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2014 | Book

Einführung Read chapter Read first chapter

Hydrologische Modellierung ̶ Ein Einstieg mithilfe von Excel

Author: Klaus Eckhardt

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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About this book

Das Thema hydrologische Modellierung lässt sich am besten vermitteln, wenn man einfache Varianten von Modellen selbst erstellt. Aus eigener Anschauung erfährt man so, wie ein hydrologisches Modell prinzipiell konstruiert wird und welche Arbeitsschritte notwendig sind, um es zum Laufen zu bringen und anwenden zu können, aber auch, welche Beschränkungen und potenzielle Fehlerquellen existieren. Dafür genügen gute Grundkenntnisse des Tabellenkalkulationsprogramms Excel. Klaus Eckhardt erklärt die hydrologischen und mathematischen Grundlagen und erläutert, wie sich einfache Varianten eines Niederschlag-Abfluss- und eines Grundwasserströmungsmodells mit Excel erstellen lassen. Mit praxisnahen Beispielen öffnet das Buch den Weg in die konkrete Anwendung.

Table of Contents

Frontmatter
1. Einführung
Zusammenfassung
Computermodelle sind ein allgegenwärtiges und unverzichtbares Werkzeug in der ingenieurwissenschaftlichen Praxis geworden. So unterschiedlich die Anwendungsgebiete für Computermodelle sind, so ähnlich sind die Arbeitsschritte, die ausgeführt werden müssen, um sie zu erstellen und anwenden zu können. Der in der Regel erhebliche Aufwand, der damit verbunden ist, wird durch die vielfältigen Vorteile der Modelle gerechtfertigt.
Klaus Eckhardt
2. Niederschlag-Abfluss-Modell
Zusammenfassung
Mit Niederschlag-Abfluss-Modellen wird nachgebildet, wie im Einzugsgebiet eines Oberflächengewässers aus Niederschlag Abfluss wird. Ein solches hydrologisches System lässt sich als eine Kette von Speichern beschreiben, die in unterschiedlicher Weise Zufluss erhalten und Abfluss produzieren. Dies ist das Grundprinzip für den schrittweisen Aufbau eines stark vereinfachten Niederschlag-Abfluss-Modells mit Excel, das kalibriert und validiert sowie einer Sensitivitätsanalyse unterzogen wird.
Klaus Eckhardt
3. Grundwasserströmungsmodell
Zusammenfassung
Grundlegend für die Beschreibung der Grundwasserströmung sind Darcy-Gesetz und Kontinuitätsgleichung. Beide werden hergeleitet und so formuliert, dass sie sich an den Knoten eines Modellgitters implementieren lassen. Bei der Umsetzung in Excel werden auch so wichtige Begriffe wie „iterative Berechnungen“ und „numerische Stabilität“ erläutert. Schließlich wird das Modell auf Problemstellungen aus der ingenieurwissenschaftlichen Praxis angewendet.
Klaus Eckhardt
4. Nachwort
Zusammenfassung
Die Modellierung natürlicher und technischer Prozesse ist ein sehr wichtiges Arbeitsgebiet. Es kann Spaß machen, da es in gewissem Maß dem Spieltrieb entgegenkommt. Es verlangt aber auch viel Ausdauer und Hintergrundwissen. Ob Sie nun tiefer in die Materie einsteigen möchten oder nicht: In jedem Fall haben Sie beim Durcharbeiten des vorliegenden Buches sehr viel über die Grundzüge der Niederschlag-Abfluss- und Grundwasserströmungsmodellierung gelernt.
Klaus Eckhardt
5. Anhang: Lösung der Aufgaben
Zusammenfassung
Zur Erarbeitung der Inhalte sind Aufgaben gestellt worden. Um Ihre Ergebnisse zu überprüfen, oder falls Sie trotz aller Bemühungen nicht weiter wissen, können Sie im Folgenden die Lösung der Aufgaben nachschlagen.
Klaus Eckhardt
Backmatter
Metadata
Title
Hydrologische Modellierung ̶ Ein Einstieg mithilfe von Excel
Author
Klaus Eckhardt
Copyright Year
2014
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-642-54095-0
Print ISBN
978-3-642-54094-3
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-54095-0