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1 Page 1 Hydrosystemanalyse SoSe 2015 BHYWI2201 Einführung Page 2 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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Page 1

HydrosystemanalyseSoSe 2015

BHYWI‐22‐01Einführung

Page 2

Vorstellung IntroductionOlaf 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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Page 3

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 Portalhttp://www.ufz.de/index.php?de=17984

Page 8

Lecture Portal

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Page 9

Literature

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Page 11

Was ist Hydroinformatik ?What is Hydroinformatics about ?

Page 12

Def: Informationsverarbeitung in der Hydrologie

http

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Humid 

and

Arid

(Semi‐arid)

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Page 13

Contents• System-Analyse (Geo-Systeme)• Methoden I (Konzept-Modelle)• Methoden II (Informatik–SoftwareEngineering)• Applikationen• Lehre

System-AnalyseKalibrierungVerfizierungValidierung

Data

Model

Simulation

Prognose

Reality

Simplified Reality

Virtual Reality

Future Reality

RegelnParameter

www.inf.uni-konstanz.de

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Hydro-Systeme

Prozess-Analyse

Datenmodelle(DMS)

Geländemodelle(DEM)

GeographischeInformationssysteme(GIS)

Visualisierung

Systemanalyse

GeologischeModelle

ProzessdatenTHMCB

Thermo-Hydro-Mechanisch-Chemisch-BiologischeZustandsgrößen

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Page 15

Hydro-Systeme

Prozess-Analyse

Datenmodelle(DMS)

Geländemodelle(DEM)

Visualisierung

Systemanalyse

GeologischeModelle

ProzessdatenTHMCB

Thermo-Hydro-Mechanisch-Chemisch-BiologischeZustandsgrößen

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Contents

Daten-Modelle• Datenbanken• Datenstrukturen• Datenrelationen• Neuronale Netze• ...

Konzept-Modelle• Kontinuumsmechanik• Euler / Lagrange• stochastische Methoden• ...

Simulations-Modelle• Numerische Methoden• Gittergenerierung• Höchstleistungsrechnen• ...

Analyse-Modelle• Validierung• Virtueller Aquifer• Visualisierung• ...

• System-Analyse (Geo-Systeme)• Methoden I (Konzept-Modelle)• Methoden II (Informatik – Software)• Applikationen• Lehre

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Meuse River Basin

Beerze-Reusel catchmentGeer catchment

Page 18

X Y

Z

Hydrology Geer Basin

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Page 19

Beispiel: Groundwater Modeling

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Page 21

Topography Hydraulic head

Streamlines Salinity

Page 22

106 grid nodes

Density‐dependent flow

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Methoden‐ und ToolBox

IWAS Cluster

UFZ Cluster EVE

Schnicke et al., personal communication

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

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IWAS – International Water Research Alliance Saxony

Management of water resources in hydrologically sensitive regions

Middle East (Saudi Arabia, Oman)

funded by

Water resources assessment in Arabian Peninsula

Climatic boundaries

Infiltration & recharge

Groundwater

Vegetation

Integrated hydrological synthesis

Observation - Modeling - Analysis – Management Tool

Jan Friesen

Anke Hildeb

randt

Christian Siebert

T Kalbacher / E Kalbus

Rudolf Liedl / M

arc Walter

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Data integration – System analysis - VisualizationNew generation of Management Tools

Scientific Software made by Helmholtz

OGS – Philosophie

FEM

DE

OGS‐3D / OGS ‐> OpenSG

Bohrlochdaten Zeitreihen DEM Landnutzung Strukturgeologie : 1/2/3/4 D : interaktiv

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

VISLabHydrosystemanalyse Exkursion ins UFZ VISLab 

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Aus: Zehner, 2009 / 2010

Probleme: 

Datenlage

Komplexität

Validierung Zehner, 2005

VISLab: Projects

PLine, TSurf VSet

‐> OpenSG file

SGrid, (Voxet,

Solid)‐> VTK‐file

Thüringer Becken Schleswig Holstein

Data processing: Rainfall

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Terrestrial Environmental System Simulation & INtegration

Welcome