Nummer/Code E Was 1
Modulname Wasserkraftanlagen Art des Moduls Wahlpflichtmodul Lernergebnisse,
Kompe-tenzen (Qualifikations-ziele)
Dieses Modul hat zum Ziel, den Studierenden Kenntnisse über die Pla-nung und den Betrieb von Wasserkraftanlagen sowie die Grundlagen der Energiewirtschaft zu vermitteln. Dabei lernen die Studierenden im Teilmodul Wasserkraftanlagen zunächst die hydrologischen, hydrauli-schen und energetihydrauli-schen Grundkenntnisse sowie verschiedene Anla-gentypen kennen. Sie werden damit befähigt für verschiedene Stand-orte geeignete Anlagen auszuwählen. In begleitenden Übungen wird dazu weiter die Fähigkeit vermittelt, Vordimensionierungen sowie Leistungspläne für Wasserkraftanlagen zu erstellen. Neben den techni-schen Aspekten werden die ökologitechni-schen Anforderungen beim Bau und Betrieb von Wasserkraftanlagen vermittelt.
Lehrveranstaltungsarten VL, Ü, EX (4 SWS)
Lehrinhalte • Hydrologische, hydraulische und energetische Grundlagen: Was-serkraftpotenziale, Leistungsplan
• Kraftwerksarten: Laufkraftwerke, Speicherkraftwerke, Niederdruck-anlagen, HochdruckNiederdruck-anlagen, Gezeiten- und Wellenkraftwerke
• Bauwerke: Wasserfassung, Rohre und Verschlüsse, Wasserschloss, Krafthaus
• Maschinen und elektrische Ausrüstung: Turbinen, Generatoren, Schaltanlagen
• Pumpspeicherkraftwerke: Pumpturbinen, Betrieb
• Bemessung, Vergütung
• ökologische Aspekte: Fischaufstiege
• Automatisierter Betrieb von Staustufen Titel der
Lehrveranstaltun-gen
Wasserkraftanlagen
Lehr-/Lernformen Vortrag (Vorlesung), problembasiertes und kollaboratives Ler-nen (Hörsaalübungen und Praxisübungen an Versuchsständen in der Wasserbauhalle)
Verwendbarkeit des Mo-duls
Masterstudiengänge Bauingenieurwesen, Umweltingenieurwesen und RE2
Dauer des Angebotes des Moduls
Ein Semester
Häufigkeit des Angebotes des Moduls
Jedes Wintersemester
Sprache deutsch
Empfohlene (inhaltliche) Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul
Wasserbau und Wasserwirtschaft Grundlagen
Wasserbauwerke und Strömungsverhalten von Fließgewässern
Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul Studentischer Arbeitsauf-wand
Präsenzzeit: 2 SWS (30 Stunden) Selbststudium: 60 Stunden Studienleistungen
Voraussetzung für Zulas-sung zur Prüfungsleistung
Prüfungsleistung Wasserkraftanlagen: Klausur (90 min) oder mündliche Prüfung (bis zu 40 min)
Anzahl Credits für das Mo-dul
3
Modulverantwortliche/r Prof. Dr.-Ing. Stephan Theobald Lehrende des Moduls Prof. Dr.-Ing. Stephan Theobald
Medienformen PowerPoint-Präsentationen, Tafelanschrieb, Bilder zu Praxisbeispielen, Unterlagen werden in elektronischer Form zur Verfügung gestellt Literatur Giesecke, Jürgen und Emil Mosonyi, (2009):
WASSERKRAFTAN-LAGEN - Planung, Bau und Betrieb. Springer Verlag, Heidelberg.
E Was 2 Integrierte wasserwirtschaftliche Planung und Wasserbewirtschaftung
Nummer/Code E Was 2
Modulname Integrierte wasserwirtschaftliche Planung und Wasserbe-wirtschaftung
Art des Moduls Wahlpflichtmodul Lernergebnisse,
Kompe-tenzen (Qualifikations-ziele)
In diesem Modul werden, aufbauend auf die Grundlagen-vorlesung Wasserbau und Wasserwirtschaft im Bachelor, weiterführende Kenntnisse in den Bereichen wasserwirt-schaftliche Planung und Systembewirtschaftung auf der Grundlage des IWRM-Konzeptes vermittelt. Insbesondere wird den Studierenden ein „ingenieur-wissenschaftlicher, aber auch praxisnaher integrativer Blick“ auf das Wasser-ressourcensystem und die möglichen strukturellen Maß-nahmen sowie Herangehensweisen vermittelt, mit denen wasserwirtschaftliche Herausforderungen, wie Klimawan-del, permanent zunehmender Wasserbedarf, Wasserman-gel, Wasserverschmutzung oder Abnahme der Wasserver-fügbarkeit angegangen werden können. In der wasserwirt-schaftlichen Praxis ist i.d.R. zwischen einer Vielzahl alter-nativer Maßnahmen (bzw. einer Kombination von Maßnah-men) auszuwählen, die sich in Bezug auf ihre technische Umsetzung, Kosteneffizienz sowie soziale und ökologische Auswirkungen unterscheiden. Dem Studierenden werden moderne Methoden an die Hand gegeben, wie alternative strukturelle Maßnahmen multikriteriell bewertet und mitei-nander verglichen werden können, um in enger Zusam-menarbeit mit Entscheidungsträgern, Stakeholdern sowie der betroffenen Bevölkerung geeignete „Maßnahmenpa-kete“ (Strategien) bereitzustellen, mit denen nachhaltige Entwicklung sichergestellt werden kann. In dem Zusam-menhang wird auch auf geeignete Verfahren zur Analyse wasserwirtschaftlicher Systeme, Wasserbilanzierung, Sze-narienrechnung, Konfliktanalyse, ökono-mische Grundla-gen für die Kosten-Nutzen-Analyse, grenzüber-schrei-tende Wasserbewirtschaftung, Wassertransfervorhaben, Flussgebietsbewirtschaftung im Sinne der EU-Wasserrah-men-richtlinie sowie die Entwicklung von Anpassungsstra-tegien an den Klimawandel eingegangen. Abschliessend wird der Studierende mit innovativen Methoden der Mehr-zieloptimierung für die Planung und Bewirtschaftung was-serwirtschaftlicher Mehrzweck-systeme, mit denen sich In-teressenkonflikte lösen lassen, sowie mit innovativen was-serwirtschaftlichen Expertensystemen für die Entschei-dungsunterstützung bekannt gemacht.
Um die Vorlesung praxisnah ausrichten zu können, wird häufig auf Fallstudien aus jüngst abgeschlossenen wasser-wirtschaft-lichen oder laufenden Vorhaben aus dem deut-schen oder europäideut-schen Raum, dem Nahen Osten sowie
Südamerika Bezug genommen. Der Einfluss der klimati-schen Randbedingungen auf die wasserwirtschaftliche Pla-nung und Systembewirtschaftung kann dem Studierenden auf diese Weise gut vermittelt werden. Das erworbene Wis-sen wird durch vorlesungsbegleitende Übungen verfestigt.
Durch die Vorlesung werden die Studierenden befähigt, im späteren Berufsleben wasserwirtschaftliche Systeme nach-haltig-integrativ planen und bewirtschaften zu können.
Lehrveranstaltungsarten VL+P, Ü (4 SWS)
Lehrinhalte ▪ Globale wasserwirtschaftliche Herausforderungen und Nachhaltige Entwicklungsziele (SDG, UN-2018)
▪ Ziel und Umfang wasserwirtschaftlicher Planungen
▪ Integrierte Bewirtschaftung von Wasserressourcen (IWRM)
▪ Methoden und Konzepte für die nachhaltige, integrierte wasserwirtschaftliche Planung
▪ Wasserbilanzierung und Szenarienrechnung für die Prognose möglicher wasserwirtschaftlicher Konflikte sowie als Grundlage für die Entwicklung von Ant-wortstrategien
▪ Analyse wasserwirtschaftlicher Systeme
▪ Ökonomische Grundlagen und Kosten-Nutzen-Analyse
▪ Bewertung und Vergleich wasserwirtschaftlicher Maß-nahmen mit Hilfe multikriterieller Verfahren
▪ Methoden der Mehrzieloptimierung für die Planung und Be-wirtschaftung wasserwirtschaftlicher Mehrzwecksys-teme
▪ Grenzüberschreitende Wasserbewirtschaftung und Was-sertransfervorhaben
▪ Flussgebietsbewirtschaftung im Sinne der EU-Wasser-rahmen-richtlinie (Fallstudien: Weser und Elbe)
▪ Anpassungsstrategien an den Klimawandel
▪ Entscheidungsunterstützung durch wasserwirtschaftli-che Expertensysteme
Titel der Lehrveranstal-tungen
Integrierte wasserwirtschaftliche Planung und Wasserbe-wirtschaftung
Lehr-/ Lernformen Vortrag (Vorlesung), Gruppenarbeit, selbstgesteuertes Ler-nen, kooperatives LerLer-nen, Lernen durch Darstellung von Ergebnissen in Form von Kurzvorträgen (Vorbereitung auf die Teilnahme an Tagungen und wissenschaftlichen Konfe-renzen)
Verwendbarkeit des Mo-duls
Masterstudiengang Bauingenieurwesen
Dauer des Angebotes des Moduls
Ein Semester
Häufigkeit des Angebo-tes des Moduls
Jedes Sommersemester
Sprache Deutsch (Verständnis englischsprachiger Fachliteratur wird vorausgesetzt)
Empfohlene (inhaltliche) Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul
Wasserbau und Wasserwirtschaft Grundlagen
Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul Studentischer Arbeits-aufwand
Präsenzzeit: 4 SWS (60 Stunden)
Selbststudium 120 Stunden, inklusive Studienarbeit (40 Std.) und Vorbereitung und Präsentation eines wissen-schaftlichen Kurzvortrags (20 Std.)
Studienleistungen Erfolgreiche Bearbeitung und termingerechte Abgabe einer Studienarbeit (40 Std.) sowie Vorbereitung und erfolgrei-che Präsentation eines wissenschaftlierfolgrei-chen Kurzvortrags (20 Std.)
Voraussetzung für Zu-lassung zur Prüfungs-leistung
Prüfungsleistung Klausur (120 min.) Anzahl Credits für das
Modul
6
Modulverantwortliche/r Prof. Dr.-Ing. Stephan Theobald, Dr.-Ing. Bernd Rusteberg Lehrende des Moduls Dr.-Ing. Bernd Rusteberg
Medienformen PowerPoint Präsentationen, Tafelanschrieb, Videos, Prakti-sche Übungen am PC (multikriterielle Verfahren und Pro-jektbewertung)
Unterlagen werden digital zur Verfügung gestellt
Literatur DVWK (1999): Integrierte Bewertung wasserwirtschaftlicher Maßnahmen, DVWK-Materialien 1/1999, Bonn.
Herath, G. & Prato, T., Ed. (2006): Using Multi-Criteria De-cision Analysis in Natural Resource Management, Ashgate, England, ISBN: 978-0-7546-4596-2.
Jain, S. K., & V.P. Singh (2003): Water resources system planning and management, Elsevier, Amsterdam, Nether-lands.
Lecher, K., Lühr, H.-P. & U.C.E. Zanke, Hrsg. (2015): Ta-schenbuch der Wasserwirtschaft: Grundlagen – Maßnahmen – Planungen, Springer Vieweg, 9. Auflage, ISBN: 9-783-52812-5806.
Loucks, D. P., Beek, E.v., Stedinger, J.R., Dijkman, J.P.M. &
M.T. Villars (2005): Water Resources Systems Planning and Management: An Introduction to Methods, Models and Ap-plications, Studies and Reports in Hydrology, UNESCO Pub-lishing, DELFT, ISBN 92-3-103998-9.
Maniak, U. (2000): Wasserwirtschaft – Einführung in die Bewertung wasserwirtschaftlicher Vorhaben, Springer Ver-lag Berlin-Heidelberg-New York, ISBN: 3-540-59206-7.
Nachtnebel, H. (1988): Wasserwirtschaftliche Planung bei mehrfacher Ziesetzung. Wiener Mitteilung Bd.78, Universi-tät für Bodenkultur Wien.
Rumm, P. & S.v. Keitz & M. Schmalholz, Hrsg. (2008):
Handbuch der EU-Wasserrahmenrichtlinie: Inhalte, Neue-rungen und Anregungen für die nationale Umsetzung, Erich Schmidt Verlag, 2.Auflage, ISBN: 3-503-09-0274.
Vanrolleghem, P.A. Ed. (2011): Decision Support for Water Framework Directive Implementation – Water Framework Directive Series, Vol.3, IWA Publishing, New York, ISBN: 1-8433-9-3271.