Automatische Optimierung von Grundwasserhaltungen in von Hochwasser beeinflussten Aquiferen

Homann, Christof; Köngeter, Jürgen

doi:urn:nbn:de:hbz:82-opus-15132

Automatische Optimierung von Grundwasserhaltungen in von Hochwasser beeinflussten Aquiferen = Automatic Optimization of Groundwater Level Management in Flood Driven Aquifers

Homann, Christof

2006

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Christof Hohmann

ImpressumAachen : Shaker 2006

UmfangXVI, 127 S. : graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2006

Genehmigende Fakultät
Fak03

Hauptberichter/Gutachter
Köngeter, Jürgen (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2006-01-11

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-15132
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/52701/files/Homann_Christof.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Bauingenieurwesen (300000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Ingenieurwissenschaften (frei) ; Wasserwirtschaft (frei) ; Grundwasser (frei) ; Hydraulik (frei) ; Hydrologie (frei) ; Hochwasserschutz (frei) ; Hochwasserganglini (frei) ; Optimierung (frei) ; automatische Optimierung (frei) ; Zielfunktion (frei) ; optimization (frei) ; automatic optimization (frei) ; flood driven aquifer (frei) ; Derandomized Evolutionary Strategy (frei) ; DES (frei) ; Response Surface Method (frei) ; RSM (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Durch Deichrueckverlegungen und die Einrichtung von Flutungspoldern wird zunehmend den Anforderungen entgegengekommen, die das Naturereignis Hochwasser an den intensiv genutzten Raum in Flussniederungen stellt. Mit diesen Massnahmen rueckt jedoch das Hochwasser – und damit auch die von ihm verursachten Aufhoehungen im Grundwasser – naeher an bebaute Gebiete heran. Mancherorts werden dadurch Ausgleichsmassnahmen im Grundwasser notwendig.Die vorliegende Arbeit untersucht die Anwendung der Methode der automatischen Optimierung zur Dimensionierung und Betriebsoptimierung solcher Massnahmen. Ein Grundwassermodell, dass die vom Hochwasserereignis beeinflusste, hochgradig instationaere Stroemung im Untergrund berechnet, wird dazu mit einem mathematischen Optimierungsalgorithmus verknuepft.Am Beispiel eines geplanten Polders wird gezeigt, dass eine automatische Optimierung von Ausgleichsmassnahmen praktikabel ist. Die notwendigen Schritte zur Berechnung guter Optimierungsergebnisse werden aufgezeigt und Hinweise auf moegliche Fehlerquellen gegeben. Darueber hinaus wird nachgewiesen, dass bei der untersuchten Fragestellung in der Regel von einer nicht konvexen Zielfunktion ausgegangen werden muss, die den Einsatz globaler Optimierungsalgorithmen notwendig macht.

Moving the dikes back from the river and building flood detention basins are up-to-date measures for flood protection. The new flood plains are larger and in closer vicinity to build up areas. In times of flood the groundwater level is already high, due to new flood plains it will be raised additionally.The challenge of groundwater management is to compensate for the threat to buildings resulting from the raised groundwater-level in the vicinity of new floodplains. Dealing with extreme instationary groundwater flows and a complex objective, this measure will be optimized by automatic optimization using a numerical groundwater model and global optimization methods. This assembles a tool for solving multiobjective tasks in groundwater-management better and faster, giving a deeper access to the problem and to the countermeasures to be optimized.

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