Expertennetzwerk

Forschung für resiliente, vernetzte und umweltgerechte Verkehrsträger – 2. Verkehrs- und Infrastrukturtagung des BMDV-Expertennetzwerks

Am 26. Oktober fand die 2. Verkehrs- und Infrastrukturtagung des BMDV-Expertennetzwerks statt. Die Veranstaltung bot ein abwechslungsreiches Programm aus Vorträgen, Postersessions und Diskussionsrunden.  Die dringenden Themen der heutigen und zukünftigen Verkehrsinfrastruktur wurden vorgestellt. Im Fokus standen dabei: Klimawandel, Umwelt, erneuerbare Energien sowie zuverlässige Infrastruktur, digitale Technologien und verkehrswirtschaftliche Analysen.

Auch Mitarbeitende der BAW waren zum Veranstaltungsort im Herzen von Berlin, in das Allianz Forum neben dem Brandenburger Tor angereist. Schon am Vorabend der Veranstaltung gab es unter den Expertinnen und Experten aller Behörden des Netzwerkes ein Speed-Dating für den fachlichen und privaten Austausch. Das Besondere am BMDV-Expertennetzwerk ist die Möglichkeit über den Tellerrand der eigenen Behörde hinauszuschauen und das vernetzte Arbeiten zu stärken.

Bei der Veranstaltung selbst hat man diese Vernetzung unter den Behörden deutlich gespürt. „Wir leben Netzwerk“ und „Lücken werden geschlossen“ sind hierbei zwei prägnante Beispiele aus den Diskussionsrunden auf dem Podium. Poster und Vorträge (www.bmdv-expertennetzwerk.bund.de/VIT2023) wurden meist gemeinschaftlich von Mitarbeitenden aus unterschiedlichen Behörden vorgestellt.

Neben dem Aspekt der Vernetzung wurde zusätzlich betont, dass das BMDV-Expertennetzwerk die Möglichkeiten fördert neue Kompetenzen innerhalb der eigenen Behörde aufzubauen und praxisnahe Forschung zu betreiben.

Die Interaktion mit dem Publikum verdeutlichte, dass die Forschungsthemen des Netzwerkes große Relevanz haben und essentiell für die Zukunft der Verkehrsinfrastruktur sind. Die Forschenden konnten dabei unter Beweis stellen, mit welch hoher Motivation und Qualität sie die anspruchsvollen Themen der Verkehrsinfrastruktur von morgen angehen.

Starkregen ein toter Winkel der Wasserstraße – Der Fall: Stuttgart am Neckar

Den toten Winkel kennt man meist nur aus dem Straßenverkehr. Eine oft unbemerkte und doch potenziell fatale Gefahr. Ein Starkregenereignis kann durchaus einen ähnlichen Effekt auf die Wasserstraße haben. Inwiefern? Was ist zu tun? Das will ich heute erklären.

Vor einigen Jahren erreichte uns die Nachricht, dass es in der Stauhaltung Hofen am Neckar nahe der Stadt Stuttgart immer wieder zu unerklärlichen Wasserstandsanstiegen kommt. Vor allem im Sommer passierte es, dass der Wasserpegel plötzlich rasant anstieg und das Betriebspersonal der Staustufe nur noch nachträglich versuchen konnte die Schwankungen in den Griff zu kriegen, um die Schifffahrt möglichst nicht zu gefährden. Kleine Wasserstandschwankungen können ausreichen, dass der Platz unter Brücken für die Schiffe knapp wird oder sie den Grund des Flusses berühren. Eine Erklärung für die Schwankungen in Hofen musste her und meine Kolleg*innen machten sich auf die Suche.

Schnell stellte sich heraus, dass hier die Kanalisation von Stuttgart ihre Finger im Spiel hat.  Starkregenereignisse führen nicht immer zu Hochwasser und Überschwemmungen, sie können aber zeitweise unsere Kanalisation an ihre Grenzen bringen. So auch in Stuttgart. Tritt hier ein Starkregenereignis auf, so kann die Kanalisation nicht das komplette Regenwasser zur Kläranlage abführen, sondern das Wasser wählt gegebenenfalls den „Notausgang“.  Das heißt das Wasser wird aus der Kanalisation in den Neckar abgegeben. Gerade im Sommer, wenn der Neckar sowieso schon wenig Wasser hat, kann dies fatale Folgen haben. Es ist möglich, dass aus der Stuttgarter Kanalisation ein zehnmal größerer Abfluss kommt, als im Neckar selbst vorhanden ist. Für mich persönlich kaum vorstellbar, aber eine reale Tatsache und bestimmt kein Einzelfall. Ich reiste während meiner Masterarbeit nach Stuttgart und schaute mir diesen „Notausgang“, in der Fachsprache Entlastungsbauwerk genannt, einmal an:

Am rechten Uferrand, unmittelbar hinter der Bahnbrücke (oberhalb meines Ellbogens), erkennt man das Bauwerk. Sehr unauffällig gliedert es sich in die grüne Landschaft ein. Bahn- und Fahrradwege führen entlang und nur das Auge einer Fachperson lässt erahnen worum es sich handelt.

Genau an dieser Stelle rauscht also an regnerischen Sommertagen unbemerkt das überschüssige Wasser aus der Kanalisation in den Neckar? Die Untersuchungen zeigen: wellenartig strömt das Wasser den Neckar entlang und erreicht die Staustufe. Was tun? Es gibt eine scheinbar einfache Lösung. Schauen wir uns die Staustufe Hofen mal genauer an:

Das Wasser steht hier echt bis zum Rand, aber staugeregelte Wasserstraßen, wie der Neckar, sind mithilfe der Wehranlagen und Kraftwerksturbinen regelbar. Demnach kann das Betriebspersonal Einfluss auf den Wasserstand nehmen. Ist das Personal rechtzeitig informiert, ob und wieviel Wasser aus der Kanalisation in den Neckar kommt, so ist das Personal in der Lage vorrausschauend zu handeln. Bei Regelungssystemen ist diese Vorausschau entscheidend.  Dadurch ist es möglich, aktiv Wasserstandsschwankungen entgegen zu wirken und eine problemlose Schifffahrt sicherzustellen. Bildlich gesprochen, kann man sich für die Wasserstandsänderung schonmal bereithalten.

Die maximale Wassermenge, welche die Kanalisation an die Wasserstraße abgeben darf, ist zwar gesetzlich geregelt, der aktuelle Wert wird aber nicht gemessen. Deswegen haben sich im Rahmen des BMDV-Expertennetzwerks (Bundesministerium für Digitales und Verkehr) der DWD (Deutsche Wetterdienst) und die BAW zusammengeschlossen und ein Live-Prognosesystem für die Stauhaltung Hofen am Neckar entwickelt. Der DWD liefert die benötigten Regenprognosen und die BAW errechnet anhand eines Modells, wieviel Wasser in den Neckar abgegeben werden wird. Die Neckar AG, in den meisten Fällen verantwortlich für den Wasserstand, kann wiederum jederzeit auf die Prognose der BAW zugreifen. Die Neckar AG erhält die entscheidende Information und kann vorrausschauend handeln.

So ist ein beeindruckendes Forschungsprojekt entstanden. Der Fall um die Stauhaltung Hofen konnte gelöst werden und die Neckar AG kann derzeit vom neuesten Stand der Forschung profitieren. Ich durfte im Rahmen meiner Masterarbeit in das Thema einsteigen und bin nun seit Ende letzten Jahres als wissenschaftliche Mitarbeiterin der BAW mit an der Projektbearbeitung beteiligt.

Ich freue mich auf viele weitere spannende Herausforderungen und blicke schon sehr gespannt in Richtung Oktober. Zusammen mit meinem Kollegen des DWD darf ich dieses Projekt bei der zweiten Verkehrs- und Infrastrukturtagung des BMDV-Expertennetzwerks in Berlin vorstellen; hier der Link für mehr Infos zur Veranstaltung:

https://www.bmdv-expertennetzwerk.bund.de/VIT2023

Die Zukunft im Klimawandel?

Abb. 1: BAWBildatlas – Darstellung möglicher Zukünfte im Klimawandel

Meeresspiegelanstieg, Meteorologie, Topographie des Wattenmeers, binnenseitiger Abfluss in die Ästuare, … alles wird sich im Klimawandel verändern. Und das nicht einzeln nacheinander, sondern alles parallel auf unterschiedlichen Zeitskalen, weil alles mit allem zusammenhängt.
Wir wagen einen Blick in die Zukunft und zeigen mit Hilfe von Computersimulationen, was uns erwarten könnte.

In vorangegangenen Studien wurden die zahlreichen an der Küste vom Klimawandel beeinflussten Komponenten einzeln untersucht. Im BMVI-Expertennetzwerk gehen wir einen Schritt weiter und wollen herausfinden, wie eine mögliche Zukunft aussehen kann, in der die zu erwartenden Veränderungen zusammenspielen.

Abb. 2: Mittlere Überflutungsdauer im heutigen Zustand (oben) und in der fernen Zukunft (unten).

Für die nahe Zukunft (2031-2060) und ferne Zukunft (2071-2100) werden einzelne Jahre mit einem hydrodynamisch-numerischen Modell simuliert und die kombinierten Auswirkungen des Klimawandels auf die Deutsche Bucht und die angrenzenden Ästuare Ems, Weser und Elbe analysiert.
Die dafür benötigten Randwerte werden durch die Bundesoberbehörden BSH, DWD, BfG und BAW erarbeitet.
Aus den Ergebnissen können mögliche Betroffenheiten für Infrastruktur sowie Küsten- und Naturschutz abgeleitet werden. Beispielsweise lässt sich folgern, dass die Wattflächen in der fernen Zukunft im Vergleich zum heutigen Zustand abnehmen können (Abb. 2).

Weitere Ergebnisse sind in dem nun erschienenen BAW Bildatlas „Darstellung möglicher Zukünfte im Klimawandel“ zusammengefasst und können online eingesehen werden.

Rückblick auf die EGU2019

Österreich, Wien, 08.-12.04.2019

Wien, Heimat von Mozart, Hundertwasser, dem Wiener Schnitzel, Manner und für eine Woche Pilgerstätte für 16.273 Wissenschaftler*innen aus 113 verschiedenen Ländern zur jährlichen European Geosciences Union „EGU“ General Assembly. Seit 17 Jahren ist es das Ziel der EGU, einen interdisziplinären wissenschaftlichen Austausch für Forscher*innen zu bieten, die in unterschiedlichsten Geowissenschaftlichen und verwandten Fachgebieten arbeiten.

Weg zum Austria Center Vienna am Mittwoch bei Regen

Dieses Jahr wurde dieses Angebot vom 08. bis 12. April im Austria Center Vienna (ACV) durch insgesamt 5.531 Vorträge, 9.432 Poster und 1.287 PICO (Presenting Interactive Content) Präsentationen umgesetzt. Darunter waren 3 Poster und 1 Vortrag der Bundesanstalt für Wasserbau – Abteilung Küste.

Für uns, von 53°33’N – 10° 0′ E, begann die EGU2019 am Mittwoch, 10. April 2019, mit dem Poster zum Thema „Classifying the impact of natural bathymetry changes on hydrodynamics in the German Bight between 1996 and 2015 (North Sea)” in der “Open Session on coastal and shelf seas (OS2.1)”. Robert Hagen stellte eine Fallstudie aus dem Projekt “EasyGSH-DB” vor, welche den Einfluss der Bathymetrie auf die Hydrodynamik untersucht. In der rund zweistündigen Session wurden eine Menge Fragen beantwortet.

Eingangshalle mit Messeständen im Hauptgebäude des ACV.

Weiter ging es, am Donnerstag zur frühsten Stunde, mit der Session „Informatics in Oceanography and Ocean Science (ESSI1.1)“, wo es unter anderem um Metadaten und Datenbereitstellung ging. Das Poster mit dem Titel „Providing metadata and visualization for 20 years of hydrodynamic model data for the German Bight” wurde von uns dort vorgestellt. Der Schwerpunkt lag dabei auf dem Umgang mit und der Veröffentlichung von großen Datenmengen.

Der Höhepunkt für alle anwesenden Hamburger war die „Tides (OS4.2)“ Session, die dieses Jahr zum ersten Mal stattfand.  Für die Küsteningenieur*innen der BAW bildete dies den fachlichen Abschluss der Konferenz. 

Vortrag vom BMVI Expertennetzwerk in der Tide Session

Caroline Rasquin, Mitglied des Expertennetzwerkes, nutzte die Veranstaltung, um vor über 100 Zuhörern über “The significance of coastal bathymetry representation for the simulation of tidal dynamics in the German Bight with sea level rise” zu referieren. Ihr Vortrag wurde mit großem Interesse verfolgt und positiv von den Zuschauern aufgenommen.


Poster 3 – „Adapting the spatial tidal characteristic analysis to a numerical model of the German Bight“

In der dazugehörigen Poster-Session am Freitagmorgen wurde das letzte Poster mit dem Thema „Adapting the spatial tidal characteristic analysis to a numerical model of the German Bight“ vorgestellt.  Hier wurde die Anwendung einer flächenhaften Analyse für große Gebiete wie der Deutschen Bucht und die daraus resultierenden Möglichkeiten erläutert.

Im Nachwort möchten wir Mattias Green und seinem Team für die Organisation der ersten, zweijährig stattfinden „Tides“ Session danken und freuen uns auf eine Fortführung auf der EGU 2021 in Wien.

Die Teilnahme an der EGU2019 war für uns ein voller Erfolg, mit einem umfangreichen Austausch auf nationaler und internationaler Ebene. Die heimlichen Blicke beider Gesprächsseiten auf die Namensschilder, erlaubten es, Namen Gesichter zuzuordnen und die Beziehungen wieder ein Stück enger zu binden.

In diesem Sinne muss gesagt werden, dass die EGU trotz der inzwischen stolzen Menge an Besuchern es weiterhin schafft, eine Plattform des Austausches zu erzeugen. Neben dem reinen wissenschaftlichen Teil werden auch politikwissenschaftliche Themen angesprochen, um Themen ins Interesse der Besucher zu rücken, welche für die wissenschaftliche Gesellschaft von Bedeutung sind. Dabei behält die EGU ihren unpolitischen Charakter.

Servus EGU2019 und Österreich