Fluvius

Das Problem

Der Klimawandel macht die traditionellen Systeme zur Verwaltung der Wasserressourcen zunehmend unzuverlässig. Das unregelmäßige Klima der letzten Jahre — immer längere Dürreperioden im Wechsel mit intensiven Niederschlagsereignissen — stellt Wasser- und Wasserkraftinfrastrukturen auf eine harte Probe und definiert neu, wie Wasser bewirtschaftet und genutzt werden muss.

In Berggebieten, die durch starke Höhenunterschiede und eine komplexe Hydrologie gekennzeichnet sind, ist die vorausschauende Kenntnis der Flussabflüsse aus zwei Gründen entscheidend: Einerseits ermöglicht sie es Wasserkraftproduzenten, die Produktion und die Stauseebewirtschaftung präzise zu planen; andererseits erlaubt sie rechtzeitiges Eingreifen zum Schutz des Gebiets bei plötzlichen Hochwassern und verringert so das hydrogeologische Risiko.

Die heute verfügbaren Werkzeuge können jedoch kaum Schritt halten. Traditionelle physikalische Modelle sind teuer, aufwendig zu erstellen und für kleine und mittlere Produzenten oft unerreichbar; die gängigsten statistischen Modelle wiederum werden einzeln für jedes Einzugsgebiet erstellt, ohne die hydrologischen — räumlichen und topologischen — Beziehungen zu berücksichtigen, die benachbarte Flüsse miteinander verbinden.

Funktionsweise

Fluvius wurde entwickelt, um diese Grenzen mit einem anderen Ansatz zu überwinden: Anstatt ein isoliertes Modell für jeden Wasserlauf zu erstellen, bildet es das gesamte Flussnetz eines Gebiets als ein einziges, vernetztes System ab, in dem jeder überwachte Fluss auf Basis seiner Lage und seiner hydrologischen Beziehungen mit den anderen verbunden ist.

Diese Struktur ermöglicht es dem System, nicht nur das Verhalten jedes einzelnen Einzugsgebiets zu erlernen, sondern auch die Zusammenhänge zwischen benachbarten Gebieten, und liefert so genauere und konsistentere Vorhersagen auf regionaler Ebene statt Fluss für Fluss.

Das Modell kombiniert historische Abflussdaten mit Wettervorhersagen, die in Echtzeit anhand physikalischer Messungen von Bodenstationen korrigiert werden, und aktualisiert die Schätzungen stündlich über einen Vorhersagehorizont von 48 Stunden — eine Auflösung, die es zu einem wirklich einsatzfähigen Diagnosewerkzeug macht.

Das System ist darauf ausgelegt, im Laufe der Zeit zu wachsen: Neue Einzugsgebiete und neue Überwachungsstationen können hinzugefügt werden, ohne das Modell von Grund auf neu erstellen zu müssen.

Die Wirkung

Für Wasserkraftproduzenten bedeutet die präzise Vorhersage der Wasserverfügbarkeit eines Einzugsgebiets, die Produktion frühzeitiger planen, die Stauseebewirtschaftung optimieren und zeitgerechter am Energiemarkt agieren zu können — ein direkter Vorteil insbesondere für kleine und mittlere Anlagen, die heute keinen Zugang zu fortschrittlichen Vorhersagewerkzeugen haben.

Für den Gebietsschutz bedeutet die vorausschauende Kenntnis der Abflussentwicklung, eingreifen zu können, bevor ein Hochwasser zu einem Notfall wird.

Fluvius entstand aus der intern vom AIAQUA-Team durchgeführten wissenschaftlichen Forschungstätigkeit, einem Spin-off der Freien Universität Bozen, mit dem Ziel, auf dem Markt noch wenig verbreitete Techniken in ein konkretes und zugängliches Werkzeug zu verwandeln.