Lehrveranstaltungen
Fachgebiet Ingenieurhydrologie und Wasserbewirtschaftung

Modulübersicht

Auf dieser Seite finden Sie eine Übersicht aller Module, die das Fachgebiet Ingenieurhydrologie und Wasserbewirtschaftung anbietet. Zu jedem Modul finden Sie eine Beschreibung der Inhalte und eine Vorstellung des generellen Ablaufs.

Informationen zu Semesterterminen und Räumlichkeiten finden Sie bei den jeweiligen Lehrveranstaltungen auf TUCaN.

Zur Prüfungsvorbereitung stehen Ihnen eine Reihe von Altklausuren zur Verfügung.

Informationen zum Sommersemester 2021 in digitaler Form finden Sie hier:

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Bachelor

Die Lehrveranstaltung Wasserbau, Wasserwirtschaft und Hydraulik gibt einen grundlegenden Überblick über die Aspekte des Wasserbaus und der Wasserwirtschaft einschließlich der erforderlichen Grundlagen der angewandten Hydraulik. Alle weiteren Informationen zur Vorlesung finden Sie auf der Institutshomepage.

Formalia:

Inhalte:

  • Hydrologischer Kreislauf und Wasserbilanz
  • Messmethoden für Niederschlag, Verdunstung, Grundwasser, Wasserstand und Abfluss
  • Statistische Verfahren in der Hydrologie
  • Aufgaben des Wasserbaus
  • Hydraulik im Wasserbau (Gerinnehydraulik)
  • Strömungen im Wasserbau
  • Wasserbauliche Anlagen (Wasserkraft)

Die Veranstaltung führt in die Grundlagen der Hydrologie im Hinblick auf ingenieurtechnische Fragestellungen ein. Neben der phenomenologischen Beschreibung des hydrologischen Kreislaufs, sowie der Vermittlung gängiger Mess- und Auswertemethoden, werden grundlegende Berechnungsmethoden für Teilprozesse der Landphase des hydrologischen Kreislaufs vermittelt. Die Auswirkungen anthropogenen Handelns auf den hydrologischen Kreislauf werden anhand von Beispielen vorgestellt.

Formalia:

Inhalte:

  • Antriebsmechanismen des hydrologischen Kreislaufs
  • Teilprozesse des hydrologischen Kreislaufs
  • Merkmale von Einzugsgebieten
  • Messmethoden: Verdunstung, Infiltration, Grundwasserstand, Bodenfeuchte
  • Massenbilanzgleichung und Berechnungsverfahren
  • Belastungsbildung, Niederschlagsverteilung, Belastungsaufteilung, Abflusskonzentration, Wellentransformation
  • Statistische Auswertung hydrologischer Daten
  • Anthropogene Einflüsse auf die Wasserbilanz
  • Einführung in die Grundlagen wasserwirtschaftlicher Planungen (EU-WRRL, HWRM-RL)

Master

Aufbauend auf den einführenden Veranstaltungen Wasserbau, Wasserwirtschaft und Hydraulik und Ingenieurhydrologie I werden die naturwissenschaftlichen Grundlagen der Hydrologie vertieft. Wechselwirkungen zwischen atmosphärischer Zirkulation und Wasserkreislauf, Verbindungen zur Hydromechanik und Bodenphysik werden vermittelt. Die Veranstaltung führt intensiv zur mathematischen Simulation des hydrologischen Kreislaufs mit seinen Wechselwirkungen zur bebauten Umwelt hin.

Formalia:

Inhalte:

  • Allgemeine Betrachtung des hydrologischen Kreislaufs,
  • Prozesse in der Atmosphäre,
  • System Pflanze-Boden-Wasser,
  • Modellansätze zur Beschreibung des Systems Pflanze-Boden-Wasser,
  • Schneedeckenaufbau, -setzung, -schmelze und –abbau,
  • Räumliche Verteilung von Niederschlag,
  • Theorie des Linearspeichers mit Erweiterungen,
  • Abflusskonzentration,
  • Wellentransformation in natürlichen Gewässern und Kanälen,
  • Anthropogene Einflüsse auf hydrologische Prozesse,
  • Einführung in die Modellbildung.

Aufbauend auf den ingenieurhydrologischen Grundlagen werden in dieser Veranstaltung Anforderungen und Werkzeuge des planerischen Ingenieurs vertieft. Schwerpunkt bildet die Modellierung wasserwirtschaftlicher Systeme, wobei der Fokus auf vorwiegend natürlichen bzw. land- und forstwirtschaftlich genutzten Einzugsgebieten liegt. Bestandteil der Veranstaltung ist darüber hinaus eine kurze Einführung in Geographische Informationssysteme (GIS) und deren Anwendung in der hydrologischen Modellierung. Es folgen praktische Modellanwendungen für den Bereich der natürlichen Einzugsgebiete (Niederschlag-Abfluss-Modellierung).

Formalia:

Inhalte:

  • Modellierung wasserwirtschaftlicher Systeme und natürlicher Einzugsgebiete,
  • Fachliche und rechtliche Hintergründe,
  • Theoretisch Grundlagen zur mathematischen Simulation von Wasser- und Stoffbilanzen sowie dynamischer Prozesse,
  • Modellansätze verschiedener Komplexität,
  • Einführung in Geographische Informationssysteme (GIS),
  • Anwendung von GIS für die hydrologische Modellierung,
  • Praktische Modellanwendung im Bereich der Niederschlag-Abfluss-Modellierung
  • Interpretation und Bewertung von Simulationsergebnissen.

Im Juni wird es eine halbtägige Exkursion zum Fischbach-Einzugsgebiet mit Besichtigung des Pegels Groß-Bieberau 2 geben. Erläuterungen zum Messen von Fließgeschwindigkeiten und zur Landnutzung ergänzen die Exkursion.

Geoinformationssysteme (GIS) haben für hydrologische Fragestellungen einen hohen Stellenwert, da sie sich zur großräumigen Auswertung, Verarbeitung und übersichtlichen Darstellung von Flächendaten eignen. In der Veranstaltung werden gängige Methoden der räumlichen Analyse in hydrologischen Fragestellungen vorgestellt und praktisch in Arc-GIS umgesetzt.

Formalia:

Inhalte:

  • Datenformate und Konvertierung
  • Koordinatensysteme und Projektionen
  • Basisoperationen der Geodatenverarbeitung
  • Regionalisierungsmethoden
  • Nutzung von GIS in der Niederschlag-Abfluss-Modellierung
  • Analyse und Modellierung mit Rasterdaten
  • Nutzung von Fernerkundungsdaten
  • Workflows und automatisierte Arbeitsprozesse
  • Fallbeispiele aus der hydrologischen Praxis

Im Modul „Hydrologisches Messwesen“ werden Grundlagen zu Messgeräten und -verfahren für verschiedene hydromentrischen Messgrößen vermittelt. Physikalische Messprinzipien und Anwendungsgrenzen werden erläutert. I Am Beispiel selbst durchgeführter und ausgewerteter Messungen in natürlichen und künstlichen Gewässern lernt der Studierende die richtige Interpretation von Messdaten und bekommt einen Einblick in die erzielbaren Genauigkeiten.

Formalia:

Inhalte:

  • Übersicht und Funktionsweise aktueller Messgeräte und -verfahren für hydrometrische Messgrößen (Niederschlag, Wasserstand und Abfluss),
  • Messung von Wasserständen und Abflüssen in natürlichen und künstlichen Gewässern,
  • Auswertung der durchgeführten Messungen vor Ort,
  • Überprüfung und Interpretation von Messungen.

Unter Berücksichtigung technischer, ökonomischer, sozialer, ökologischer und legaler Aspekte werden in IWRM nachhaltige Ziele einer integrierten Wasserwirtschaft definiert, um den Wasserbedarf zu identifizieren und die Wasserverfügbarkeit sicherzustellen. Mit Bezug auf das gesamte Ökosystem werden auch die Themenbereiche Bodenerosion und Ökosystemdienstleistungen behandelt und deren Anpassungsstrategien unter globalen Veränderungen diskutiert. Im Rahmen der IWRM-Planung und -Implementierung werden zudem Werkzeuge und Herangehensweisen vorgestellt und deren Anwendung in Fallstudien verschiedener Projekte aufgezeigt.

Formalia:

Inhalte:

  • Ziele nachhaltiger integrierter Wasserwirtschaft,
  • Technische, ökonomische, soziale, ökologische und rechtliche Aspekte der integrierten Wasserwirtschaft,
  • Grundlagen und Kriterien zur Bewertung der Nachhaltigkeit,
  • Ökosystemleistungen
  • Bestimmung des verfügbaren Wasserdargebotes und des Wasserbedarfs,
  • Konkurrierende und ergänzende Nutzungen,
  • Wasserwirtschaft unter globalen Veränderungen,
  • Bewirtschaftungsalternativen
  • Anwendung von Simulations- und Optimierungsansätzen,
  • Nutzung von Systemen zur Entscheidungsunterstützung,
  • Präsentation und Diskussion wasserwirtschaftlicher Systeme unterschiedlicher Skalen.