Forschung, F+E-Projekte

Eureka Storm-Flood-City

Laufzeit: 6/2026 – 5/2029)

Im Eureka Verbundprojekt Storm-Flood-City entwickelt Hydrotec gemeinsam mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT), der Hebräischen Universität Jerusalem (HUJI), der OTH Regensburg und dem Unternehmen DHV MED ein webbasiertes Dashboard zur Bewertung zukünftiger urbaner Hochwasserrisiken. Grundlage sind hydrodynamische Simulationen und KI-gestützte Modelle zur Analyse verschiedener Klimaszenarien und Überflutungsrisiken. Das Dashboard unterstützt Entscheidungsträger und Planende dabei, zukünftige Risiken besser zu bewerten und geeignete Anpassungsmaßnahmen abzuleiten. Hydrotec bringt hierfür seine Expertise in der hydrodynamischen Modellierung und der kommunalen Starkregenvorsorge in das Projekt ein.

Resilienzuntersuchungen Straßeninfrastruktur mit Fokus auf Schutz von Ingenieurbauwerken bei Hochwasserereignissen

Laufzeit 1/2025 – 12/2026

Ziel des Vorhabens ist die Bestimmung der Resilienz der Straßeninfrastruktur durch die Entwicklung messbarer Resilienzindikatoren für Ingenieurbauwerke im Rahmen der Umsetzung der „Deutschen Strategie zur Stärkung der Resilienz gegenüber Katastrophen“ im Bereich der Bundesfernstraßen einhergehend mit der Zusammenstellung von Maßnahmen zum Schutz von Ingenieurbauwerken bei Hochwasserereignissen.
Im Projekt entwickelt Hydrotec Resilienzindikatoren und Maßnahmen zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit von Straßeninfrastrukturen gegenüber Hochwasser. Im Fokus steht der Schutz von Ingenieurbauwerken im Bereich der Bundesfernstraßen. Ziel ist es, die Resilienz kritischer Verkehrsinfrastrukturen zu stärken und ihre Verfügbarkeit langfristig zu sichern. Im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) und im Rahmen der Forschungsaktivitäten des BMDV-Expertennetzwerks bearbeiten EBP Schweiz AG und Hydrotec das Projekt.

KaSyTwin – Generierung und Nutzung von digitalen Zwillingen bestehender Kanalinfrastruktur zur Steigerung der Verfügbarkeit und Resilienz im Betrieb

Laufzeit: 10/2023 – 12/2026)

Durch den Einsatz eines digitalen Kanalzwillings kann eine prädiktive Instandhaltung für Kanalsysteme etabliert werden und ihre Resilienz in Zeiten von vermehrten Naturkatastrophen erhöht werden. Das Ziel von KaSyTwin ist die Entwicklung einer ganzheitlichen Methode zur Erstellung von digitalen Zwillingen (DZ) bestehender Kanalinfrastruktur und deren Einsatz für intelligente Resilienzvorhersagen. Hydrotec bringt seine Expertise in den Bereichen Kanalnetzmodellierung, Resilienz und prädiktive Instandhaltung ein und nutzt gekoppelte Kanalnetz- und 2D-Modelle für Schadensvorhersagen und das Risikomanagement.
Die Projektleitung liegt beim Institut für Baumanagement, Digitales Bauen und Robotik im Bauwesen der RWTH Aachen. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr im Rahmen von mFUND gefördert.

KliGAS – Starkregenvorsorge und Klimaanpassung – Entwicklung eines Vorhersagesystems für Kommunen

Laufzeit: 2/2025 – 12/2028

Überflutungen infolge von Starkregenereignissen stellen Städte und Kommunen vor große Herausforderungen. Starkregengefahrenkarten und Handlungskonzepte bilden wichtige Grundlagen für ein wirksames kommunales Starkregenrisikomanagement. Im Projekt KliGAS entwickelt die htw saar gemeinsam mit Hydrotec ein Vorhersage- und Warnsystem für Starkregen und Hochwasser, das ausgewählte Pilotgebiete bei einer klimaresilienten Entwicklung unterstützt und regionale Warninformationen bereitstellt.

Simulation von Bodenerosion aufgrund von Starkregenmit 2D-Modellen

Besonders bei Starkregen treten Erosionsprozesse auf, in denen sich tiefe Rinnen bilden und große Mengen Bodenmaterial verlagern – mit Folgen für Landwirtschaft, Gewässer und Infra-struktur. Das Projekt entwickelt einen neuen Ansatz zur realistischen Simulation von Boden-erosion bei Starkregen. Dazu werden hochaufgelöste Drohnendaten mit 2D-hydrodynamischen Modellen kombiniert. Durch die gewonnenen Erkenntnisse lassen sich Maßnahmen zum Schutz der Böden ableiten. – Weitere Informationen…

Anwendung von KI-Techniken in der hydrologischen Praxis

Unsere Mitarbeiterin Dr. Judith Nijzink untersucht die Anwendung von KI-Techniken in der hydrologischen Praxis. Bei der Niederschlag-Abfluss-Modellierung (NA-Modellierung) mittels Neuronaler Netze kommen sogenannte Long-Short-Term-Memory-Netzwerke (LSTM-Netzwerke) zum Einsatz. Im Gegensatz zu klassischen NA-Modellen, welche umfangreich kalibriert werden müssen, können Neuronale Netze aus hydrologischen Zeitreihen lernen und darauf basierend Abflussprognosen erstellen.

AGROfloW – Agroforstwirtschaft als integrierte Lösung für Klimaanpassung, Rohstofferzeugung und Wassermanagement

Laufzeit: 2024 – 2027

Im Projekt AGROfloW sollen neue, innovative Agroforstsysteme (AFS) mit Schwerpunkt auf Wasserkreisläufe, interkommunale Kooperation und regionale Wertschöpfung entwickelt und implementiert werden.AGROfloW erarbeitet die grundlegenden Ziele auf den Demonstrationsstandorten mit den Landwirtinnen und Landwirten, um so zum einen die praktische Anwendbarkeit aufzuzeigen und im Netzwerk deutschlandweit sichtbar zu machen. Zum anderen, um die Anforderungen der Praxis an die Rahmenbedingungen, sowohl in ökonomischer als auch in rechtlicher Sicht wissenschaftlich fundiert ableiten zu können.
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PuwaSTAR Pumpwerkswarnung für Starkregen und Hochwasser im urbanen Raum

Laufzeit: 10/2023 – 6/2026

Im BMBF-Projekt PuwaSTAR werden Pumpwerke in das Hochwasservorhersagesystem von Emschergenossenschaft / Lippeverband integriert. Neben hydrologischer Vorhersage werden Ausfallwahrscheinlichkeiten der Pumpen mittels Künstlicher Intelligenz bestimmt, um Überflutungsflächen und -tiefen zu ermitteln. Darauf aufbauend werden mit den beteiligten Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben Konzepte für Vorsorgestrategien erarbeitet.
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KliMaWerk – Nachhaltige Bewirtschaftung des Landschaftswasserhaushaltes zur Erhöhung der Klimaresilienz: Management und Werkzeuge

Laufzeit: 2/2022 – 10/2025

Im Rahmen des BMBF-Projektes entwickelt das Projektteam Maßnahmen und Strategien zur Erhöhung der hydrologischen und ökologischen Resilienz für vom Klimawandel betroffene Fließgewässer und Einzugsgebiete. Dabei betrachten die Projektpartner vor allem Niedrig-wasser- und Austrocknungssituationen im Wechsel mit Starkregenereignissen am Beispiel von zwei Gewässern im Lippe-Einzugsgebiet.
Hydrotec bringt seine Hydrologie-Expertise sowie das N-A-Modell NASIM in das Projekt ein.
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