Übung: Einführung in die hydrologische Modellierung

Dr. Paolo Reggiani

SoSe 2014


Leitung der Übung: Dr. Paolo Reggiani (Deltares, NL)


Aus dem Inhalt

Lernziele: Im Rahmen dieser Übung lernen Studierende grundlegende Verfahren der hydrologischen Modellierung kennen und erproben diese an ausgewählten Beispielen in einer zur Verfügung gestellten Modellumgebung eines computergestützten hydrologischen Wasserbilanzmodells.

Übungsbeschreibung: Der hydrologische Wasserkreislauf, angetrieben durch Strahlungsenergie der Sonne, steuert den Austausch von Energie und Stoffen, und formt somit den "Blutkreislauf" von Umweltsystemen, zu denen auch anthropogene Erscheinungsformen wie Städte und industrielle Infrastruktur gehören. Ein Kernthema der hydrologischen Modellierung ist es, das Abflussverhalten von Einzugsgebieten einschließlich der Dynamik von Grundwasserspeichern und Gerinnen mittels Modellsimulationen abzubilden. Prozesse und Ereignisse, die in der Geowissenschaft und Ingenieurhydrologie relevant sind, werden dabei simuliert und prognostiziert.

Zum Beispiel erhöhen die Intensivierung von Niederschlägen und der Temperaturanstieg durch den Klimawandel die Wahrscheinlichkeit von höheren Abflüssen und Hochwasserereignissen. Andererseits hat dies Niederschlagsarmut, Wassermangel und, insbesondere in der Landwirtschaft, eine erhöhte Wassernachfrage zur Folge. Entsprechend steigen die Belastungen für die Wasserbauinfrastruktur, beispielsweise für Speicher und Verteilungsnetze, sowie für die Energieerzeugung. In trockenen Gebieten, wo Bewässerung erforderlich ist, sind bei Wassermangel Vorkehrungen zu treffen, um Risiken für die Umwelt und Landwirtschaft abzufedern.

Zur Bewältigung einschlägiger Fragen werden hydrologische Modelle eingesetzt, die von einfachen Black-Box-Konzepten hin zu komplexen physikalisch-deterministischen Modellansätzen reichen. Letztere ermöglichen einen optimalen und weitreichenden Einsatz innovativer Datensätze aus Erdbeobachtung und Monitoringnetzwerken in Echtzeit. Die Hauptthemen des Moduls können in folgende Bereiche zusammengefasst werden:

  • Einführung in Black-Box-, konzeptuelle und physikalisch-deterministische Verfahren zur Modellierung von hydrologischen Prozessen für Simulation und Vorhersage; Eichung und Validierung hydrologischer Modelle.
  • Räumliche und zeitliche Skalen in der Modellierung von hydrologischen Prozessen sowie deren Rolle in der Analyse von Einzugsgebieten.
  • Erhebung, Analyse und Verarbeitung von hydrologischen Datenströmen aus Messnetzen; Preprocessing/Postprocessing von Datenströmen; Datenassimilierung in hydrologischen Modellen.
  • Anwendung der Ergebnisse von Wetter- und Klimamodellen in Verbindung mit hydrologischen Modellen zur Einschätzung zukünftiger Hoch- und Niedrigwasserabflüsse in Einzugsgebieten.

Termine

Die Übung wird in diesem Sommersemester in zweifacher Ausführung als Blockveranstaltung an 6 dreistündigen Terminen (jeweils freitags) angeboten. Die Inhalte beider Übungen sind identisch. 

Die Termine finden am 25.04., 02.05., 09.05., 16.05., 23.05., 06.06., (20.06.) statt:

Übung A: 9:00 - 12:00 Uhr jeweils im Raum Computerraum SG 403 im Seminargebäude

Übung B: 15:00 - 18:00 Uhr jeweils im Computerraum Raum SG 403; Ausnahme 16.05. und 23.05 im RS 108, Rochusstraße 2


Falls einer dieser Termine ausfallen muss, ist der 20.06.2014 als Reservetermin gebucht.

Anmeldung

Die Anmeldung erfolgt über CAMPUS. Bitte geben Sie bei der Anmeldung Ihre Präferenzen an.

Zielgruppe

Die Übung bietet eine Einführung in das hydrologische Modellieren für MSc-Studierende der Studiengänge Angewandte Geographie, Ökotoxikologie und Wirtschaftsgeographie im Modul "Klimatologie und Hydrologie".

Anforderungen

  • regelmäßige Teilnahme und aktive Mitarbeit in der Übung
  • erfolgreiche Bearbeitung von Hausübungen