Hyd³Flow Kopplung hydrologischer, hydro-numerischer und hydro-informatischer Modellierungssysteme für eine verbesserte Hochwasservorhersage

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1 KOMPETENZ IN SACHEN REGENWASSER INGENIEURGESELLSCHAFT PROF. DR. SIEKER MBH Hyd³Flow Kopplung hydrologischer, hydro-numerischer und hydro-informatischer Modellierungssysteme für eine verbesserte Hochwasservorhersage 25. Berliner Wasserwerkstatt zum Thema Technologietransfer im Bereich Wasser und Umwelt Dr. Heiko Sieker, Ing.-ges. Prof. Dr. Sieker mbh Carsten Lange, Prof. Dr. Reinhard Hinkelmann, TU Berlin Dr.-Ing. Frank Sellerhoff, smile consult GmbH, Hannover

2 Projektpartner TU Berlin, FG Wasserwirtschaft und Hydrosystemmodellierung smile consult GmbH, Hannover Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker mbh Hoppegarten b. Berlin

3 ZIM-Programm ZIM: Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand Förderprogramm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie Fördermodule Einzelprojekte (ZIM-SOLO) Netzwerkprojekte (ZIM-NEMO) Kooperationsprojekte (ZIM-KOOP) Kooperationsprojekte Zwischen KMU (Kleine und mittlere Unternehmen) KMU mit Forschungseinrichtungen

4 ZIM-KOOP Anforderungen an Projekte Innovative Produkte, Verfahren oder Dienstleistungen Wettbewerbsfähigkeit wird nachhaltig erhöht Aber: technologisches Risiko Fördersätze KMU (25-)50% max Forschungseinrichtungen (90-)100% max Anträge bis (KMU bis 250 Mitarbeiter) Vorab: Projektskizze beim Projektträger (AiF) vorstellen Antragsformulare + Anlagen & Nachweise Entwurf der Kooperationsvereinbarung Weitere Infos unter:

5 Projektansatz Besondere Problematik von Hochwasserereignisse an kleineren, urbanen Fließgewässern Beispiele Prenzlau (2007) Dortmund (2008) Berlin (2006)

6 Prenzlau Starkregen in Prenzlau ca. 130 mm in 2 Stunden Große Schäden durch lokale Überflutungen 2. Ereignis 5 Wochen später Nur 55 mm in 1 Stunde

7 Extremereignis am 26. Juli mm in 4 h 119 mm in 1 h (Quelle: meteomedia) Dortmund

8 Berlin Lokales Gewitter am 25. August 2006 in Berlin-Tegel Niederschlagsmenge: 127 mm in 2 Stunden Folgen: Flughafentunnel lief voll Flughafen gesperrt Ausnahmezustand mit 195 Feuerwehreinsätzen

9 Projektansatz Besondere Problematik von Hochwasserereignisse an kleineren, urbanen Fließgewässern Beispiele Prenzlau (2007) Dortmund (2008) Berlin (2006) Charakteristika Kurze Dauerstufen Hohe Schadenspotenziale Wechselwirkungen mit Kanalnetz/Grabensysteme Kanalisation Nebengewässer Projektansatz: Verbesserte Vorhersage - in der Planung und Online - Sturzfluten/ Flash Floods Große Flüsse Minuten Stunden Tage Wochen Zeit

10 Folie 10 Hyd³Flow Flow-Konzept

11 Beispiel Baden-Baden

12 Vorhersagezeiten am Beispiel Baden-Baden Niederschlagsprognose Abflussprognose Niederschlagsbeginn HW-Pegel Dormattstr. Abflussspitze Klosterplatz Abflussspitze Stadion 4:45 h 30 min -2:00-1:45 0:00 2:30 3:00 4:00

13 STORM-Modell Modell

14 N-A-Modell: Landnutzung

15 N-A-Modell: Bodendaten

16 N-A-Modell: Abflusskonzentration Digitales Geländemodell

17 Detailmodell Mischsystem

18 Ungleichmäß äßige Überregnung

19 N-A-Modell: Kalibrierung Pegelmessung Modellergebnis

20 Virtuelle Regenschreiber Dienst angeboten von HST in Koop. mit Meteomedia Basierend auf Niederschlags-Radar und Pluviometern Stellt deutschlandweit Prognosedaten zur Verfügung (z.b. 2h mit Δt=5 min)

21 Ablaufschema Automatische Prüfung auf neue Daten z.b. alle 5 Minuten Abruf der neuen Daten Niederschlagsdatenserver HS3 Meteomedia/HST (FTP-Server) Mit Niederschlagsprognose (2h/72h) Interface zur Steuerung der Simulationssoftware Start der Simulation Bei neuen Daten oder Zeitgesteuert z.b. jede Std. Regendaten STORM- Control STORM Simulationmodell STORM (IPS) mit Systemdatei Baden-Baden Automatische Speicherung relevanter Ergebnisse (z.b. Wasserstände, max. Abflüsse) via Internet Abflussdatenserver (PostGre) Abflussdatenbank html Frontend für Datenbank oder

22 Folie 21 HS3 Heiko Sieker;

23 Frontend

24 Folie 23 Hyd³Flow Flow-Konzept

25 SOS-Schnittstelle Schnittstelle OGC: Open Gis Consortium Actual 345 Mitglieder Darunter z.b. ESRI, Intergraph, Microsoft,... Entwickeln Standard-Schnittstellen (keine Software!) für GIS-Services im Internet Neuerdings auch Schnittstellen für Sensordienste Sensoren Messdaten (Wasserstand, Abfluss, Temperatur, Akku,...) Virtuelle Sensoren (Output von Simulationsmodellen) Vorteile des Sensorweb-Ansatzes: Offene Umgebung Browser-basiert: Hyd³Flow: Nutzung keine Viewer-Software der SOS-Schnittstelle erforderlich für die Modellkopplung

26 Folie 25 Hyd³Flow Flow-Konzept

27 Hydrodynamisches Modell

28 Folie 27 Hyd³Flow Flow-Konzept

29 Kanal Gewässer natürliches EZG Auslass RW-Kanal und verdohltes Gewässer Siedlungsgebiet Mischwasser-Sammelkanal MW-Überlauf Oosbach

30 Kanal Oberfläche

31 Folie 30 Hyd³Flow Flow-Konzept

32 Danke für f r Ihre Aufmerksamkeit! Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker mbh