Verbundprojekt PuwaSTAR - Pumpwerkswarnung für Starkregen und Hochwasser im urbanen Raum; Teilvorhaben: Demonstrator für die KI-basierte operationelle 2D-Überflutungsvorhersage unter Berücksichtigung von Pumpenausfallszenarien in der Fördermaßnahme: Anwender - Innovativ: Forschung für die zivile Sicherheit II

Abstract

Das Verbundvorhaben PuwaSTAR zielte darauf ab, ein KI-basiertes Vorhersagesystem für Überflutungsflächen und -tiefen für das Pilot-Pumpwerk Dorsten-Hammbach und sein Poldergebiet zu entwickeln, um die operative Einsatzunterstützung im Hochwasserfall zu verbessern. Kernstück der Lösung war die Entwicklung eines KI-Modells (entwickelt vom Verbundpartner Forschungsinstitut Wasser und Umwelt, Universität Siegen), welches zeitaufwändige hydraulische Modellierungen durch Echtzeitsimulationen ersetzen kann. Dieses Modell wurde in das bestehende operationelle Hochwasservorhersagesystem (Delft-FEWS) des Verbundpartners Lippeverband (LV) integriert. Das System berücksichtigt neben Niederschlags- und Abflussprognosen auch den aktuellen Betriebszustand und potenzielle Ausfallszenarien des Pumpwerks Dorsten-Hammbach. Bei Überschreitung festgelegter Grenzwerte werden alle sechs Stunden automatisierte 2D-Überflutungsvorhersagen für 24 Stunden generiert, die dazu dienen, frühzeitig zielgerichtete Warnungen aussprechen zu können und Maßnahmen zur Gefahrenabwehr zu initiieren. Durch Abstimmungen mit Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (Feuerwehr, Technisches Hilfswerk) wurde sichergestellt, dass die Ergebnisse praxisrelevant nutzbar sind. Die Erfahrungen aus diesem Projekt sollen auf weitere Gebiete ausgeweitet werden.