Regenerative Energie
Algorithmische Differentiation kann den Einfluss räumlicher Störgrößen auf Strömungen punktgenau rückrechnen. Diese in der Gewässermodellierung revolutionäre Technik ermög-licht die Lösung bisher physikalisch und numerisch kaum modellierbarer Fragestellungen, weil der Einfluss pro Knoten und Parameter ohne Überlagerung mit anderen quantifiziert wird. In der Fließgewässerhydraulik kann dieses Verfahren zur automatischen Optimierung und Kalibrierung strömungsrelevanter Formen, zur Data Assimilation und für hoch aufgelös¬te Sensitivitätsanalysen verwendet werden.
Mit der Methode der Rückwärtsinterpretation und der Quantifizierung von Einflüssen mittels Gradienten für eine sehr große Anzahl an Parametern lässt sich die Abhängigkeit eines beliebigen numerischen Ergebnisses von sehr vielen Eingangsparametern (auch Anfangs- oder Randbedingungen) getrennt aufschlüsseln. Punktuelle Information über Stärke und Richtung des Einflusses helfen, sehr komplexe Strömungsbilder zu interpretieren, geben Informationen über Sensitivitäten und Robustheit oder können in automatischen Optimierungsalgorithmen verwendet werden. Im Flussbau ist diese Methode bisher einmalig, die Autoren haben weitere Anwendungsbeispiele unter www.uwe-merkel.com/telemac-ad hinterlegt.
Diese Methodik eignet sich besonders für die Aufschlüsselung und Optimierung von Wechselwirkungen zwischen Wasserbauwerken, Strömungsbildern und Transportphänomenen.
| Copyright: | © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH |
| Quelle: | Wasserwirtschaft 12/2013 (Dezember 2013) |
| Seiten: | 6 |
| Preis: | € 10,90 |
| Autor: | Dr.-Ing. Uwe H. Merkel Dipl.-Math. Jan Riehme Prof. Dr. rer. nat. Uwe Naumann |
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Talsperren - Essenziell fuer die Minderung der Klimawandelfolgen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2025)
Die Bedeutung von Talsperren und Wasserspeichern wird in diesem Beitrag im Kontext des Klimawandels und der steigenden globalen Wassernachfrage betrachtet. Die Diskrepanz zwischen Wassernachfrage und verfügbarer Speicherkapazität wächst aufgrund von Klimawandel, Bevölkerungswachstum und Rückgang der Süßwasservorräte. Viele große Talsperren weltweit sind über 50 Jahre alt, was zum Teil Bedenken hinsichtlich ihrer Standsicherheit und Verlandung des Stauseevolumens aufwirft. Die Verlandung ist ein weltweit zunehmendes Problem. Ohne nachhaltige Maßnahmen werden bis 2050 viele Stauseen im Mittel bis zu 50 % verlandet sein. Eine nachhaltige Wasserbewirtschaftung und Maßnahmen zur Minderung der Stauraumverlandung angesichts eines wachsenden globalen Wasserspeicherbedarfs sind unabdingbar.
Ressourcenorientierte Sanitärsysteme für nachhaltiges Wassermanagement
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Abwassersysteme stehen infolge des Klimawandels und der Ressourcenknappheit vor Herausforderungen. Ressourcenorientierte Sanitärsysteme (NASS) ermöglichen durch eine getrennte Erfassung einzelner Abwasserteilströme (z. B. Grauwasser, Urin) eine gezielte Behandlung und Ressourcenrückgewinnung vor Ort. Zudem können sie bestehende Infrastrukturen entlasten. Praxisbeispiele verdeutlichen aktuelle Anwendungen von NASS. Das Projekt BeReit zeigt, dass eine Urinseparation den Belüftungsbedarf und Spurenstoffemissionen von Kläranlagen reduzieren kann.
Folgen und Perspektiven für eine klimaschonende Nutzung kohlenstoffreicher Böden in der Küstenregion Niedersachsens
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Der Schutz von Mooren und somit kohlenstoffreicher Böden ist ein zentrales Element erfolgreicher Klimaschutzstrategien. Am Beispiel der Küstenregion Niedersachsens wird deutlich, welche sozioökonomischen Folgen eine Wiedervernässung ohne wirtschaftliche Nutzungsperspektiven nach sich ziehen kann. Eine transformative Moornutzung kann nur gelingen, wenn wissenschaftliche Erkenntnisse, politische Rahmenbedingungen, soziale Akzeptanz und ökonomische Realitäten ineinandergreifen.