich in Projekten zur Förderung der Biodiversität, der naturschutzorientierten Beweidung und der Kreislaufwirtschaft und verbindet landwirtschaftliche Produktion, Viehhaltung und unternehmerische Aktivitäten in einem ganzheitlichen Ansatz.
Wasser als kritischer Faktor
Im Süden Englands verändern sich die klimatischen Bedingungen. Nach Angaben des britischen Wetterdienstes Met Office nehmen sowohl die Schwankungen bei den Niederschlägen als auch die Häufigkeit sommerlicher Trockenperioden zu.
In Regionen wie den South Downs, deren kalkhaltige Böden nur wenig Wasser speichern können, gewinnt ein effizientes Wassermanagement zunehmend an Bedeutung.
Unter diesen Bedingungen ist Wassermanagement längst nicht mehr nur eine betriebliche Aufgabe, sondern ein entscheidender Faktor für die Resilienz und den langfristigen Betrieb der Landwirtschaft. In der extensiven Weidehaltung kann jede Unterbrechung der Wasserversorgung das Tierwohl unmittelbar beeinträchtigen und kurzfristige Einsätze erforderlich machen, um Störungen im System zu lokalisieren und zu beheben.
Gleichzeitig erfordert die zunehmende Klimavariabilität widerstandsfähige Infrastrukturen, die flexibel auf Veränderungen des Wasserbedarfs oder der Wasserverfügbarkeit reagieren können.
* https://www.metoffice.gov.uk/research/climate
Die Herausforderung
Das Wasser musste über eine weitläufige Infrastruktur verteilt werden, deren einzelne Komponenten über Hügel und bewaldete Flächen hinweg voneinander entfernt lagen.
Bis dahin war der Betrieb des Systems weitgehend auf manuelle Kontrollen angewiesen und erforderte ein schnelles Eingreifen bei jeder Störung.
Für einen Betrieb, der sich der regenerativen Landwirtschaft und der extensiven Weidehaltung verschrieben hat, bedeutete diese fehlende Transparenz ein Risiko, das weit über die reine Betriebseffizienz hinausging.
Das Wasserversorgungssystem besteht aus:
- einem erhöht gelegenen Speicherbecken (Reservoir),
- einer Schwerkraftverteilung,
- einer Pumpstation.
Ohne Digitalisierung fehlte eine Echtzeitübersicht über den Anlagenzustand. Der Betrieb war auf manuelle Kontrollen angewiesen, und jede Störung konnte die Wasserversorgung und damit das Tierwohl unmittelbar gefährden.
Wassermanagement weit über die Bewässerung hinaus digitalisieren
Die Installation wurde von unserem lokalen Partner WrootWater realisiert, einem Unternehmen mit mehr als zwanzig Jahren Erfahrung in der Entwicklung von Wasserlösungen für die Landwirtschaft im Vereinigten Königreich.
WrootWater hat sich als Komplettanbieter etabliert und deckt weit mehr als klassische Bewässerungssysteme ab. Das Portfolio umfasst auch komplexe wassertechnische Infrastrukturen mit Pumpensystemen, Wasseraufbereitung, Filtration, Wetterstationen und Lösungen zur Umweltüberwachung.
SPHERAG und WrootWater verfolgen denselben technischen Ansatz: Effizienz durch intelligente Technologien. Die Zusammenarbeit bei diesem und weiteren Projekten ist daher ein konsequenter Schritt, um traditionelle Wasserinfrastrukturen mit digitalen Werkzeugen zu intelligenten, datenbasierten Systemen weiterzuentwickeln.
Bei diesem Projekt entschied sich WrootWater dafür, die Technologie von SPHERAG erstmals in einem Anwendungsbereich einzusetzen, der über die klassische landwirtschaftliche Bewässerung hinausgeht.
Technische Merkmale der Installation
Zu diesem Zweck wurde ein Netzwerk aus IoT-Geräten und Sensoren installiert, das den Wasserverbrauch überwacht, den Betrieb der Pumpe steuert und den Füllstand des Speicherbeckens in Echtzeit kontrolliert.
Automatisierung durch bedingte Steuerungsprogramme
Eine der wichtigsten Neuerungen ist der Wechsel von einer manuell überwachten Anlage zu einem System, das automatisch auf die tatsächlichen Anforderungen des Betriebs reagiert. Dadurch entwickelt sich das Wassermanagement von einer überwachten Infrastruktur zu einem selbstregelnden System.
Diese Automatisierung gewährleistet eine zuverlässige Wasserversorgung und sorgt gleichzeitig für einen effizienteren Ressourceneinsatz.
- Proaktive Reaktion: Sinkt der Wasserstand im Speicherbecken, erkennt das System den Bedarf sofort und startet den Befüllungsvorgang automatisch, ohne dass ein Eingreifen erforderlich ist.
- Höhere Betriebseffizienz: Sobald der optimale Füllstand erreicht ist, stoppt das System den Pumpvorgang präzise. So werden Überläufe vermieden, der Energieverbrauch reduziert und der Verschleiß der Anlagen minimiert.
Möglich wird dies durch bedingte Steuerungsprogramme. Dabei werden logische Regeln definiert, die bestimmte Messwerte mit automatischen Aktionen verknüpfen. Auf diese Weise entwickelt sich die Infrastruktur von einem passiven System zu einer intelligenten Lösung, die in Echtzeit Entscheidungen trifft und ihren Betrieb kontinuierlich an die tatsächlichen Bedingungen anpasst.
Eine technische Herausforderung: Topografie, Entfernungen und Erreichbarkeit
Eine Besonderheit dieses Projekts ist die anspruchsvolle Topografie. Die Infrastruktur verteilt sich über Hügel und Waldflächen, wodurch die einzelnen Anlagenteile weit voneinander entfernt liegen.
Die Pumpe befindet sich in einem tiefer gelegenen, dicht bewachsenen Bereich, während das Speicherbecken auf einer Anhöhe installiert ist. Von dort aus wird das Wasser über ein Schwerkraftsystem verteilt.
In solchen Umgebungen sind herkömmliche Lösungen häufig mit Erdarbeiten, Verkabelung oder zusätzlicher Infrastruktur verbunden, was die Umsetzung erschwert oder wirtschaftlich unattraktiv macht.
Hier zeigt die Architektur von SPHERAG ihre besonderen Stärken:
- Autarke, solarbetriebene Geräte
- Keine Verkabelung erforderlich
- Unabhängige Konnektivität an jedem Installationspunkt
Dadurch lässt sich das System implementieren, ohne die bestehende Infrastruktur verändern oder aufwendige Bauarbeiten durchführen zu müssen.
Selbst im Vereinigten Königreich, wo die Sonneneinstrahlung vergleichsweise gering ist, arbeiten die Atlas IoT-Geräte dank ihres äußerst geringen Energieverbrauchs vollständig autark.
Dieses Projekt zeigt, dass die Lösung nicht nur unter idealen Bedingungen funktioniert, sondern auch in anspruchsvollen Einsatzszenarien überzeugt, in denen Energieversorgung oder Konnektivität für andere Technologien eine Herausforderung darstellen.
Vom manuellen Betrieb zur intelligenten Steuerung
Für das Team des Betriebs bedeutet das:
- Fernsteuerung der Pumpe
- Echtzeitüberwachung der Anlage
- Automatisierung zentraler Prozesse
- Wegfall unnötiger Kontrollfahrten
Damit entwickelt sich das Wassermanagement von einer reaktiven Betriebsweise zu einem proaktiven und autonomen System, das eine kontinuierliche Wasserversorgung sicherstellt.
Gerade bei extensiven Weidesystemen, wie sie in Naturschutzprojekten wie Church Farm eingesetzt werden, ist dies ein entscheidender Vorteil.
Technologie für unterschiedlichste Anwendungsbereiche
Dieses Projekt zeigt, dass die Herausforderungen rund um das Wassermanagement weit über die landwirtschaftliche Bewässerung hinausgehen und dass die Digitalisierung in unterschiedlichsten Infrastrukturen einen echten Mehrwert schaffen kann.
Die Kombination aus Echtzeitüberwachung, Automatisierung und Fernsteuerung ermöglicht den Einsatz derselben Technologie in ganz unterschiedlichen Anwendungsbereichen, ohne dass ihre technische Grundlage angepasst werden muss.
Die Erfahrungen von Longbridge Estate spiegeln eine Entwicklung wider, die sich in der europäischen Landwirtschaft immer deutlicher abzeichnet: Erfolgreiches Wassermanagement bedeutet heute nicht mehr nur, über ausreichend Wasser zu verfügen, sondern über intelligente Infrastrukturen, die sich flexibel an veränderte Rahmenbedingungen anpassen können.
In einer Zeit zunehmender klimatischer Unsicherheiten werden die Fähigkeit, kritische Prozesse zu automatisieren, frühzeitig auf Veränderungen zu reagieren und das Tierwohl dauerhaft sicherzustellen, zu entscheidenden Faktoren für die Zukunftsfähigkeit landwirtschaftlicher Betriebe.