HoWa-innovativ - Hochwasserfrühwar­nung für kleine Einzugsgebiete mit innovativen Methoden der Niederschlagsmes­sung und -vorhersage

Teilvorhaben: Probabilistische Hochwasserfrühwarnung für kleine Einzugsgebiete

Zielsetzung des Gesamtvorhabens ist eine räumlich genauere Vorhersage von Hochwasser unter Nutzung innovativer Niederschlagsmess- und Vorhersageverfahren speziell für kleine Einzugsgebiete. Kleine Einzugsgebiete werden durch das vorhandene Pegelmessnetz kaum erfasst, sodass Warnungen basierend auf dem Abfluss nicht oder deutlich zu spät erfolgen. Akzeptable Vorwarnzeiten sind deshalb nur durch das Einbeziehen des Niederschlags-Abfluss Verhaltens der Gebiete in Kombination mit der Niederschlagsmessung sowie meteorologischen Vorhersageprodukten (z.B. quantitative numerische Wettervorhersage, Nowcasting) erreichbar, die allerdings mit hohen Unsicherheiten behaftet sind. Durch die neuartige Kombination von Radardaten des Deutschen Wetterdienstes (DWD) mit Niederschlagsinformation von kommerziellen Richtfunkstrecken (engl. commercial microwave links, CMLs), wird die Genauigkeit der Niederschlagsmessung erhöht. Weiterhin wird ein Demonstrator für ein niederschlagsbasiertes Hochwasserfrühwarnsystem erarbeitet, der die Unsicherheiten der meteorologischen Vorhersage berücksichtigt und diese den Akteuren des Katastrophenschutzes kommuniziert. In der Zusammenarbeit des Landeshochwasserzentrums Sachsen mit Experten der Technischen Universität Dresden und der Universität Augsburg werden anwendernahe und technisch innovative Lösungen zur Erreichung dieses Zieles erarbeiten.

Das Teilvorhaben der TU Dresden, Professur Hydrologie erarbeitet den Demonstrator zur Hochwasserfrühwarnung für kleine Einzugsgebiete. Das System beinhaltet eine Frühwarnung basierend auf hydrologischen Ensemblevorhersagen und eine Kürzestfristvorhersage des Abflusses mit den neuartigen CML-Regenmessverfahren.

Für die hydrologische Ensemblevorhersage werden Niederschlagsvorhersagen numerischer Wettermodelle inklusive der enthaltenen Vorhersageunsicherheit mit Hilfe gebietsspezifischer Niederschlags-Abfluss-Modelle umgerechnet und statistisch ausgewertet. Derzeit werden die Ensembleprodukte COSMO-D2-EPS / ICON-D2-EPS des DWD verwendet und eine Vorwarnzeit von bis zu 27 Stunden erzielt. Da hierbei große Datenmengen in kurzer Zeit verarbeitet und analysiert werden müssen, soll einerseits das Potential von High Performance Computing Systemen genutzt werden und andererseits möglichst rechenschnelle und robuste Niederschlags-Abfluss-Modelle erarbeitet werden. Der Demonstrator wird im Dialog mit Akteuren des Katastrophenschutzes erarbeitet und in drei Pilotregionen in Sachsen getestet.

Link zum Demonstrator:

http://howa-innovativ.hydro.tu-dresden.de/WebDemoLive/

Link zur Projekthomepage:

https://www.howa-innovativ.sachsen.de/

Laufzeit	August 2018 - Oktober 2021
Förderung durch	Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Verbundpartner	Landeshochwasserzentrum Sachsen Universität Augsburg, Lehrstuhl für regionales Klima und Hydrologie TU Dresden, Professur Hydrologie
Assoziierte Partner	Deutscher Wetterdienst Ericsson GmbH Bayerisches Landesamt für Umwelt Bayerisches Staatsministerium f. Umwelt & Verbraucherschutz
Förderprogramm	Forschung für die zivile Sicherheit 2018 bis 2023
Fördermaßnahme	Anwender - Innovativ: Forschung für die zivile Sicherheit
Förderkennzeichen	13N14825
Weitere Informationen	https://www.sifo.de/
Bearbeiter	Dr. Jens Grundmann