Lehrveranstaltung (LV)	Vortragender	Wintersemester	Sommersemester
		Vorl./Übg./Prakt. [SWS]	Vorl./Übg./Prakt. [SWS]
Transport v. Wasser und Stoffen	Walther	3/2/1
Wasserwirtschaftliche Systemanalyse	Gräber		2/1/0  1 SWS Prakt. Fakultativ

Hörer:	Studiengang Wasserwirtschaft/Studienrichtung Wasserbewirtschaftung Studiengang Hydrologie,  Studiengang Bauingenieurwesen/Studienrichtung Wasserbau, LV2: Studiengang Abfallwirtschaft und Altlasten, Grundfachstudium
Voraussetzungen:	Ausbildung in Hydraulik, mathematisch/physikalische Ausbildung,  Grundkenntnisse in Hydrologie, Geologie, Bodenkunde und Wasserbewirtschaftung
Praktikum:	LV 1: LV 2:
Prüfung LV 1: LV 2:	Klausur (90 min) Klausur (90 min)

Kurzbeschreibung:

Das Lehrgebiet hat zum Ziel Kenntnisse und Fähigkeiten zu vermitteln in den Bereichen

• Herkunft des Wassers
• Entstehung der Beschaffenheit
• Strömen des Wassers und Transport von Stoffen im unterirdischen Raum und deren
• mathematische Formulierung

Von den Hörern werden vorausgesetzt eine

• hydraulische Ausbildung
• mathematisch/physikalische Ausbildung (Vektorrechnung, gewöhnliche und partielle Differentialgleichungen, physikalische Felder, Grundkenntnisse der Thermodynamik und Kenntnisse in den Grundlagen der Hydrologie/Meteorologie und Grundlagen der Geologie und Bodenkunde sowie Grundlagen der Wasserbewirtschaftung.
• Das Lehrgebiet umfaßt zwei Schwerpunkte. Der erste Teil umfaßt die Einschätzung und Wertung der Wasserdynamik aus Sicht der Hydrogeologie und der Beschaffenheit. Der zweite Schwerpunkt behandelt die Strömungs- und Transportprozesse und deren mathematische Abbildung.

Lehrinhalte:
 

Nr.	Thematik	Umfang [h]
1	Einführung Begriffsdefinitionen, Einordnung in das Gesamtgebiet der Hydrogeologie	2
2	Vorkommen und Verhalten des unterirdischen Wassers Grundwassersysteme, Leiter- und Speichereigenschaften der Gesteine, Druckverhältnisse in der ungesättigten und gesättigten Zone	8
3	Entstehung der Grundwasserbeschaffenheit Phasen, Prozesse und Inhaltsstoffe, Formulierung der Grundprozesse, Grundwasser als Kompartiment im Stoffkreislauf	12
4	Grundlagen über die Bewegung des unterirdischen Wassers  Wasserbewegung im Untergrund, Ermittlung von Kenngrößen des Systems, Fließgesetze, stationäre Strömung, instationäre Strömung	20
5	Graben- und Brunnenanströmung Brunnenanströmung, Grabenanströmung	18
6	Bewegung von Wasser und Stoffen in Mehrphasensystemen Charakterisierung von Mehrstoffsystemen, Konzept der mathematischen Beschreibung von Wasser- und Stofftransport, Formulierung der Teilprozesse, Konvektion, Diffusion, Dispersion,  Adsorption, Elimination, Aggregation der Transportgleichung, Anfangs- und Randbedingungen,  Lösungsmethoden (analytisch, Finite Differenzen, Finite Elemente), Modelltechnik, Wärmetransport	24
	Summe: Vorlesung / Übung / Praktika	84

Empfohlene Literatur :
 

Bear, J. ; Verruijt, A. , (1987):	Modeling Groundwater Flow and Pollution, relder Publishing Company
Busch, K.-F., Luckner, L., Tiemer, K., (93):	Geohydraulik. Gebrüder Borntraeger, Berlin, Stuttgart
Fetter, C. W. ,(1993):	Applied Hydrogeology. - Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ 07632
Freeze, R.A., Cherry, J.A.(1979):	Groundwater.Englewood Cliffs, N.J.:Prentice Hall
Hölting, B., (1992):	Hydrogeologie. Einführung in die allgemeine und angewandte Hydrogeologie. 4. Aufl., Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart
Langguth, H.-R.; Voigt, R. , (1980):	Hydrogeologische Methoden,Springer - Verlag, Berlin
Matthess, G. & Ubell, K. , (1983):	Allg. Hydrogeologie, Grundwasserhaushalt. - Lehrbuch der Hydrogeologie Bd. I, 438 S.; Berlin, Stuttgart.

Kurzbeschreibung:

Das Lehrfach Wasserwirtschaftliche Systemanalyse behandelt Fragen zur Systemtheorie, Modellierung und Simulation. Ziel der Vorlesungen, Übungen und rechentechnische Praktika ist das Erlangen von Fähigkeiten und Fertigkeiten zum selbstständigen Lösen von wasserwirtschaftlichen steuerungstechnischen Problemen einschließlich von Modellierungs- und simulationsauifgaben. Dabei werden Methoden der experimentellen Prozessanalyse wie z.B. Übertragungssysteme als auch der theoretischen Prozessanalyse, die zur Lösung der Differentialgleichungen mittels analytischer und numerischer Methoden führen, behandelt. Die Modellierung und Simulation bilden dabei die Grundvoraussetzungen für die zielgerichtete Projektierungsaufgaben und für Steuerungskonzepte wasserwirtschaftlicher Anlagen.

Lehrinhalte:
 

Nr.	Thematik	Umfang [h]
1	Einführung	1
2	Mathematische Grundlagen  Vektoranalysis Lösung von Differentialgleichungen Lösungen von Gleichungssystemen	4
3	Verfahren für partielle Differentialgleichungen Horizontalebene Grundwasserströmungsgleichung Analytische Lösung von speziellen Differentialgleichungen Methoden der Ortsquantisierung Methoden der Zeitquantisierung	15
4	Grundlagen der Systemtheorie und Modellierung Modellklassifizierung Methoden der Prozeßanalyse Charakteristische Funktionen des Übertragungsverhaltens Modellbestimmung anhand von Kenngrößen	12
5	Simulationssysteme Analogiemodelle Programmsysteme Modellvalidierung und Verifizierung Szenarioanalysen Sensitivitäts- und Fehleranalysen mittels Monte-Carlo-Methoden Steuerungsmethoden und Zustandsbeobachtersysteme	14
6	Indirekte Parameteridentifikation  Iterative Schätzverfahren und Gütefunktionen Suchstrategien Numerische Pumpversuchsauswertung Pumpversuchssimulator	8
7	Wissensbasierte Methoden Methoden der KI Fuzzy-Methoden	6
	Summe: Vorlesung/Übung/Praktikum Selbststudium	45+15F 120

Empfohlene Literatur:
 

Gräber, P.-W.:	Wasserwirtschaftliche Systemanalyse, Bd. 1 und 2 Skript 1999
Busch, K.-F.; Luckner, L.; Tiemer, K.:	Geohydraulik, Lehrbuch Hydrologie 3, Hrg. Matheß, Gebrüder Borntraeger, Berlin, Stuttgart; 1993
Luckner, L., Schestakov, W. M.:	Migrationsprozesse im Boden- und Grundwasserbereich, Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig,1986
	Wassergewinnung und Wasserwirtschaft, Lehr- und Handbuch Wasserversorgung Bd. 1, DVWG

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