Aktuelles in „FloReST“

22.03.2024

Von Jaqueline Hoffmann

Am 6. und 7. März 2024 kamen am Umwelt-Campus der Hochschule Trier in Birkenfeld die Mitglieder des Projektes FloReST zu ihrem zweiten großen Konsortialtreffen zusammen.

Insgesamt 17 Mitgliederder Hochschule Koblenz, der Universität Trier, der Hochschule Trier mit dem Umwelt-Campus Birkenfeld, des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI), des Softwareentwicklers Disy Informationssysteme GmbH sowie der Ingenieurgesellschaft Dr. Siekmann & Partner fanden sich am Umwelt-Campus in Birkenfeld zusammen um die bisherigen Ergebnisse zu präsentieren und über die aktuellen Arbeitsstände zu diskutieren. Das FloReST-Projekt zeichnet sich durch seine Kombination aus naturwissenschaftlich-technischer Forschung und Risikokommunikation aus. Es zielt darauf ab, durch ein innovatives Tool-Set den Zugang und das Verständnis der Bevölkerung für Umweltrisiken zu verbessern und somit präventive Maßnahmen zu fördern.

In Trier wurden nahe einer Ackerfläche in Hanglage Flutungs- und Dotierversuche durchgeführt, die mit Drohnen und Wärmebildkameras begleitet wurden. Durch diese Aufnahmen werden die unterschiedlichen Dynamiken von Fließwegen und -geschwindigkeiten von Wasser aufgezeigt. Diese Erkenntnisse tragen maßgeblich zur Berechnung von Fließquerschnitten und zur Entwicklung von präziseren Simulationsmodellen bei.

Das DFKI setzt derweil Künstliche Intelligenz zur Simulierung von Abflussgeschehen ein. Hierbei wird ein Neuronales Netz mit bereits vorhandenen Abflussdaten trainiert um später Erkenntnisse ortsunabhängig einsetzen zu können. Die Daten lassen sich durch die vorhandene Ortskenntnis im Projekt besonders gut evaluieren und tragen damit einen entscheidenden Teil zum Gelingen einer neuen Simulationsmethode bei.

Der Umwelt-Campus Birkenfeld stellte innovative Kommunikations-Tools vor, die zur Resilienzsteigerung in der Bevölkerung genutzt werden können. Mit einer SmartApp sollen künftig kritische Bereiche in Ortslagen von Bürger*innen identifiziert und gemeldet werden können. Mit Hilfe dieses Tools sollen Kommunen die Möglichkeit bekommen ihre Ressourcen gezielter einsetzen zu können und auf Problemstellen aufmerksam zu werden. Der Einsatz eines Augmented Reality Sandkastens, in dem Gelände modelliert und Abflüsse simuliert werden können, zeigt besonders anschaulich, wie bereits kleine Veränderungen im Gelände und das Aufstellen von Schutzmaßnahmen den Verlauf eines Ereignisses ganz erheblich zum Positiven beeinflussen können. Durch den Einsatz einer Virtual Reality Brille wurde den Mitgliedern selbst veranschaulicht, was ein Hochwasserereignis konkret bedeuten kann und wie schnell sie „nasse Füße“ bekommen würden.

Der abschließende Teil des Treffens widmete sich der Planung der finalen Phasen der Teilprojekte und der strategischen Vorbereitung auf die Kommunikation und Präsentation der Ergebnisse an Stakeholder und betroffene Gemeinschaften. Die bevorstehenden Monate werden im Zeichen der Evaluation und Optimierung der Forschungsergebnisse stehen, wobei erste Präsentationen vor Ort einen entscheidenden Beitrag zur Anpassung der Lösungen an die Bedürfnisse verschiedener Bevölkerungsgruppen leisten werden.

Das Projekt FloReST setzt somit einen neuen Standard in der umwelttechnischen Forschung und Risikokommunikation, mit dem Ziel, nachhaltige und effektive Lösungen zur Bewältigung von Umweltrisiken zu entwickeln und zu implementieren.

Original Artikel [hier]

18.10.2023

Von Gina Stratmann

Notabflusswege sind als Element der wassersensiblen Stadtentwicklung notwendig, um bei Starkregenereignissen die Wassermassen möglichst schadlos durch die urbane Bebauung abzuleiten. Zu diesem Thema fand am 11. Oktober 2023 der Workshop zum ersten Meilenstein im Projekt FloReST statt. Gemeinsam mit VertreterInnen der fünf Pilotkommunen, des Projektbeirats, des Projektträgers Karlsruhe und der übergreifenden Fördermaßnahme „Wasser-Extremereignisse“ wurden erste Ergebnisse und Lösungsansätze aus FloReST zur Ausweisung von Notabflusswegen diskutiert.

Zur Ausweisung von Notabflusswegen werden in FloReST verschiedene, innovative Ansätze verfolgt. Ergebnisse von GIS-basierten Analysen und 2D-hydrodynamischen Modellen auf frei verfügbaren Geodaten zeigen die Notwendigkeit zusätzlicher Vermessungen für eine detaillierte Ausweisung von Notabflusswegen. Über Digitale Geländemodelle mit 1x1 m Auflösung werden lokale, abflussrelevante Strukturen nur ungenügend erfasst. In FloReST wurde daher ein Hybrid-Höhenmodell mit 25cm-Rasterweite durch Kombination vorhandener Geodaten und zusätzlicher Vermessung generiert. Die zusätzliche Vermessung zielt darauf ab in potentiell kritischen Bereichen lokale, abflusslenkende Strukturen zu erfassen. Die Identifizierung dieser Bereiche wird durch einen innovativen Ansatz optimiert: In Starkregengefahrenkarten ausgewiesene Fließwege werden „abgelaufen“ und über eine Videoaufnahme hochaufgelöst erfasst. Anhand des Videos können aufbauend die potentiell kritischen Bereiche identifiziert und vermessen sowie anschließend ein Hybrid-Höhenmodell erstellt werden. Belastungsunabhängige und -abhängige Analysen auf dem Hybrid-Modell lieferten detaillierte Ergebnisse zur Beurteilung der Betroffenheit sozialer und technischer Infrastrukturen. Zur schnelleren Generierung von Überflutungssimulationen wird auf Künstliche Intelligenz gesetzt.

Ein weiterer Ansatz zur Ermittlung von Fließwegen ist der Einsatz von Künstlicher Intelligenz. Klassische Modellierungen zur belastungsabhängigen Ermittlung von Fließwegen sind in der Regel sehr zeitaufwändig. Über Machine Learning Modelle sollen daher schneller verfügbare Überflutungssimulationen generiert werden. Indem verschiedene Geländemodelle als Eingangsdatensatz verwendet werden, soll künftig eine schnelle Vorhersage von Fließwegen auf variierenden Geländeinformationen ermöglicht werden.

Ein Highlight des Workshops stellten die Live-Vorführungen von Flutungsversuchen dar. Über einen experimentellen Ansatz sollen durch Flutungs- und Dotierversuche Notabflusswege ausgewiesen werden. Dazu wird eine gezielte Wassermenge eingeleitet und die oberflächige Fließspur mittels thermaler Markiertechnik über eine Drohne verfolgt. Die Live-Vorführung zeigte die Problematik an dem bereits mehrfach von Starkregen betroffenen Standort und dem derzeit dysfunktionalen Notabflussweg. Die verschiedenen Ansätze zur Ermittlung von Fließwegen in FloReST lassen künftig eine detaillierte, hochaufgelöste Ausweisung von Notabflusswegen und aufbauende Maßnahmenplanung zu.

Eine im Projekt durchgeführte Umfrage zur Risikokommunikation zeigte, dass in den fünf Pilotkommunen viele BürgerInnen nicht wissen, ob es ein Frühwarnsystem oder Hochwasserschutzkonzept in ihrer Heimatgemeinde gibt. Zudem würden viele der Befragten gerne mehr über die Eigenvorsorge vor Hochwasser und Starkregen erfahren. Eine wesentliche Fragestellung lautet daher: Wie kann das Wissensdefizit hinsichtlich Katastrophenvorsorge aufgearbeitet und geschlossen werden?

Beim Workshop wurden zudem die Prototypen einer SmartApp sowie eines GeoDataWarehouse (DWH) vorgeführt. Über die App können abflussrelevante Missstände (z.B. verstopfte Verrohrung) durch BürgerInnen erfasst werden. Die Dokumentation kann unter anderem bei der Umsetzung von Maßnahmen hilfreich sein, um die lokalen Bedingungen für den Starkregenfall zu verbessern. Alle in FloReST erzeugten Daten werden in einem GeoDataWarehouse gesammelt und kommunenspezifisch zur Planungs- und Entscheidungsunterstützung aufbereitet. Im Workshop wurden die Funktionen des DWH demonstriert und mit den Teilnehmenden diskutiert, sodass die spätere Anwendung bedarfsgerecht ausgelegt werden kann. Zum Beispiel könnte über eine kommunenspezifische Darstellung aller relevanten Informationen eine Priorisierung von Maßnahmen (bspw. aus dem Hochwasservorsorgekonzept) vorgenommen werden.

Potentielle Anwendungsfälle der zu entwickelnden SmartTools sowie die Bedarfe der Kommunen wurden anschließend mit allen Teilnehmenden diskutiert. Mit den gewonnenen Erkenntnissen wird das FloReST-Konsortium in die weitere Entwicklung der Lösungsansätze und Optimierung der Arbeiten gehen.

Lesen Sie auch Hochwasservorsorge: Erster Meilenstein im Forschungsvorhaben „Urban Flood Resilience – Smart Tools“ und Workshop zum ersten Meilenstein im Forschungsvorhaben „Urban Flood Resilience – Smart Tools“

27.09.2023

Von Gina Stratmann

Der diesjährige Sommer hat erneut vor Augen geführt wie brisant das Thema Dürre und Hochwasser/Starkregen weltweit ist und dass es Anpassungsmaßnahmen in nahezu allen Regionen der Welt bedarf. Wie künftig in Deutschland auf diese Wasser-Extremereignisse reagiert werden kann, erforschen derzeit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der gesamten Bundesrepublik.

Unter der Förderinitiative Wasser-Extremereignisse (WaX) laufen aktuell zwölf Verbundforschungsvorhaben, die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über eine Laufzeit von drei Jahren gefördert werden. Nach der Hälfte der Förderlaufzeit fand am 20. und 21. September 2023 das gemeinsame Statusseminar der Verbundvorhaben in Potsdam statt.

Über die zwei Tage wurden die aktuellen Arbeitsstände der jeweiligen Projekte präsentiert und diskutiert. Dabei wurden neben vorläufigen Zwischenergebnissen auch Schwierigkeiten und Herausforderungen erörtert. Weiterhin dienten Posterausstellungen und ein gemeinsames Abendessen zum Netzwerken und Austausch zwischen den verschiedenen Projekten.

Die Möglichkeit zum Dialog über projektübergreifende Themenkomplexe boten zudem Workshops zu vier Querschnittsthemen. Neben den Fragestellungen zu Kommunikation und Partizipation und einer erfolgreichen Risikokommunikation wurde auch diskutiert, wie wissenschaftliche Erkenntnisse in die Praxis übertragen werden können, um die Akzeptanz von Maßnahmen zu steigern. Insbesondere das Themenfeld des angepassten Wassermanagements stand für viele Anwesende im Fokus. Dahingehend diskutierten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in einem weiteren Workshop, wie Wasserspeicher künftig effektiv genutzt und weiterentwickelt werden können. Ebenso fand ein Austausch zu den angewandten Modellierungen und Methoden der Informatik zu hydrologischen und hydraulischen Fragestellungen statt. Neben dem Einsatz und den Anwendungsgrenzen der Künstlichen Intelligenz wurde auch die Notwendigkeit klassischer Verfahren der 2D-Modellierung erwähnt.

Eine Übersicht der Projekte und weitere Infos zu den Themenkomplexen (1) Digitale Instrumenten für Monitoring, Analyse, Vorhersage und Kommunikation, (2) Risikomanagement gegensätzlicher hydrologischer Extreme sowie (3) Management urbaner Wasserextreme finden Sie in derTagungsbroschüre [Download] und auf der offiziellen WaX-Webseite [weiterlesen]

05.07.2023

Das Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) hat gemeinsam mit dem Bundesministerium für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen (BMWSB) eine Leitlinie für die Entwicklung resilienter Städte im digitalen Zeitalter entwickelt. Diese Leitlinie ist das Ergebnis der nationalen Dialogplattform Smart Cities, welche sich mit beschleuingtem Wandel und Resilienz beschäftigt hat. Mithilfe von Praxisbeispielen wird zudem ein Einblick in die Bandbreite aktueller Projekte gegeben um die Möglichkeiten und Chancen einer Digitalisierung in verschiedenen Handlungsfehlern aufzuzeigen.

Leitlinie für die Entwicklung resilienter Städte im digitalen Zeitalter [Download]

13.04.2023

Das im Februar 2022 gestartete Verbundforschungsprojekt „Urban Flood Resilience – Smart Tools“ (FloReST) soll Maßnahmen zur Steigerung der Widerstandsfähigkeit gegen solche Starkregenereignisse entwickeln. Kürzlich fand nun an der Hochschule Koblenz ein Verbundtreffen der sechs Partner mit der Präsentation erster Ergebnisse statt... [weiterlesen]

12.12.2022

Am 07. und 08. Dezember 2022 fand das Bonn Symposium, welches jährlich von der Stiftung Entwicklung und Frieden ausgetragen wird, unter dem Motto „Kommunale Lösungen für globale Risiken: Katastrophenvorsorge für nachhaltige Entwicklung“ statt. Das FloReST Projekt war ebenfalls vertreten als ein Praxisbeispiel im Themenblock „Inspirationen aus der Praxis“... [weiterlesen]

Für weitere Informationen lesen Sie auch Rückblick Bonn Symposium 2022

23.09.2022

Der September war ein intensiver Reisemonat für das FloReST Team, denn es gab zahlreiche (Bürger*innen) Veranstaltungen, an denen wir mit unserem Projekt teilhaben wollten, um mit den einzelnen Bürger*innen sowie anderen Stakeholdern in Kontakt zu treten... [weiterlesen]

22.09.2022

Am 22. Und 23. September 2022 fand in der Trierer Europahalle der Kongress des Bund der Ingenieure für Wasserwirtschaft, Abfallwirtschaft und Kulturbau (BWK) statt. Aus ganz Deutschland kamen Vertreter und Mitglieder zusammen, um über aktuelle Themen, insbesondere in Bezug auf Hochwasserschutz zu referieren und diskutieren. Dies nahmen auch einige Unternehmen zum Anlass, sich vorzustellen. FloReST war als Forschungsprojekt mit am Start... [weiterlesen]

19.08.2022

Nach dem ersten offiziellen Kick-Off mit Vertretern der Pilotkommunen im April besuchten jetzt einzelne Partner des FloReST-Verbundteams die Pilotkommunen vor Ort. Vier von fünf Pilotkommunen wurden in den letzten beiden Monaten besucht, die Verbandsgemeinde Mendig steht noch aus. Der Besuch wird im September stattfinden... [weiterlesen]

27.06.2023

Am Samstag, 25.06.2022, öffnete der Umwelt-Campus Birkenfeld seine Pforten für die Öffentlichkeit. Auch das Projekt FloReST war mit am Start und präsentierte sich zusammen mit dem Fachgebiet der Geoinformatik unter der Leitung von Prof. Dr. Fischer-Stabel... [weiterlesen]

11.05.2022

Die Hochschule Koblenz ist Projektpartner des im Februar gestarteten Verbundforschungsprojekts „Urban Flood Resilience – Smart Tools“ (FloReST), das wiederum zu den zwölf Projekten der Förderinitiative „Wasser-Extremereignisse“ (WaX) des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gehört. Gemeinsam mit ihren Verbundpartnern konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Koblenz ihr Projekt FloReST nun bei der Auftaktveranstaltung der Fördermaßnahme WaX in Bonn präsentieren... [weiterlesen]

27.04.2022

Am 26. April 2022 war es soweit: ein erstes Vorstellen und Kennenlernen der Pilotkommunen. Diese wurden hauptsächlich durch verschiedene Entscheidungs- und Verantwortungsträger repräsentiert. Zu Gast war auch der Projektbeirat, welcher sich aus dem Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie und Mobilität Rheinland-Pfalz, dem Landesamt für Umwelt Rheinland-Pfalz, dem Informations- und Beratungszentrum Hochwasservorsorge Rheinland-Pfalz und der Ingenieurskammer Rheinland-Pfalz zusammensetzt... [weiterlesen]

21.03.2022

Am 21. März 2022 startete das Projektkonsortium offiziell mit einem ersten gemeinsamen Kick-Off in Koblenz. Neben dem gegenseitigen Kennenlernen lag der Fokus des Kick-Offs insbesondere auf der Planung des Kick-Offs mit den Pilotkommunen sowie auf den ersten Schritten... [weiterlesen]

18.03.2022

Pressemitteilung der GFA-Servicegesellschfat für die DWA zum Projektstart von „FloReST" [weiterlesen]

17.03.2022

Zur möglichst schadlosen Ableitung von Sturzfluten können Notabflusswege beitragen. Damit befasst sich das auf eine Laufzeit von drei Jahren angelegte Verbundforschungsprojekt „Urban Flood Resilience – Smart Tools“ (FloReST), das nun unter der Förderinitiative „Wasser-Extremereignisse“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gestartet ist ... [weiterlesen]

30.01.2022

Die Flutkatastrophe im Ahrtal, aber auch die bekannten Starkregenereignisse der letzten Jahre in unserer Region haben die Notwendigkeit der Entwicklung adäquater Hochwasservorsorgemaßnahmen sowie einer geeigneten Risikokommunikation unmissverständlich vor Augen geführt, um den Klimawandelfolgen geeignet begegnen zu können. In diesem Zusammenhang wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) jetzt ein Forschungsvorhaben mit Umfang von 2,5 Mio Euro im Rahmen der Förderlinie „Wasser-Extremereignisse“ bewilligt... [weiterlesen]