Hochwasservorhersagezentrale. Sachsen-Anhalt

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Swen Franke
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1 Hochwasservorhersagezentrale Sachsen-Anhalt Jena, 15. Mai 2018 Frank Schreiter (LHW)

2 1. Hochwasservorhersagezentrale (HVZ) Sachsen-Anhalt Nach dem Hochwasser 2002: Zentralisierung des HW-Meldedienstes in ST Aufbau der HVZ ST im LHW in Magdeburg

3 1. Hochwasservorhersagezentrale (HVZ) Sachsen-Anhalt HVZ ST 1 Arbeitsplatz 24h-Dienst (5 MA im Schichtdienst) 1 HyvD Rufbereitschaft im HW-Fall Aktivierung weiteren Personals

4 2. Vergleich Sachsen-Anhalt / Thüringen Hochwasserschutz in Deutschland in Verantwortung der Bundesländer unterschiedliche Gegebenheiten, Strukturen, Begriffe Sachsen-Anhalt Hochwasservorhersagezentrale Thüringen Hochwassernachrichtenzentrale 4 Alarmstufen (teilw. Meldegrenze) Meldebeginn und 3 Alarmstufen AS1 Meldebeginn Meldebeginn AS2 Kontrolldienst AS1 AS3 Wachdienst AS2 AS4 Hochwasserabwehr AS3 Hochwassermeldungen Hochwasserwarnungen, -informationen, Lageberichte, Alarmstufenmeldungen Hochwassernachrichten Hochwasservorwarnungen, -warnungen, - informationen, -schlussmeldungen

5 2. Vergleich Sachsen-Anhalt / Thüringen gegenseitige Datenbereitstellung, grenzüberschreitender Hochwassermeldedienst zwischen ST und TH auf Basis einer Verwaltungsvereinbarung 3 thüringische Pegel sind in Sachsen-Anhalt Hochwassermeldepegel Oldisleben (Unstrut), Camburg-Stöben (Saale), Gera-Langenberg (Weiße Elster) Herausforderung: unterschiedliche Grenzwerte für Alarmstufen Beispiel: Camburg-Stöben ST Alarmstufe TH 250 cm 1 Meldebeginn 280 cm 290 cm cm 330 cm cm 390 cm cm

6 3. Aufgaben der HVZ Arbeitsgrundlage er HVZ ist die Hochwassermeldeordnung (HWMO) Weiterleiten der von Dritten herausgegebenen Hochwasserstandsmeldungen und Hochwasserinformationen Herausgeben und Verteilen von Hochwasserwarnungen Herausgeben und Verteilen von Hochwasserinformationen Herausgeben und Verteilen von Hochwasservorhersagen Ausrufen und Aufheben von Alarmstufen Die HVZ ist die Informationszentrale für die Hochwasserlage in Sachsen-Anhalt. Die Organisation von daraus abzuleitenden Maßnahmen erfolgt durch die Landkreise, Städte und Gemeinden und Einrichtungen vor Ort.

7 3. Aufgaben der HVZ

8 4. Schema der HVZ Fernmessnetz Talsperrenpegel Pegel Nachbarländer Pegel WSV DWD-Daten Abrufsystem (SODA), FTP, IP-Kommunikation WISKI- Datenbank Informationsmanagementsystem (IMS) Prognosesystem (KALYPSO) Hochwasservorhersagezentrale (HVZ) FTP-Ablagen (WSA, Länder) Videotext Internet/Intranet Verteiler laut HWMO ( , Fax) Bürgertelefon, SMS, sonstige

9 5. IT-Infrastruktur der HVZ Hardware HP-Bladesystem mit 10 Servern (je 16 Kerne, je 128 GB RAM) HP-3PAR SAN (ca. 9 TB, Raid 5) Energieversorgung über Notstromversorgung abgesichert (USV + Generator) Virtualisierung aller Applikations-Server mit VMWare Hardwareausfälle automatisiert durch Neustart der Applikations-Server auf anderer Hardware kompensiert automatische Lastverteilung LHW und damit die HVZ ist vollständig ins Landesdatennetz ST integriert Landesdatennetz ist BSI-zertifiziert

10 5. IT-Infrastruktur der HVZ

11 5. IT-Infrastruktur der HVZ 2013 bis 2017 Konsolidierung HVZ Grundkonzept der bisherigen HVZ hat sich bewährt und wurde deswegen fortgeführt Ziel: Optimierung und Verbesserung der vorhanden HVZ Anpassung an technische und organisatorische Neuerungen IST-Analyse des alten HVZ-Systems durch ext. Sicherheitsbeauftragten des LHW auf Basis des BSI-Grundschutzhandbuchs SOLL-Konzept für die konsolidierte HVZ wurde erstellt und war Teil des Erneuerungsauftrages funktionale Tests, wie Anwendung eines Rollensystems, Backup & Restore, Tests der Redundanzsysteme, wurden im Zug der Abnahme durchgeführt Sicherheitstests (Penetration, DOS-Attacken, usw.) nicht separat durchgeführt, aber durch zertifiziertes Landesnetz sichergestellt Zertifizierungen nach BSI für eigene Systeme derzeit nicht angestrebt

12 6. Messnetz und Daten LHW betreibt ca. 260 Pegel für Oberflächengewässer, davon 102 als Fernmesspegel ausgebaut Datenübertragung derzeit per Abruf über Telefonnetz, zukünftig IP basiert im Push-Betrieb LHW erhält darüber hinaus per Fernübertragung etwa 150 Pegeldaten anderer Betreiber (WSV - 68, TSB - 20, TH - 35, SN - 16, BB - 3, CZ - 10) Datenübertragung je nach Angebot des Betreibers (sftp, HTTPs) 57 Pegel sind Hochwassermeldepegel (ST - 37, TH - 3, SN - 4, WSV - 13) LHW betreibt 10 eigene Ombrometer und erhält vom DWD die Werte von weiteren 210 Stationen (ST, TH, SN, BB, BY, CZ) Datenübertragung via sftp

13 6. Messnetz und Daten Istzustand Fernmessnetz: LHW betreibt derzeit 102 Fernmesspegel Ausrüstung vieler Pegel in den Jahren 1995/1996 Stationsausrüstung einheitlich von Firma Ott in verschiedenen Gerätegenerationen Datenübertragung via Modemabruf über analoges Telefonnetz Hochwasserereignisse 2002 bis 2006 und Alter der Anlagen führten ab etwa 2008 zu ersten Planungen einer Erneuerung bis Ende 2012 Erarbeitung eines Konzeptes und von Ausschreibungsunterlagen Aber: Notwendigkeit der Verschiebung bis zum Abschluss der Modernisierung der HVZ 2017 Ausschreibung, 2018/2019 Realisierung

14 6. Messnetz und Daten Ziele der Modernisierung: Umstellung auf IP-Technik für den Transport der Pegeldaten zur HVZ schnellere Übertragung der Messwerte hochwasserrelevante Pegel werden basierend auf den LAWA- Handlungsempfehlungen vollredundant ausgestattet Geberredundanz doppelte Messwerterfassung Redundanz der Datenspeicherung 2 Datenlogger Redundanz der Datenfernübertragung 2 Übertragungswege Datenaktualisierung 1 h Push-Betrieb (Messwertübertragung alle 15 Minuten) Redundanz der Energieversorgung z.b. Brennstoffzelle Sicherheit der Pegelmesstechnik bis HW 200 z.b. Installation in 1 m Höhe verschlüsselte Kommunikation zwischen Datenloggern und Messnetzzentralen und weiter zum LHW

15 6. Messnetz und Daten Umfang der Modernisierung: 56 hochwasserrelevante Fernmesspegel von der Messwerterfassung bis zur Datenübertragung Messgrößen: Wasserstand (redundant), Wassertemperatur, Lufttemperatur, teilweise Leitfähigkeit Anbindung vorhandener Durchflussmessanlagen und Niederschlagsmesser, Vorbereitung Multiparametersonde 23 Grundwassermessstellen Ausrüstung mit Datenlogger und Datenfernübertragung Zentraler Messwertansager Empfangszentralen Oberflächen- und Grundwasser

16 7. Öffentlichkeitsplattform altes Internetangebot lief auf Servern / VMs im ehemaligen Landesrechenzentrum die Ausstattung der Systeme war skalierbar und es gab lastabhängige Anpassungen, z.b. beim Hochwasser 2013 neues Internetangebot ist ins Landesportal von Sachsen-Anhalt integriert wird von der Staatskanzlei und einer Drittfirma zentral betrieben läuft in der Microsoft Azure Cloud LHW liefert die Anwendung und lädt zyklisch aktuelle Daten in die Cloud höhere Sicherheit und Flexibilität durch den Betrieb in der Cloud und durch Spezialisten für dieses Produkt Nutzungsanalyse ist zukünftig möglich

17 7. Öffentlichkeitsplattform

18 8. Hochwasservorhersage Elbevorhersage Verwaltungsvereinbarung zur Wasserstands-und HW-Vorhersage Elbe-Saale-Havel (Bund, BB, HH, MV, NI, SH, SN, ST) 23 Elbepegel (Schöna bis Torgau durch SN, Wittenberg bis Geesthacht durch ST) 3 Saalepegel (Halle-Trotha, Bernburg, Calbe UP) 1 Havelpegel (Havelberg Stadt) Normal- und Niedrigwasser Verantwortung beim WSA Magdeburg Hochwasser Verantwortung bei HVZ Sachsen-Anhalt bzw. bei LHWZ Sachsen für sächsische Elbepegel

19 8. Hochwasservorhersage Elbevorhersage Berechnung der Vorhersage 1 mal am Tag Datenbasis: Werte von 7 Uhr Berechnung selbst ab etwa 9 Uhr (durch Bereitstellungsdauer für 7-Uhr- Werte bedingt) Veröffentlichung bis etwa 11 Uhr im Hochwasserfall erfolgt Berechnung 2 mal am Tag häufigere Berechnung nicht notwendig/sinnvoll, da sich die Datenbasis auch nicht schneller ändert, z.b. Wettervorhersagen

20 8. Hochwasservorhersage

21 8. Hochwasservorherage

22 8. Hochwasservorhersage

23 8. Hochwasservorhersage Interne Vorhersage für weitere 33 Pegel z.b. Bode, Ilse, Selke, Saale, Unstrut, Wipper, Weiße Elster neben der eigentlichen Hochwasservorhersage für diese Flüsse auch für die Elbemodellierung als Abbild des Einzugsgebiets der Elbe in Sachsen- Anhalt notwendig zukünftig auch Veröffentlichung geplant Was soll der Hochwassermelde- und Vorhersagedienst leisten?

24 8. Hochwasservorhersage ständige Beobachtung HW-Warnung HW-Vorhersage Ausrufen von Alarmstufen HW-Standsmeldungen ständige Info über HW-Verlauf effiziente Gestaltung der Meldewege optimale Nutzung der Zeit zwischen Erkennen des anlaufenden HW- Ereignisses und dem Erreichen kritischer Wasserstände vermeidet Schäden

25 9. LHP Länderübergreifendes Hochwasserportal

26 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!

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