Software simuliert Land unter in Dresden

Das Jahrhunderthochwasser von Dresden im August 2002 hat einen Schaden von rund einer Milliarden Euro verursacht und tausende Menschen vorübergehend obdachlos gemacht. Um auf die Auswirkungen derartiger Katastrophen besser vorbereitet zu sein, arbeiten Forscher des Fraunhofer-Instituts für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen (SCAI) derzeit mit Projektpartnern an der Entwicklung eines Computerprogramms, das die wechselseitige Beeinflussung von Oberflächenwasser, Kanalsystem und Grundwasser simulieren kann. Als Testereignis für das Projekt dient dabei die Dresdner Hochwasserkatastrophe.

„Der Grund für ein derartiges Hochwasser wie in Dresden ist nicht nur die Überflutung des Flusses. Gerade in Städten spielt die unterirdische Wasserausbreitung durch Kanalsysteme, U-Bahn-Schächte und den ansteigenden Grundwasserspiegel eine entscheidende Rolle“, erklärt Jörg-Volker Peetz vom Fraunhofer SCAI. Während es zwar einzelne simulationstechnische Lösungen für die Interaktion zwischen Oberflächenwasser und Grundwasser sowie zwischen Oberflächenwasser und Kanalisation gibt, sind gleichzeitige und ineinander greifende Simulationslösungen der drei Komponenten immer noch Mangelware.

Bei der Entwicklung der Software greifen die Wissenschaftler zum größten Teil auf existierende Simulationsprogramme und Daten in den angesprochenen drei Bereichen zurück. Die Aufgabe des SCAI besteht nun darin, diese Programme und Simulationscodes mithilfe einer neu entwickelten Kopplungssoftware zusammenzuführen. Ziel dabei ist es, herstellerunabhängig den Datenaustausch und die Interpolation der Daten zwischen den Simulationsprogrammen zu gewährleisten.

Das dreijährige Projekt, an dem unter anderem das Dresdner Grundwasserforschungszentrum, das Umweltamt der Landeshauptstadt Dresden sowie das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) beteiligt sind, soll das Risikomanagement bei Hochwasserkatastrophen entscheidend verbessern. So ist die Berechnung etwaiger Katastrophenszenarien für die Erarbeitung von geeigneten Schutzmaßnahmen unumgänglich. „In der Stadt werden oberflächliche Maßnahmen wie Dämme und Schutzwände vom Wasser oftmals unterirdisch umgangen“, meint Peetz. Eine Simulation der unterirdischen Wasserausbreitung und deren Auswirkungen auf das Oberflächenwasser seien für die Entwicklung eines Hochwasserschutzes folglich von äußerster Wichtigkeit, so Peetz. Die Software soll zukünftig auch in anderen Gebieten und Städten einsetzbar sein.