UrbaneFlut

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.