Integrative Modellierung von Hydrosystemen

Das Modul ergänzt und vertieft bisher erlernte Teil-Komponenten zu einer integrativen Modellierung von hydrologischen Systemen. 

Das Modul erarbeitet die notwendigen Modellkomponenten und die Herausforderungen bei der Kopplung von Systemmodellen, die für Fragen der Wasser Ressourcen Planung (quantiativ und qualitativ) eingesetzt werden können. Bisher verwendet Modelle werden eingeordnet und vertieft noch Grundlagen zur Grundwassermodellierung vermittelt. Dieser Teil beinhaltet die Herleitung und Diskussion der allgemeinen Strömungsgleichung, sowie Grundkenntnisse zu analytischen und numerischen Lösungstechniken. Diesem folgend wird der Fokus auf die Anwendung des Finite-Differenzen-Verfahrens (MODFLOW-Software) auf generische Modellsituationen (unterschiedliche Randbedingungen, Heterogenität und Anisotropie, unterschiedliche Aquifer-Spannungszustände, stationäre und instationäre Strömung, 2D- und 3D-Betrachtungen) gesetzt. 

In Übungen wird ein Grundwasserströmungsmodell und  ein regionales Stofftransportmodell aufgebaut, kalibriert und validiert.

Basierend auf den vermittelten Modellierungsinhalten wird ein Arbeitsplan für eine Fallstudie zur Vulnerabilität von Grundwasser erstellt. Diese umfasst neben der Problemstellung und ihrem Hintergrund insbesondere die Ausarbeitung einer Arbeits- und Modellierungsanleitung (schriftliche Prüfungsleistung). Ziel ist es, also, ein Konzept für die modellbasierte Bearbeitung eines integrativen Anwendungsbeispiels zu erstellen.

Hydrologische Geländemethoden / Exkursion Alpen


Hydrologische Modellierung (MSc)

Im Modul Hydrologische Modellierung werden folgende wissenschaftliche Methoden gelehrt: 

  • Grundlagen der Modellierung, Skalen- und Modellklassifikationen, 
  • Methoden zur Modellkalibrierung- und Evaluierung 
  • Methoden zur Sensitivitätsanalyse 
  • Ansätze zur Quantifizierung der Modellierungsunsicherheiten 

Um die Studierenden ebenso auf die Anwendung von Modellen in der praktischen Arbeit vorzubereiten, werden wir mit verschiedenen Modellen arbeiten und diese in ihrem Einzugsgebiets anwenden um dort alle Methoden zu erarbeiten. Ausserdem werden sie Klima- und/oder Landnutzungsszenarien anwenden um Aussagen über die Hydrologie in der Zukunft zu machen.

Zusätzlich lernen die Studierenden, wie sie Zeitreihen und räumlich verteilte Daten für die Modellierung aufbereiten. Dabei werden iterativ die im Kurs erlernten Methoden in die Anwendung integriert. Am Ende werden alle Ergebnisse in einem Portfolio zusammengestellt und zur Bewertung abgegeben.

Schadstoffe im Wasserkreislauf

Nach einem kurzen Überblick über verschiedene Schadstoffe im Wasserkreislauf, konzentriert sich der Kurs auf Mikroschadstoffe.
Mikroschadstoffe sind anorganische und organische Stoffe, die bereits in sehr geringen Konzentrationen negative Auswirkungen auf Mensch und Umwelt haben können. Dieser Kurs befasst sich mit Quellen, Pfaden und auftretenden Konzentrationen von Mikroschadstoffen im Wasserkreislauf. Neben Theorie und Gruppendiskussionen hat der Kurs einen starken Praxisbezug: Die Kursteilnehmer sammeln und analysieren in Gruppenarbeit Umweltproben. Dabei werden sowohl Boden als auch Wasserproben gezogen.