Frühwarnsysteme im Kampf gegen Flutkatastrophe

Dicht­es Net­zw­erk zur Prog­nose von Starkre­gen kann schützen 
Wie ver­heerend die Fol­gen von Starkre­gen sein kön­nen, hat im ver­gan­genen Som­mer die Flut­wasserkatas­tro­phe im Ahrtal in Rhein­land-Pfalz gezeigt. Auch Nord­deutsch­land und Däne­mark sind trotz unter­schiedlich­er Gelän­detopolo­gie von Starkre­gen und daraus resul­tieren­den Über­schwem­mungen bedro­ht. Aktuelle Analy­sen zeigen, dass schon jet­zt das Wet­ter­phänomen ver­mehrt auftritt, ins­beson­dere in den Som­mer­monat­en. Wie sich die Auswirkun­gen des Kli­mawan­dels und der dadurch zunehmenden Extremwet­ter­la­gen bess­er vorher­sagen und Lösun­gen entwick­eln lassen, das unter­suchen Wissenschaftler*innen zusam­men mit Unternehmen im Rah­men des von der Europäis­chen Union geförderten deutsch-dänis­chen Inter­reg-Pro­jek­ts Neptun. 
„Auch in Regio­nen, die im Gegen­satz zum Ahrtal weniger gefährdet sind, wie Schleswig-Hol­stein, über­fordert Starkre­gen oft die Kanal­i­sa­tio­nen und kann zu Über­schwem­mungen führen. Wir möcht­en dafür prak­tik­able Lösun­gen entwick­eln, die für jeden Ort anwend­bar sind.“ sagt Dr. Agnes Sachse, Geowis­senschaf­terin im Nep­tun-Pro­jekt und am Kom­pe­tenzzen­trum Geo-Energie der Chris­t­ian-Albrechts-Uni­ver­sität zu Kiel. Lokale und regionale Vorher­sage­mod­elle etwa, die zusam­men mit lan­desweit­en Messsys­te­men ein dicht­es Net­zw­erk zur Prog­nose von Starkre­gen­fällen bilden, seien ein wichtiger Ansatz zum Schutz der Bevölkerung, so Sachse und ihr Kol­lege Dr. Dirk Schäfer. 
Sys­tem warnt vor Über­schwem­mungen und leit­et Schutz­maß­nah­men ein
Die Wis­senschaftler Dr. Alexan­der Schaum und Hen­ry Bau­mann vom Lehrstuhl für Automa­tisierungs- und Regelung­stech­nik der Tech­nis­chen Fakultät der Cau arbeit­en im Rah­men von Nep­tun und zusam­men mit der Aal­borg Uni­ver­sitet sowie deutschen und dänis­chen Inge­nieur­büros an einem solchen lokalen Früh­warn­sys­tem für Starkre­gen in Flens­burg. Immer wieder kommt es hier zu Über­schwem­mungen, weil die Kanal­i­sa­tion mit der Auf­nahme der Wasser­men­gen bei Starkre­gen über­lastet ist. 
Das Früh­warn­sys­tem berech­net mith­il­fe von Radar­d­at­en die zu erwartenden Nieder­schlags­men­gen, gle­icht sie mit den Pegel­stän­den der Kanal­i­sa­tion ab und schätzt anhand eines soge­nan­nten hydro­dy­namis­chen Fließ­mod­ells, wo sich in der Stadt über­mäßig Wass­er ansam­meln kön­nte – und wo die Kanal­i­sa­tion zu über­las­ten dro­ht. Das Sys­tem sendet daraufhin ein Warnsignal aus. Doch das Pro­gramm warnt nicht nur, es kön­nte in Zukun­ft auch Schutz­maß­nah­men ein­leit­en. „Wird es an das Prozessleit­sys­tem der Kanal­i­sa­tion angeschlossen, kann es automa­tisch dessen Zu- und Abläufe ans­teuern“, erläutert Bau­mann. „Das Regen­wass­er kön­nte so zurück­ge­hal­ten oder zum Beispiel auf Über­flu­tungs­flächen umgeleit­et wer­den, um Über­schwem­mungen im Innen­stadt­bere­ich zu vermeiden.“
Aktuell arbeit­et das Team an einem Pro­to­typ, um das Früh­warn­sys­tem und die automa­tis­che Steuerung der Regenkanal­i­sa­tion auch für andere Städte und Gemein­den nutzbar zu machen. „Unser neuar­tiges Sys­tem simuliert die Fließwege des Wassers inner­halb ein­er Ortschaft laufend alle fünf Minuten“, so Bau­mann. Dadurch seien die Vorher­sagen der Wasser­ansamm­lun­gen noch ver­lässlich­er. „Wir set­zen dafür eine Open Source Soft­ware ein. So lässt sich das Fließ­mod­ell rel­a­tiv kostengün­stig für jeden Ort anfer­ti­gen und das Früh­warn­sys­tem auch auf andere Regio­nen über­tra­gen.“ Unter­stützt wird das Team dabei von einem inter­na­tionalen Fir­men-Net­zw­erk beste­hend aus: hydro&meteo (Lübeck), Vescon Aqua (Flens­burg), LNH Water (Kopen­hagen), Kjar­tan Ravn Con­sult (Kold­ing) und Ben­jamin Ref­s­gaards Con­sult (Kold­ing).
Über das Neptun-Pro­jekt
Nep­tun ist ein Inter­reg-Pro­jekt, das Uni­ver­sitäten, kleine und mit­tlere Unternehmen sowie Kom­munen in der dänisch-deutschen Gren­zre­gion durch Part­ner­schaften, Wis­sensaus­tausch und Inno­va­tion­sko­op­er­a­tio­nen miteinan­der verbindet. Ziel ist es, Inno­va­tions- und Wach­s­tumspoten­ziale im Wass­er- und Abwassersek­tor sowie bei der Kli­maan­pas­sung freizusetzen.