Hydrosystemanalyse SoSe 2015 BHYWI-22-01 Einführung

Hydrosystemanalyse
SoSe 2015
BHYWI‐22‐01
Einführung
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Vorstellung Introduction
Olaf Kolditz
Studium Ukraine (Physik)
Promotion AdW Chemnitz (Hydromechanik)
Habil U Hannover (Geohydrologie)
Auslandsaufenthalte (USA, CA, JP)
Prof. U Tübingen (Hydroinformatik)
Prof. TU Dresden (Systemanalyse)
Department Umweltinformatik UFZ Leipzig
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Organisatorisches
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Organisatorisches
 Vorlesungskonzept
 Vorlesung Skript Übung / Lecture Notes Exercises
 externe Dozenten aus Forschung / Praxis (6. DS)
 Zeitplan / Time schedule (show PDF)
 Konsulationen (4. DS)
 Sprache / Language
 Lecture‐Portal (HiWi)
 Literatur / Literature
 Prüfung / Exam
 Rechner / Computer
 Compiler
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Organisatorisches
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Dozenten
 Agnes Sachse, Dipl.‐Geogr.: Hydrologie
 Dr. Thomas Kalbacher: Bodenhydrologie
 Dr. Jens‐Olaf Delfs: Oberflächenhydrologie
 JProf. Dr. Haibing Shao / Reza Zolfaghari: Stofftransport im Grundwasser
UFZ Exkursionen
 ENVINF‐VISLab Team (Drs. Karsten Rink, Tom Fischer, Lars Bilke)
 Geothermie (JProf. Dr. Haibing Shao, Dr. Norihiro Watanabe)
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Lecture Portal
http://www.ufz.de/index.php?de=17984
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Lecture Portal
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Literature
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Was ist Hydroinformatik ?
What is Hydroinformatics about ?
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http://www.eea.europa.eu/themes/water
Def: Informationsverarbeitung in der Hydrologie
Humid and
Arid
(Semi‐arid)
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•
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•
Contents
System-Analyse (Geo-Systeme)
Methoden I (Konzept-Modelle)
Methoden II (Informatik–SoftwareEngineering)
Applikationen
Lehre
Data
Regeln
Parameter
Model
Reality
Simplified Reality
www.inf.uni-konstanz.de
System-Analyse
Kalibrierung
Verfizierung
Validierung
Simulation
Virtual Reality
Prognose
Future Reality
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Hydro-Systeme
Geographische
Informationssysteme
(GIS)
Geländemodelle
(DEM)
Geologische
Modelle
T
H
M
C
B
ThermoProzessHydroAnalyse
MechanischChemischBiologische
Zustandsgrößen
Prozessdaten
Datenmodelle
(DMS)
Visualisierung
Systemanalyse
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Hydro-Systeme
Geländemodelle
(DEM)
Geologische
Modelle
T
H
M
C
B
ThermoProzessHydroAnalyse
MechanischChemischBiologische
Zustandsgrößen
Prozessdaten
Datenmodelle
(DMS)
Visualisierung
Systemanalyse
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Contents
•
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•
•
•
System-Analyse (Geo-Systeme)
Methoden I (Konzept-Modelle)
Methoden II (Informatik – Software)
Applikationen
Lehre
Konzept-Modelle
• Kontinuumsmechanik
• Euler / Lagrange
• stochastische Methoden
• ...
Daten-Modelle
• Datenbanken
• Datenstrukturen
• Datenrelationen
• Neuronale Netze
• ...
Simulations-Modelle
• Numerische Methoden
• Gittergenerierung
• Höchstleistungsrechnen
• ...
Analyse-Modelle
• Validierung
• Virtueller Aquifer
• Visualisierung
• ...
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Meuse River Basin
Beerze-Reusel catchment
Geer catchment
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Hydrology Geer Basin
Z
X
Y
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Beispiel: Groundwater Modeling
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Topography
Streamlines
Hydraulic head
Salinity
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106 grid nodes
Density‐dependent flow
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Methoden‐ und ToolBox
IWAS
Cluster
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UFZ Cluster EVE
Medium Scale HPC
Vorbereitung von JUGENE Applikationen
Number of Cores: 1032
Processor: Intel XEON X5650, 2.6 GHz
Main Memory: 5.5 TB
Interconnect: QDR Infiniband (40 GB)
Operating System: Linux
Installation Year: 2011
WKDV Arbeitsgruppe Wissenschaftliches Rechnen und DMS
Schnicke et al., personal communication
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IWAS – International Water Research
Alliance Saxony
Management of water resources in hydrologically sensitive regions
funded by
Middle East (Saudi Arabia, Oman)
Vegetation
Anke Hildebrandt
Jan Friesen
Water resources assessment in Arabian Peninsula
Climatic boundaries
Christian Siebert
Integrated hydrological synthesis
T Kalbacher / E Kalbus
Rudolf Liedl / Marc Walter
Groundwater
Infiltration &
recharge
Observation - Modeling - Analysis – Management Tool
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Data integration – System analysis - Visualization
New generation of Management Tools
Scientific Software made by Helmholtz
OGS – Philosophie
DE
FEM
 Bohrlochdaten
 Zeitreihen
 DEM
 Landnutzung
 Strukturgeologie
 : 1/2/3/4 D
 : interaktiv
OGS‐3D / OGS ‐> OpenSG
OGS#mHM
OGS‐THMC
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OGS – Visibility
Korea
Data Integration: Which
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Data Integration: How to
Data: Geography
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Data processing: Rainfall
Data processing: Rainfall
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Data processing: Rainfall
Data processing: Borehole data
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Data processing: Aquifer modeling
Data processing: Aquifer system
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Data processing: Aquifer system
Ax = b
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Groundwater modeling
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Data processing: Rainfall
VISLab
Hydrosystemanalyse Exkursion ins UFZ VISLab 23
VISLab: Projects
Aus: Zehner, 2009 / 2010
Probleme: Datenlage
Komplexität
Validierung Zehner, 2005
Data processing: Rainfall
PLine, TSurf VSet
‐> OpenSG file
SGrid, (Voxet,
Solid)‐> VTK‐file
Thüringer Becken
Schleswig Holstein
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Welcome
Terrestrial Environmental System Simulation & INtegration
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