Vorhersage mit Delft-FEWS

Vorhersagen für die Wasserwirtschaft mit dem Vorhersagesystem Delft-FEWS

„Prognosen sind schwierig, besonders wenn sie die Zukunft betreffen.“ Dieses Bonmot, das u. a. Karl Valentin und Winston Churchill zugeschrieben wird, kennzeichnet in prägnanter Form die Herausforderung, der sich Hydrotec stellt, seitdem wir uns mit Vorhersagen für die Wasserwirtschaft beschäftigen

Dies tun wir seit über 20 Jahren. In den Anfängen entwickelten wir erfolgreich eine Softwarelösung auf der Basis von NASIM. Die Notwendigkeit, unsere Ressourcen und die unserer Kunden effizient einzusetzen und in einem hochspezialisierten, sehr anspruchsvollen Markt konkurrenzfähig zu sein, hat uns vor gut zehn Jahren die Entscheidung treffen lassen, Plattformen mit dem Vorhersagesystem Delft-FEWS (Flood Early Warning System) aufzubauen. Wir implementieren kundenspezifische Vorhersagesysteme für ein großes Spektrum von Fragestellungen, betreuen sie im Rahmen der Wartung und entwickeln sie nach neuen technischen und fachlichen Anforderungen weiter.

Ansprechperson: Dr.-Ing. Oliver Buchholz

Delft-FEWS – das Vorhersagesystem

Delft-FEWS von Deltares aus den Niederlanden hat eine große internationale Nutzergemeinschaft, die in einem hohen Maße zur Weiterentwicklung der Software beiträgt. Die Nutzer profitieren so von einem stetigen Funktionszuwachs der ansonsten lizenzkostenfreien Software. Das Vorhersagesystem Delft-FEWS setzt das geniale Konzept um, die Daten von den Modellen zu trennen. Der modulare Aufbau von Delft-FEWS ermöglicht es, vorhandene Modellanwendungen unterschiedlicher Softwareprodukte einzubinden, sodass die Hydrologen mit den ihnen bekannten Modellen weiterarbeiten können. Neue Radar-Datenprodukte, Ensemble-Vorhersagen, neue Datenformate können unabhängig von den Modellen importiert und prozessiert werden, sodass flexibel auf die Entwicklungen in der Meteorologie reagiert werden kann. Einmal eingebunden, sind sie in allen Systemen nutzbar.

Auch die beste Software nimmt den Anwendern nicht den verantwortungsvollen Umgang mit den Modellen und eine sorgfältige Interpretation der Ergebnisse ab, die – so die Natur der Sache – mit Unsicherheiten behaftet sind. Eine fachlich fundierte Auswertung ist erforderlich, um belastbare Prognosen veröffentlichen zu können. Hier unterstützen wir unsere Kunden, indem wir Systeme erstellen, bei denen der Kunde die für ihn wesentlichen Daten im Blick hat und wir für die Lauffähigkeit sorgen.

Vorhersagesysteme für viele Bereiche der Wasserwirtschaft

Hydrotec hat erfolgreich wasserwirtschaftliche Vorhersagesysteme auf Basis von Delft-FEWS mit unterschiedlichen Zielsetzungen implementiert, u. a.:

• Plattform zur Abflussvorhersage für einen Zusammenschluss von fünf Wasserverbänden in NRW
• Abflussvorhersagesystem PROVIS des österreichischen Energieerzeugers VERBUND zur Speichersteuerung für Laufkraftwerke
• System zur Niedrigwasservorhersage für via donau (Österreich) zur Unterstützung der Binnenschifffahrt
• Tidevorhersagesystem für die Nordsee im Auftrag des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) in Hamburg
• operationelles Zuflussvorhersagesystem für die Landestalsperrenverwaltung (LTV) des Freistaates Sachsen
• Zuflussassistenzsystem für Trinkwassergewinnung im Auftrag der Gelsenwasser AG für die Vorhersage von Stofftransport und Unterstützung der Wassermengenwirtschaft

Offene Softwarearchitektur und hohe Skalierbarkeit

Die offene Softwarearchitektur von Delft-FEWS hat es ermöglicht, dass bereits über 100 unterschiedliche Modelle weltweit aus den Bereichen Hydrologie, Gewässerhydraulik, 2D-Küstenmodelle, Gütemodelle etc. koppelbar sind. Unser N-A-Modell NASIM gehört ebenfalls dazu und ist in mehreren Systemen erfolgreich im Einsatz.

Eine weitere herausragende Eigenschaft von Delft- FEWS ist seine hohe Skalierbarkeit. Es eignet sich gleichermaßen für einzelne, kleine Einzugsgebiete oder Kommunen wie für überregionale Gewässersysteme und landes- oder kontinentweite Systeme. Deltares hat z. B. Vorhersagesysteme für die Niederlande und die Schweiz entwickelt und realisiert aktuell ein komplexes nationales System, das die ganze USA abdeckt.

Mobile App über PI Web Service integrierbar

Der PI Web Service als Datendrehscheibe ermöglicht den Datenaustausch zwischen dem Vorhersagesystem Delft-FEWS und zusätzlichen externen Anwendungen. So können bestehende Vorhersagesysteme flexibel durch zusätzliche Funktionalitäten ergänzt werden, die auf Desktop-Rechnern oder auf mobilen Geräten nutzbar sind.

Hydrotec hat z. B. auf Basis des PI Web Service den Vorhersage Web-Viewer als mobile Web-Anwendung für die Verbund Trading GmbH entwickelt. Die Applikation bietet schnell und unkompliziert eine strukturierte Übersicht der Workflows aus Delft-FEWS. Die Mitarbeitenden können die Vorhersagedaten sowohl im Browser als auch mit mobilen Endgeräten aufrufen – unabhängig von Zeit und Standort. Die anwendungsfreundliche mobile Lösung stellt alle wichtigen Informationen grafisch gut aufbereitet auf einen Blick zur Verfügung.

OpenArchive – nahtlos angebundenes Datenarchiv

Die performante Datenarchivierung ist von jeher eine wichtige wasserwirtschaftliche Aufgabe. Deltares hat dazu das OpenArchive als ein dateibasiertes Datenarchiv entwickelt. Mit OpenArchive lassen sich Prognosedaten, die durch mehrere Zeitvektoren gekennzeichnet sind und unstrukturierte Daten wie Textberichte, Kommunikationsprotokolle, Modellzustände, Datenbank-Snaps usw. speichern, sehr einfach finden und reaktivieren.

Wird das OpenArchive über den Delft-FEWS PI Web Service angebunden, entsteht eine nahtlose Integration: Werden Daten vom Delft-FEWS-System angefordert, ruft der Datenspeicher die Daten automatisch aus dem OpenArchive ab, wenn diese im Vorhersagesystem selbst nicht mehr aktiv sind.

Für die Landestalsperrenverwaltung Sachsen (LTV Sachsen) realisierte Hydrotec die Archivierung mit OpenArchive, um besondere Ereignisse wie Hochwasser oder Dürreperioden in vordefinierten Datensätzen zu archivieren. So kann man Hochwasser- oder Niedrigwasserereignisse im Nachgang analysieren.

Für die Verbund Trading GmbH sind in OpenArchive für eine Verweildauer von 20 Jahren ca. 6.600 Messwert- und Prognosedatensätze zu speichern. Das Archivierungsvolumen beträgt ca. 4 TB pro Jahr.