Wofür kann der riesige Datenberg der Bauwerksüberwachung genutzt werden? Warum sollen Umweltdaten noch weiter gemessen werden? Mit Methoden der Big-Data-Analysen können Antworten auf diese Fragen gegeben werden. Anhand der Bauwerksüberwachungsdaten der Ennepetalsperre wird das Potenzial von modernen Analysemethoden getestet. Die verschiedenen Messgrößen werden auf ihre Informationsgehalte und damit auf ihre gegenseitigen Erklärungspotenziale mit dem Ziel einer holistischen Bauwerksüberwachung untersucht und schlussendlich bewertet.
1 Einleitung
Die Überwachung von Bauwerken und komplexen technischen Einrichtungen, wie Talsperren, hat in den letzten Jahrzehnten den weiten Ausbau von Sensornetzwerken gefordert und gefördert. Als Ziel der sensorischen Überwachung gilt die Bauwerkssicherheit. Im Laufe der Zeit sind für alle überwachten Bauwerke große Datensätzen entstanden, die zu analysieren besondere Fähigkeiten erfordern.
Es stellen sich im Anbetracht des stetig wachsenden Umfangs der Datensätze folgende Fragestellungen:
Zur Beantwortung dieser Fragestellungen müssen die bereits vorhandenen Daten mittels geeigneter Methoden ausgewertet werden. Im Fokus muss die gemeinsame Auswertung aller Daten stehen, da somit abstrakte Zusammenhänge erfasst werden können, die wiederum zur Beantwortung dieser Fragestellungen notwendig sind. Alle Daten der Bauwerksüberwachung einer Talsperre gleichzeitig zu analysieren ist durch die hohe Dimensionalität der Überwachungsdaten mit konventionellen Methoden nicht möglich. Big-Data-Analysen sind in der Lage, Daten aus unterschiedlichen Quellen mit einander in Bezug zu setzen, auf Muster und Informationsgehalte zu analysieren sowie zu bewerten.
Big Data ist dabei ein Sammelbegriff für eine Reihe von Daten-getriebenen Verfahren, die sich in verschiedene Untergruppen aufteilen lassen [1]. Data Mining umfasst Methoden, die der Informationsgewinnung aus zur Verfügung stehenden Daten dienen. Entropiebetrachtungen gehören zu dieser Untergruppe und werden in der Hydrologie und Wasserwirtschaft eingesetzt, um Zusammenhänge bzw. Erklärungspotenziale zwischen verschiedenen Messgrößen zu bestimmen [2], [3]. Mittels Data Mining gewonnene Informationen können anschließend für weitere Analysen oder zur Modellbildung genutzt werden, entweder als Eingangsgrößen für deterministische Modelle oder als Prädiktoren von Machine-Learning-Modellen.
Copyright: | © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH | |
Quelle: | Wasserwirtschaft - Heft 09 (September 2020) | |
Seiten: | 4 | |
Preis inkl. MwSt.: | € 10,90 | |
Autor: | Dr. Benjamin Mewes Dr. Henning Oppel Dipl.-Ing. Gabriele Demisch Annika Schönfeld | |
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Der Wendelfischpass - Eine Entwicklungsdarstellung
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (12/2024)
Die Herstellung der Durchwanderbarkeit der Fließgewässer ist ein europaweit erklärtes Nachhaltigkeitsziel, welches bspw. in der Wasserrahmenrichtline (WRRL) und der Flora-Fauna- Habitat-Richtlinie (FFH-RL) verankert ist. In Deutschland regeln das Wasserhaushaltsgesetz (WHG), das Bundesnaturschutzgesetz (BuNatG) sowie diverse landesspezifische Gesetze, Verordnungen und Erlasse die Gewährleistung der Durchgängigkeit, insbesondere an anthropogen bedingten Querbauwerken (bspw. Wehr- und Wasserkraftanlagen) in Fließgewässern.
Ethohydraulische Untersuchungen zur Passierbarkeit des Wendelfischpasses
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Der kompakte und modular aufgebaute Wendelfischpass (WFP) soll sowohl den Fischauf- als auch den Fischabstieg auf engstem Raum ermöglichen. Um das Konzept als Ergänzung zum Stand der Technik zu untersuchen, wurden neben hydraulischen Laborstudien in Zusammenarbeit mit Fischökologen des Instituts für angewandte Ökologie GmbH im Technikumsmodell des WFP an der TU Darmstadt ethohydraulische Tests zur Passierbarkeit sowie dem Bewegungsverhalten von eingesetzten Wildfischen durchgeführt.
Modellgestützte Entwicklung und Untersuchung des Wendelfischpasses
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (12/2024)
Der kompakte und modulare Wendelfischpass (WFP) soll sowohl den Fischaufstieg als auch den Fischabstieg auf engstem Raum ermöglichen. Dank der wendelförmigen Linienführung bleiben die Strömungsbedingungen nahezu konstant, sodass Gefälleknicke oder Umlenkbecken nicht erforderlich sind. Die skalierbare Wendelform lässt sich an die Bedürfnisse verschiedener Fischarten sowie an standortspezifische Gegebenheiten anpassen.
Fischschutzmaßnahmen am Neckarkraftwerk Hirschhorn
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Das Wasserkraftwerk Hirschhorn in Südhessen ist Bestandteil der Staustufe Hirschhorn, welche in den Jahren 1931 bis 1933 im Zuge des Neckarausbaus zur Bundeswasserstraße errichtet wurde. Die Staustufe besitzt eine Zweikammerschleuse, ein dreifeldriges Wehr umd in der Mitte sitzt das Wasserkraftwerk.
Der Wendelfischpass - Die Umsetzung einer Idee zum Bauprodukt
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Von Lehmann et al. sind die Motivation und der Werdegang von der Idee bis zu einem ausgereiften Konzept des Wendelfischpasses (WFP) dargestellt. In dem vorliegenden Beitrag wird ergänzend dazu der Entwicklungsweg des WFP als Bauprodukt aufgezeigt und nachvollziehbar dargestellt. Grundsätzlich war es das Ziel der technischen Planung, eine marktreife Serienproduktion mit Kosten- und Ressourcenoptimierung. Die Formgebung der Bauteile sollte unabhängig vom Standort des WFP eine modulare Bauweise mit gleichbleibenden Bauteilgeometrien als serielle Fertigung ermöglichen.