Eidgenössisches Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation UVEK Bundesamt für Umwelt BAFU

WQM – Wasserqualitätsmodul WISKI-Schweiz Nutzerkonferenz

Abteilung

Stephanie Zimmermann, BAFU Abteilung Hydrologie Sektion Hydrogeologische Grundlagen Fribourg, 01.10.2014

2 WQM I | WISKI-Schweiz Nutzerkonferenz 2014 Stephanie Zimmermann, BAFU

News in gwf Wasser/Abwasser Frühjahr 2014

3 WQM I | WISKI-Schweiz Nutzerkonferenz 2014 Stephanie Zimmermann, BAFU

Inhalt

• Was machen wir mit den Grundwasserdaten • Anforderungen WQM • Stand Plausibilitätsprüfung • Stand Export-Tools

• Ki-Script • Statistikassistent

• Berichtsdesigner • Visionen

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Reporting NAQUA Was machen wir mit unseren Grundwasserdaten?

Stand Migration 2011: 1‘500‘000 NAQUA-Chemiedaten von ca. 550 Messstellen, > 800 Parameter in neue DB migriert Import 2013: 125‘000 NAQUA-Chemiedaten von ca. 550 Messstellen,

> 500 Parameter

Intern – BAFU Auswertungen für Berichte/Publikationen Vorträge Internet

Andere Bundesämter Auswertungen für Berichte/Publikationen

Ingenieurbüros, Forschung Diverse Datenlieferungen auf Anfrage Drought.ch, WSL

International • Forschung • Europäische Umweltagentur, EUA • International Atomic Energy Agency IAEA (GNIR, GNIP) • International Groundwater Resources Assessment Centre IGRAC

NAQUA-Vertragspartner Jährliche Datenlieferungen

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Anforderungen WQM • Übersichtliche & exakte Verwaltung von chemischen Daten ->

Fachgebietstrennung; Benutzerverwaltung; Mehrsprachigkeit; Genauigkeit Analytik (signifikante Stellen), Parameter/-listen

• Schnittstelle kontinuierliche Daten, keine doppelte Datenhaltung • Einfacher Datenimport verschiedener Formate • Automatische Plausibilisierung der Daten • Flexibler Export für Datenlieferungen, vordefinierte

Standardexporte • Diverse Statistikberechnungen für Auswertungen • Übersichtliche Visualisierung von Ergebnissen • Benutzerfreundlichkeit und gute Performance

So viel wie möglich automatisieren Ressourcen- und Zeiteinsparung !

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Datenmanagement Chemiedaten BAFU

Automatische Plausibilisierung

Import

Migration (einmalig)

Rohdatenexport

Statistische Berechnungen

Nationale Grundwasserbeobachtung NAQUABundesamt für Umwelt BAFU

Modul TRENDKanton AGID Modul TREND NTGxxMessstelle (Gemeinde - Standort) xx - Förderbrunnen xxDatum 2000-2013Labor xx Bemerkung n.p. steht für nicht plausibel

BAF/21.03.14

vor Ort gemessen: im Labor gemessen:STAMMDATEN FELDMESSUNGEN GRUNDPROGRAMM

FörderbrunnenDatum Uhrzeit Messpunkt (Ort der Probenahme)

Abs

olut

er R

uhew

asse

rsta

nd(P

umpe

n au

sser

Bet

rieb

)

Abs

olut

er W

asse

rsta

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Ele

ktr.

Lei

tfähi

gkei

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Was

sert

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r

Sau

erst

offk

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ntra

tion

Sau

erst

offs

ättig

ung

pH-W

ert

Ele

ktr.

Lei

tfähi

gkei

t (25

°C)

Trüb

ung

pH-W

ert

O2

gelö

st

Einheit: m ü.M. m ü.M. µS/cm °C mg/l % - µS/cm TE/F - mg/l

25.10.2000 13:20 Probenahmehahn Pumpleitung 686.18 685.12 721 11.8 5.6 55 7.1 727 0.5 7.4 6.213.11.2000 13:55 Probenahmehahn Pumpleitung 685.98 684.96 720 11.8 5.8 58 7.0 733 <0.1 7.5 6.318.12.2000 13:35 Probenahmehahn Pumpleitung 686.28 685.19 722 11.7 5.8 57 7.0 726 0.3 7.2 6.217.01.2001 14:08 Probenahmehahn Pumpleitung 686.38 685.25 715 10.9 6.1 57 717 0.2 7.3 6.313.02.2001 12:42 Probenahmehahn Pumpleitung 686.34 685.25 722 10.5 6.0 55 7.0 728 <0.1 7.2 6.820.03.2001 15:10 Probenahmehahn Pumpleitung 686.75 685.50 720 9.5 6.1 55 7.1 726 <0.1 7.3 6.5

Graphiken

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

22.0

1.20

0221

.03.

2002

23.0

5.20

0217

.07.

2002

24.1

0.20

0205

.02.

2003

12.0

6.20

0318

.11.

2003

18.0

5.20

0430

.11.

2004

30.0

5.20

0510

.11.

2005

18.0

5.20

0623

.11.

2006

23.0

5.20

0721

.11.

2007

15.0

5.20

0819

.11.

2008

14.0

4.20

0913

.10.

2009

14.0

4.20

1013

.10.

2010

26.0

4.20

1125

.10.

2011

24.0

4.20

1201

.11.

2012

Konz

entr

atio

n [µ

g/l]

Flüchtige halogenierte Kohlenwasserstoffe(dargestellt ist die Substanz mit der höchsten Konzentration in der

Grundwasserprobe)

FHKW

nicht nachgewiesen

( )

(x)

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Plausibilitätsprüfung • Bestimmungsgrenzen

Test, ob BG Parameter Probenahme = BG Parameter Labor

• Erstnachweis Parameter wird an der Messstelle zum ersten Mal nachgewiesen

• Extremwerte Höchster/Tiefster analysierter Wert

• Perzentile Messwert liegt innerhalb unterem/oberen Perzentil der Messreihe

Entwicklung weiterer automatischer Tests, wie z. Bsp. Tests auf Laborebene

für generell zu hoch/zu tief gemessene Konzentrationen, zu viel/zu wenig Nachweise

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Plausibilitätsprüfung

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Exporttool 1 – KiScript • Erfüllung unserer „Minimalanforderungen“

Rohdatenexport Statistik pro Messstelle Statistik pro Parameter

+ einfach anwendbar + gute Performance + relativ intensiv getestet, seit 2 Jahren in Entwicklung - „Sackgasse“ -> wird nicht weiterentwickelt - Relativ wenig Auswahlmöglichkeiten: Statistik auf Maximalwert, Einteilung

Konzentrationen in max. 3 Klassen, Einheiten nicht wählbar etc. - Ausgabe Excel -> diverse Anpassungen nötig, Zahlen als Text gespeichert

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Exporttool 1 – KiScript

Rohdatenexport • Darstellung in unterschiedlichen Spalten, Plausibel (<BG/>BG)/nicht plausibel (n.p.) Aber für standardisierte Datenlieferungen noch viel Kosmetik/Handarbeit notwendig (Parameternamen, Ordnung nach Substanzgruppen, Header usw.)

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Exporttool 1 – KiScript • Statistikbericht Messstelle (zum Bsp. als Datengrundlage für div. Karten)

NAQ

UA-N

umm

er

Subs

tanc

e

NO3/

NO3

Umre

chnu

ng

NO3/

NO3

Umre

chnu

ng

NO3/

NO3

Umre

chnu

ng

NO3/

NO3

Umre

chnu

ng

Statistics Min Max Mean SD

Year 2011/1/1-2011/12/31 2011/1/1-2011/12/31 2011/1/1-2011/12/31 2011/1/1-2011/12/31

Unit mg/l mg/l mg/l mg/l

NTG0x 5.8 6.8 6.3 0.707NTG0x 10.5 12.9 11.35 1.06NTG0x 15.9 16.8 16.225 0.395NTG0x 2.4 2.4 2.4 0NTG0x 10.1 11.8 11.025 0.741NTG0x 24.8 30.1 27.175 2.282NTG0x 3.4 3.6 3.5 0.141NTG0x 13.3 16.4 14.575 1.307NTG0x 11.1 12.9 12 0.804NTG0x 13.8 20.6 16.875 3.108NTG0x 30.8 40.9 36.9 4.321NTG0x 23 24 23.4 0.432NTG0x 12.3 20.3 15.65 3.515NTG0x 12.9 14.5 13.7 1.131NTG0x 0.1 0.3 0.225 0.096NTG0x 17.6 20.8 19.9 1.538NTG0x 4.4 4.4 4.4 0NTG0x 17.5 20.5 18.85 1.24NTG0x 11.2 13.3 12.45 0.896NTG0x 15.9 17.2 16.475 0.562NTG0x 15.8 18.1 16.7 0.99NTG0x 6.2 9.6 7.975 1.678

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Exporttool 1 – KiScript

• Statistikbericht Parameter Period

BG [µg/l]sa

mpl

ed

< BG

>= B

G

<= 1

0000

.000

[µg/

l]

> 10

000.

000-

2500

0.00

0 [µ

g/l]

> 25

000.

000

[µg/

l]

Min

[µg/

l]

Max

[µg/

l]

Mitt

elw

ert [

µg/l]

Med

ian

[µg/

l]

Perz

entil

1 [µ

g/l]

Perz

entil

2 [µ

g/l]

Stan

dard

abw

eich

ung

[µg/

l]

NO3 2002 100.000-2000.00 450 4 446 172 186 88 0 85000.07 15491.268 13299.511 1545.001 13299.511 11792.777NO3 2003 100.000-2000.00 446 4 442 164 190 88 0 70000.06 15994.004 13350.011 1600.001 13350.011 11798.498NO3 2004 100.000-2000.00 458 2 456 165 196 95 0 68000.06 16530.583 14138.612 1691.346 14138.612 12131.058NO3 2005 100.000-2000.00 526 9 517 217 193 107 0 74000.06 15007.79 12150.01 1193.101 12150.01 12226.823NO3 2006 100.000-2000.00 469 4 465 157 189 119 0 90262.58 17704.07 15500.013 1397.081 15500.013 13624.502NO3 2007 100.000-2000.00 482 3 479 178 190 111 0 88000.07 16482.822 14500.012 1400.001 14500.012 12685.008NO3 2008 100.000-2000.00 526 11 515 231 191 93 0 87000.07 14360.425 11876.21 1000.001 11876.21 11891.322NO3 2009 100.000-2000.00 532 12 520 231 197 92 0 88000.07 14248.815 11000.009 1100.001 11000.009 11881.251NO3 2010 100.000-2000.00 532 8 524 231 204 89 0 89000.08 14334.5 11504.86 1100.001 11504.86 11823.95NO3 2011 100.000-2000.00 531 11 520 244 185 91 0 90000.08 14048.072 11000.009 1291.901 11000.009 12116.983

Anzahl Messstellen Substanz

Bezogen auf Maximalwert pro Messstelle

13 WQM I | WISKI-Schweiz Nutzerkonferenz 2014 Stephanie Zimmermann, BAFU

Exporttool 2 - Statistikassistent

• Analog KiScript minus wichtige Optionen wie z.Bsp: - Rohdatenexport nach Labor getrennt - Replikate exportieren/in Statistik mit einbeziehen - Statistik zusammenfassen, wenn Messstelle aufgehoben und durch andere

ersetzt wurde - Benutzerunfreundlich – viele Mausklicks, schlechte Performance

aber plus + Auswahl über Globalfilter + Einheiten können geändert werden + Statistik Parameter wählbar zwischen min, max, Mittelwert + insgesamt flexibler aufgebaut + soll Anforderungen der WTO-Ausschreibung abdecken (3 weitere Typen) + wird weiterentwickelt

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Exporttool 2 - Statistikassistent

• Entwicklung 3 weiterer Typen (Qualitätskontrolle): - Typ 4: Statistik gefiltert nach diversen Metadaten, z. Bsp.

Bodennutzung, Geologie, GW-Leitertyp, Labor

58 58

80

60

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Mes

sste

llen

1 1 3 8 5 7 6 4 2

35

0

20

40

60

80

100

120

140

160M

esss

telle

n

n.n.> BG

Konzentration

Desphenyl-Chloridazon Metolachlor-OXA

Weiterentwicklung Plausibilitätsprüfung?

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Exporttool 2 - Statistikassistent

• Entwicklung 3 weiterer Typen (Qualitätskontrolle): - Typ 5: Laborvergleiche (Beprobung desselben Wassers, Analytik von

versch. Labors)

DateSample 1 Sample 2 RPD [%] Sample 3 RPD [%]

15.04.2008 0.117 0.159 -15.2 0.025 64.817.04.2008 0.02 <0.01 33.3 <0.01 33.324.04.2008 0.015 <0.01 20.0 <0.01 20.0

06.05.2008 0.033 0.027 10.0 <0.01 53.513.05.2008 <0.01 <0.01 NA <0.01 NA20.05.2008 <0.01 <0.01 NA <0.01 NA

Atrazin-desethyl [µg/l]

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2

RWB

[ug/

L]

LV [ug/L]

Desethyl-Atrazin

Mai 10

Nov 10

Mai 11

Nov 11

Mai 12

Nov 12

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Exporttool 2 - Statistikassistent

• Entwicklung 3 weiterer Typen (Qualitätskontrolle): - Typ 6: Langfristige Entwicklung von Labor, Methoden, Bestimmungsgrenzen

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Berichtsdesigner • Weiterentwicklungen

• Übersichtliche Darstellung von Rohdaten pro Messstelle • von allen nachgewiesenen Substanzen • einer Auswahl an Parameter- oder gruppen (fürs Internet)

• Übersichtlicher Export aller Stammdaten(-berichte)

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

Konz

entr

atio

n [µ

g/l]

Pflanzenschutzmittel(dargestellt ist die Substanz mit der höchsten Konzentration in der Grundwasserprobe)

PSM

nicht nachgewiesen

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Berichtsdesigner Übersichtlicher Export aller Stammdaten

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Visionen „State of the Art“ Datenbank für chemische Daten

Qualitätssicherung = Selbstverständlichkeit Datenbank ≠ Datenfriedhof (Daten allein sind wertlos) Datenbank = Dienstleistung/Zwischenstation

= Basis um Daten „in Wert zu setzen“ = analysieren,

interpretieren, kommunizieren um produktiv und effizient arbeiten zu können

Support Kisters – innovatives, proaktives Engagement, Input und Gegeninitiative (Chemikalien) Personelle Ressourcen der Kunden so wenig wie möglich

beanspruchen