Die Online-Plattform „SaferPlaces“ soll auch kleineren Kommunen in Zukunft die Möglichkeit geben, Hochwassergefahren einzuschätzen und schon bei der Stadtplanung Vorsorge zu treffen. Quelle: U. Herrmann
Die Online-Plattform „SaferPlaces“ soll auch kleineren Kommunen in Zukunft die Möglichkeit geben, Hochwassergefahren einzuschätzen und schon bei der Stadtplanung Vorsorge zu treffen. Quelle: U. Herrmann

Bautenschutz

21. July 2021 | Teilen auf:

Eine Plattform für die Hochwasservorsorge

Mit der neuen Plattform „SaferPlaces“ lassen sich – basierend auf Open-Data und Berechnungen in der Cloud – Flut- und Überschwemmungsgefahren abbilden und die Effekte von Schutz- und Vorsorgemaßnahmen abschätzen. Auf diese Weise können verschiedenste Szenarien bereits während der Planung von Maßnahmen durchgespielt und diskutiert werden.

Die aktuelle Flutkatastrophe macht es erneut deutlich: Mit dem fortschreitenden Klimawandel nehmen extreme Wetterereignisse zu und machen die Überflutungs- und Hochwasservorsorge in vielen Regionen Europas zu einer Daueraufgabe. In den dicht besiedelten Städten und Gemeinden ist das Schadenspotenzial besonders hoch. „SaferPlaces“, ein neuer Webservice zur Überflutungsvorsorge, soll Städte und Gemeinden künftig dabei unterstützen, gefährdete Bereiche zu identifizieren sowie Schutz- und Vorsorgemaßnahmen systematisch und effizient zu planen, etwa an Gebäuden, Deichen oder durch Schaffung von Versickerungsflächen. Das interaktive Online-Tool wird im Rahmen der EU-Initiative Climate-KIC, einer Wissens- und Innovationsgemeinschaft (KIC – Knowledge and Innovation Community), die daran arbeitet, den Übergang zu einer kohlenstofffreien, klimaresistenten Gesellschaft zu beschleunigen, unter der Leitung des Consulting-Unternehmens GECOSistema und unter Mitwirkung des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ Potsdam entwickelt. Neben dem GFZ sind noch drei weitere Forschungseinrichtungen beteiligt sowie drei Unternehmen und die Pilot-Städte Köln, Rimini (Italien) und Pamplona (Spanien). „SaferPlaces“ ist bereits als Prototyp abrufbar. Es stützt sich auf offene Daten und basiert auf neuen klimatischen, hydrologischen und hydraulischen, topografischen und ökonomischen Modellierungstechniken.

Durch die Plattform funktioniert das System schnell und unkompliziert

„Das Besondere an unserem System ist der Plattformgedanke“, sagt Kai Schröter, der das Projekt am GFZ leitet. „Die Auswirkungen von Maßnahmen lassen sich auf unserer Plattform unmittelbar berechnen und darstellen, von der Ausbreitung des Wassers bis hin zu den entstehenden Schäden. Entsprechende Szenarien können so beispielsweise von den multi-disziplinären Teams direkt in Planungssitzungen durchgespielt und diskutiert werden.“ In Köln haben bereits Anwenderworkshops stattgefunden mit den Stadtentwässerungsbetrieben, Hochwasserschutzbehörden und Versicherern. Damit das schnell und unkompliziert funktioniert, finden alle Berechnungen in der Webcloud statt: Man benötigt keine extra Software sondern nur einen Browser, über den sie die verfügbaren Daten eingeben. „Damit wollen wir explizit auch kleinere Städte und Gemeinden ansprechen und unser Werkzeug in vielen Ländern und Städten nutzbar machen“, betont Schröter.

Allgemein verfügbare Datensätze bilden die Basis

Die Berechnungen basieren auf Open Data, also auf allgemein verfügbaren Datensätzen wie flächendeckende Geländehöhen, Wasserständen von Flüssen und Meer, Regenmengen und deren Häufigkeit, Durchflussmengen in Flüssen sowie den kurz- wie langfristigen Prognosen, die es bereits für die nächsten zwei bis drei Jahrzehnte hierfür gibt. Dazu kommen Informationen über die Landschafts- und Infrastruktur der jeweiligen Regionen.

Zunächst lassen sich so die Gefahren abbilden: Wo entstehen die größten Schäden? Wohin breitet sich das Wasser aus, wenn Starkregen fällt, Flüsse über die Ufer treten oder der Meeresspiegel steigt? Welche Gebäude und Infrastrukturen werden wie stark betroffen? Mit welchen Schäden ist zu rechnen? Auf dieser Basis können dann Maßnahmen geplant werden. Sie reichen von Umbauten an bestehenden Gebäuden wie erhöhte Zugangsschwellen und abgedichtete Kellerfenster und -zugänge über neue oder verbesserte Deiche und Hochwasserschutzschilde bis hin zur Schaffung von Versickerungsflächen wie tiefliegenden Parks und Grünflächen, die notfalls wochenlang überflutet bleiben können.

Bewusst vereinfachte Berechnungsansätze verfolgt

Damit die Auswirkungen der Maßnahmen auf der Plattform direkt durchgespielt werden können, haben die Forschenden – im Gegensatz zu bestehenden Softwarelösungen und Modellierungssystemen – hier bewusst vereinfachte Berechnungsansätze verfolgt. Um den Rechenaufwand gering zu halten, mussten sie Algrorithmen entwickeln, die möglichst wenig Rechenkapazität benötigen.

Während andere Projektpartner die Überflutungsflächen unter Berücksichtigung der natürlichen Gegebenheiten wie der Topographie, also der Form der Landschaft modelliert haben, stand im Fokus der GFZ-Forschung die Schadenmodellierung an den Gebäuden. Hierfür wurden zusätzlich Informationen über die Art der Flächennutzung, Gebäudetypen wie Einfamilienhaus oder Gewerbe, aber auch über die sozioökonomischen Eigenschaften der Einwohnerschaft wie deren Einkommensniveau berücksichtigt. „Da wir probabilistische Modelle nutzen, können wir auch die Unsicherheit beschreiben, die mit den Vorhersagen verbunden ist“, betont Schröter.

Die erste Phase des Projektes ist im Juli zu Ende gegangen. „Die drei ursprünglichen Pilotanwendungen laufen und sind schon ziemlich weit ausgereift, auch hinsichtlich der Nutzerfreudlichkeit“, resümiert Schröter. Mittlerweile sind mit Fuenlabrada und Coslada (Spanien), Mailand und Ceriva (Italien), sowie Byronbay (Australien) weitere Fallstudien hinzugekommen. Auch eine globale Anwendung für die Überflutungsberechnung ist inzwischen verfügbar. Künftig soll eine kommerzielle Nutzung etabliert werden, beispielsweise über den Erwerb von Lizenzen. Weitere Informationen finden Sie auf der Projektwebsite, den Prototyp des Web-Service, optimiert für Chrome beziehungsweise Chromium Browser, hier.