Digitale Deiche im Webinar
Was passiert im Innern eines Deiches?
Spätestens seit dem Weihnachtshochwasser 2023/24 steht die Frage wieder im Raum: Wie sicher sind unsere Deiche eigentlich? Wochenlang hielten hohe Pegelstände große Landstriche in Norddeutschland unter Wasser. Die Deiche wurden auf die Probe gestellt – und zeigten Schwächen. „Das Hochwasser zur Jahreswende war kein Extremereignis. Solche Wasserstände erleben wir etwa alle 25 Jahre. Unsere Deiche sollten damit eigentlich problemlos zurechtkommen“, so Holger Schüttrumpf im Webinar.
Noch immer basiert die Deichkontrolle vor allem auf Sichtprüfungen durch sogenannte Deichläufer. Diese laufen die Deiche ab, dokumentieren Auffälligkeiten und geben Handlungsempfehlungen. Doch was im Innern des Deiches passiert, bleibt meist verborgen. „Ein Deich ist ein reines Erdbauwerk ohne irgendwelche Sensoren. Die Digitalisierung ist in diesem Bereich des Wasserbaus noch gar nicht angekommen“, erklärte Schüttrumpf. Dabei ist gerade der Deich eine kritische Infrastruktur mit Schutzfunktion für hunderttausende Menschen.
Hier setzt das Projekt Digital Deichläufer an: Ziel ist die Entwicklung einer digitalen Methodik zur nicht-invasiven Zustandserfassung des Deichkörpers. Dazu wird eine Kombination aus drohnengestütztem Georadar (GPR) und digitaler Modellierung eingesetzt. Die Technik funktioniert ähnlich wie ein medizinisches Ultraschallgerät, nur dass hier nicht ein Körper, sondern ein Erd-Bauwerk untersucht wird.
Mit dieser Technik lassen sich Störungen, Hohlräume oder Feuchtigkeitsansammlungen im Deich erkennen, ohne ihn zu öffnen oder Sensoren im großen Stil zu verbauen. Ein entscheidender Vorteil, denn viele Deiche sind kilometerlang und verlaufen teilweise durch schwer zugängliches Gelände. Zudem muss die Technik robust, kostengünstig, großflächig und im Ernstfall einsetzbar sein.
Das ganze Webinar mit Prof. Dr.-Ing. Holger Schüttrumpf können Sie hier anschauen. (© Peter Winandy)
Mehr über den "gläsernen Deich" erfahren Sie im Videointerview mit Dr. Antara Dasgupta (RWTH).
Der Mensch allein reicht nicht mehr
Noch immer verlassen sich viele Regionen auf den/die klassische/n Deichläufer*in – eine Person, die den Deich abschreitet, sichtbare Schäden dokumentiert und beurteilt, ob Gefahr droht. Doch die Grenzen dieses Ansatzes sind offensichtlich: „Der klassische Deichläufer bringt nur sein eigenes Erfahrungswissen mit und er kann nur das sehen, was er mit seinen Augen auch erkennen kann – nicht mehr“, so Schüttrumpf. Im Katastrophenfall ist der Zugang zu vielen Deichabschnitten zudem nicht mehr möglich – dort, wo es besonders kritisch ist, fehlen die Daten am dringendsten. Der Digitale Deichläufer will genau hier unterstützen – nicht ersetzen, wie Schüttrumpf betont. Die digitalen Werkzeuge sollen als Ergänzung dienen, damit im Ernstfall schneller und gezielter reagiert werden kann. Georadar-Aufnahmen liefern ein Bild des Deichinneren, auch unter Hochwasserbedingungen. Die gewonnenen Informationen lassen sich in digitale Modelle überführen, die wiederum zur Gefahreneinschätzung und Einsatzplanung genutzt werden können.
Ein System für den Ernstfall
Das Ziel: Der „gläserne Deich“, der frühzeitig auf Veränderungen reagiert. Dafür wurden zunächst kontrollierte Experimente durchgeführt, von der Sandbox über einen Modell-Deich in der Versuchshalle bis hin zum echten Deich an der Sieg (Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz) und am Niederrhein. So konnten typische Schwachstellen wie Hohlräume und Materialwechsel simuliert und in den Radardaten identifiziert werden. „Mit dem Georadar haben wir die Möglichkeit, nicht nur in der Normalsituation, sondern auch im Katastrophenfall den Blick in den Deich reinzuwerfen“, so Schüttrumpf. So kann entschieden werden, ob etwa Sandsäcke nötig sind oder ob an anderer Stelle dringender gehandelt werden muss. Gleichzeitig fließen die Daten in ein virtuelles Deichmodell, in dem Szenarien wie Hangrutschungen oder hydraulischer Grundbruch simuliert werden können.
Zwischen Forschung und Praxis
Auch wenn die Technik vielversprechend ist, betont Holger Schüttrumpf im Webinar die Notwendigkeit weiterer Tests – insbesondere unter realen Hochwasserbedingungen. Noch fehlen Erfahrungswerte im Live-Betrieb. Zudem sind die Systeme kostenintensiv, die Datenmengen groß und die Interpretation komplex. Dennoch: Der Digitale Deichläufer ist ein Beispiel dafür, wie Umwelttechnik und Digitalisierung gemeinsam zu mehr Sicherheit beitragen können.
