Universität Siegen entwickelt Lösungen für den Hochwassernotfall

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Wie lassen sich Menschen und Infrastruktur besser vor Hochwasser schützen?
Im internationalen Forschungsprojekt BONSAI entwickelt die Universität
Siegen Modelle und ein digitales Werkzeug für schnellere Entscheidungen im
Ernstfall.

Wenn Flüsse über die Ufer treten oder Sturmfluten auf die Küste treffen,
zählt oft jede Minute und jede Entscheidung. Behörden und Einsatzkräfte
müssen schnell erkennen, wo sich das Wasser ausbreitet, welche Gebäude und
Verkehrswege besonders gefährdet sind und wie Schutzmaßnahmen den größten
Schaden verhindern können. Im Forschungsprojekt BONSAI simuliert die
Universität Siegen gemeinsam mit 16 internationalen Partnern künftige
Szenarien, die durch den Klimawandel vermutlich zeitnah eintreten werden.
Dadurch sollen Schutzsysteme widerstandsfähiger, der Katastrophenschutz
zukunftssicher und die Ausbildung von Fachkräften gestärkt werden.
Insgesamt stehen für das Projekt 10,7 Millionen Euro zur Verfügung. Davon
stammen rund 6,42 Millionen Euro aus Mitteln der Europäischen Union
(Interreg North-West-Europe). Die Universität Siegen erhält für ihre
Arbeit im Projekt 634.000 Euro.

„Durch den Klimawandel nehmen Starkregen, Sturmfluten und der
Meeresspiegelanstieg zu. Dadurch geraten Deiche, Sperrwerke und andere
Hochwasserschutzanlagen stärker unter Druck – vor allem in Gegenden rund
um Flussmündungen“, erklärt Dr. Evangelos Rozos, Leiter der Siegener
Forschungsgruppe. „Es müssen robuste, physikalisch fundierte Methoden
entwickelt werden, um zukünftige Hochwasserrisiken abzuschätzen und dieses
Wissen in praktische, zuverlässige und anpassungsfähige Konzepte für den
Hochwasserschutz zu überführen.“

Tool für Einsatz- und Katastrophenschutzdienste

Genau das soll im Projekt BONSAI umgesetzt werden. Von Seiten der
Universität Siegen ist das Forschungsinstitut für Wasser und Umwelt (FWU)
an der Professur für Hydromechanik und Wasserbau unter der Leitung von
Prof. Dr. Jorge Leandro beteiligt. Die Siegener Wissenschaftler simulieren
und modellieren Hochwasserströmungen. Mithilfe mathematischer und
numerischer Verfahren berechnen sie, wie sich Wasser während eines
Hochwasserereignisses über ein Gelände ausbreitet. Dabei werden unter
anderem die Topografie, die Eigenschaften des Geländes und die jeweiligen
Randbedingungen berücksichtigt.

In Zusammenarbeit mit der Universität Lille in Frankreich entwickelt die
Uni Siegen ein interaktives Online-Entscheidungsunterstützungssystem, das
hydrodynamische Modellierung, räumliche Analyse und Optimierungsmethoden
miteinander verbindet. Das Tool soll Einsatz- und
Katastrophenschutzdienste vor und während eines Notfalls dabei
unterstützen, gefährdete Gebiete zu identifizieren, kritische
Infrastruktur – wie Krankenhäuser und Kraftwerke – zu schützen, und den
Einsatz von temporären Schutzmaßnahmen zu optimieren, etwa mobile
Hochwasserschutzbarrieren. Die Entwicklung wird zunächst an einem
Teststandort in der ostfriesischen Stadt Norden in Niedersachsen erprobt.
Gleichzeitig wollen die Forscher zeigen, wie man solche Werkzeuge für den
praktischen Einsatz im Hochwassermanagement weiterentwickeln kann. Auch
für Regionen fernab von Küste könnten die Forschungsergebnisse interessant
sein. Zwar konzentriert sich BONSAI auf Küsten- und Flussmündungsgebiete,
viele der entwickelten Methoden lassen sich aber auch auf Binnenregionen
wie Südwestfalen übertragen.

Von der Forschung in die Praxis

Um im Projekt entwickeltes Wissen, Methoden und Werkzeuge direkt den
Fachkräften zu präsentieren, richten die teilnehmenden Hochschulen
regelmäßig Flood Academies (Flut Akademien) aus. September 2027 findet die
Veranstaltung am Biggesee bei Olpe statt, veranstaltet durch die Uni
Siegen. Die Veranstaltung richtet sich in erster Linie an Akteure, die
unmittelbar für das Management von Hochwasserschutzmaßnahmen, die
Katastrophenbewältigung sowie die Instandhaltung und den Betrieb von
Deichen verantwortlich sind.

Eine internationale Gruppe von Expertinnen und Experten wird Vorträge und
Diskussionsbeiträge anbieten. Die Teilnehmenden können sich über den
aktuellen Stand der Forschung sowie über moderne Ansätze des
Hochwasserschutzes aus verschiedenen Regionen und Perspektiven weltweit
informieren. Das übergeordnete Ziel ist es, das Verständnis von
Hochwasserrisiken zu erweitern und sowohl bekannte als auch weniger häufig
berücksichtigte Gefahren für Hochwasserschutzanlagen in den Blick zu
nehmen. Dabei geht es etwa darum, wie grabende Tiere die Stabilität von
Deichen beeinflussen und wie sich Deiche mit schonenden Methoden stärken
lassen, zum Beispiel, indem man gezielt geeignete Pflanzenarten einsetzt.

Das Forschungsprojekt BONSAI bringt 17 Partner aus Belgien, den
Niederlanden, Frankreich und Deutschland zusammen und läuft von 2025 bis
2029.