App zur Simulation von Starkregenereignissen
Extremwetterereignisse, die durch den Klimawandel verstärkt auftreten, stellen Städte und Gemeinden vor große Herausforderungen. In Dresden arbeitet das Institut für Wasserbau und Technische Hydromechanik (IWD) an einem „Urbanen Digitalen Starkregenzwilling“ für die sächsische Landeshauptstadt. Mithilfe einer App können Nutzer:innen künftig Starkregen simulieren, Gefährdungslagen bewerten und Schutzmaßnahmen besser planen. Der Prototyp, basierend auf freier und offener Software, steht nun zur Verfügung.
Virtuelles Modell der Stadt zur Starkregen-Simulation
Seit Mai 2024 entwickeln Forscher:innen am IWD im Rahmen des Modellprojekts Smart City Dresden den digitalen Zwilling. Dieses virtuelle Modell kombiniert geografische Daten der Topografie Dresdens mit städtischen Informationen wie Straßen- und Gebäudetypen. Ergänzt durch hydrologische und hydrodynamische Fachinformationen können in diesem Modell Abflusssimulationen durchgeführt werden. Ziel ist die doppelte Nutzung des Systems: als Frühwarnsystem für Starkregen und als Planungsinstrument zur Klimaanpassung.
„Wir wollen ein leistungsfähiges System schaffen, das sowohl als Frühwarnsystem für Starkregenereignisse als auch als Planungsinstrument zur Anpassung an den Klimawandel dient“, erklärt Lars Backhaus, einer der Entwickler.
Prototyp bietet präzise Simulationsmodelle
Der Prototyp ermöglicht eine automatisierte Erstellung von 2D-Simulationsmodellen, die mit Niederschlagsprognosen des Deutschen Wetterdienstes kombiniert werden können. Diese Simulationen liefern detaillierte Informationen über Wassertiefen und Fließgeschwindigkeiten in überfluteten Gebieten. Diese Daten werden mit städtischen Infrastrukturelementen wie Straßen und Gebäuden abgeglichen, um Gefährdungen präzise zu analysieren.
3D-Web-App zur Echtzeit-Visualisierung von Starkregenszenarien
Über eine Desktop- und mobil nutzbare 3D-Web-App können Nutzer:innen Karten und Flächendaten einsehen. Die App ermöglicht es, in ausgewählten Stadtgebieten Starkregensimulationen zu starten und die Ergebnisse in Echtzeit zu verfolgen. Auf diese Weise lässt sich das Hochwasserrisiko für einzelne Gebäude oder ganze Stadtteile bewerten. Diese Erkenntnisse unterstützen Behörden und Privatpersonen bei der Hochwasservorsorge.
Flexible Anwendung und Weiterentwicklung geplant
Laut Backhaus zeichnet sich das System durch die einfache und schnelle Generierung von Simulationsmodellen aus. Sowohl 2D-Simulationen für Stadtgebiete als auch 3D-Simulationen von Bauwerken wie Brücken können erstellt werden. Dadurch erhält die Stadt präzise Daten zur Überflutungsgefährdung und kann im Ernstfall schneller reagieren.
Die Plattform soll im zweiten Quartal 2025 öffentlich zugänglich gemacht werden. Die vollständige Entwicklung des Urbanen Digitalen Starkregenzwillings ist für Ende 2026 geplant, mit weiteren Ausbauzielen in der Zukunft.
Modellprojekt Smart City Dresden: Umweltmonitoring und Starkregenzwilling
Das von der Bundesregierung geförderte „Modellprojekt Smart City Dresden“ (2022-2026) testet innovative Maßnahmen in ausgewählten Stadtteilen, um Dresden nachhaltiger und lebenswerter zu gestalten. Die TU Dresden arbeitet dabei eng mit verschiedenen städtischen Institutionen zusammen, wie dem Eigenbetrieb IT-Dienstleistungen und dem Umweltamt. Die Maßnahme „Umweltmonitoring/Digitaler Starkregenzwilling“ unter der Leitung von Dr. Katja Maerker setzt das BMU-geförderte Projekt WAWUR (Wild abfließendes Wasser in urbanen Räumen) fort.
