„Das LOEWE-Zentrum emergenCITY forscht seit 2020 an resilienten Infrastrukturen digitaler Städte, die auch Krisen und Katastrophen standhalten. emergenCITY ist als interdisziplinäre und standortübergreifende Kooperation organisiert, an der die Partneruniversitäten Technische Universität Darmstadt, Universität Kassel und Philipps-Universität Marburg beteiligt sind. Darüber hinaus sind die assoziierten Partner das Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe (BBK) und die Stadt Darmstadt in das Zentrum eingebunden.“ (https://www.emergencity.de)
Von Seiten der TU Darmstadt arbeitet ein interdisziplinäres Team aus Wissenschaftler*innen der Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik, Maschinenbau, Bau- und Umweltingenieurwissenschaften, Gesellschafts- und Geschichtswissenschaften, Architektur, Wirtschaftswissenschaften sowie Rechtswissenschaften zusammen und bringt die Expertisen in übergreifenden Forschungsmissionen zusammen.
Das ihwb beteiligt sich mit der Entwicklung eines Umweltmonitoring- und Warn-Systems für eine frühzeitige Einschätzung und Warnung vor Überschwemmungen und Niedrigwasser auf der Grundlage von Echtzeit-Messdaten mit Datenfusion aus verschiedenen Quellen mittels künstlicher Intelligenz. Zunächst liegt der Fokus auf den Themenbereichen Starkregen und Überschwemmungen. Für den ausgewählten Pegel Nauheim (Schwarzbach) und sein Einzugsgebiet wurden Daten recherchiert, GIS-Projekte erstellt und erste hydrologische Modell-Simulationen mit HEC-HMS durchgeführt. Dazu wird jeweils das gesamte Einzugsgebiet betrachtet, um die Abflussbildung abzuschätzen. Dabei finden sowohl Sturzfluten, also pluviale Überschwemmungen, als auch Flusshochwässer Berücksichtigung.
Im nächsten Schritt erfolgt eine enge Abstimmung und Kooperation mit Kolleg*innen der Informatik und Politikwissenschaften, um das Modell mit KI-Methoden zu verknüpfen und ein intelligentes Hochwasservorhersagesystems schaffen zu können. In dieser ersten Projektphase werden die Grundlagen gelegt und Konzepte entwickelt. Durch gemeinsame Planung wird methodisch eine Vorbereitung von kooperativer Governance zur Katastrophenvorsorge von Einsatzkräften, Entscheidungsträgern und Bevölkerung gegen Hochwasserkrisen geschaffen.
Laufzeit:
06/2022 – 12/2026
Auftraggeber/Förderung:
LOEWE-Forschungsförderungsprogramm
In einem Kooperationsvertrag mit dem Hessischen Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG) wurden Mess- und Probenahmekampagnen bei Richen / Groß-Umstadt mit dem Ziel konzipiert, Nährstoff-Austräge aus landwirtschaftlichen Flächen über Dränagen in Oberflächengewässer zu untersuchen. In Absprache und gegenseitiger Beratung mit dem HLNUG, der AGGL Otzberg und den Stadtwerken Groß-Umstadt wurden Mess- und Probenahmepunkte, die Dränagerohre, Gräben und Oberflächengewässer umfassen, ausgewählt. Darin werden nun wöchentlich vor Ort Wasserstand, Wassertiefe, Gewässerbreite, Messquerschnitt, Fließgeschwindigkeit, ggf. Durchfluss, sowie Temperatur, Sauerstoff, pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit und Trübung erfasst. Zudem werden Wasserproben entnommen und im Labor der Stadtwerke Groß-Umstadt auf Nitrat, Ammonium, Ortho-Phosphat und Phosphor analysiert. Die Analysewerte zeigen z.T. deutlich erhöhte Stoffkonzentrationen aus einigen der Dränagerohre. Langfristig regelmäßige und zeitlich höher aufgelöste Messungen können auch saisonale Effekte berücksichtigen. Im Rahmen dieses Kooperationsvertrags mit dem HLNUG ist über einen Zeitraum von gut drei Jahren eine Zusammenarbeit geplant, in der die Nährstoffeinträge aus landwirtschaftlichen Drainagen quantifiziert und bewertet werden sollen. Dazu werden die Mess- und Probenahmekampagnen auf wöchentlicher Basis durchgeführt, Nährstofffrachten berechnet sowie Modellergebnisse validiert.
Projektpartner:
FG Ingenieurhydrologie und Wasserbewirtschaftung, TU Darmstadt
Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG)
Laufzeit:
01.10.2021 – 31.12.2026
Auftraggeber/Förderung:
Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG)