Forschende der Universität Duisburg-Essen (UDE) entwickeln im Projekt Prowave eine vorhersagebasierte Steuerung von Talsperren auf Basis Künstlicher Intelligenz (KI), mit dem Ziel, diese an die Klimaveränderungen anzupassen. Wie es in einer Mitteilung der UDE hießt, stellt der Klimawandel die Prognose von Wassermengen und die Steuerung von Talsperren zunehmend vor Herausforderungen. Die Stauanlagen spielen eine entscheidende Rolle im Hochwasserschutz und während Trockenperioden. Das Projekt wird von der deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) für die kommenden drei Jahre mit 348.000 Euro gefördert.
Wie Prof. André Niemann vom Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft der UDE erklärt, werden Talsperren bislang durch eine Reihe an Flusspegelständen gesteuert. Die Entscheidungen, die auf dieser Grundlage getroffen werden, seien aber reaktiv und langsam.
Künftig sollen dank der technologischen Fortschritte die Methoden der Künstlichen Intelligenz die Talsperrenbetreibenden unterstützen. Dazu werden spezielle Verfahren, wie z. B. LSTM-Netzwerke (Long Short-Term Memory) effiziente Steuerungsstrategien ermöglichen. Dadurch entstehen Werkzeuge, die die zunehmenden Vorhersageinformationen gezielt nutzen. In Kombination mit modernen Datenanalyse-Tools sollen sie eine proaktive Steuerung der Wasserverteilungssysteme ermöglichen, basierend auf zuverlässigen Prognosen des Wasserbedarfs und des Wasserdargebotes.
„Bisher war diese Prognose äußerst schwierig, da jeder simulierte physikalische Prozess bekannt sein musste. Methoden der Künstlichen Intelligenz machen nun den Unterschied“, sagt Gregor Johnen, leitender Ingenieur im Team von Prof. Niemann und erklärt weiter: „So können etwa neuronale Netze und Ensemble-Methoden die Echtzeitdaten nutzen und aus ihnen lernen, um komplexe Prozesse zu simulieren und über das erlernte Prozessverständnis die Vorhersagbarkeit von Extremwetterereignissen zu verbessern – und das bis zu drei Monaten im Voraus.“
Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines prototypischen Modells für den Betrieb von Talsperren und die Bereitstellung von Wasser für die Wasserversorgung. Es soll am Beispiel des Talsperrenverbundsystems der Harzwasserwerke entstehen. Hier geht es weiter..........
