Urbane Überflutungen

Eine gefährliche Überraschung

In den vergangenen Jahren ist es in Hannover immer wieder zu Überflutungen durch Starkregenereignisse gekommen, die zum Teil erhebliche Schäden verursacht haben.

Nach Klimaprognosen ist in Zukunft mit häufigeren und intensiveren Starkregenereignissen zu rechenen. In Städten führen diese zu einer Überlastung des Kanalsystems, so dass Wasser u. a. in Straßen und auf Plätzen aufstaut. Solche Ereignisse können zu hohen Schäden an Gebäuden und Infrastruktur führen. Auch ein erhöhter Eintrag von Mischwasser in die Flüsse und damit eine Verschlechterung der Gewässerqualität schadet zusätzlich der Umwelt.

Da pluviale (Urban-) Flutereignisse durch sehr kurzfristigen und lokal intensiven Niederschlag entstehen, ist eine Langzeitvorhersage kaum möglich. Langfristige Schutzmaßnahmen, wie für fluviale (Fluss-) Hochwasser, sind nur bedingt geeignet, um Schäden zu vermeiden, da sie sich auf exponierte Orte beziehen. Pluviale Überflutungen können jederzeit und an jedem Ort auftreten. Eine effiziente Kurzfristvorhersage während solcher Ereignisse ist daher umso wichtiger.

Problemlösung durch KI

Innovative Überflutungsvorhersage

Es sind in den letzten Jahren viele Anstrengungen unternommen worden, um Vorhersagesysteme für pluviale Sturzflutereignisse für Stadtgebiete zu entwickeln. Solche Systeme basieren auf Modellen, welche Niederschlag und Wasserströme im urbanen Raum prognostizieren.
Die große Herausforderung hierbei besteht in der kurzen Zeitspanne zwischen der Entstehung der Niederschlagsereignisse und der tatsächlichen Überflutung. Daher werden verstärkt Modellierungsmethoden getestet, die schnelle Ergebnisse ermöglichen, dafür jedoch weniger Details erfassen. Obwohl verschiedene Ansätze in der wissenschaftlichen Literatur diskutiert werden, sind solche Systeme noch wenig umgesetzt worden.

In einem vorangegangenen Forschungsprojekt wurde bereits ein Vorhersagemodell entwickelt, bei dem die Überflutungsvorhersage durch ein künstliches neuronales Netz-Modell (KNN) getroffen wird. Dieses wird mit Modellergebnissen eines physikalisch basierten Modells trainiert und ermöglicht anschließend sehr schnelle Vorhersagen von maximalen Überflutungshöhen u. a. auf Straßen und Plätzen.

Funktionsweise

Ein Blick in das Vorhersagemodell

Ziel des FURBAS Projekts ist es, ein Vorhersagemodell für die gesamte Stadt Hannover zu entwickeln und zur Anwendung zu bringen. Damit können kommunale Institutionen, wie z.B. Feuerwehreinsatzkräfte, Verkehrsleitung oder Abwasserbetriebe in ihrer Arbeit unterstützt werden.

Ein wichtiger Aspekt dabei ist die Visualisierung von Ergebnissen und eine hohen Aktualisierungsgeschwindigkeit, um eine frühzeitige Kommunikation zu ermöglichen.

Projektpartner

Eine Kooperation

Institut für technisch-wissenschaftliche Hydrologie GmbH

Leibniz Universität Hannover, Institut für Strömungsmechanik und Umweltphysik im Bauwesen

Landeshauptstadt Hannover,
Stadtentwässerung Hannover

Institut für technisch-wissenschaftliche Hydrologie GmbH

Leibniz Universität Hannover, Institut für Strömungsmechanik und Umweltphysik im Bauwesen

Landeshauptstadt Hannover,
Stadtentwässerung Hannover

Projektförderung

Gefördert durch

Förderkennzeichen: 67DAS224A
Im Förderprogramm "Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel"
Förderschwerpunkt 3 "Kommunale Leuchtturmvorhaben sowie Aufbau von
lokalen und regionalen Kooperationen"