Bodensensoren und Software 14.11.2014, 09:39 Uhr

Frühwarnsystem von Siemens prognostiziert Deichbruch

Oft bleiben zwischen sichtbarem Schaden am Deich und seinem Bruch kaum 60 Minuten. Siemens testet deswegen in Amsterdam ein Frühwarnsystem. Es besteht aus Bodensensoren und einer Software, die im Ernstfall rechtzeitig Verantwortliche auf Smartphone oder Tablet alarmiert. 

Der provisorisch geschlossene Dammbruch in Fischbeck (Sachsen-Anhalt) am 17. Juni 2013. Das System von Siemens soll zukünftig rechtzeitig vor Dammbrüchen warnen. 

Der provisorisch geschlossene Dammbruch in Fischbeck (Sachsen-Anhalt) am 17. Juni 2013. Das System von Siemens soll zukünftig rechtzeitig vor Dammbrüchen warnen. 

Foto: dpa-Zentralbild

Während die internationale Politik um verbindliche Klimaschutzziele ringt, haben Menschen weltweit immer häufiger mit verheerenden Auswirkungen extremer Wettersituationen zu kämpfen. Der Meeresspiegel steigt, Naturkatastrophen nehmen zu. Systeme, die Mensch und Infrastruktur vor Sturm- und Flutkatastrophen schützen, werden daher immer dringender gebraucht.

In Amsterdam ist jetzt ein Überwachungs- und Frühwarnsystem im Einsatz, das den Schutzdamm wirksam für den Katastrophenfall rüsten soll. Im Deich eingelassene Sensoren und eine Analysesoftware können Schäden und mögliche Bruchstellen frühzeitig erkennen. Das System liefert permanent Informationen über den Zustand des Deichs – auch auf das Tablet oder Smartphone des Verantwortlichen vor Ort.

Siemens: System hat Tests bestanden

Entwickelt wurde das Monitoring-System unter der Federführung des Ingenieurs Bernhard Lang von Siemens Corporate Technology. Es kann auf den Meter genau analysieren, wo ein Deich beschädigt ist und wann er im Falle von Hochwasser brechen wird. In einem Pilotprojekt mit Waternet Amsterdam, dem Betreiber des örtlichen Trink- und Abwassernetzes und des Deichschutzes, wurde das System auf einem Abschnitt von fünf Kilometern am Ringdijk in Amsterdam installiert und in den vergangenen Monaten erprobt. Wie Siemens jetzt meldete, hat das System die Tests bestanden.

Software gleicht Daten ab und entwickelt Szenarien

Etwa alle 100 Meter wurden Sensoren im Deich versenkt – zusätzlich über und unter der Oberfläche von Wasserläufen. Die Sensoren messen Temperatur, Druck, Feuchtigkeit und Verschiebungen im Deich sowie Wasserstand und Wassertemperatur im Kanal. 

Via GPRS-Mobilfunk werden die Messergebnisse in ein Rechenzentrum in Karlsruhe übermittelt. Dort nimmt eine Software die Datenanalyse vor, indem sie die Echtzeit-Messergebnisse mit bereits gespeicherten Daten abgleicht. Wenn beispielsweise plötzlich 14 Grad Celsius Innentemperatur im Deich gemessen werden, könnte das ein Hinweis sein, dass ein Bruch droht, weil wärmeres Wasser von außen eingedrungen sein muss. Das Grundwasser, und damit normalerweise das Innere des Deichs, hat etwa acht Grad Celsius.

Frühwarnsystem von Siemens: Derzeit ist eine Kette von Sensoren auf einer Länge von fünf Kilometern an einem Deich in Amsterdam installiert. Sie liefern permanent Informationen über dessen Zustand. 

Frühwarnsystem von Siemens: Derzeit ist eine Kette von Sensoren auf einer Länge von fünf Kilometern an einem Deich in Amsterdam installiert. Sie liefern permanent Informationen über dessen Zustand. 

Quelle: Siemens

Da die Software auch weiß, aus welchem Material der Deich an der konkreten Stelle besteht, lässt sich auch der sogenannte Hangabrutschfaktor bestimmen. Die Software ist dabei laut Siemens in der Lage, zwischen typischen Schwankungen und untypischen Abweichungen zu unterscheiden und schlage rechtzeitig Alarm. Im Standardbetrieb werden die Ergebnisse im Stundentakt auf die Monitore oder mobilen Endgeräte der Verantwortlichen vor Ort gesendet. In kritischen Situationen wird die Datenübertragungsrate erhöht, das System ist außerdem mit dem Katastrophenschutz vernetzt.

Risiko und Kosten gesenkt

Je nach Material eines Deiches erfolgt eine Wartung alle fünf bis 30 Jahre. Experten versenken dabei Messgeräte im Boden, um die Stabilität zu überprüfen. Zukünftig könnten die Verantwortlichen den Zustand des Deiches permanent auf ihrem Smartphone oder Tablet prüfen. Die kontinuierliche Überwachung senkt das Risiko einer Überflutung und die Instandhaltungskosten.

Laut Siemens setzen sich mehr als zwei Drittel der Städte in Europa bereits jetzt damit auseinander, wie sie sich vor Hochwasser schützen. Nach Angaben des Rückversicherers Munich Re machten Überschwemmungen 2013 knapp 40 Prozent der weltweiten Gesamtschäden durch Naturkatastrophen aus.

Von Susanne Neumann
Von Susanne Neumann

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