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03.07.2017 | Wasserbau | Interview | Onlineartikel

"Prozess der Risikoprognose weiter beschleunigen"

Autor:
Nico Andritschke
Interviewt wurde:
Prof. Dr.-Ing. Christian Wietfeld

leitet den Lehrstuhl für Kommunikationsnetze an der Technischen Universität Dortmund.

Staudämme unterliegen vielfältigen Einflüssen. Professor Christian Wietfeld erklärt, wie durch innovative Sensor- und Kommunikationstechnik sowie Prognosemodelle Katastrophen vermieden werden können.

Springer Professional: Seit 2015 forschen Sie gemeinsam mit Kooperationspartnern an TaMIS, einem neuartigen Talsperren-Mess-Informations-System. Was sind Gegenstand und Ziel dieses Projektes?

Christian Wietfeld: Die zentrale Herausforderung des vom BMBF im Rahmen des Sonderprogramms Geotechnologien geförderten TaMIS-Projekts ist die kontinuierliche und umfassende Erhebung und modellbasierte Analyse von charakteristischen Geoinformationen. Sie werden zur Vorhersage von kaskadierenden Effekten benötigt und dienen der Vermeidung von Naturkatastrophen im Umfeld von Staudämmen. Innerhalb von TaMIS arbeiten der Wupperverband als Betreiber von Talsperren, das Unternehmen TerraTransfer GmbH als Sensorhersteller, die 52°North Initiative for Geospatial Open Source Software GmbH als Spezialist für geobasierte Web Services und der Lehrstuhl für Kommunikationsnetze der TU Dortmund als Funkspezialist und Koordinator eng zusammen. TaMIS grenzt sich durch innovative Sensortechnologie im Bereich der Untergrundsensornetze, eine umfassende Kommunikationstechnik zur unmittelbaren Übertragung der Informationen über standardisierte Schnittstellen und die detaillierte Prognosemodellentwicklung für die Risikoanalyse deutlich vom Stand der Technik ab. Dabei ist weiterhin die Nutzung von bestehenden Messapparaturen möglich.

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Die üblichen Gefahren für das Versagen von Staudämmen wurden bislang auch überwacht. Welche neuen Erkenntnisse hat der Forschungsverbund gewonnen?

Die Gefahren für das Versagen von Staudämmen lassen sich, unter anderen, in die Kategorien unkontrollierter Überlauf, erhöhtes unkontrolliertes Sickerwasseraufkommen und Deformationen einteilen. Talsperren(-systeme) sind Teil einer risikobehafteten Landschaft, die sich durch klimatische Veränderungen und menschliche Einflüsse (Urbanisation) stetig ändert. Sie benötigen daher ständige Überwachung durch verschiedene Systeme. Um ein Maximum an Informationen zu erhalten, müssen diese quantitativ miteinander kombiniert werden. Alle Informationen besitzen ihre eigenen zeitlichen, räumlichen und kontextbasierten Anforderungen. Die Form der Datenaufnahme unterscheidet sich normalerweise von Fall zu Fall und kann automatisiert, halb-automatisiert oder manuell erfolgen. Die zentrale Herausforderung in diesem Kontext ist, vielparametrisierte Datensätze mit bodenbasierten Sensoren in einer großflächigen Umgebung zu sammeln, sie mit intelligenten Sensornetzen zu kombinieren und mit Systemen zur Prozessierung, Alarmierung und Visualisierung zu verbinden. 

Ihre Arbeiten fokussieren auf die Bever-Talsperre (Nordrhein-Westfalen), als größte Talsperre eines Verbundes. Was prädestiniert diese Talsperre für Ihre Untersuchungen?

Die Bever-Talsperre weist im Vergleich zu den anderen Talsperren einige Besonderheiten auf, die eine regelmäßige Überwachung und Beobachtung durch verschiedene automatisierte und manuelle Messsysteme erfordert. Dazu zählt unter anderem ein erhöhtes Sickerwasseraufkommen ab einer bestimmten Stauhöhe der Talsperre. Das TaMIS-Projekt fokussiert daher die Entwicklung einer integrierten Überwachungstechnik für ein gezieltes Risikomanagement, welche Daten verschiedener Quellen mit unterschiedlichen Auflösungsvermögen verarbeitet und so die genaue Analyse von Besonderheiten wie erhöhtem Sickerwasseraufkommen durch innovative Sensor-Technologien und Datenaggregation ermöglicht.

Wie kann künftig ein zügiger Ergebnistransfer in die wasserwirtschaftliche Praxis erreicht werden?

Durch das TaMIS-Kontrollzentrum wird eine zentrale Plattform geschaffen. Hier werden alle sicherheitsrelevanten Informationen und Daten gebündelt und über offene und interoperable Standards bereitstellt. Im Falle eines Unfalls können sie von Behörden, Krisenmanagement, Polizei und Feuerwehr genutzt werden.

Besteht nach dem Auslaufen der Förderung Ende 2017 weiterer Forschungsbedarf?

Die zentrale Bündelung sicherheitsrelevanter Informationen und Integration verschiedener Sensorsysteme und –daten bietet – insbesondere in der Wasserwirtschaft – ein enormes Potenzial für weitere Forschungsarbeiten. Gerade für Risikoanalyse und –management ist eine Vielzahl von Sensordaten wichtig, die auch im Hinblick auf Big Data Analysen und Machine Learning Algorithmen analysiert werden können. So kann der Prozess der Risikoprognose weiter beschleunigt werden. Aus kommunikationstechnischer Sicht bietet gerade das Bergische Land herausfordernde Bedingungen für den Datenaustausch in Echtzeit, auch über größere Entfernungen.

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Die Hintergründe zu diesem Inhalt

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Staudämme

Quelle:
Geotechnik

01.09.2016 | Forschung | Ausgabe 9/2016

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