Hochwasservorhersage auf Basis von Delft-FEWS

Die Hochwasserereignisse der letzten Jahre machen deutlich, dass ingenieurtechnische Bauwerke wie Deiche oder Dämme bei Überschreitung der Bemessungsgrenzen oder Versagen keinen vollständigen Schutz vor Hochwasserschäden bieten. Die Methoden zur Beobachtung relevanter Umweltdaten wie Niederschläge und Abflüsse haben die Vorhersagbarkeit der Wasserstände stark verbessert. Softwaregestützte Hochwasservorhersagesysteme tragen dazu bei, wertvolle Zeit zu gewinnen, um Maßnahmen wie die Evakuierung gefährdeter Anwohner oder die gezielte Flutung von Speichern zu treffen. Die Folgen eines Hochwasserereignisses lassen sich damit wesentlich abmildern.

Delft-FEWS in Kürze

Das niederländische Institut Deltares (Delft) hat die modular aufgebaute Software Delft-FEWS (Flood Early Warning System) entwickelt. Mit Delft-FEWS erhält der Nutzer eine individuell konfigurierbare Software, die den Abruf, die Integration und die Bearbeitung großer Datenmengen ermöglicht. Vorhandene hydrologische und hydraulische Modelle sowie bestehende Datenübertragungssysteme können in Delft-FEWS eingebunden werden.

Delft-FEWS ist plattformunabhängig und unterstützt unterschiedliche Datenbanken. Es kann als Stand-Alone- oder als Client-Server-System betrieben werden. Delft-FEWS bietet Funktionen zur Datenverarbeitung, Werkzeuge zur Prognoseerstellung, Szenarienrechnung, Datenvisualisierung und die Möglichkeit der Berichtserstellung im HTML-Format. Das Hochwasservorhersagesystem kommt weltweit zum Einsatz, beispielsweise für die Flüsse Mekong, Rhein und Po sowie als regionale Systeme in den Niederlanden, den USA und in England/Wales.

Kopplung von NASIM und Delft-FEWS

Hydrotec entwickelte im vergangenen Jahr einen Software-Adapter für die Kopplung von NASIM an Delft-FEWS. Delft-FEWS importiert aktuelle und vorhergesagte DWD-Wetter- und -Radardaten sowie die Pegelstände des Einzugsgebietes. Der Software-Adapter bereitet diese Daten für die Simulationsrechnung mit NASIM auf und initiiert einen Simulationslauf.

Die Delft-FEWS Oberfläche ermöglicht die Visualisierung von Radardaten.

FEWS übernimmt die von NASIM prognostizierten Abflüsse, berechnet daraus Wasserstände und gibt sie über die grafische Nutzeroberfläche und als Report aus.  Die Anwender können die Ein- und Ausgangsdaten darstellen, vergleichen und mithilfe integrierter Berechnungen Fehler korrigieren. Abweichungen zwischen berechneten und gemessenen Daten sind so auf einen Blick erkennbar. Die Modellgüte wird mithilfe verschiedener Parameter dargestellt.

Hochwasserwarnungen rechtzeitig und präzise

Mit dem Hochwasserfrühwarnsystem Delft-FEWS und dem integrierten hydrologischen NASIM-Modell können zukünftige Hochwasserverläufe und Wasserstände an den Hochwassermeldepegeln für verschiedene Vorwarnzeiträume simuliert, gespeichert und grafisch dargestellt werden. Die Anwender sind damit in der Lage, Warnungen vor Hochwasserereignissen rechtzeitig und präzise herausgeben zu können. Delft-FEWS verwaltet unterschiedliche Systemzustände des hydrologischen Modells, sodass eine tägliche Modellprüfung und -anpassung an aktuelle Abflussbedingungen im Gebiet möglich ist. Die konfigurierten Workflows zur kontinuierlichen Abflussprognose lassen sich zusätzlich anhand von What-if-Szenarien modifizieren.

Erste erfolgreiche Projekte

Deltares und Hydrotec arbeiten seit zwei Jahren zusammen. Im Rahmen von Projekten an der Stepenitz (Brandenburg) und der oberen Lippe (NRW) wurde das mit NASIM gekoppelte FEWS erfolgreich angewendet. Weitere Projekte mit verschiedenen Wasserverbänden sind in Bearbeitung. Aktuell konfigurieren wir im Auftrag eines großen europäischen Anbieters von Energie aus Wasserkraft ein System, mit dem sich anhand von Wasserstandsprognosen Steuerungsstrategien für eine optimale Energieerzeugung festlegen lassen.

Toon Segeren (li.), Director Binnengewässersysteme, Deltares und Dr. Hartmut Sacher (re.), Geschäftsführer Hydrotec, unterzeichnen die Lizenz-Vereinbarung.

Lizenz-Vereinbarung für Vertrieb von Delft-FEWS

Die Kopplung von Delft-FEWS mit unserem N-A-Modell NASIM ermöglicht viele praxisrelevante Anwendungen. Deltares und Hydrotec unterzeichneten deshalb im September 2010 eine Lizenz-Vereinbarung, die die weitere Zusammenarbeit langfristig sichert und für eine effektive Bearbeitung der gemeinsamen Projekte sorgt. Hydrotec verfügt damit als erstes Unternehmen in Deutschland über die Vertriebsrechte für Delft-FEWS-Lizenzen.

Dr. Ing. Oliver Buchholz, Dr. Ing. Hartmut Sacher