Eines der Projektziele ist die Entwicklung eines hydraulischen Abflussmodells für die Projektgebiete und die anschließende Erstellung von Hochwassergefahren- und Risikokarten. Hochwassergefahrenkarten wurden für alle Projektgebiete von Soa, Ngousso und Douala erstellt. Für letzteres wurde der methodische Ansatz angepasst und die Hochwassergefahrenkarte entsprechend aktualisiert (siehe Hochwassergefahrenkarte unten). Die methodischen Schritte sind in der untenstehenden Abbildung visualisiert und werden kurz wie folgt beschrieben:
Die Hydrodynamische Modellierung wurde unter Verwendung der Open-Source-Modellierungssoftware Promaides (entwickelt am IWW/RWTH Aachen) durchgeführt. Die Datenanforderungen umfassen digitale Geländedaten, Gebäudeinformationen, Landnutzungsinformationen und Niederschlagsdaten. Da die Datenverfügbarkeit im Projektgebiet begrenzt ist, basierte die Datenerfassung auf einer Drohnenbefliegung, Open-Source-Infrastrukturdaten, Sammlung und Bearbeitung von Landnutzungsdaten sowie der Durchsicht und Verarbeitung von Niederschlagsdaten zu repräsentativen Niederschlagsereignissen. Eine kurze Zusammenfassung für jeden Aspekt wird unten gegeben.
Digitales Geländemodell:
Detaillierte Informationen über die Form des Geländes und die geografischen Merkmale sind notwendig, um den Fluss und die Ansammlung von Wasser genau zu berechnen. Die hochauflösenden Daten des digitalen Geländemodells (DTM) und die Luftbilder der Untersuchungsgebiete wurden uns nach Photogrammetrie der Region von einem lokalen Unternehmen zur Verfügung gestellt. Es ist jedoch auch möglich, das frei verfügbare DTM mit niedrigerer Auflösung aus Satellitenbeobachtungen zu erhalten (z.B. SRTM, ALOS PALSAR, ASTER GDEM). Photogrammetrie Daten sind allerdings inkonsistent in der Höhe in Bereichen um Bäume, Brücken. Daher ist es notwendig, die Daten zu verarbeiten, um zusätzliche Merkmale wie Gebäude, Brücken und Bäume zu entfernen (siehe beigefügte Abbildung).
Gebäudeinformationen:
Ein DTM allein, ohne Berücksichtigung von Gebäuden, kann die Realität nicht ausreichend widerspiegeln, was insbesondere für dicht besiedelte Gebiete wie Kamerun gilt. Daher werden die Gebäudeinformationen aus extern von den OpenStreetMap-Daten extrahiert (https://download.geofabrik.de/) und mit dem DTM verarbeitet.
Landnutzungsinformationen:
Die Landnutzungsinformationen sind notwendig, um den Abfluss basierend auf der Rauheit der Oberfläche präzise zu modellieren. Die OpenStreetMap-Datenextrakte (https://download.geofabrik.de/) werden für die Erstellung von Landnutzungsinformationen verwendet. An bestimmten Standorten, wo die Landnutzung nicht korrekt identifiziert ist, wurde die Landnutzung manuell in bestimmten Regionen mit QGIS verarbeitet.
Niederschlagsereignis:
Ein 3-stündiges Niederschlagsmodell wurde auf der Grundlage der Daten der GPM (Global Precipitation Measurement) Mission der NASA und JAXA erstellt. Der Datensatz von GPM enthielt 21 Jahre und drei Monate Niederschlagsmengen im Halbstundenintervall. Die räumliche Auflösung betrug 0,1° x 0,1° (10 km x 10 km). Für die Analyse von starkem Regenfall wurde die Kachel mit den Koordinaten 4,15°N 9,95°E vom Internetdienst Giovanni heruntergeladen. Ein Euler-Typ II Niederschlagsmodell für verschiedene Wiederkehrperioden (5 Jahre, 20 Jahre, 50 Jahre und 100 Jahre) wurde gemäß den Schritten von KOSTRA-DWD („Koordinierte Starkniederschlagsregionalisierung und -auswertung des DWD“) erstellt.
Simulationssoftware:
Die ausgewählte Software für die hydraulische Abflussmodellierung war ProMaIDes. ProMaIDes ist eine kostenlose Software für die risikobasierte Bewertung von Hochwasserschutzmaßnahmen gegen Fluss-, Stadt- und Küstenüberschwemmungen und unterstützt den gesamten Modellierungsprozess von der Einrichtung bis zur Visualisierung und Interpretation der Ergebnisse. Die Software wurde 2007 am Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft der RWTH Aachen University erstellt und wurde seitdem weiterentwickelt und erweitert (Bachmann, ProMaIDes, 2022).
Für weitere Informationen siehe: https://promaides.h2.de/promaides/