Hochwasservorhersage für NRW auf Basis von Delft-FEWS
Analyse Hochwasser Juli 2021 am Steinbach und Dammbruchmodellierung
13.12.2022
Schulungen Halbjahr 1/2023 und E-Learning
14.12.2022
In Duisburg haben das NRW-Umweltministerium und das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz (LANUV) im Mai 2022 den Testbetrieb eines modellbasierten Hochwasservorhersage-Systems auf Basis von Delft-FEWS gestartet.
In der Pressemitteilung des Ministeriums vom 5.5.2022 heißt es: „Ein hydrologisches Modell zur Hochwasservorhersage wird die Behörden und die Menschen in Nordrhein-Westfalen künftig früher und besser auf drohende Überflutungen und Hochwasserrisiken vorbereiten.“ Es soll Prognosen für 23 Hochwassermeldepegel an zunächst folgenden 14 Gewässern in Nordrhein-Westfalen liefern: Berkel, Dinkel, Emmer, Ems, Erft, Inde, Issel, Lenne, Lippe, Nethe, Ruhr, Rur, Sieg und Werre.
Die Einführung und stetige Verbesserung von Hochwasservorhersagesystemen sind zentrale Punkte der Aufarbeitung der Hochwasserkatastrophe im Juli 2021 sowie des im Januar 2022 vorgelegten 10-Punkte-Arbeitsplans „Hochwasserschutz in Zeiten des Klimawandels“ des Umweltministeriums NRW.
„Wir benötigen verlässliche Tools, um so gut es geht vorhersagen zu können, wann und wo Hochwasser droht. Ziel ist es, die Daten und Bewertungen der Meteorologie und der Hydrologie bestmöglich zusammenzuführen. Was am Rhein bereits Standard ist, soll künftig auch an kleineren Flüssen möglich werden“, betonte Staatssekretär Dr. Heinrich Bottermann bei der Vorstellung des Tools in Duisburg im Mai 2022.
„Unser Ziel als Landesregierung ist es, durch verlässliche Prognosen das Frühwarnsystem zu verbessen, damit die zuständigen Behörden die Lageentwickung bestmöglich einschätzen und von Hochwasser Betroffene sich und ihr Hab und Gut in Sicherheit bringen können. Der Testbetrieb des pegelbasierten Vorhersagesystems ist ein Baustein auf dem Weg, dieses Ziel zu erreichen. Jede gewonnene Minute kann helfen, Leben zu retten.“
„Im Falle eines Hochwassers werden diese Informationen nach kurzfristiger fachlicher Überprüfung über die Bezirksregierungen dem Katastrophenschutz zur Verfügung gestellt. Nach Validierung der Ergebnisse im Testbetrieb sollen die Vorhersagen auch der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden“, skizzierte die LANUV-Präsidentin Dr. Sibylle Pawlowski.
Hydrotec unterstützt bei Implementierung und Betrieb
Hydrotec unterstützt das LANUV bei der Implementierung und beim Testbetrieb des Delft-FEWS Vorhersagesystems. Unser Projekt-Team leistet für das Client-Server-System des LANUV regelmäßige Support- und Wartungsarbeiten und beseitigt etwaige auftretende Störungen. Mittelfristig soll das Testsystem in Zusammenarbeit mit dem LANUV in ein operatives Produktivsystem für die Hochwasservorhersage in NRW überführt werden.
Seit dem Start der modellbasierten Hochwasservorhersage im Mai 2022 werden die zusätzlich gewonnenen Daten fester Bestandteil des hydrologischen Informationssystems für die zuständigen Bezirksregierungen.
Datenbasis der modellgestützten Vorhersagen
Um das Ziel des Landesamtes erreichen zu können, benötigen die Vorhersagemodelle Datensätze in ausreichender Qualität und Verfügbarkeit. Dazu bezieht das Vorhersagesystem verschiedene Messungen aus Wetterstationen und Niederschlagsradar sowie Vorhersagen aus Nowcasting und numerischen Wettermodellen des Deutschen Wetterdienstes. Insbesondere werden Ensemble-Vorhersagen genutzt, mit denen die Unsicherheit von meteorologischen Prognosen adäquat in den Modellen des LANUV abbildbar ist.
Delft-FEWS integriert diese meteorologischen Datensätze über die systeminterne Datenbank vollautomatisch und bereitet sie für die Vorhersage auf. Es übergibt die Daten automatisiert an das hydrologische Modell LARSIM, stößt die Rechenläufe an, übernimmt die Ergebnisse und stellt diese als Pegelganglinien im Dashboard dar.
Durch die Automatisierung kann sich das Vorhersageteam beim LANUV auf den wichtigen Teil ihrer Arbeiten fokussieren: die Validierung und Interpretation der Modellergebnisse und die Erkennung von Hochwassersituationen.
Delft-FEWS – erprobt und weltweit im Einsatz
Mit Delft-FEWS hat sich das LANUV für eine international erprobte und weltweit im Einsatz befindliche Vorhersageplattform entschieden.
Dies zeigt auch das 18. Internationale Delft-FEWS Anwendertreffen, das im November 2022 (endlich) wieder in Präsenz in Delft stattfand und Anwender aus Ländern rund um den Globus zusammenführte.
Unser Delft-FEWS- Team bei Hydrotec nahm an diesem Event teil, um sich über technische Neuerungen zu informieren und erhielt Inspiration durch die vielfältigen vorgestellten Anwendungsbeispiele und den persönlichen Austausch mit Entwicklern und Anwendern.
Dr.-Ing. Oliver Buchholz, Dipl.-Ing. Simone Patzke, Hendrik Burkamp M. Sc.