Starkregen und Hochwasserschutz in der Industrie

Einleitung

Starkregen der maximalen Indexstufen verursachte im Sommer 2021 erhebliche Schäden und bedroht die Existenz vieler Unternehmen. Anders als Fluss- und Küstenhochwasser können Starkregenereignisse und daraus resultierende Überflutungen laut Deutschem Wetterdienst überall auftreten. Friedliche Flüsse und Bäche, insbesondere mit extremen Hangwasserlagen, werden schnell zu reißenden Strömen für anliegende Betriebe. Der Weltklimarat ging bereits 2014 davon aus, dass extreme Niederschlagsereignisse in Europa bis zum Ende des Jahrhunderts weiter zunehmen werden. Gegen Starkregenereignisse muss jeder Betrieb Überflutungsschutz gemäß eigener Gefahrenlage betreiben.

 

Schäden durch Betriebsunterbrechungen in Folge eines Starkregenereignisses sind in der Regel größer als die eigentliche Zerstörung von Produktionsanlagen oder der Gebäudesubstanz. Betriebsunterbrechungen ziehen nicht nur Umsatzeinbußen nach sich, sondern können zur Schädigung des Images, zum Verlust der Marktposition, dem Verlust von Kunden, Zulieferern oder von Mitarbeitern führen. Betriebsunterbrechungsversicherungen decken in der Regel nicht das tatsächliche Schadensmaß ab, insofern kann eine Versicherung nicht als Substitut für ein betriebliches Risikomanagement dienen. HST bietet die Produkte und die 4.0-Ausrüstung, um zuverlässigen Hochwasserschutz zu betreiben. Zudem wird durch lokale und regionale Verknüpfung der Lösungen mit 4.0-Netzbewirtschaftung der Hochwasserschutz zusätzlich gesteigert. Denn „Versicherungsschutz für Schäden aus Naturgefahren kann Prävention nicht ersetzen“ (GdV).

Abbildung 1 Hochwasser als Folge von Starkregen

Prävention und Normen

Definition Starkregen

Der Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft (GDV) und die Climate Service Centers der Helmholtz-Gesellschaft prognostizieren eine Zunahme der Tage mit Starkregenniederschlägen um bis zu 30%. Aufgrund der meist geringen räumlichen Ausdehnung von Starkregenzellen ist eine exakte Vorhersage, wann, wo und mit welcher Intensität sie abregnen, nur schwer möglich.

Kanalisationen, Straßen-, Dach-, Gebäude- und Grundstücksentwässerungsanlagen sind aus technischen wie wirtschaftlichen Gründen nicht zur Ableitung der bei Starkregen anfallenden Wassermassen dimensioniert. Rück- und Überstau aus Kanälen, Aufstau auf Dach-, Hof- und Straßenflächen sind deshalb systembedingte Folgeereignisse von Starkniederschlägen. Starkregen verursacht mehr als 50% der regulierten Überschwemmungsschäden. Die daraus resultierenden Überschwemmungen sind Naturereignisse – sie können nicht verhindert werden!

Abbildung 2 Entstehung von Hochwasser

Starkregen entsteht durch Konvektion. Das bedeutet feuchte, warme Luft steigt auf und kühlt sich dabei ab. Je stärker die Auf- und Abwinde und die konvektive Wolkenbildung, desto höher wird die Wolke und desto größer werden die Wassertropfen. Es gewittert mit starkem Regen, oft verbunden mit Sturm oder Hagel. Eine Abgrenzung von Starkregenereignissen erfolgt oft nach der Nieder­schlagsintensität in Abhängigkeit von der Niederschlagsdauer.

Eine Niederschlagsmenge wird dabei definiert als eine bestimmte Niederschlagssumme, die in einem gewissen Zeitraum gefallen ist. [z.B. l/min]. Eine Niederschlagshöhe in mm wiederum ist definiert als Niederschlagssumme pro Flächeneinheit [mm = l/m²]. Demnach entsprechen 10 mm Niederschlag 10 Litern pro m². Die Messung bezieht sich dabei auf eine ebene Fläche, da dort das Niederschlagswasser nicht versickern, verdunsten oder abfließen, kann. In Deutschland spricht man von Starkregen, wenn in 5 Minuten mehr als 5 Liter/m², in 10 Minuten mehr als 10 Liter/m² oder in einer Stunde mehr als 15 Liter/m² fallen. (siehe Tabelle 3).

Abbildung 3 Tabelle Starkregeneinstufungen des DWD.

Warnung vor Starkregen

Eine Starkregenwarnung ist immer eine Kombination aus einer Starkregenvorhersage und Anforderungen aus der Anwendung, für die die Warnung erstellt wird. Anwendungen können dabei vielfältig sein und reichen von Freiluftveranstaltungen über Kläranlagen- und Kanalnetzsteuerungen bis zu Überflutungswarnungen. Die Vorhersage ist eine meteorologische Berechnung, die dann für die Warnung mit den Anforderungen aus der Anwendung verknüpft wird. Die Anforderungen aus der Anwendung definieren auch, wie wichtig es ist, alle auftretenden Ereignisse zu bewarnen (besser zu häufig zu warnen), und wie viele Fehlalarme zulässig sind.

Eine Vorhersage konnte bisher zum einen aus Radardaten durch Nowcasting (Vorhersage der Zugbahn von Niederschlagszellen unter Nutzung von Bilderkennungsmethoden) oder aus der numerischen Wettervorhersage (z.B.ICON-D2) erstellt werden. Die radarbasierten Nowcasts werden alle fünf Minuten mit neuen Messdaten aktualisiert und können dadurch die Niederschläge einer Starkregenzelle zeitnah wesentlich besser vorhersagen als numerische Wettervorhersagen, die alle drei Stunden aktualisiert werden. Andererseits liefern sie nur bis ungefähr drei Stunden in die Zukunft verwertbare Vorhersagen. Die optimale Vorhersage für die Starkregenwarnung kombiniert daher Nowcasts und numerische Wettervorhersagen.

Abbildung 4 Radarkomposit, Fehlalarmquote und Zuordnungsmatrix. Quelle: hydro & meteo GmbH & Co. KG. Abbildung 4.1 links: Radarkomposit für Norddeutschland aus den Radarstandorten Borkum, Boostedt, Rostock und Hannover Abbildung 4.2 oben rechts: Trefferwahrscheinlichkeit (hit rate) und Fehlalarmquote (false alarm ratio) von altem Verfahren (schwarz) und neuem Verfahren (blau/rot) Abbildung 4.3 unten rechts: Zuordnungsmatrix der Warnstufen des LSBG

Die Radarbasisdaten für das Nowcasting sind hier beispielsweise Radardaten der Standorte Borkum, Boostedt, Rostock und Hannover, die alle 5 Minuten vorliegen, korrigiert werden und auf ein 1 x 1 km-Raster als sogenanntes Komposit umgerechnet werden. Das Radarkomposit (siehe Abbildung 10.1 links oben) wird anschließend mit Hilfe der über 400 stündlichen Niederschlagsstationen des Deutschen Wetterdienstes angeeicht, so dass die resultierenden Radarmessdaten an den Standorten der Regenschreiber mit den Stationswerten übereinstimmen.

An neuraligischen Punkten sollten zur Präszision autarke, singuläre Starkregenmesssysteme wie 25square zum Einsatz kommen. Ein 25square® Messnetz besteht aus mindestens vier Messstellen im Umfeld eines zu überwachenden, neuralgischen Punkts, wie beispielsweise eines Regenrückhaltebeckens in einer Tallage. Die kostengünstige Intensitätsmessung des Niederschlags erlaubt es, derartige Ereignisse zeitnah auf lokaler Ebene zu erkennen und diese Information in ein SCADA-System einzubinden. Die Bauwerkssteuerung kann somit entsprechend angepasst werden.

Abbildung 5 25 square zur kostengünstigen Intensitätsmessung von Niederschlag an neuralgischen Stellen.

Als Ergebnis des BMBF-Projekts StucK (Förderkennzeichen 033W031) wird ein Ensemble von Radarnowcasts mit 10 Ensemblevorhersagen erstellt. Ein Ensemble (d.h. verschiedene, gleich wahrscheinliche Vorhersagen) entsteht dabei durch Variation der Parameter Zuggeschwindigkeit, Zugrichtung und Intensität (Tessendorf & Einfalt, 2012). Diese werden mit den 20 Ensembles von ICON-D2-EPS (Baldauf et al., 2018) kombiniert („blending“). So entstehen 20 neue Ensemble-Members, die den Vorhersagezeitraum von fünf Minuten bis 27 Stunden abdecken, und alle fünf Minuten aktualisiert werden. Bei richtiger Konfigurierung kann die zutreffende Situation vorhergesagt werden.

Die Nutzung dieser Ensemblevorhersagen wurde für die Warnung an den hamburgischen Binnengewässern untersucht, für die der Landesbetrieb Straßen, Brücken und Gewässer (LSBG) ein Warnsystem betreibt (www.wabiha.de). Für die Warnung für die hamburgischen Binnengewässer wurde festgelegt, dass diese sich an der höchsten Niederschlagsvorhersage aus allen Ensembles orientiert. Dieser Wert wird dann als maximal zu erwartender Niederschlag genutzt, um mit den aktuellen Pegelständen verglichen zu werden und daraus eine Gesamtwarnung je Pegel zu berechnen. Diese folgt einer Zuordnungsmatrix, die aus Erfahrungswerten des LSBG hergeleitet wurde (siehe Abbildung 10.3 unten rechts).

Die so erzeugte Warnung ist deutlich besser als die bisher verwendete Warnung, die allein auf ICON-D2 beruhte. Für den Sommer 2017 wurde eine Auswertung von Vorhersagen auf Basis der ICON-DE- Daten und ICON-DE-EPS in Kombination mit den Nowcast-Ensembles durchgeführt, die dieses bestätigte (Jasper-Tönnies et al., 2017).

Während der Anteil der Fehlalarme (false alarm ratio) etwa gleich hoch ausfällt wie bei den mit ICON-D2 erzeugten Warnungen, kann die Trefferwahrscheinlichkeit (hit rate) erhöht und für einen längeren Vorhersagezeitraum auf einem hohen Niveau gehalten werden (siehe Abbildung 10.2 rechts oben): Während vorher die Schwelle von 50% Trefferwahrscheinlichkeit nach vier Stunden unterschritten wurde, sind es mit dem neuen Verfahren über 12 Stunden.
Das neue Warnsystem befand sich seit Sommer 2018 operationell im Testbetrieb und wurde 2019 in den Standardbetrieb des LSBG Hamburg überführt. Die Vorhersagedaten stehen aktuell für ganz Norddeutschland zur Verfügung. Die vorgestellten Verfahren sind auf alle Standorte in Deutschland übertragbar. Diese Verfahren werden in dem Portal NiRA.web®  verknüpft. Für Einzugsgebiete der Kunden von HST wird so das verbesserte Starkregenvorhersagemodell ebenfalls verfügbar. Eine einfache Erklärung wie NiRA.web Daten bezieht und verarbeitet, wird in DIESEM VIDEO dargestellt.

Bemessung hydrologischer Extreme

Als Erweiterung zum KOSTRA erlaubt es Taranis® Bemessungen besser auf hydrologische Extreme, wie Starkregen und Dürre, anzupassen. Somit wird eine verbesserte Datenlage sowie die vom HKC empfohlene statistische Grundlage auf Basis einer cGEV Verteilung erreicht. Die Integration von Taranis® in NiRA.web®ist somit eine perfekte Ergänzung für extreme Wetterdaten

Trifft Starkregen auf versiegelte Flächen, wie sie in der Industrie anzutreffen sind, an denen das Wasser nicht vom Boden aufgenommen werden kann, kommt es häufiger und schneller zu Überschwemmungen. Unternehmen unterliegen daher unter anderem der Störfallverordnung oder der TRAS 310 und sind dazu verpflichtet Hochwasserschutz zu betreiben.

Rechtliche Vorgaben für die Industrie

Störfallverordnung (StöV) und TRAS 310

Unternehmen, in denen chemische Substanzen zum Einsatz kommen, die als gefährlich eingestuft werden, unterliegen in der Regel der Störfallverordnung. Nach den Vorgaben der StöV hat der Betreiber einer Anlage alle erforderlichen Vorkehrungen zu treffen, um Störfälle zu verhindern. Explizit ist hierbei Hochwasser als zu berücksichtigende Gefahrenquelle benannt.

Die seit 2012 durch das Bundesumweltministerium eingeführte TRAS 310 (Technische Regel für Anlagensicherheit „Vorkehrungen und Maßnahmen wegen der Gefahrenquellen Niederschläge und Hochwasser“) definiert im Rang einer Verwaltungsvorschrift den Stand der Sicherheitstechnik. Ziel der TRAS 310 ist es in Industriebetrieben, Gefahren aus Starkniederschlägen und Hochwasser für Menschen, Umwelt und Sachgüter frühzeitig abzuschätzen und abzuwehren. Grundsätzlich gilt die TRAS 310 verpflichtend für Betriebsbereiche, die der StöV unterliegen. Empfohlen wird ihre Anwendung aber auch für immissionsschutzrechtlich, genehmigungsbedürftige Anlagen, bei denen die Gefahr der Freisetzung gefährlicher Stoffe gegeben ist. Betreiber, welche die Vorgaben der TRAS 310 nicht umsetzen, riskieren die volle Haftung für entstandenen Schaden.

KonTraG

Gesetz zur Kontrolle und Transparenz im Unternehmensbereich (KonTraG) zur Früherkennung von Krisenpotenzialen, die eine Schädigung des Unternehmens bis hin zur Existenzgefährdung bewirken können. Zu den Risiken zählen auch extreme Naturereignisse wie Starkregen und Sturzfluten.

Basel III

Beim Rating von Kreditnehmern ist ein wesentliches Kriterium die Risikoeinschätzung u.a. bezüglich möglicher Produktionsausfälle oder Betriebsunterbrechungen. Je schlechter das Rating, desto höher die zu zahlenden Zinsen.

Solvency II

Seit Januar 2016 ist die Solvency II-Richtlinie (Zahlungsfähigkeit) umfänglich in Kraft. Sie soll somit das Risiko der Insolvenz eines Versicherers verringern. In diesem Zusammenhang müssen Versicherungsgesellschaften ihre versicherten Risiken eingehender messen. Je höher die Risiken für Unternehmen aus Naturgefahren, desto teurer die Police.

Corporate Governance (Grundsätze Unternehmensführung)

Risikomanagement – Compliance Management (Sicherstellung normgerechtes Verhalten) – Dementsprechend hat ein Unternehmen seinen Betrieb so zu gestalten, dass er resilient gegen Wetterfolgen ist. In puncto Naturgefahren ist deutschen Unternehmen jedoch ein zu wenig ausgereiftes oder gar fehlendes Risikobewusstsein zu attestieren („Hochwasser-Amnesie“). Die Verantwortung für die Implementierung geeigneter Risikomanagement- oder Risikofrüherkennungssysteme liegt ausschließlich bei der Unternehmensleitung. GmbHG bzw. AktG nehmen Geschäftsführer und Vorstände in die Pflicht und verweisen in der Folge auch auf deren persönliche Haftung. Bei Betrieben, die der Störfallverordnung unterliegen gilt hier die Gefahr der Umwelthaftung bis hin zur strafrechtlichen Verfolgung.

4.0-Ausrüstung

HST hat in den letzten Jahren eine größere Anzahl von Hochwasserrückhaltebecken (HRB) wie zum Beispiel in Görisried (https://www.youtube.com/watchv=e8jAbSjIQsM&list=PLH83FbXx4AJ97az5jJAucYyQ23aS5vtoP&index=3),

Röthenbach, Waibstadt, Burlauer, Eldern, Dirlewang, Engetried usw. komplett mit Wehranlagen für die Hochwasser-Entlastung, Schützen für den Grundablass und Betriebsauslass und der zugehörigen EMSR mit Automatisierungstechnik und Kameras, SCADA für die Anlagenüberwachung und dem elektronischen Talsperrenbuch KANiO gem. DIN 19700 für den späteren Betrieb ausgerüstet und faktisch einen Standard für die technische Ausrüstung geschaffen.

In Dirlewang wurde dieser Standard für die technische Ausrüstung von Querbauwerken ebenfalls umgesetzt: Die HRBs wurden komplett mit Wehranlagen, Schützen und der zugehörigen EMSR mit Automatisierungstechnik und SCADA ausgerüstet.

Vorweg erfolgte eine umfangreiche und erfolgreiche Sicherheitsprüfung gem. Risikoanalyse nach DIN 19700-11 gemeinsam mit den zuständigen Behörden. Als Ergebnis der Risiko-Betrachtung wurde letztlich festgestellt, dass das schon mehrfach bewährte HST-Hochwasserentlastungsset bei HRB-Hochwasserentlastungen kein Risiko beinhaltet und dem Stand der Technik sowie der Sicherheit entspricht, wiedergibt und zukunftssicher angelegt ist.

Das kompakte 2-strassige System im Querbauwerk besteht aus:

Bei aktuellen Planungen von Hochwasserrückhaltebecken, kurz HRBs, müssen diese Erfahrungen von verantwortlichen Planern berücksichtigt werden, um Funktionssicherheit und Wirtschaftlichkeit auf höchstem Niveau umzusetzen. Neben Hochwasserrückhaltebecken dienen weitere Bauwerke, die seit Jahren mit HST-Technologie ausgestattet werden dem Überflutungsschutz. Dazu zählen:

Den wesentlichen Ausschlag gibt die intelligente 4.0-Netzbewirtschaftung. Diese ist in Flussgebieten regional bis hin zu lokaler Anwendung in Kanalnetzen wirksam.

4.0-Netzbewirtschaftung

Hochwasserereignisse infolge von Starkregen werden in Deutschland immer häufiger. Verschlimmert wird die Situation auch deshalb, weil die Kanalisation auch bei mittleren Starkniederschlagsmengen (1-5 Mal pro Jahr) die auftretenden Abflüsse nicht mehr aufnehmen kann. Im kommunalen Kanalnetz ist wesentlicher Stauraum vorhanden, der durch intelligente Netzbewirtschaftung aktiviert werden kann. Schäden, die in den Starkregenindexstufen größer 3 entstehen können, werden so abgewehrt bzw. minimiert. 

Im Zentrum zukünftiger Maßnahmen steht daher die optimale Nutzung des bestehenden Kanalnetzvolumens durch eine intelligente Datenerfassung und Kanalnetzsteuerung. Hierzu gehen aus dem Arbeitsblatt DWA-A 102-1/BWK-A 3-1 ausdrückliche Empfehlungen für Grundsätze zur Bewirtschaftung und Behandlung von Regenwetterabflüssen zur Einleitung in Oberflächengewässer hervor.

Abbildung 17 Idealzustand des kanalnahen Gewässers, auch nach einem Starkregen.

Viele Städte und Kommunen wurden in den letzten Jahren von außergewöhnlichen Starkregenereignissen heimgesucht. Oft mussten ganze Straßenzüge gesperrt werden, da die Kanäle die Wassermassen nicht mehr fassen konnten. In der Industrie wurden Unternehmensgelände überschwemmt und es entstanden Schäden, die die Existenzen bedrohen konnten.

 

Daher ist es notwendig die Rückhaltekapazitäten zu prüfen, um sich vor Hochwasser zu schützen. Mehr und mehr stellt sich heraus, dass neben der Erweiterung der Kanaldurchmesser oder dem Bau neuer Speicherbecken insbesondere der Einsatz intelligenter Kanalnetzsteuerungen wirksame Maßnahmen darstellen, um das Rückhaltevolumen optimal auszunutzen und damit negative Auswirkungen von Starkregenereignissen zu reduzieren.

Abbildung 18 Pegelstände aus SCADA.web.

Maßnahmenstart an neuralgischer Stelle

Ein Industriegelände ist zwar nicht in Fläche aber in Komplexität vergleichbar mit einer großen Stadt. Bei einem städtisches Einzugsgebiet von rd. 52 km2 Größe mit einer Kanalnetzlänge von rd.. 550 km und rd. 14.500 Haltungen war in den letzten Jahren der Mischwassernetzabschnitt mit einer Einzugsgebietsgröße von ca. 192 ha besonders von Starkregen betroffen. Wasser aus überlaufenden Schächten führte infolge des Abflusses über die Straße beispielsweise in tiefer gelegenen Bereichen zu Schäden geführt. Zum Schutz wurde daher eine intelligente Kanalnetzsteuerung installiert.

Geeignete Maßnahmen aus intelligenter Verfahrenstechnik und innovativer Steuerung führen jetzt dazu, dass fast das gesamte Rückstauvolumen ausgenutzt wird, bevor ein Überstau auftritt. An fünf Stellen des Netzes wurden spezielle Drosselsysteme installiert und mittels Messung des Wasserstandes und des Durchflusses im Kanal so geregelt, dass die oben genannte Zielsetzung bestmöglich erreicht wird.

Wichtig: Verbundregelung

Simulationsrechnungen machen deutlich, dass vergleichbare historische Niederschläge mit gering abweichenden Niederschlagskennwerten wie höhere Niederschlagsintensitäten, längeren Niederschlagsdauern und auch größeren Ereignissummen zu überstauenden Schächten an den Schwachstellen des Netzes führen. Die Analyse eines statischen Drosselsystems mit den hydraulischen Verhältnissen zeigt bereits eine nicht gleichmäßige Ausnutzung der vorhandenen Rückhalteräume. Somit kann die Grundannahme bestätigt werden, dass nur eine (dynamische) Verbundregelung intelligenter Stellorgane auf Basis von Messwerten die unterschiedlichen hydraulischen Gegebenheiten des Netzes ausreichend zur Zielerfüllung berücksichtigt werden kann.

Digitalisierung erhöht Bewirtschaftungsflexibilität, die Sicherheit und spart Baukosten

Die Berechnungsergebnisse zeigten bereits, dass alle fünf vorhandenen Rückhalteräume zum bestmöglichen Schutz vor Überflutung bei Starkregenereignissen benötigt werden. Ziel der neuen Steuerung ist es nun, den Abfluss in den oben liegenden Kanalabschnitten zu einem möglichst frühen Zeitpunkt durch entsprechende Schieberstellungen deutlich zu vermindern. Eine sich sonst aufbauende und durchlaufende Welle der Spitzen des Kanalabflusses muss dadurch gebrochen bzw. zwischengespeichert werden. Entsprechende Sensoren und Aktoren liefern dazu die benötigten Informationen und die daraus abgeleiteten Aktionen zum Öffnen und Schließen der Drosselaggregate. So wird eine deutliche Verbesserung der Niederschlagsbelastung erreicht.

 

Die Ergebnisse stützen sich auf historische Niederschlagsdaten. Da über eine hohe Anzahl an digitalen Messpunkten des Niederschlagsportals NiRA.web® verfügt wird, und damit eine verlässliche Niederschlagserfassung vorliegt, kann die im Portal NiRA.web® integrierte 72-h-Niederschlagsprognosefunktion auch für eine vorausschauende Kanalnetzbewirtschaftung eingesetzt werden. Werden nun die Prognosedaten aus dem Portal NiRA.web® mit historischen Daten kombiniert, kann auf Basis ermittelter Lastfallanalysen abgeschätzt werden, welche Drosseleinstellungen den optimalen Volumenrückhalt je nach erwarteter Niederschlagssituation sicherstellt. Mit der Auswertung dieser Information kann z. B. im Fall einer momentan drohenden Überlastung des Netzes ein besonders ausgerichtetes Szenario von Schieberstellungen empfohlen und durchgeführt werden. Diese Schieberstellung kann zu einem Wasseraustritt an weniger kritischen Stellen des Kanalnetzes führen, um Kapazitäten in den Speicherräumen des Kanalnetzes für das zukünftige vorhergesagte Niederschlagsereignis zu schaffen und gleichzeitig Wasseraustritte an kritischen Stellen zu verhindern. Zudem kann mit der Vernetzung der Vorhersage durch NiRA.web®und den Informationen des Leitsystems ein Warnsystem basierend auf dem Starregenindex aufgebaut werden. Die Warnung kann zum Beispiel zum automatisierten Schließen von Dammtoren vor Tiefgaragen genutzt werden und bedeutet bei extremen Wetterereignissen eine besondere Sicherheit zum Schutz vor auftretendem Starkregen. Die Kommunikationssysteme zum Bevölkerungsschutz (Sirenen, Lautsprecherdurchsagen, Cell-Broadcasting) bei Starkregenereignissen ab Stufe 6 können ebenfalls aktiviert werden.

Abbildung 20 NiRA.web liefert aktuelle Niederschlagsdaten und Prognosen.
Abbildung 21 NiRA.web arbeitet mit Radarmessung und Regenmessern in einem Netzwerk.

ANWENDUNGSABEISPIELE

Betriebsführung mit KANiO beim AGGERVERBAND

Seit 2009 wird das Betriebsführungsprogramm KANiO im Fachbereich der Talsperren zur Unterstützung der vielfältigen Aufgaben im technischen Betrieb eingesetzt. Ergänzend zur stationären Anwendung werden 15 mobile Endgeräte mit der Software

KANiO Mobil betrieben. Mit KANiO werden die kompletten Arbeiten im Bereich der Talsperren, Stauweiher und Hochwasserrückhaltebecken vorbereitet, geplant, ausgeführt und rechtssicher dokumentiert. Die rechtssichere Dokumentation der geleisteten Arbeiten ist die Grundlage für die TSM-Zertifizierung des Aggerverbandes.

Des Weiteren werden Daten über eine automatisierte Schnittstelle an das Zeitreihenmanagementsystem WISKI des Landes Nordrhein-Westfalen (NRW) zyklisch übertragen.

Aufgrund der steigenden Anforderungen des Aggerverbandes wird KANiO aktuell auf die Bereiche Hochwasserrückhaltebecken und Gewässer ausgebaut.

Abbildung 22 Darstellung der Talsperren, Stauweiher und HRBs mit KANiO.

4.0-Netzbewirtschaftung zur Stauraumoptimierung

Um die vorhandenen Stauräume besser auszunutzen, bedarf es Informationen zum Niederschlagsabflussgeschehen. Diese liefern SCADA-Systeme durch aufgezeichneten Füllstands- und Durchflussdaten. Für ein ganzheitliches Bewirtschaften sind zusätzlich Niederschlagsdaten erforderlich, welche durch das Niederschlagsportal NiRA.web zur Verfügung gestellt werden. Die historischen, aktuellen und prognostischen Füllstands-, Abfluss- und Niederschlagsdaten werden dann im Bewirtschaftungs-System IntelliNet verarbeitet. Das ermöglicht eine situativ einstellbare Abfluss-, Steuer- und Regeleinrichtung. Ziel ist, vorhandene Stauräume bei unterschiedlichen Ereignissen optimal auszunutzen und Einleitungen in Gewässer damit zu reduzieren.

Abbildung 23 NiRA.web Übersicht.

Weiterführende Informationen

Baldauf, M., Gebhardt, C., Theis, S., Ritter, B. & Schraff, C. (2018). Beschreibung des operationellen Kurzfristvorhersagemodell   ICON-D2 und ICON-D2-EPS und seiner Ausgabe in die Datenbanken des DWD.

Jasper-Tönnies, A., Hellmers, S., Einfalt, T., Strehz, A. & Fröhle, P. (2017). Ensembles of radar nowcasts and ICON-DE-EPS for urban flood ma- nagement. Water Science and Technology, 2017(1), 27–35. Tessendorf, A. & Einfalt, T. (2012). Ensemble radar nowcasts-a multi-method approach. Inter- national Association of Hydrological Sciences Publications, 351, 305–310.

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