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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Pro
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(Pum
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Ele
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Lei
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gkei
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Was
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erst
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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?
15 WQM I | WISKI-Schweiz Nutzerkonferenz 2014 Stephanie Zimmermann, BAFU
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
16 WQM I | WISKI-Schweiz Nutzerkonferenz 2014 Stephanie Zimmermann, BAFU
Exporttool 2 - Statistikassistent
• Entwicklung 3 weiterer Typen (Qualitätskontrolle): - Typ 6: Langfristige Entwicklung von Labor, Methoden, Bestimmungsgrenzen
17 WQM I | WISKI-Schweiz Nutzerkonferenz 2014 Stephanie Zimmermann, BAFU
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
19 WQM I | WISKI-Schweiz Nutzerkonferenz 2014 Stephanie Zimmermann, BAFU
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