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Durch moderne Simulationstechnologie die Folgen von Hochwasser mildern

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Veröffentlicht am Dienstag, den 09. Februar 2016

Saisonale Überschwemmungen oder Hochwasserkatastrophen können erhebliche Schäden an der öffentlichen Infrastruktur verursachen. Das Flutwasser schwemmt häufig gefährliche Gegenstände fort, wie z. B. Bäume, Steine oder Fahrzeuge, die Brücken oder Hochwasserschutzeinrichtungen beschädigen können.

Im Rahmen eines neuen Projekts an der Universität Luxemburg soll eine mathematische Methode entwickelt werden, um zu simulieren wohin solches Treibgut transportiert wird und welche Schäden es an Gebäuden verursacht. Den lokalen Wasserwirtschaftsbehörden soll damit ermöglicht werden, Hochwasserszenarien für Flüsse wie Mosel, Our und Sauer zu erstellen.

Software zur Risikoabschätzung

Auf der Grundlage vorhandener Forschungsarbeiten entwickeln die Wissenschaftler des LuXDEM-Forschungsteams derzeit einen Algorithmus, der die Analyse verschiedener Hochwasserszenarien ermöglicht und gleichzeitig berücksichtigt, wie das Treibgut sich gegenseitig in seiner Bewegung beeinflusst. Ziel des Projekts „DebrisFlow: Impact of Debris Flow on Buildings and Structures during Flooding“ (DebrisFlow: Auswirkung von Treibgut auf Gebäude und andere Bauwerke bei Hochwasser) ist es, eine Softwareumgebung zu schaffen, die es Wasserwirtschaftsbehörden und Forschern erlaubt, die Auswirkungen von Hochwasser vorherzusagen und besonders gefährdete Stellen zu erkennen.

 

DebrisFlow

Ziel des Projekts „DebrisFlow” ist eine Software, die es Wasserwirtschaftsbehörden und Forschern erlaubt, den Transport von Treibgut bei Hochwasser und seine Zerstörungskraft zu beurteilen.

 

„Wir möchten untersuchen, was passiert, wenn Treibgut mit Brücken, Gebäuden oder Hochwasserschutzeinrichtungen kollidiert“, erklärt Prof. Dr. Bernhard Peters, Professor für Thermo- und Fluiddynamik an der Fakultät für Naturwissenschaften, Technologie und Kommunikation (FSTC). „Die Methode kann die mechanischen Belastungen berechnen, denen die Gebäude bei einem Hochwasser ausgesetzt sind. Sie kann jedoch auch dazu verwendet werden, Hochwasserschutzeinrichtungen von vornherein an diese Bedingungen anzupassen, sodass sie den Belastungen standhalten.“ Laut Peters kann das Projekt wichtige Informationen für eine vorausschauende Planung liefern und bei dabei helfen, wirksame Gegenmaßnahmen zu ergreifen.

Digitale Oberflächenprofile der Region

Das Projektteam beginnt seine Forschungstätigkeiten mit einer Untersuchung der Grenzflüsse zwischen Luxemburg und Deutschland. Die regionalen Wasserbehörden haben die Wissenschaftler bereits mit topografischen Daten, wie z. B. Oberflächenprofile der Flüsse Mosel, Our und Sauer, versorgt, um den Algorithmus zu „füttern“. „Anhand des digitalen Modells der Landschaft können wir sehen, welchen Weg das Wasser nehmen wird und wo es am wahrscheinlichsten ist, dass Treibgut die Infrastruktur schädigt“, erläutert Prof. Peters.

Das Projekt wurde bei einem Kick-off-Meeting am 20. Januar 2016 ins Leben gerufen und wird für drei Jahre aus dem Fonds National de la Recherche (FNR) finanziert. Außer Prof. Peters werden die Forschungsarbeiten von zwei Doktoranden, Yu-Chung Liao und Gabriele Pozzetti, durchgeführt. Das Team wird außerdem von der luxemburgischen Straßenbauverwaltung „Ponts et Chaussées“, den Behörden für Wasserwirtschaft in Luxemburg (Administration de la gestion de l’eau) und Trier (Struktur- und Genehmigungsdirektion Nord), dem luxemburgischen Institute of Science and Technology (LIST) und einem Team der Technischen Universität Dresden unter der Leitung von Prof. Jürgen Stamm unterstützt.

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Weitere Informationen: luxdem.uni.lu.

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