5 KI-gestützte Projekte zur urbanen Resilienz in hochwassergefährdeten Städten
Hochwasser bedroht immer mehr Städte. Die Klimakrise verstärkt die Gefahr von Starkregen und Überschwemmungen. Doch Künstliche Intelligenz (KI) bietet neue Lösungen: Sie analysiert Daten in Sekunden, erkennt Muster und schützt Menschen sowie Infrastruktur. In diesem Artikel stellen wir fünf innovative Projekte vor, die zeigen, wie Städte widerstandsfähiger werden können.
1. KI-HopE-De: Hochwasserprognosen für kleine Flussgebiete
Das KI-HopE-De-Projekt des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) zielt darauf ab, Hochwasser in kleinen und mittleren Einzugsgebieten (< 500 km²) besser vorherzusagen.
| Projektinfos | Details |
| Fokus | Starkregenereignisse in Flussgebieten mit kurzen Vorwarnzeiten |
| Technologie | Maschinelles Lernen und hydrologische Modelle |
| Vorteile | Erhöhte Vorhersagegenauigkeit bei Extremwetter, schnelle Berechnungen |
| Partner | Hochwasserzentralen, Universitäten, BMBF-Förderung (FKZ 01IS24088A) |
Wie es funktioniert:
KI-HopE-De kombiniert Wetterdaten, historische Hochwasserereignisse und Sensorwerte von Wasserständen. Die Plattform trainiert Modelle, um selbst bei unvorhersehbaren Starkregenereignissen präzise Prognosen zu liefern. Dies schließt die „Vorhersagelücke“ in Gebieten, wo herkömmliche Modelle versagen.
2. INFRAH: Blitzechnelle Vorhersagen in der StädteRegion Aachen
Nach der Hochwasserkatastrophe 2021 entwickelte die StädteRegion Aachen das Projekt INFRAH – ein KI-gestütztes Frühwarnsystem.
| Projektinfos | Details |
| Fokus | Echtzeit-Warnungen für Starkregen und Hochwasser |
| Technologie | KI-basierte Simulationen, Datenfusion aus Sensoren und Wetterdaten |
| Vorteile | 3-stündige Vorhersagen, Reaktionszeit von 13 auf 1 Sekunde reduziert |
| Partner | Aachener Unternehmen, StädteRegion Aachen |
Praxisbeispiel:
INFRAH integriert Niederschlagsradar, Wasserstandsdaten und Topografiedaten. Die KI berechnet in Echtzeit, wie sich Hochwasser entlang von Flüssen ausbreitet – etwa im Rur-Einzugsgebiet. Dies ermöglicht zielgenaue Evakuierungen und Schutzmaßnahmen.
3. DAKI-FWS: Frühwarnsystem für Krisen aller Art
Das DAKI-FWS-Projekt des Fraunhofer HHI ist ein modulares KI-System, das Hochwasser, Pandemien und extreme Hitzewellen vorhersagt.
| Projektinfos | Details |
| Fokus | Multikrisenmanagement für Unternehmen und Behörden |
| Technologie | Generische KI-Modelle, digitale Plattform für Prognosen |
| Vorteile | Saisonale Risikokarten, Aussagekraft für Logistik und Infrastruktur |
| Förderung | 12 Mio. Euro vom BMWK, Kooperation mit RKI und Charité |
Anwendung:
Unternehmen nutzen DAKI-FWS, um Lieferketten oder Produktionsstätten vor Hochwasser zu schützen. Die KI analysiert Wetterdaten, Sozialdaten (z. B. Krankenhausauslastung) und Infrastrukturdaten. Ergebnisse werden über eine digitale Plattform bereitgestellt.
4. Bergisches Hochwasserwarnsystem 4.0 (HWS 4.0)
In Nordrhein-Westfalen testet das HWS 4.0 ein KI-basiertes Sensorsystem, das Hochwasser präziser erkennt als herkömmliche Modelle.
| Projektinfos | Details |
| Fokus | Echtzeit-Warnungen für Unternehmen in hochwassergefährdeten Gebieten |
| Technologie | Sensordatenanalyse, Mustererkennung in Pegelständen |
| Vorteile | Hochwasserschutz-App mit Standortgenauen Warnungen |
| Partner | Wupperverband, Bergische Universität Wuppertal, IHK |
Innovation:
Das System nutzt über 100 Sensoren, die Niederschlag, Wasserdruck und Windrichtung messen. Die KI lernt aus historischen Hochwasserdaten, um Warnschwellen dynamisch anzupassen. Unternehmen erhalten Warnungen per App, bevor kritische Wasserstände erreicht werden.
5. RIWWER: KI für Kanalnetze unter Starkregen
Das Projekt RIWWER des Fraunhofer IMS entwickelt eine KI-Entscheidungsunterstützung für Kanalbetreiber.
| Projektinfos | Details |
| Fokus | Vermeidung von Abwasseraustritten bei Starkregen |
| Technologie | Echtzeitdatenanalyse, Steuerung von Schleusen und Pumpwerken |
| Vorteile | Optimale Verteilung von Regenwasser im Kanalsystem |
| Partner | Stadt Duisburg, Fraunhofer IMS |
Funktionsweise:
Die KI berechnet, wo im Kanalnetz Überlastungen auftreten könnten. Im Ernstfall werden Wasserschleusen geöffnet oder Rückhaltebecken aktiviert, um Abwasser zurückzuhalten. Dies schützt Gewässer und vermeidet Umweltschäden.
Fazit: KI als Schlüssel zur urbanen Resilienz
Die genannten Projekte zeigen: KI ist kein „Zauberstab“ gegen Hochwasser, sondern ein Werkzeug, das Kommunikation, Daten und Handlungsoptionen verbindet. Entscheidend ist die Zusammenarbeit zwischen Städten, Wissenschaft und Unternehmen.
Zukunftsprognose:
KI-gestützte Systeme werden immer präziser – etwa durch KI-gestützte Bilderkennung von Drohnen (Projekte wie roosi GmbH ) oder KI-HopE-De-Plattformen . Sie ermöglichen es Städten, Schwammstadt-Konzepte (durchlässige Oberflächen, Retentionsräume) effizienter zu planen und umzusetzen.
