Künstliche Intelligenz

Wupperverband baut Messstellen für den Hochwasserschutz aus

Dr. Andreas Groß (l.) von der Berger-Gruppe baut mit Kollegen einen Pegeldrucksensor nahe dem Firmengebäude in der Kohlfurth auf. Er gilt als kreativer Kopf des Projekts.
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Dr. Andreas Groß (l.) von der Berger-Gruppe baut mit Kollegen einen Pegeldrucksensor nahe dem Firmengebäude in der Kohlfurth auf. Er gilt als kreativer Kopf des Projekts.

Präzisere Daten zu den Pegelständen in Gewässern sollen den Hochwasserschutz verbessern.

Von Kristin Dowe

Solingen. Ein frühzeitiges Warnsystem bei kritischen Pegelständen der Wupper stellt ein wichtiges Element im Hochwasserschutzkonzept des Wupperverbands dar, das dieser in Zusammenarbeit mit verschiedenen Fachbereichen wie Talsperrenbetrieb und -steuerung für das Sommerhalbjahr 2022 aufgestellt hat. „Rund 20 der vorhandenen Niederschlagsstationen und rund 15 der vorhandenen Pegelmessstellen werden sukzessive zu Online-Stationen erweitert“, erklärt Verbandssprecherin Susanne Fischer. So werde durch mehrere Verbindungswege die Messung und Übertragung der Daten auch dann sichergestellt, wenn ein Übertragungsweg ausfalle. Die Zahl der Pegelmessstellen wolle der Verband von derzeit 56 um weitere 40 erweitern.

Eine wichtige Rolle bei den Plänen spielen die Meldepegel: Konkret seien die Pegel Krebsöge an der Wupper-Talsperre, Loosenau an der Großen Dhünn-Talsperre und Reinhagenbever an der Bever-Talsperre bereits zu automatisierten Meldepegeln umgerüstet worden, teilt der Wasserwirtschaftsverband weiter mit. Sobald diese Talsperren erhöhte Mengen an Wasser abgeben, würde diese Information automatisch an die Feuerwehren im Verbandsgebiet unterhalb der Talsperren per Mail mitgeteilt.

Sensoren mit künstlicher Intelligenz sollen Pegelstände vorhersagen

Weiter voran gehe es auch beim Ausbau eines Warnsystems durch digitale Sensoren, das der Wupperverband gemeinsam mit den Kommunen im Bergischen Städtedreieck Solingen, Wuppertal und Remscheid, der Bergischen Industrie- und Handelskammer (IHK), der Bergischen Universität Wuppertal sowie der Berger Gruppe in der Kohlfurth auf den Weg bringen will. Im Rahmen des „Forschungsprojekts zum Hochwasser-Warnsystem 4.0“, wie das Vorhaben überschrieben ist, wurden laut Wupperverband bereits 14 Sensoren zur Messung von Wupperständen installiert, weitere 16 sollen folgen.

Hochwasserschutz: Es gibt in Solingen noch viele Hürden

„So können erste Erfahrungen gesammelt werden“, resümiert Susanne Fischer. Am 1. Juli habe der Verband das Projekt durch die Bergische Universität eingereicht und warte nun auf grünes Licht von unabhängigen Gutachtern. „Wenn dies positiv ausfällt, können wir kurzfristig starten.“

Die Menschen müssen keine Angst vor künstlicher Intelligenz haben.

Dr. Andreas Groß, Geschäftsführer bei der Berger Gruppe und Entwickler der Sensorentechnik

Die beteiligten Partner setzen große Hoffnung in das Projekt, das als Konsequenz aus der verheerenden Flutkatastrophe am 14. Juli 2021 entstand und im September erstmals der Öffentlichkeit vorgestellt wurde. Das Ziel besteht darin, mit Hilfe von künstlicher Intelligenz Pegelstände der Wupper und ihrer Nebenflüsse früher und präziser vorherzusagen.

Dabei sollen die unter Brücken installierten Sensoren Informationen zu Pegelständen, Lufttemperatur und zu erwartenden Regenmengen liefern. Die Sensoren sind mit dem Internet verbunden und darüber hinaus digital untereinander vernetzt. Tritt an einer Messstelle ein kritischer Pegelstand ein, soll durch die „Kommunikation“ der Sensoren untereinander künftig schneller prognostiziert werden können, wann dieser auch an einer anderen Stelle erreicht sein wird.

Maßgeblich entwickelt hat die Technologie Dr. Andreas Groß, Geschäftsführer der Heinz Berger Maschinenfabrik (Berger Gruppe). Das Wuppertaler Unternehmen in der Kohlfurth an der Stadtgrenze zu Solingen war im Sommer 2021 stark von der Flutkatastrophe betroffen. „Wir verfügen in unserer Firma über einen Server, über den sämtliche Daten der beteiligten Einrichtungen gesammelt werden“, erklärt Groß.

Anhand dieser Angaben sei eine sogenannte „Zeitreihenvorhersage“ möglich, also die Vorherbestimmung eines Pegelstandes an einem bestimmten Ort zu einem bestimmten Zeitpunkt. Eine Zukunftstechnologie, bei der es noch Hemmschwellen gebe, meint der Entwickler. „Die Menschen müssen keine Angst vor künstlicher Intelligenz haben.“ Das Projekt sei ein gutes Beispiel dafür, was diese in Zukunft unter anderem für den Hochwasserschutz leisten könne.

Talsperren sind aktuell nur zu 70 Prozent gefüllt

Ein weiterer Ansatzpunkt für den Wupperverband, um gegen Starkregenereignisse besser gewappnet zu sein, ist die Schaffung von zusätzlichem Retentionsraum. Konkret werde „,mehr Stauraum für Niederschläge in den Talsperren am Oberlauf der Wupper“ freigehalten. In der Wupper-Talsperre bedeute dies einen Retentionsraum von mindestens 2,5 Millionen Kubikmetern für das gesamte Sommerhalbjahr, an Bever- und Neye-Talsperre blieben jeweils eine Million Kubikmeter Stauraum frei.

Somit seien die Talsperren im Frühjahr nur so weit gefüllt worden, dass diese festgelegten Räume noch freiblieben. Im Zuge der anhaltenden Trockenheit sei der Stauinhalt der Talsperren weiter gesunken – mit mehr als 7 Millionen Kubikmeter freiem Stauraum sei die Wupper-Talsperre etwa aktuell zu rund 70 Prozent gefüllt, macht Susanne Fischer deutlich. „Wir geben zurzeit deutlich mehr Wasser aus der Talsperre ab als ihr zufließt, um am Referenzpegel Kluserbrücke in Wuppertal die Mindestwasserführung zu gewährleisten.“

Passend dazu: Wupperinsel wird 2024 umgestaltet

Hintergrund

Finanzierung: Für das Forschungsprojekt zu der Messtechnologie mit Hilfe von Sensoren hatte die Bergische Universität bereits eine Anschubfinanzierung geleistet. Zusätzlich sollen für das Vorhaben nun Drittmittel für die weitere Forschung eingeworben werden.

Standpunkt von Kristin Dowe: Keine Zeit zu verlieren

kristin.dowe@solinger-tageblatt.de

Wie wichtig es für den Hochwasserschutz ist, so früh wie möglich valide Daten zu voraussichtlichen Pegelständen, erwartbaren Regenmengen und mehr zu erhalten, hat die Flutkatastrophe im Juli 2021 uns auf schmerzhafte Weise vor Augen geführt. Damals basierten die vom städtischen Krisenstab eingeleiteten Schutzmaßnahmen auf ungenauen Daten des Deutschen Wetterdienstes, der die gewaltigen Massen an Niederschlag in dieser Tragweite nicht prognostiziert hatte.

Je differenzierter und genauer das verfügbare Datenmaterial ist, desto besser können wir uns in Zukunft vor Starkregenereignissen diesen Ausmaßes schützen. Somit bleibt für das Projekt um die Pegelmessungen mit Hilfe von Sensoren nur zu hoffen, dass schnell und unbürokratisch Fördermittel bewilligt werden. Es ist ein Paradebeispiel dafür, wie künstliche Intelligenz in Zukunft für vielfältige Zwecke sinnvoll genutzt werden kann. Und beim Hochwasserschutz gibt es keine Zeit zu verlieren.

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