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Fuzzyregelbasierte Metamodellierung von Nitrattransport für großskalige Entscheidungsunterstützung
Heijden, Sven van der
Quelle: Mitteilungen - Institut für Wasserwirtschaft, Hydrologie und Landwirtschaftlichen Wasserbau, Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
Hannover (Deutschland)
Selbstverlag
2015, XI,216 S., Abb., Tab., Lit., Kt.
Serie: Mitteilungen - Institut für Wasserwirtschaft, Hydrologie und Landwirtschaftlichen Wasserbau, Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover, Nr.98

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[Quelle: https://edocs.tib.eu]
Nitrateinträge aus diffusen Quellen sind ein wesentlicher Grund für die Beeinträchtigung der Gewässergüte deutscher Flüsse. Zur Planung und Beurteilung von Schutzmaßnahmen und zur Prognose der Effekte möglicher Systemänderungen werden numerische Modelle eingesetzt, Nitrat ist allerdings sehr komplexen und variablen Prozessen unterworfen, die wiederum zu sehr komplexen, parameterintensiven Modellen geführt haben. Gepaart mit den großen Gebieten, die für eine Untersuchung diffuser Einträge betrachtet werden müssen, macht dies eine Modellierung der Nitratdynamik schwierig. Insbesondere für die Entscheidungsunterstützung wären einfach anzuwendende, wenig lnputdaten benötigende Modelle wünschenswert. Diese können mithilfe des Metamodellansatzes erstellt werden. Hierbei wird ein Algorithmus des maschinellen Lernens anhand der Simulationsdaten eines physikalisch basierten Modells trainiert, um dieses mit reduziertem Datenbedarf nachzubilden. Dieses Vorgehen ist nötig, da Messdaten nicht in ausreichendem Umfang verfügbar sind. Da die Modellierung mit Fuzzyregeln gegenüber anderen Techniken mehrere Vorteile aufweist wird sie in dieser Studie angewendet. Das Fuzzymodell ist modular aufgebaut, mit acht Modulen getrennt nach Austragspfad und Düngeform. Es wurde anhand von Simulationsdaten des ökohydrologischen Modells SWAT im Untersuchungsgebiet Obere Leine trainiert. Die Variablenauswahl für die Module erfolgte mit Random Forest, das Training mithilfe von simulierter Abkühlung. Die Berechnung des Nitrattransportes erfolgt auf Monatsbasis. Die Validierung im Trainingsgebiet ergab, dass SWAT sehr gut vom Fuzzymodell nachgebildet wird. Die Validierung in Testgebieten unterschiedlicher Naturräume war in zwei von drei Fällen ebenfalls erfolgreich, so dass das Fuzzymodell eine brauchbare Regionalisierbarkeit besitzt. Bei Landnutzungsänderungen zeigt das Fuzzymodell eine mit SWAT vergleichbare Reaktion, während bei Klimaszenarien die von SWAT berechneten Frachten deutlich überschätzt werden. Das Fuzzymodell hat somit eine gute Prognosefähigkeit für Landnutzungsszenarien, während eine Anwendung für Klimaszenarien nicht ohne ein spezielles Training auf veränderte Klimadaten möglich ist.
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Festschrift zum Emscher-Umbau
2020, 140 S., 290 mm, Buchleinen
Verlag Kettler
Hochwasserminderung im ländlichen Raum
Ein Handbuch zur quantitativen Planung
2020, 236 S., 81 Farbabb. 240 mm, Softcover
Springer
Auswirkungen und Schutz
3., Aufl.
2020, xxii, 715 S., 297 SW-Abb., 34 Farbabb., 34 Farbtabellen. 240 mm, Hardcover
Springer
Beton-Kalender
Schwerpunkte: Wasserbau; Konstruktion und Bemessung
2019, 1244 S., 600 SW-Abb., 200 Tabellen. 210 mm, Hardcover
Ernst & Sohn
Technische Hydromechanik, .1. Grundlagen
Beuth Praxis
8., aktualisierte Auflage.
2019, 448 S., 210 mm, Hardcover
Beuth
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Thermisch aktivierte Sandwichschwimmkörper für das Bauen auf dem Wasser. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2981
2016, 118 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag
Untergrundhydraulische Berechnungen an Flussdeichen auf bindigen Deckschichten
siehe auch: Buss, Johann. Unterströmung von Deichen. tech.Diss. Braunschweig 1987/92.
1987, 164 S.,
Fraunhofer IRB Verlag
Theoretische und experimentelle Vorstudien zur Frage des Lufteintrags und Lufttransports an Sohlbelüftern in Hochgeschwindigkeitsströmungen
1987, 71 S.,
Fraunhofer IRB Verlag
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