Hochwasserpegel - Klimafolgen

Warum wir kleine Bäche im Blick behalten sollten

Der Klimawandel betrifft uns alle – nicht nur irgendwo weit weg, sondern direkt vor unserer Haustür. Es wird heißer, es regnet anders als früher, und Unwetter kommen häufiger und heftiger. Besonders gefährlich wird es, wenn viel Regen in kurzer Zeit fällt. Dann können auch kleine Bäche schnell über die Ufer treten und Keller, Straßen oder Gärten überfluten.

Die großen Flüsse werden von offiziellen Messstellen überwacht. Doch die kleinen Gewässer bei uns in der Nähe – der Bach im Ort oder der Graben am Feld – werden oft übersehen. Dabei richten gerade sie bei Starkregen oft große Schäden an.

Die gute Nachricht: Wir können selbst aktiv werden und solche Gewässer mit einfachen technischen Hilfsmitteln überwachen. Und das ganz ohne großes Vorwissen – denn genau dafür ist dieses Projekt da!

Technik, die hilft – auch ohne Vorkenntnisse

Mit günstigen und frei verfügbaren Geräten lässt sich eine kleine Wetter- und Wasser-Messstation bauen. Diese kann Wasserstände messen, Daten über das Internet versenden und bei Gefahr sogar automatisch warnen – per App, E-Mail oder SMS.

Dafür wird ein spezielles Funknetzwerk namens LoRaWAN™ genutzt. Es funktioniert ähnlich wie WLAN, aber über größere Entfernungen und mit sehr wenig Strom. Viele Städte und Initiativen – zum Beispiel in Oxford (UK) oder Dornbirn (Österreich) – nutzen solche offenen Netze bereits erfolgreich.

Frühzeitig warnen, Schäden verhindern

Die Idee ist einfach: Wenn ein kleiner Bach schnell ansteigt, erkennt das die Messstation und gibt eine Warnung aus. So können Betroffene rechtzeitig reagieren – z. B. Sandsäcke bereitstellen, den Keller sichern oder ihr Auto umparken.

Solche Warnsysteme helfen aber nicht nur im Ernstfall. Sie zeigen auch, wie sich ein Bach über Wochen und Monate verändert. Man erkennt frühzeitig, wo es Probleme geben könnte – und kann rechtzeitig vorbeugen, z. B. durch bessere Wasserableitung oder kleine Baumaßnahmen.

Mitmachen und selbst eine Station bauen!

Das Beste: Eine solche Messstation ist gar nicht schwer zu bauen – und sie kostet weniger, als man denkt. Viele Teile kann man einfach bestellen oder sogar recyceln. Und Schritt für Schritt zeigen wir dir hier, wie du deine eigene Wasserstandsmessung umsetzen kannst – alleine, mit Freund:innen oder in einem Workshop.

Egal ob für den Bach im Garten, den Graben am Feldweg oder das Regenrohr an der Garage: Jede Messung hilft – dir, deiner Nachbarschaft und der ganzen Gemeinde.

Aufbau & Funktionsweise (Theorie)

  • Akkordeon-Elemente mit folgenden Punkten:

  • Systemüberblick (Diagramm)
    → Übersichtsschaubild: Sensoren, ESP32, LoRa, Gateway

  • Messprinzip:
    → Ultraschallsensor → Wasserstand → Datenverarbeitung

  • Energieversorgung:
    → Solarzelle + Akku → Spannungswandler

  • Kommunikation:
    → LoRaWAN → Gateway → Internet (TTN o. ä.)

Anleitung: Schritt für Schritt

  • Aufbau als Akkordeon-Elemente oder Tabs:

  • Materialliste

    • Tabelle mit Material, Stückzahl, Preis, Link (wie in deiner Liste, aber gruppiert!)

      • Gehäuse & Montage

      • Sensorik

      • Energieversorgung

      • Mikrocontroller & Kommunikation

      • Kleinteile & Elektronik

      • Werkzeug & Zubehör

    • Filter/Sortierfunktion hilfreich

    • Download als CSV / Excel

  • Vorbereitung / Beschaffung

  • Elektronik aufbauen

    • Schaltplan + Fritzing/Gerber-Links

    • Video-Einbettung YouTube: „Löten leicht gemacht“ etc.

  • Mechanik & Gehäuse

    • 3D-Druck-Modelle (STL-Download), PVC-Verbindungen

  • Software

    • Code auf GitHub verlinken

    • Bibliotheken + Konfiguration (Arduino/PlatformIO)

    • LoRa-Einstellungen + TTN

  • Test & Inbetriebnahme

    • Diagnose-Tools, Serieller Monitor, Sensor-Check

    • Tipps bei Problemen

  • Montage vor Ort

    • Befestigung, Witterungsschutz

Teaser-Video Hochwasserpegel (Social Media)

Bitte beachten Sie: Sobald Sie sich das Video ansehen, werden Informationen darüber an Youtube/Google übermittelt. Weitere Informationen dazu finden Sie unter Google Privacy.

Video-Reihe zum Pegelbau

Bitte beachten Sie: Sobald Sie sich das Video ansehen, werden Informationen darüber an Youtube/Google übermittelt. Weitere Informationen dazu finden Sie unter Google Privacy.

Materialliste

    1. Gehäuse & Montage

    PVC-Rohr & Zubehör

    3D-Druckteile

    Kleber

    2. Energieversorgung

    Solarzelle

    Akku

    Spannungswandler

    3. Sensorik

    Ultraschallsensor

    Temperatursensor

    Halterung

    4. Kommunikation & Controller

    ESP32

    LoRa-Modul

    5. Elektronikteile

    6. Werkzeuge & Zubehör

     

     

    Alle Materialien sind durch die IoT-Werkstatt auch leihbar.

    • Gateway

    • Widerstände, Dioden, Elkos, MOSFETs, etc.

    • Lötmaterial

    • Kleinteile

    • Multimeter (optional empfohlen)

    • Platine 
    • ESP32
    • LoraWan-Modul (entfällt, wenn man hat ein nutzbares WLAN-Netzwerk in Reichweite hat)
    • Elektronik-Kleinteile
    • Ultraschallsensor - wir nutzen sowohl den Maxbotix als auch den günstigeren Ultraschallsensor von xy (Achtung: bei Temperaturschwankungen entstehen bei diesem Sensor Abweichungen im Messwert, der ggf. "herausgerechnet" werden muss!)
    • Gehäuse aus PVC-Komponenten
    • Halterung zur Befestigung an Bürcke (durch die Anbringung an verschiedenen Standorten nutzen wir entsprechend unterschiedliche Halterungen, bspw. xy)
    • LoraWan-Gateway (entfällt bei verfügbarem WLAN-Netzwerk)
    • Solarmodul oder Batterien - Solarmodul für schattige Montageplätze ungeeignet, Batterien: xy Lebensdauer ca.: xy

     

     

    FAQ

    • Was kostet der Aufbau?

    • Wie lange hält der Akku?

    • Brauche ich Internet vor Ort?

    • Ist LoRa kostenlos?

    • Was tun bei Hochwasser?

    LoRaWAN™ is a trademark of Semtech Corporation

    • Materialliste als PDF/CSV

    • GitHub Repo

    • Schaltpläne

    • TTN Console Link

    Nächstes Tutorial

    Ansprechpartner

    Prof. Dr. Klaus-Uwe Gollmer
    Prof. Dr. Klaus-Uwe Gollmer
    Professor FB Umweltplanung/Umwelttechnik - FR Informatik

    Kontakt

    +49 6782 171223

    Standort

    Birkenfeld | Gebäude 9917 | Raum 30

    Sprechzeiten

    nach Vereinbarung per E-mail oder telefonisch
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