RIM2D - Helmholtz-Validierungsprojekt
RIM2D ist ein hydraulisches 2D-Computermodell zur Simulation von pluvialen und fluvialen Hochwassern welches seit mehreren Jahren an der Sektion Hydrologie entwickelt wird und in verschiedenen Projekten Anwendung findet. Das Modell für den Betrieb auf Graphischen Prozessoren (GPUs) programmiert, was eine hohe Parallelisierung von Rechenoperationen und damit kürzere Modelllaufzeiten erlaubt. Durch die schnellen Rechenzeiten werden probabilistische Hochwasserrisikoanalysen mit mehreren hunderten bis tausenden Simulationen, sowie der Einsatz in der operationellen Hochwasservorhersage ermöglicht. Dadurch könnten Hochwasservorhersagen nicht nur für Wasserstände an ausgewählten Pegeln, sondern für die gesamte von Hochwassern betroffene Fläche getroffen werden, auch in besiedelten Räumen. Im Helmholtz-Validierungsprojekt RIM2D werden neben weiteren technischen Entwicklungen und Validierungen des Modells anhand historischer Ereignisse die Kommerzialisierung und Markteinführung von RIM2D vorbereitet.
Starkregen haben im letzten Jahrzehnt bundesweit wiederholt schwere Überflutungen mit erheblichen Sachschäden verursacht. Die Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall (DWA) empfiehlt daher Kommunen in ihrer Richtlinie zur Risikoanalyse für Starkregen u.a. die hydraulische Simulation der urbanen Überflutungsdynamik. Modelle mit hoher Funktionalität und ausreichend hoher Performance sind allerdings auf dem Markt kaum verfügbar. RIM2D ist das geeignete Produkt um diese Lücke zu schließen.
RIM2D ist ein hydraulisches Modell, das Überflutungen im urbanen und ländlichen Raum auf graphischen Prozessoren (GPU) hocheffizient simulieren kann. Zu Projektbeginn ist RIM2D bereits ein hochgradig ausgereifter und wohl dokumentierter Forschungscode, der der Wissenschaft und interessierten Anwender:innen als Open-Source-Code zur Verfügung steht. Im Validierungsvorhaben wird dieser Code sowohl in der Performance weiter optimiert (u.a. multi-GPU Implementierung), als auch durch Entwicklung eines Front-Ends und eines Git-Containers bzw. mit Hilfe einer SaaS-Plattform für viele Nutzer:innen außerhalb der wissenschaftlichen Community anwendbar und somit auch kommerzialisierbar gemacht. Dabei wird ein Dual-Licensing-Konzept verfolgt, welches die weitere Nutzung aller Funktionen zu Forschungszwecken ermöglicht, aber auch weitere Dienst und Funktionen für die kommerzielle Verwertung erlaubt.
Ziel der Validierung ist die Entwicklung und Lizenzierung einer marktfähigen Software mit einem nutzerfreundlichen Front-End, die sowohl auf Rechenservern der Nutzer:innen als auch cloud-basiert verschiedenste Hochwasserszenarien auf unterschiedlichen räumlichen Skalen simulieren kann. Der Mehrwert beschränkt sich aber nicht nur auf Zielkunden wie Ingenieurbüros, sondern generiert einen besonderen gesellschaftlichen Mehrwert bei den Endkunden wie Behörden und Kommunen.
Das Projekt wird von den Entwicklern des Modells aus der Sektion Hydrologie des GFZ koordiniert. Einfache Erweiterungen der Funktionalität werden ebenfalls am GFZ durchgeführt. Die aufwändigen IT-Arbeiten (Multi-GPU Implementierung, Front-End Entwicklung, Git-Container/SaaS-Plattform) werden mit den Partnern der PERFACCT GmbH umgesetzt. Das Projekt wird zudem von einem kompetenten Partner aus der Branche begleitet, der hydro & meteo GmbH aus Lübeck. Dieser unterstützt die Zielgruppen- und Marktanalyse und die Entwicklung des Geschäftsmodells. Alle Modellentwicklungen bzw. Zwischenstände/Prototypen sowie das finale Produkt werden durch weitere Praxispartner und den externen Projektpaten getestet, validiert und an die Wünsche potentieller Kund:innen angepasst.
Das Projekt-Team ist interessiert an weiteren Möglichkeiten zur Kooperation, auch, um mögliche Einsatzmöglichkeiten gemeinsam zu evaluieren. Sollten Sie Interesse an einem Test des Modells anhand eines Ihnen bekannten Einsatzgebietes oder an der Teilnahme an unserem End-User-Workshop im 1. Quartal 2025 haben, nehmen Sie gerne Kontakt mit uns auf.
