Im Rahmen der Smart City-Maßnahme Hitze.Wasser.Management baut Hannover bis zum Ende des Förderzeitraums Dezember 2026 ein sensor- und datenbasiertes Hitze- und Wassermanagement auf, das Echtzeitdaten für Planung, Bewässerung und Hitzeschutz liefert. Das System ermöglicht präzisere Entscheidungen, effizientere Ressourcennutzung und eine verbessere Kommunikation gegenüber Öffentlichkeit und Politik. Es beinhaltet sechs Module und eine wissenschaftliche Begleitforschung durch die Leibniz Universität Hannover, konkret dem Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abwassertechnik, dem Institut für Meteorologie und Klimatologie und dem Institut für Erdsystemwissenschaften, Abteilung Physische Geographie und Landschaftsökologie.

M1 - Klimamessnetz:
Im Modul 1 erfolgt die Konzipierung, der Aufbau und der Betrieb eines flächendeckenden Klimamessnetzes für das Stadtgebiet. 38 Messstationen mit jeweils 2 Sensoren in der Innenstadt und 14 entlang der Smart-Light-Route sind bereit in Betrieb. Gemessen werden Lufttemperatur, Relative Luftfeuchtigkeit, Helligkeit und Globe-Temperatur („gefühlte“ Temperatur). Das Messnetz soll im Laufe des Jahres auf insgesamt 100 Stationen erweitert werden. Das dann stadtweit gespannte Klimamessnetz soll in Verbindung mit Modellergebnissen, wie u.a. der Stadtklimaanalyse, als Datengrundlage für eine gesamtstädtische Hitzebelastungs- und aktuelle Hitzerisikobewertung dienen. Anhand gezielter Messungen von Windrichtung und -geschwindigkeit soll die räumliche Ausprägung und Wirksamkeit von Kalt- und Frischluftströmungen systematisch erfasst werden. Durch eine Schnittstelle zur Urbanen Datenplattform (UDP) sollen alle Messergebnisse zentral empfangen, verarbeitet und in einem Dashboard räumlich visualisiert werden.

M2: KI-basierte Temperatur-Echtzeitkarten
Die gemessenen Temperaturdaten des städtischen Klimamessnetzes (M1) sollen als KI-basierte Echtzeitkarten flächendeckend für die Innenstadt dargestellt und durch eine Schnittstelle zur Urbanen Datenplattform (UDP) visualisiert werden. Die Interpolation der punktuellen Messwerte soll dabei kontextspezifische räumliche und inhaltliche Parameter berücksichtigen (u.a. übergeordnete klimatische Ausgangssituation, Stadtstrukturtypen im unmittelbaren Umfeld). Die so ermittelten Temperaturkarten sollen stündlich in mindestens 5 x 5 m Auflösung bereitgestellt werden. Zusätzlich sollen alle Ergebniskarten in einem automatisierten Prozess statistisch ausgewertet und archiviert werden, um ein langfristiges räumliches Monitoring zu gewährleisten.
Ergänzend dazu wird eine Drohne mit Wärmebildkamera angeschafft, um Oberflächentemperaturen zu messen. Anhand der Oberflächentemperatur lassen sich Hitzebelastungen sehr gut visualisieren.

Ehemals M2 - Smarte Zisterne:
Bei den Baumaßnahmen für die geplante smart gesteuerte Zisterne in der Prinzenstraße sind Schäden an den benachbarten Gebäuden aufgetreten, daher musste der Bau gestoppt werden. Die klimawandelangepasste Umgestaltung der Prinzenstraße erfolgt wie geplant. Das bei OE 68 in der Planungsphase erworbene Knowhow wird in das Verstetigungsprojekt Klimafolgenanpassung eingebracht.

M3 - Smartes Bewässerungssystem:
Im Modul 3 erfolgt die Konzipierung und der Aufbau einer über Bodenfeuchtesensoren gesteuerten Bewässerung von 11 neu zu pflanzenden Bäume in der Prinzenstraße im Abschnitt Thielenplatz bis Sophienstraße. Dazu sollen je 4 Bodenfeuchtesensoren im Wurzelraum von 5 Bäumen in jeweils 30, 60 und 90 cm Tiefe installiert werden. Die Sensordaten dienen als Eingangsdaten für die Planung der bedarfsorientierten Bewässerung.

M4 – Erprobung Klima.Agentenmodell:
Das in der Strategiephase des Projektes #HANnovativ mit dem Kooperationspartner GEO-NET-Umweltconsulting GmbH entwickelte Klima.Agentenmodell wird angewendet und erprobt.
Das Modell ermöglicht die dynamische Erfassung der humanbioklimatischen Belastung in der Innenstadt. Über mobile, digitale Agenten, die das humanbioklimatische Feld der Innenstadt durchstreifen, können Bioklimabelastungsräume verortet werden. Als Grundlage dienen hochauflösende 3D-Modelle. Über unterschiedliche mikroskalige meteorologische Modelle (FITNAH/ASMUS, PALM) wird das thermische Empfinden einer Standardperson simuliert – hierfür sind vor allem Lufttemperatur, Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit und thermophysiologisch wirksame Strahlung relevant.
Je nach physischer Konstitution (dem persönlichen „Rucksack“ aufgrund des Alters, einer eingeschränkten Mobilität u.a.) können den Agenten dann „Lastgrenzen“ zugeordnet werden.
Über die Kopplung und Dynamisierung des thermischen Empfindens mit individuellen Bewegungsmustern repräsentativer Bevölkerungs-/Nutzergruppen können Rückschlüsse gezogen werden, wo „Coolspots“ durch Blau-Grüne Infrastrukturmaßnahmen (sprühende Wasserelemente, Grünelemente) erforderlich sind.

M5 – Klimawandelangepasstes Bewässerungskonzept mit mobiler Wassertankstelle
Das 5. Modul ist ein Gesamtkonzept zur Anpassung der kommunalen Bewässerung an zukünftige Gegebenheiten. Es umfasst die Substitution von Trinkwasser als Quelle für die Bewässerung durch den Einsatz von mobilen Hakenlift-Containern (ca. 40 m³) als Wassertankstelle. Diese sollen Staukapazitäten für anfallendes Grund- oder Regenwasser bereitstellen, z.B. aus Grundwasserabsenkungen von Baustellen, und dieses effektiv für die Bewässerung nutzbar machen. Da sich die Standorte der Baustellen ständig ändern, müssen die Container bewegt werden können. Sie werden zusätzlich mit Messtechnik, wie Füllstandsensoren und leistungsstarken Pumpen ausgerüstet.
Weiterführend soll für die Ausbringung des Wassers mit einem kleinen und wendigen, elektrischen Traktor ein zukunftsgerichtetes Fahrzeug beschafft werden, das nicht nur CO₂ neutral betrieben werden kann, sondern auch deutlich geringere Lärmemissionen verursacht und damit nächtliches Wässern in Wohngebieten ermöglicht. Dieser Schlepper soll für die Bewässerung mit einem professionellen Bewässerungsanhänger (2,7 m³) sowie einem Gießarm ausgestattet werden.
Um die Bewässerungseffizienz auch auf Bestandsfahrzeugen zu steigern, sollen elektrische Pumpen bzw. akkubetriebene Pumpen auf Dieselfahrzeugen nachgerüstet werden. Diese würden u.a. auch die Nutzung weiter Wasserquellen, wie Regenrückhaltebecken und Stauraumkanäle, ermöglichen, da mit diesen Pumpen auch Wasser angesaugt werden kann. Die Wasserversorgung der städtischen Altbäume stellt in Dürrejahren aufgrund der erforderlichen Wassermenge (Größe der Bäume) sowie der hohen Anzahl an Altbäumen im Stadtgebiet eine besondere Herausforderung dar und ist nur mit einem großen Fahrzeug, großem Tankvolumen und einer effizienten Ausbringtechnik realisierbar. Deswegen soll ein bestehender Traktor mit einem großen Wasserfass (ca. 10 m³) und einem entsprechend groß dimensionierten Gießarm nachgerüstet werden.
Ergänzende Ausführungen auch zu M3: Im Stadtkernbereich, auch über die Prinzenstraße hinaus, soll Funk-Bodenfeuchte-Sensorik eingesetzt werden, um ein ressourcenschonendes und effizientes, bedarfsgerechtes Wässern des Stadtgrünkörpers zu ermöglichen. Dafür werden einzelne Bäume, die sich in den unterschiedlichen Bewässerungstouren des Grünflächenamtes befinden, mit Bodenfeuchtesensoren ausgestattet. Die Sensoren befinden sich im Wurzelbereich der Bäume und geben eine genaue Auskunft über die Versorgungssituation der zu wässernden Gehölzen. Die Daten können aufgrund der Funktechnik aus der Ferne ausgewertet und für das Bewässerungsmanagement verwendet werden.

M6 - Smarte Verneblungselemente
Im Innenstadtbereich sollen smarte Verneblungselemente implementiert werden, die bei Bedarf kühlenden Wassernebel versprühen. Beim Umbau der Schillerstraße werden mehrere Bodendüsen verbaut, die in die Bodenoberfläche eingelassen werden. Für die Verneblung soll Trinkwasser genutzt und mittels UV-Filter aufbereitet werden.
Darüber hinaus soll ein mobiles Verneblungselement mit Pflanzkübel und Sitzelement angeschafft werden, das gezielt an Hotspots eingesetzt werden kann.

Geplant ist der Einsatz im Sommer 2026 im Bereich E-Damm in Kooperation mit dem Projekt „Besseres Klima in Kommunen geht gut“ des FUSS e.V.
Als drittes Element wird ein durch Pflanzen, Sonnensegel und Verneblungselemente kühler, begehbarer Coolspot angeschafft, der in den Sommermonaten an zentraler Stelle in der Innenstadt als Kommunikationsort für die Hitze.Wasser.Management – Maßnahme dienen soll. Als Grundausstattung wurde die von der Hameln Marketing und Tourismus GmbH entwickelte „Klima-Kiste“ beauftragt. Die Bepflanzung übernimmt der Ausbildungsbetrieb des Fachbereichs Umwelt und Stadtgrün. Der begehbare Coolspot wird ab Mitte Juli in Kooperation mit den Bewegungs(T)räumen zwischen Marktkirche und Altem Rathaus aufgestellt und soll dort bis Mitte September verbleiben.

Die Maßnahme Hitze.Wasser.Management soll als Verstetigungsprojekt Klimafolgenanpassung eins von vier Verstetigungsprojekten werden und das Smart City-Handlungsfeld Lebensraum adressieren.
Die Koordination des Projektes liegt bei OE 67.10 Umweltplanung und Klimawandelanpassung. und dafür soll die bis 31.12.2026 befristete 0,5 SC-Stelle einer wissenschaftlichen Sachbearbeitung verstetigt werden.

Das Projekt umfasst drei Teilprojekte:

• Gesamtstädtische Hitzerisikobewertung durch Echtzeit-Monitorings des Klimamessnetzes und KI-basierter Echtzeittemperatur-Daten sowie Ermittlung des räumlichen Klimaanpassungsbedarfs/-potentials (OE 67.10),
• KI-basiertes Bewässerungsmanagement (OE 67.3) und
• KI-basiertes Management von Wasser-Extremereignissen und Kanalinspektionen der Stadtentwässerung (OE 68.41).

Teilprojekt 1: Gesamtstädtische Hitzerisikobewertung durch Echtzeit-Monitorings des Klimamessnetzes und KI-basierter Echtzeittemperatur-Daten sowie Ermittlung des räumlichen Klimaanpassungsbedarfs/-potentials

Als Basis umfasst das Teilprojekt die Koordination und Sicherstellung der dauerhaften Funktionsfähigkeit des stadtweiten Klimamessnetzes sowie die wissenschaftliche Auswertung der erhobenen Messdaten. Diese sollen unter anderem für das Smart-City-Dashboard aufbereitet und auf weitere Anwendungsfelder hin geprüft werden. Zudem wird der kontinuierliche Ausbau des Klimamessnetzes wissenschaftlich begleitet und koordiniert, wenn sich aufgrund neuer Fragestellungen das Erfordernisse zur Verdichtung des 100 Stationen-Netzes ergibt.

Die KI-basierten Echtzeittemperatur-Daten werden ab 2028 flächendeckend für das gesamte Stadtgebiet erzeugt. Dies ist erst 2028 möglich, weil die KI die Daten des flächendeckenden Messnetzes über den Jahresverlauf 2027 zum Lernen braucht. Mit den schon vorhandenen Datensätzen des Innenstadt-Messnetzes kann im Kleinen begonnen werden, was dann stadtweit ausgerollt und kontinuierlich verbessert werden soll. Parallel wird ein Konzept für eine räumlich differenzierte, gesamtstädtische Echtzeit-Hitzerisikobewertung entwickelt, koordiniert und umgesetzt.

Ziel ist es, eine tagesaktuelle Hitzerisikobewertung bereitzustellen, die sowohl für Hitzewarnungen als auch für gesundheitliche Schutzmaßnahmen insbesondere für vulnerable Gruppen wie ältere Menschen über 65 Jahre, Kinder oder wohnungslose Personen, genutzt werden kann. Dafür sollen routinierte Kommunikationsprozesse etabliert werden, beispielsweise durch Kooperationen mit dem Fahrgastfernsehen der üstra, sowie durch gezielte Öffentlichkeitsarbeit über soziale Medien und die Website der Stadt Hannover.
Für den Dauerbetrieb des Klimamessnetzes (LoRaWan-Gebühren, Ersatzteile, Dashboard-Anpassungen) sowie für externe Dienstleister werden jährliche Kosten von 45.000 € veranschlagt.

Neben der tagesaktuellen Hitzerisikobewertung geht es in dem Teilprojekt 1 um die Darstellung des räumlichen gesamtstädtischen Klimaanpassungsbedarfs und -potentials für Hannover. Das Ziel ist die wissenschaftliche Entwicklung datenbasierter und strukturierter Prozessabläufe zur Ermittlung des stadtweiten Klimaanpassungsbedarfs sowie vorhandener Potenziale als Beitrag zur Stärkung der urbanen Resilienz. Ein zentraler Bestandteil ist dabei die Definition sogenannter Bedarfsräume, in denen gezielte Maßnahmen zur Kühlung, etwa durch Gebäudebegrünung oder blau-grüne Infrastruktur, erforderlich sind. Grundlage hierfür bilden die Auswertung von Daten des städtischen Klimamessnetzes sowie KI-gestützte Modellierungen.

Zur Qualitätssicherung werden die Modellergebnisse wissenschaftlich ausgewertet und durch regelmäßige, auch digitale Befragungen der Bevölkerung verifiziert. Diese dienen dazu, tatsächlich empfundene Belastungssituationen bei Hitze zu erfassen und gleichzeitig die Wirksamkeit umgesetzter Klimaanpassungsmaßnahmen zu überprüfen. Auf dieser Basis können prioritäre Interventions- und Handlungsräume identifiziert und klassifiziert werden, die als wichtige Informationsgrundlage für eine klimaresiliente Umwelt- und Stadtplanung dienen.

Der wesentliche Mehrwert liegt in der Bereitstellung einer fundierten, datenbasierten Entscheidungsgrundlage für eine zukunftsfähige und klimaanpassungsorientierte Stadtentwicklung. Dafür erfolgt eine systematische Zusammenführung vorhandener Datengrundlagen, das gezielte Schließen von Datenlücken sowie die Automatisierung von Prozessen sowie eine transparente Darstellung der Ergebnisse mit klarer Dokumentation von Datengrundlagen, Arbeitsabläufen, Aussagekraft und möglichen Limitationen durch die Etablierung neuer digitaler Planungs- und Visualisierungstools für Maßnahmen zur Klimaanpassung und urbane Resilienz. Im Rahmen des Projekts erfolgt zunächst eine wissenschaftliche Recherche, Prüfung und Weiterentwicklung bestehender digitaler Planungstools für räumliche Klimaanpassungsmaßnahmen, wie beispielsweise den BGI (Blaugrüne Infrastruktur)-Planer des Kompetenzzentrums Wasser Berlin, mit dem Ziel, diese niedrigschwellig innerhalb und außerhalb der Stadtverwaltung nutzbar zu machen.
Die digitalen Tools sollen als zentrale Informations- und Kommunikationsgrundlage dienen, etwa zur Bewertung von Gestaltungsmaßnahmen, zur Erstellung von Stellungnahmen im Rahmen der Bauleitplanung oder zur Unterstützung von Beteiligungsverfahren der Stadtgesellschaft bei städtischen Vorhaben und Entwicklungsprozessen. Darüber hinaus ist eine Mitwirkung an der Entwicklung neuer Visualisierungsmöglichkeiten vorgesehen, insbesondere durch den Einsatz von Virtual und Augmented Reality, sowohl verwaltungsintern als auch für Beteiligungsformate.

Das Projekt richtet sich an die Kommunalverwaltung sowie die Stadtbevölkerung und zielt darauf ab, datenbasierte Informations- und Kommunikationsinstrumente für städtische Planungsvorhaben zu etablieren. Dadurch sollen Transparenz, Verständnis und Akzeptanz von Entscheidungsprozessen gefördert werden.

Die Umsetzung wird je nach eingesetztem Tool in einem Zeitraum von ein bis vier Jahren erwartet, wobei eine dauerhafte Pflege und Weiterentwicklung vorgesehen sind.
Für die Realisierung des Projekts werden Investitionskosten in Höhe von 50.000 € für die Beschaffung, Anpassung und Integration der Tools, insbesondere in die Urban Data Platform (UDP) und den Urbanen Digitalen Zwilling (UDZ), veranschlagt.
Strategisch wird das Projekt in die Hitzeaktionsplanung sowie in das Klimaanpassungskonzept der Stadt eingebettet.

Teilprojekt 2: KI-basiertes Bewässerungsmanagement
Das KI-basierte Bewässerungsmanagement verstetigt die Erkenntnisse aus dem laufenden BMUKN-Förderprojekt BlueGreenCity-KI (Laufzeit bis 11/2027, im Rahmen des Förderaufrufs „KI-Leuchttürme für den Natürlichen Klimaschutz“ im Aktionsprogramm ANK). Das Projekt „BlueGreenCity-KI“ entwickelt ein KI-gestütztes Tool, das Sensordaten, Stadtklimakarten und bestehende Pflegekataster nutzt, um automatisierte, standortbezogene Empfehlungen für die Pflege und Bewässerung städtischer Grünflächen zu generieren. Ziel ist es, Grünpflegemaßnahmen zu priorisieren, Wassermengen gezielt zu berechnen und alternative Wasserquellen effizient einzubinden. Dies soll zur Reduktion von CO2-Emissionen, zum Schutz wertvoller Ökosystemleistungen und zu einem nachhaltigen Umgang mit Ressourcen beitragen.

Teilprojekt 3: KI-basiertes Management von Wasser-Extremereignissen und Kanalinspektionen der Stadtentwässerung

Durch die hier beantragte Verstetigung der 0,5 Stelle soll die fachliche Bewertung, Erprobung und perspektivische Nutzung von Künstlicher Intelligenz (KI) zur Unterstützung (siedlungs-) wasserwirtschaftlicher Aufgaben bei der Stadtentwässerung Hannover weiter vorangetrieben werden.

In den nächsten Jahren betrifft dies zum einen das KI-unterstütze Management von Wasser-Extremereignissen sowie den Einsatz von KI bei der Kanalinspektion.

KI-unterstütztes Management von Wasser-Extremereignissen:
Im BMFTR-Forschungsvorhaben ZwillE (Digitaler Zwilling zum KI-unterstützten Management von Wasser-Extremereignissen im urbanen Raum (Laufzeit: 02/2022 - 07/2025) erfolgte die Entwicklung und Erprobung eines Digitalen Fach-Zwillings für die Stadtentwässerung Hannover bzw. das Einzugsgebiet der LHH. Ziel des Projektes war es, mit Hilfe eines Digitalen Zwillings ein System zu schaffen, das Echtzeitdaten verarbeitet, Simulationen durchführt und daraus Handlungsempfehlungen ableitet. Ergebnis des Projektes ist ein Demonstrator, der nicht nur die aktuelle Betriebssituation (z.B. Kanalauslastung) abbildet, sondern auch Prognosen (z.B. Überflutungssituation auf Basis einer Regenradarvorhersage), ermöglicht und so die Grundlage für eine optimierte Steuerung und Maßnahmenplanung bietet.

Im Rahmen des Teilprojektes soll der entwickelte Digitale Zwilling und das darum entwickelte System in die dauerhafte Umsetzung und Nutzung überführt werden.

Vor einer Umsetzung („Scharfschaltung“) ist zunächst eine Aktualisierung und Verbesserung der Datengrundlagen zielführend. Diese erfolgt derzeit und ist voraussichtlich 2027 abgeschlossen.

Alle zusätzlich um den Digitalen Zwilling im System erforderlichen Arbeitsschritte (organisatorisch wie auch technisch) können bei einer Verstetigung der SmartCity-Stelle schon vorher starten.

Einsatz von KI bei der Kanalinspektion:
Im Rahmen der Kanalinspektion wird der Zustand der Kanäle regelmäßig erfasst, um mögliche Schäden frühzeitig festzustellen.
Der Betrieb der Kanäle, aber auch äußere Einflussfaktoren wie beispielsweise Unwetter können zu Mängeln in bzw. an den Kanälen führen. Diese wiederum können u.a. zu Grundwassereintritt (höhere verdünnte Klärwerkszuflüsse und negative Auswirkungen auf den Wasserhaushalt und das Grundwasserdargebot) oder Abwasseraustritt (negative Auswirkungen auf das Grundwasser) führen. Daher ist eine genaue Untersuchung der Kanäle unumgänglich, aber auch sehr aufwendig und zeitintensiv. Hierzu wird eine auf einem Kanalbetriebswagen befestigte Kanalkamera durch die Kanäle gesteuert.
Bei der Sichtung der Kanalvideos muss das Personal derzeit mühsam jeden Schaden erfassen. Um das Personal zu entlasten, soll im Rahmen dieses Projektes eine automatisierte Kanalinspektion erprobt und ggf. später eingeführt werden.
Der Zustand des Kanals einschließlich der Schäden wird direkt über ein vorgegebenes Kodierungssystem dokumentiert. In den letzten Jahren wurden Softwarelösungen entwickelt, die maschinelles Lernen zur automatischen Erkennung von Schäden in Kanalinspektionsvideos nutzen. Das künstliche System lernt aus Beispieldaten und erkennt selbstständig ein Muster. Wenn man die KI immer wieder mit Bildern und Videos trainiert, wie zum Beispiel eine Pfahlwurzel oder eine Reparatur mit Injektionsverfahren aussieht, wird sie dies nach der oben erwähnten Methode jedes Mal besser erkennen und erlernen können. Durch den Einsatz der künstlichen Intelligenz soll sowohl die Effizienz bei der Schadenserfassung gesteigert als auch eine objektive und vergleichbare Auswertung ermöglicht werden. Ziele und Mehrwerte des Vorhabens sind die schnellere Bearbeitung der Kanalinspektion und somit eine Optimierung der Aufgaben der kommunalen Daseinsvorgabe.

Zur Umsetzung des Teilprojektes 3 ist die Verstetigung der derzeit befristeten 0,5 Stelle Wissenschaftliche Sachbearbeitung bei OE 68.41 Generalplanung erforderlich.

Zudem sollen perspektivisch weitere Einsatzmöglichkeiten von KI bei der Stadtentwässerung identifiziert und erarbeitet werden. Die zunehmende Verfügbarkeit hochaufgelöster Mess-, Betriebs- und Zustandsdaten eröffnet dabei neue Möglichkeiten für datengetriebene Auswertungen und Prognosen. Dabei ist jedoch immer zu beachten und zu prüfen, dass die zu entwickelnden Anwendungen an sicherheitsrelevanten Infrastrukturen hohe Anforderungen an Transparenz, Robustheit, Sicherheit und Kontrollierbarkeit stellen.