Starkregen und seine Folgen für die Smart City Dresden: Digitaler Zwilling simuliert Unwetterereig­nisse

Überflutete Keller, überlastete Kanalisation, Überschwemmungen: Starkregen kann enorme Schäden verursachen und Menschenleben gefährden. Bundesweit entstanden im Jahr 2024 durch Starkregen und Überschwemmungen 2,6 Milliarden Euro Schaden. Das Modellprojekt Smart City der Technischen Universität Dresden (TUD) und der Landeshauptstadt Dresden veröffentlicht erstmals den Prototyp einer digitalen 3D-Anwendung, mit deren Hilfe Unwetter und ihre Auswirkungen besser eingeschätzt werden können.

Der digitale Zwilling Dresdens bildet ein reales Modell der Stadt ab. Er simuliert die Folgen bei Starkregen von rund 30 bis 50 Litern pro Quadratmeter und Stunde und zeigt mögliche Schäden an Wohngebäuden im Stadtgebiet auf. Zusätzlich sind Messdaten zum Niederschlag, zu Wasserständen an Gewässern und der Lufttemperatur abrufbar. Die damit errechneten Szenarien verdeutlichen Zusammenhänge und liefern wertvolle Impulse für die Stadtplanung.

Entwickelt wird der digitale Starkregenzwilling am Institut für Wasserbau und Technische Hydromechanik der TUD: „Komplexe Stadtdaten in einer Plattform zu bündeln und für die Starkregenvorsorge nutzbar zu machen, ist eine spannende Herausforderung“, erklärt Entwickler Lars Backhaus. „So integrieren wir vormals abstrakte Informationen in ein leistungsfähiges Werkzeug, das Verwaltung und Bürgern eine klare Orientierung bietet.“ Ein derart anspruchsvolles System erfordere weitere Fachexpertisen: „Wir sind sehr glücklich, dass in diesem Projekt mehrere Dresdner Partnerinstitutionen aus Verwaltung und Wissenschaft engagiert zusammenarbeiten“, so Projektleiterin Dr. Katja Maerker vom Umweltamt der Landeshauptstadt Dresden.

Ein Team der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (HTWD) erarbeitet Werkzeuge zur 3D-Visualisierung und Schadensberechnung von Wohngebäuden. Daten liefern u. a. das Amt für Geodaten und Kataster sowie die Stadtentwässerung Dresden. Das Modell soll zukünftig um ein Frühwarnsystem und Sensorik zum Ermitteln von Überflutungen in Bahnunterführungen erweitert werden.

Ab sofort ist die Online-Anwendung unter digitaler-zwilling.dresden.de öffentlich zugänglich. Nutzerinnen und Nutzer sind eingeladen, ihre Eindrücke und Erfahrungen beim Ausprobieren des Starkregenzwillings mit dem Projektteam zu teilen. Dafür wurde eine Online-Umfrage unter digitaler-zwilling.dresden.de/umfrage eingerichtet.

Digitale Zwillinge für die Optimierung der Wasserkreislaufwirtschaft weltweit

Das Potenzial solcher digitalen Zwillinge mit Blick auf die globalen Herausforderungen durch den Klimawandel und grenzüberschreitender Zusammenarbeit stellte jüngst Prof. Jürgen Stamm, Professur für Wasserbau, in Indien vor. Bei einer Tagung des Indo-German Science and Technology Centre (IGSTC) in Neu-Delhi zeigte er, wie mithilfe solcher Simulationen Stresstests für kritische Infrastrukturen durchgeführt werden können oder die Kreislaufwirtschaft im Bereich Wasser optimiert werden kann.

© Avinash Chekuru

Vor diesem Hintergrund bieten, so Stamm, technologische Innovationen neue Möglichkeiten zum Ausbau der Partnerschaft mit Indien z. B. beim transCampus mit dem IIT Madras durch langfristige institutionelle Integration, gemeinsame Doktorandenausbildung und bilaterale Forschungsplattformen.

Über das Modellprojekt Smart City Dresden

Das Modellprojekt Smart City Dresden ist ein kooperatives Förderprojekt der Landeshauptstadt Dresden und der TUD, das darauf abzielt, die strategische Digitalisierung und nachhaltige, integrierte Stadtentwicklung voranzutreiben. Ziel ist es, innovative digitale Lösungen, Bürgerbeteiligungsformate und Technologieansätze zu erproben und damit die Lebensqualität, Beteiligung und Nachhaltigkeit in der Stadt zu verbessern. Das Projekt ist Teil des bundesweiten Förderprogramms Modellprojekte Smart Cities der deutschen Bundesregierung und wird vom Bundesministerium für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen (BMWSB) über die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) finanziert.

Kontakt

Markus Jüngling
Kommunikationsmanager
Fakultät Architektur der TU Dresden
WISSENSARCHITEKTUR - Laboratory of Knowledge Architecture
01062 Dresden
E-Mail: