Hochwasserprognosesystem für kleine Mittelgebirgseinzugsgebiete

Einführung

Mittwochnachmittag auf einer kleinen Brücke mitten im Aachener Stadtteil Kornelimünster. Der nordrhein-westfälische Umweltminister Oliver Krischer (Grüne) beugt sich weit über das Brückengeländer. Einige Meter unter ihm fließt die Inde, ein kleiner Fluss. Krischer deutet auf eine Apparatur, die an der Seite des Stegs befestigt ist. Unter der Brücke hängt ein Solarpanel, daneben ist ein schwarzes Gerät befestigt, das an ein Walkie-Talkie erinnert. Die Konstruktion, die sich der Minister hier vom Wasserverband Eifel-Rur (WVER) zeigen lässt und die den Abstand zwischen Brücke und Wasser misst, sieht filigran und unscheinbar aus, soll aber dazu beitragen, die schlimmsten Auswirkungen künftiger Hochwasser zu verhindern.

Projektdetails

Die Apparatur an der Brücke gehört zu einem vom WVER initiierten Projekt, das den Namen Hochwasser- und Überflutungsprognosesystem für kleine Mittelgebirgseinzugsgebiete trägt. Das Gerät gehört zu einem Netz von derzeit mehr als 80 Sensoren, die entlang verschiedener Gewässer im Gebiet des Wasserverbands verteilt sind. Gemeinsam mit der Universität Duisburg-Essen, der kommunalen Regio IT, der RWTH Aachen sowie dem Forschungszentrum Jülich versucht der Wasserverband, für seinen Einzugsbereich ein modernes Frühwarnsystem für Hochwasserereignisse zu etablieren, auf dessen Daten die Katastrophenschutzbehörden zugreifen können. Zum Einsatz kommt dabei auch künstliche Intelligenz (KI).

Erweiterung des pegelnetzes

INFO: 26 neue Meldepegel bis Jahresende. Pegel Das Land Nordrhein-Westfalen baut das eigene Pegelnetz aus, mit dem Wasserstände überwacht werden. Insgesamt sollen bis Jahresende 26 Hochwassermeldepegel installiert und an das Netz des Landesumweltamts (Lanuk) angeschlossen werden, teilt das Umweltministerium mit. Daten Jeder der Pegel arbeite mit zwei unabhängigen Messmethoden, heißt es weiter. Die Daten würden über getrennte Netze an das Lanuk übermittelt und dort rund um die Uhr ausgewertet werden.

Fehlende informationen

„Ein eklatanter Mangel an Informationen“ Für Hochwasserschutz fehlen Flächen – „Enteignen will ja am Ende niemand“ Vier Jahre nach der Flut NRW hat aus der Ahrflut zu wenig gelernt Hochwasser-Katastrophe 2021 Wer an diesem Herbstnachmittag auf die Inde blickt, wie sie gemächlich dahinfließt, das Wasser klar und flach, wird kaum erahnen, welche Massen in der Nacht der Hochwasserkatastrophe im Juli 2021 durch das Flussbett rauschten, wie der Pegel einen ungekannten Höchststand erreichte, weit über die Marke von zwei Metern, wie der Fluss über die Ufer trat und den Stadtteil überflutete. Es waren vor allem kleinere Gewässer wie die Inde und die Vicht, die beim Hochwasser 2021 eine wichtige Rolle spielten – worauf Behörden und Wasserverband aber nicht genügend vorbereitet waren. Zwar gibt es für Einzugsgebiete großer Flüsse wie dem Rhein Prognosesysteme, anderswo aber oft nicht. „Wir hatten einen eklatanten Mangel an Informationen“, erinnert Joachim Reichert, Vorstand des WVER, an die Flutnacht. Es habe zu wenig Pegelmessstände gegeben, einige Pegel seien durch die Wassermassen zerstört worden. „Und da, wo die Musik gespielt hat, da gab es gar keine Messungen“, sagt Reichert. „Insbesondere die Katastrophendienste und wir selber wussten nicht, was uns erwartet.“

Lehren aus der katastrophe

Nach den Überschwemmungen habe sich der Wasserverband entschieden, das Verbandsgebiet „mit einem Netz von Sensoren zu überziehen“, so Reichert. Die batterie- und solarbetriebenen Apparate sollen in Echtzeit Daten über die Entwicklung des Wasserstands entlang der Inde, der Vicht und an ihren Nebenläufen liefern, so soll der Anstieg von Pegelständen Stunden im Voraus besser erkannt werden. Hinzu kommen Niederschlagsdaten von Radarstationen sowie Informationen zur Bodenfeuchte. All diese Daten werden mittels KI verarbeitet – und diese soll künftig innerhalb weniger Sekunden eine Hochwasserprognose für das Einzugsgebiet des WVER ausspucken. Mit den bisherigen Methoden, betonen die Verantwortlichen, hätten solche Berechnungen bislang mehrere Tage in Anspruch genommen.

Ki und katastrophenschutz

„Quantensprung“ für den Katastrophenschutz Derzeit wird die KI mit einem digitalen Zwilling des Einzugsgebietes, Daten vergangener Ereignisse und Simulationen möglicher Flutereignisse trainiert. Künftig soll sich mit den Berechnungen auch präzise zeigen lassen, welche Gebiete überschwemmt werden könnten und evakuiert werden müssten. Für den Katastrophenschutz könnte dies ein „Quantensprung“ sein, sagt Reichert. Das Land NRW fördert das Projekt mit 1,3 Millionen Euro. Bei Erfolg soll es auf das gesamte WVER-Gebiet ausgeweitet werden – und vielleicht auch an anderen Orten Schule machen.