Erstellung von Flutwellenabschätzungen für Stauanlagen in NRW

Erstellung von Flutwellenabschätzungen für Stauanlagen in NRW Im Juli 2021 führten extrem ergiebige Dauerniederschläge durchsetzt mit örtlichen Starkregenereignissen zu massiven Sturzfluten und Hochwasser in Nordrhein-Westfalen und ließen die Pegelstände der Gewässer in den betroffenen Gebieten rasant ansteigen. Das Ausmaß der Niederschläge und in der Folge auch das Ausmaß der Sturzfluten und Hochwasser waren außerordentlich und in den betroffenen Regionen in dieser Höhe in den vergangenen Jahrzehnten nicht aufgetreten. Vorgehaltener Rückhalteraum in den Talsperren wurde in kurzer Zeit durch die zuströmenden Wassermassen ausgefüllt. Trotz hoher Anforderungen an Bau und Betrieb führten die Zuflüsse in ungeahnter Höhe zum unkontrollierten Überströmen der Steinbachtalsperre. Ein Totalversagen dieser Talsperre war zeitweise zu befürchten. Bereits jetzt ist mit den nicht mehr vermeidbaren Folgen des Klimawandels davon auszugehen, dass solche meteorologischen Extremereignisse zukünftig häufiger auftreten werden. Um dieser Herausforderung zu begegnen, hat das Ministerium für Umwelt, Naturschutz und Verkehr einen 10-Punkte-Arbeitsplan "Hochwasserschutz in Zeiten des Klimawandels" aufgestellt, der im Handlungsfeld 6 auch die Verbesserung der Talsperrensicherheit adressiert. Um in einem unwahrscheinlichen Fall eines Totalversagens auf einer geeigneten Grundlage Entscheidungen zu treffen, sind einheitliche, präventive Flutwellenabschätzungen erforderlich. Die bisherige Erstellung von Flutwellenabschätzungsberechnungen waren in der Vergangenheit sehr zeit- sowie kostenintensiv. Durch neue technische Möglichkeiten sowie den Einsatz von maschinellem Lernen (ML) besteht die Erwartung, dass sich die einzelnen Berechnungen deutlich beschleunigen und die Kosten reduzieren lassen. Hierzu sollen erste Erfahrungen von neuen Ansätzen gewonnen und gefördert werden sowie schnellstmöglich Ergebnisse für Flutwellenabschätzungen für die prioritären Talsperren erstellt werden. Im Sinne der Förderung von Zukunftstechnologie möchte sowohl die Landesregierung NRW als auch das Ministerium für Umwelt, Naturschutz und Verkehr insbesondere Ansätze mit künstlicher Intelligenz-/Machine-Learning-Berechnungselementen und Modellaufstellungen unterstützen. Deshalb richtet sich diese Ausschreibung besonders an Unternehmen, die solche Berechnungselemente und Modellaufstellungen KI-basiert anbieten können.