Starkregenfrühalarmsystem – Risiken früh erkennen, Menschen wirksam schützen
Im Landkreis Fulda wurde ein Starkregenfrühalarmsystem implementiert und befindet sich seit 2024 in Betrieb. Das System erfasst mittels verteilter Internet of Things-Sensoren (IoT) in Echtzeit Niederschlagsmengen sowie Pegelstände an Gewässern und Kanälen im Kreisgebiet. Die gewonnenen Daten werden in eine Cloud übertragen, dort durch KI-Algorithmen ausgewertet und mit Daten der Wetterdienste verschmolzen. Daraus werden konkrete Alarmierungen und Prognosen zur Überflutungswahrscheinlichkeit erstellt, die Behörden, Einsatzkräfte und Bürgerinnen und Bürger über eine App sowie weitere Kanäle frühzeitig warnt und alarmiert. Da Starkregenereignisse als direkte Folge des Klimawandels in Häufigkeit und Intensität zunehmen, leistet das System einen konkreten Beitrag zur Klimaanpassung: Es reduziert Sach- und Personenschäden durch rechtzeitige Warnung, ermöglicht vorausschauendes Handeln der Einsatzkräfte und liefert wertvolle Datengrundlagen für zukünftige Schutzmaßnahmen und Prävention. Im Projekt "Starkregenfrühalarmsystem" haben sich alle 23 Städte und Gemeinden des Landkreises Fulda unter Leitung der Kreisverwaltung (hier: Untere Wasserbehörde) zusammengeschlossen, um sich gegen die Folgen des Klimawandels, welche u. a. in Starkregen und Sturzfluten münden, zu wappnen. Dafür wurde erstmals in Deutschland ein überregionales Starkregenfrühalarmsystem entwickelt und etabliert. Künstliche Intelligenz und modernste Funk- und Cloudtechnologie ermöglichen das Erkennen von Starkregenrisiken und eine sofortige Alarmierung bei drohender Gefahr. Dazu wurden in den Projektjahren 2021-2023 mehr als 180 IoT-Sensoren an Gewässern, in Kanälen und öffentlichen Gebäuden verbaut, um Wasserstände, Abfluss- und Niederschlagsdaten aufzunehmen und in Echtzeit mit den Radardaten des Deutschen Wetterdienstes (DWD) zu kombinieren und bei Erreichen kritischer Werte die Bürgerschaft, die Verwaltungen und die Rettungskräfte in drei Stufen zu warnen. Die Alarmierungen werden differenziert zwischen der Stufe S1 intensiver Starkregen mit Überstau, S2 außergewöhnliches Ereignis mit Überflutung und S3 extremer Starkregen mit Sturzfluten und erfolgen via SMS, Push-Nachricht, E-Mail und bei der höchsten Stufe per Telefonanruf. Die Bürgerin /der Bürger kann sich ohne aufwendige Registrierung via Starkregen-App direkt über das Handy Einblick in die Starkregensituation verschaffen, gewarnt werden und erhält dazu einen übersichtlichen Maßnahmenkatalog mit konkreten Handlungsanweisungen (z. B. Keller nicht betreten). Für die Verwaltungen und Rettungskräfte stehen neben den Bürger-Funktionen und dem Warnmechanismus auch Monitoring-Funktionen, eine digitale Alarm- und Einsatzplanung sowie eine Starkregen-Hot-Spot-Karte mit Fließgeschwindigkeiten und Fließtiefen zur Verfügung. Für die Gefahrenabwehr des Landkreises Fulda sowie alle zentralen Stellen (z. B. Leistelle, Gemeindebrandinspektoren) wird ein Admin-Account bereitgestellt, über den die Alarmsituation für den kompletten Landkreis eingesehen werden kann. So können bspw. Gewitterzellen in ihrer Intensität und Bewegung nachvollzogen werden. Während die Warnungen des DWD meist für große Regionen z. B. ganz Osthessen ausgesprochen werden, können wir mit dem Starkregenfrühalarmsystem kommunenscharf bzw. direkte Ortsteile warnen und haben damit die regionale Lage mit unseren kleinen Gewässern im Blick. Die Vorwarnzeiten liegen zwischen 15-60 Minuten. Der Warnvorsprung wird durch die hinterlegte KI, die mit fortschreitender Datenaufnahme an den Sensoren dazulernt, von Jahr zu Jahr optimiert. Das Starkregenfrühalarmsystem wird 24/7 in der Fernwartung überwacht und regelmäßig gemeinsam mit allen Projektakteuren evaluiert und mit neuen Versionen geupdatet, um sich der Extremwetterlage "Starkregen" stetig anzupassen.
Eckdaten zur Maßnahme
Maßnahmenträger
- Maßnahmenträger
- Landkreis Fulda https://www.landkreis-fulda.de/
- Kooperationspartner
- Neben den 23 Städten und Gemeinden sowie deren Feuerwehreinheiten und Bauhöfe sind maßgeblich der Dienstleister Spekter GmbH, die Firma EDAG PS GmbH & Co. KG in Fulda, das Amt für Bodenmanagement und übergeordnete Behörden wie das Hessische Landesamt HLNUG und das Regierungspräsidium Kassel Teil des Projekts. Partner im Projekt waren auch der "Runde Tisch Geodateninfrastruktur Fulda" sowie das Ingenieurbüro Falkenhahn & Partner aus Fulda.
Dauer und Finanzierung
- Beginn der Umsetzung
- Wie hoch waren die (geschätzten) Kosten für die Umsetzung?
- 920.000 Euro (Hardware/Montage, Cloud-/Personal-/Begleitkosten)
- Mit welchen Mitteln wurde die Maßnahme finanziert?
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- Bundesland
- Kommune
- Von den 920.000 Euro wurden 90 % vom Hessischen Digitalministerium über das Programm "Starke Heimat Hessen" gefördert und die restlichen 10 % wurden vom Landkreis Fulda als Eigenanteil übernommen.
Weiterführende Links
Beteiligung
- Wurden neben den Kooperationspartnern andere Personengruppen/Institutionen in die Planung/Umsetzung der Maßnahmen eingebunden?
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- Breite Öffentlichkeit
- Forschung/Beratung/Bildung
- Grundstücksbesitzer
- Öffentliche Verwaltung/Politik
- Presse
- Feuerwehren, Abwasserverbände, Bauhöfe, Ingenieurbüros, Hessisches Landesamt HLNUG, Regierungspräsidium Kassel
Erfolge
- Welche Erfolge konnten Sie mit Ihrer Maßnahme erzielen?
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Bei ersten massiven Starkregenereignissen (Mai 2024) nach Projektabschluss, konnte das System bereits die Feuerwehren vor die Lage bringen, sodass durch die Vorwarnungen bereits einzelne Maßnahmen wie bspw. der Aufbau von Hochwasserbarrieren zur Abwehr von Starkregenauswirkungen getroffen werden konnten.
Die Bürgerschaft wurde in das Projekt eingebunden und sensibilisiert und damit auch die Verantwortung im positiven Sinne übertragen, da durch die neuen Informationen ein neues Bewusstsein für die Gefahren geschaffen werden konnte. Entsprechende private Vorsorgen wurden getroffen und ergänzen damit das Alarmsystem an der Basis.
Die Strahlwirkung in ganz Hessen hat zudem dazu geführt, dass das Hessische Digitalministerium nun seit 2025 ähnlich gelagerte Projekte fördert, die auf dem Grundstein unseres Starkregenfrühalarmsystems aufbauen.
- Erläuterung
- Im Projekt wird turnusmäßig der Alarmmechanismus durch Auswertung der erfolgten Warnungen evaluiert. Dabei wird geprüft, ob die Gefahr einer Alarmmüdigkeit (durch zu viel warnen) bestehen könnte. Anhand dieser Evaluationen wird abgeschätzt, ob die Schwellenwerte für die Alarmierungen in den Stufen S1-S3 noch valide sind oder angepasst werden müssen. Solche Anpassungen haben in der Vergangenheit an einzelnen Sensorstandorten stattgefunden.
- Wie planen Sie Ihr Projekt weiterzuentwickeln?
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1) Satellitentechnik: Aktuell nutzen wir für unsere IoT-Sensoren und deren Datenübertragung in die Cloud Breitband-/Mobilfunktechnik. Um bei flächigen Überschwemmungen Sendemastausfällen vorzubeugen, sollen die Daten künftig über Satellitentechnik in den Orbit und damit in die Cloud überspielt werden.
2) Digitaler Echtzeitzwilling (DEZ): Der DWD liefert Informationen zu Niederschlagsmengen. Dieser Niederschlag wird im Rahmen einer fiktiven Simulation genutzt, um visuell darzustellen, wie sich der prognostizierte Niederschlag im Landkreisgebiet konkret auswirkt (abflusswirksam wird). Neu ist dabei, dass Verrohrungen sowie weitere Parameter wie Bodenfeuchte, Landnutzung und Bodentyp miteinfließen und Wasserstände im Minutentakt live simuliert werden. Dadurch wird aus einer statischen 2D-Karte eine dynamische / stetig aktualisierte Starkregen-Hot-Spot-Karte im 3D-Format. Der interaktiven Karte kann bspw. entnommen werden, wie hoch das Wasser sowohl in Gewässerläufen als auch an Gebäuden steht. Aktuell benennen die Kommunen für ihre Gebietsfläche Gefahrenpunkte, sogenannte Points of Danger. Das sind besonders von Starkregen betroffene Gebiete und schützenswerte Objekte (z. B. Museen, Pflegeeinrichtungen). Mithilfe des DEZ besteht nun die Möglichkeit diese Objekte, die überwiegend Teil der kritischen Infrastruktur sind, gezielt und noch frühzeitiger zu alarmieren und ggfs. zu evakuieren.
Hindernisse
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- Aktuell wurden noch keine negativen Einflüsse verzeichnet. Doch Starkregengefahrenkarten allgemein und somit auch unsere Starkregen-Hot-Spot-Karte zeigen neuralgische Punkte auf, was bedeutet, dass manchen Liegenschaften eine höhere Betroffenheit zugesprochen wird. Dadurch können sich zwar die entsprechenden Eigentümer besser schützen, aber auch die Versicherungsgesellschaften könnten höhere Sätze zur Absicherung des Risikos nehmen.
Die Stadt Fulda hat ihre präzisen Starkregengefahrenkarten bereits veröffentlicht. Jedoch ist die beschriebene Wirkung bislang ausgeblieben. Aber grundsätzlich besteht dieser wirtschaftliche Nachteil.
- Aktuell wurden noch keine negativen Einflüsse verzeichnet. Doch Starkregengefahrenkarten allgemein und somit auch unsere Starkregen-Hot-Spot-Karte zeigen neuralgische Punkte auf, was bedeutet, dass manchen Liegenschaften eine höhere Betroffenheit zugesprochen wird. Dadurch können sich zwar die entsprechenden Eigentümer besser schützen, aber auch die Versicherungsgesellschaften könnten höhere Sätze zur Absicherung des Risikos nehmen.
Kontaktdaten
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Ramona-Margarita RuppertLandkreis Fulda36037 FuldaDeutschland
- Abteilung
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wasserbehoerde@landkreis-fulda.de
- Telefonnummer
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066160067901
- Faxnummer