„Hochwasser- und Überflutungs-Prognose-System für kleine Mittelgebirgseinzugsgebiete“

Das verheerende Extremhochwasser im Sommer 2021 hat gezeigt, dass Informationen über das Verhalten von den kleineren Gewässern, die bei der Überschwemmungskatastrophe eine wesentliche Rolle gespielt haben, fehlen. Für das Pilotprojekt wurden Einzugsgebiete der kleinen Mittelgebirgsflüsse Inde und Vicht ausgewählt, die besonders schwer von der Hochwasserkatastrophe 2021 betroffen waren.

Ziel des Projekts ist es, das landesweite Hochwasserinformationssystem durch ein räumlich und zeitlich präzisiertes Hochwasservorhersagesystem zu ergänzen. Dazu wird ein dichtes Sensornetzwerk aus Wasserstands-, Niederschlags-, und Bodenfeuchtedaten inklusive einer geeigneten Qualitätssicherung kostengünstiger Sensoren aufgebaut. Dieses dient als Grundlage, um in hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung eine präzise, auf künstlicher Intelligenz basierte Vorhersage zu generieren.

Das Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft der Universität Duisburg-Essen (UDE) konzentriert sich im Projekt auf die Mitwirkung bei der erfolgreichen Datenakquise sowie auf die Qualitätssicherung der Wasserstandsdaten als essenzieller Bestandteil der KI-Studie. Weitere Informationen zum Pilotprojekt können insbesondere bei den Projektpartnern Wasserverband Eifel-Rur (WVER) sowie dem Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft der RWTH Aachen (IWW) eingesehen werden.

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Hochwasser im Ahrtal 2021, (Quelle: WDR, abgerufen am 03.05.2024)
​​Durch das BMBF-Projekt KIWaSuS baute das Institut zuletzt Expertise im Bereich der Entwicklung automatisierter Methoden zur Qualitätssicherung von Sensordaten auf. Im Bereich der Datenakquise mittels kostengünstiger Sensoren kann das Institut auf langjährige Erfahrung zurückgreifen, unter anderem durch ein Projekt zur Gewässerüberwachung.

Die einfache Funktionsweise kostengünstiger Sensoren führt grundsätzlich zu Einbußen hinsichtlich unterschiedlicher Ebenen der Datenqualität. Die im Projekt KIWaSuS entwickelten KI-basierten Methoden zur Qualitätssicherung von Sensordaten werden auf die in HÜProS verbaute kostengünstige Gewässersensorik übertragen. Ziel ist es, qualitätsgesicherte Daten in Echtzeit für die weiteren Projektschritte bereitzustellen. Dies umfasst die Überwachung des Sensorstatus sowie die Erfassung, Analyse und Bewertung der qualitätsgesicherten Sensordaten. Zusätzlich wird der potenzielle Mehrwert kostengünstiger Sensoren hoher Dichte, auch bekannt als Schwarmsensorik, für weitere wasserwirtschaftliche Anwendungen beurteilt.

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