Fachgebiet
Geohydraulik und Ingenieurhydrologie
Fachbereich Bauingenieur- und Umweltingenieurwesen
o. Prof. Dr. rer. nat. Manfred Koch

Zurück zur Homepage


Kommentiertes Verzeichnis aller Lehrveranstaltungen


Physik

Lehrende/r:
Studienstufe:
Semester:
SWS:
Typ:
Prüfung:
Prof. Dr. rer. nat. Koch
I
2. (Sommer-Semester)
2 (Vorlesung)
Pflicht
Klausur


Inhalt:

Grundlagen der Physik, mit Schwerpunkt auf der Mechanik, unter besonderer Berücksichtigung der modernen Erfordernissen für den Bau- und Umweltingenieur

Gliederung:

Vorkenntnisse: Keine

Als Begleitmaterial werden auf der Homepage Hinweise auf Internet-verfügbare Materialen gegeben. Daneben werden Folien, Zusammenfassungen und Übungsaufgaben zu den Vorlesungen angeboten.

Die Vorlesung wird nach erfolgreicher Teilnahme an der Klausur mit 3 Credits anerkannt.

zur Homepage


Modul "Hydromechanik"


Teilmodul Hydromechanik I

Lehrende/r:
Studienstufe:
Semester:
SWS:
Typ:
Prüfung:
Prof. Dr. rer. nat. Koch
I
3. (Winter-Semester)
2 (Vorlesung)
Pflicht (Bau- und Umweltingenieur)
Klausur


Inhalt:

Die Vorlesung vermittelt die Grundlagen der Hydrostatik und der Berechnung von stationären Rohr- und Gerinneströmungen für die Grunderfordernisse des Bau- und Umweltingenieurs.

Gliederung:

Vorkenntnisse: Mathematik, Physik, Mechanik I und II

Als Begleitmaterial liegt für die Vorlesung ein Umdruck (ca. 100 S.) und für die Übung eine Aufgabensammlung vor. Weiterhin stehen Prüfungsaufgaben mit Ergebnisübersichten zur Verfügung.

Die Vorlesung wird zusammen mit Hydromechanik II nach erfolgreicher Teilnahme an der Klausur mit 3 Credits anerkannt.

zur Homepage


Teilmodul Hydromechanik II

Lehrende/r:
Studienstufe:
Semester:
SWS:
Typ:
Prüfung:
Prof. Dr. rer. nat. Koch
I
3. (Winter-Semester)
2 (Vorlesung)
Pflicht (Bauingenieur)
Klausur

Inhalt:

Die Vorlesung ergänzt und vertieft Themen der Vorlesung Hydromechanik I für die besonderen Erfordernisse des Bauingenieurs.

Gliederung:

Vorkenntnisse: Mathematik, Physik, Mechanik I und II, Hydromechanik I

Als Begleitmaterial liegt für die Vorlesung ein Umdruck (ca. 100 S.) und für die Übung eine Aufgabensammlung vor. Weiterhin stehen Prüfungsaufgaben mit Ergebnisübersichten zur Verfügung.

Die Vorlesung wird zusammen mit Hydromechanik I nach erfolgreicher Teilnahme an der Klausur mit 3 Credits anerkannt.

zur Homepage


Modul "Strömungen und Transport"


Es werden die mannigfaltigen Strömungs- und Transportprozesse, wie sie in der Technik und der Natur oder Umwelt vorkommen, behandelt. Schwerpunkt liegt dabei auf letzterer, d.h. im weitesten Sinn auf den Strömungen und dem Transport in der Hydrosphäre. In den einzelnen Stockwerken der Hydrosphäre lassen sich, angefangen von porösen Erduntergrund Grundwasserströmungen, an der Erdoberfläche die hydraulischen Strömungen in Fliessgewässern, Seen und Ozeanen und in der Atmosphäre meteorologische und klimatische Strömungs- und Transportphänomene unterscheiden. Im Teilmodul I werden zunächst die fundamentalen Grundgleichungen, i.e. Erhaltungsgesetze und die daraus folgenden partiellen Differentialgleichungen (PDG), die die genannten Strömungs- und Transportprozesse im weitesten Sinn beschreiben, hergeleitet. Anschliessend werden die Lösungsmethoden, die bei der Behandlung der einzelnen Strömungs- und Transportphenomene, in der Praxis und Wissenschaft zum Tragen kommen, erörtert. Wobei im Teilmodul I zunächst die qualitativen Prozesse und einfache analytische Lösungsverfahren behandelt werden. Im Teilmodul II werden numerische Methoden zur Lösung der die unterschiedlichen Strömungen- und Transportprozesse beschreibenden PDG vorgestellt. Die numerischen Verfahren lassen sich im wesentlichen in Finite Differenzen (FD) und Finite Elemente (FE) Methoden einteilen. In den Übungen werden neben der eigenständigen Entwicklung von Computerprogrammen in MATLAB oder in der Programmiersprache FORTRAN auch einige professionelle numerische Programpacketen zur Modellierung der verschiedenartigen Strömungs- und Transportprobleme vorgestellt und verwendet. Unterrichtsmaterial zur Vorlesung in Form eines Hyperskripts wird vornehmlich aus unten aufgeführten Quellen erstellt

Teilmodul Hydromechanik III

Lehrende/r:
Studienstufe:
Semester:
SWS:
Typ:
Prüfung:
Prof. Dr. rer. nat. Koch
II (Master)
7. (Winter-Semester)
2 (Vorlesung)
Wahlpflicht
Klausur/Hausübung

Inhalt:

Nach Rekapitulation der Hydromechanik I Vorlesung, werden die Erhaltungsgleichungen realer Strömungen behandelt und die Navier-Stokes Gleichungen hergeleitet. Diese werden dann in vereinfachter Form auf die Lösung von stationären als auch instationären hydraulischen Strömungsproblem, sowohl in der technischen als auch umweltbezogenen Hydromechanik angewendet. Schliesslich werden fluiddynamische Transportprobleme erörtert sowie ein Ausblick auf numerische Methoden gegeben.

Gliederung:

Vorkenntnisse: : Hydromechanik I

Die Vorlesung wird nach erfolgreicher Teilnahme an der Klausur/oder Hausübung mit 3 Credits anerkannt.

zur Homepage


Teilmodul Numerische Modellierung von Strömungs- und Transportprozessen

Lehrende/r:
Studienstufe:
Semester:
SWS:
Typ:
Prüfung:
Prof. Dr. rer. nat. Koch
II (Masters)
7. (Winter-Semester)
2 (Vorlesung + Übung)
Wahlpflicht
Hausübung

Inhalt:

Die Veranstaltung führt ein in die modernen Methoden der numerischen Berechnung von Strömungs- und Transportvorgängen in der Geosphäre. Es wird ein zunächst ein Überblick über die mannigfalten Problemstellungen, Anwendungen und Lösungsmethoden von Strömungs- und Transportproblemen in der Hydrosphäre gegeben. Letzteres beinhaltet, angefangen von porösen Untergrund (Grundwasserströmungen), die Fliessgewässer (hin bis zum Hochwasser), Strömungen in Seen und Ozeanen, sowie die atmosphärischen (meteorologischen) Strömungen. Es werden dann die partiellen Differentialgleichungen (PDG) für die unterschiedlichen Strömungs- und Transportprobleme in den genannten Hydrosphären- Stockwerken hergeleitet und ihre Besonderheiten, Unterschiede und Ähnlichkeiten herausgearbeit. Nach Klassifizierung der betreffenden PDG werden analytische und numerische Methoden zur Lösung derselben vorgestellt. Letztere lassen sich im wesentlichen in Finite Differenzen (FD) und Finite Elemente (FE) Methoden einteilen. Anschliessend werden die theoretischen Grundlagen derselbigen und ihre Umsetzung in numerische Algorithmen vorgestellt. Schwerpunkte in den Anwendungen der einzelnen FD- bzw. FE- Methoden sind Grundwasserströmungs-, Stoff- und Wärme-Transport- Modelle. Daneben werden die theoretischen Grundlagen einiger hydrodynamischer Oberflächengewässer- und Gütemodelle erörtert. Über die eigenständige Entwicklung von einfachen numerischen Codes in MATLAB und Fortran hinaus, werden einige professionelle Programmpackete für die Lösung von Strömungs- und Transport- Modellen in den oben genannten umweltrelevanten Gebieten behandelt.

Gliederung:

Vorkenntnisse: Hydromechanik II, Ingenieurhydrologie I, Allgemeine Hydrogeologie

Die Vorlesung wird nach erfolgreicher Hausübung mit 3 Credits anerkannt.

zur Homepage


Modul "Analyse und Simulation hydrologischer Prozesse"


Teilmodul Hydrologie der Oberflächengewässer

Lehrende/r:
Studienstufe:
Semester:
SWS:
Typ:
Prüfung:
Prof. Dr. rer. nat. Koch
II (Masters)
7. (Winter-Semester)
2 (Vorlesung)
Wahlpflicht
Hausübung


Inhalt:

Es werden die Grundbegriffe der ingenieurhydrologischen Modellierung von Niederschlags-Abfluss (NA) Prozessen behandelt. Nach einer detaillierten Analyse der einzelnen Komponenten des hydrologischen Kreislaufes werden mittels professioneller Modellierungsoftware NA Rechnungen durchgeführt, sowohl zum Zwecke der Hochwasservorhersage. Darüber hinaus werden anhand des Models SWAT Konzepte der Wasserhaushaltsmodellierung in einem Einzugsgebiets vorgestellt.

Gliederung:

Vorkenntnisse: Hydromechanik, Ingenieurhydrologie I

Begleitmaterial wird zur Vorlesung ausgegeben

Die Vorlesung wird nach Anfertigung einer Hausübung mit 3 Credits anerkannt.

zur Homepage


Teilmodul Stochastische Methoden in der Hydrologie

Lehrende/r:
Studienstufe:
Semester:
SWS:
Typ:
Prüfung:
Prof. Dr. rer. nat. Koch
II (Masters)
7. (Winter-Semester)
2 (Vorlesung)
Wahlpflicht
Hausübung

Inhalt:

Im ersten Teil wird eine Einführung in die Ingenieurstatistik für hydrologische Problemstellungen gegeben und es werden stochastische und deterministische Verfahren zur Beurteilung von Extrem-Ereignissen (Hoch- und Niedrigwasser). Der zweite Teil der Vorlesung befasst sich mit der stochastischen Analyse von hydroklimatischen Zeitreihen, die für die Beurteilung und Einschätzung von möglichen Klimaveränderungen aktuell sehr von Bedeutung sind. Anwendungsbeispiele werden mit dem statistischen Programmpacket R analysiert.

Gliederung:

Vorkenntnisse: Hydromechanik, Ingenieurhydrologie I

Begleitmaterial wird zur Vorlesung ausgegeben

Die Vorlesung wird nach Anfertigung einer Hausübung mit 3 Credits anerkannt.

zur Homepage


Modul "Ingenieurhydrologie"


Ingenieurhydrologie I

Lehrende/r:
Studienstufe:
Semester:
SWS:
Typ:
Prüfung:
Prof. Dr. rer. nat. Koch
I (Batchelor)
4. (Sommer-Semester)
2 (Vorlesung)
Wahlpflicht
Klausur


Inhalt:

Es werden die Grundbegriffe der physikalischen und angewandten Hydrologie erläutert und die Methoden zur Messung hydrologischer Daten besprochen. Schwerpunkt liegt auf der detaillierten Analyse der einzelnen Komponenten des hydrologischen Kreislaufes. Eine Einführung in die Ingenieurstatistik für hydrologische Problemstellungen wird gegeben und es werden stochastische und deterministische Verfahren der Hochwasservorhersage vorgestellt.

Gliederung:

Vorkenntnisse: Hydromechanik

Als Begleitmaterial liegen zur Vorlesung ein Umdruck vor.

Die Vorlesung wird nach erfolgreicher Teilnahme an der Klausur mit 3 Credits anerkannt.

zur Homepage


Modul "Grundwasserhydrologie"


Teilmodul Allgemeine Hydrogeologie

Lehrende/r:
Studienstufe:
Semester:
SWS:
Typ:
Prüfung:
Prof. Dr. rer. nat. Koch
II / Masters
6.oder 8. (Sommer-Semester)
2 (Vorlesung)
Wahlpflicht
Hausübung


Inhalt:

Es werden die Grundbegriffe der allgemeinen Hydrogeologie, sowohl von der geologischen als auch der ingenieurhydrologischen Betrachtungsweise vorgestellt, im Hinblick auf die Untersuchung des Vorkommens und der Bewegung von Grundwasser.

Gliederung:

Vorkenntnisse: Hydromechanik, Ingenieurhydrologie I

Zur Vorlesung liegt ein Umdruck vor.

Die Vorlesung wird nach Anfertigung einer Hausübung mit 3 Credits anerkannt.

zur Homepage


Teilmodul Grundwasserströmungen und Stofftransport

Lehrende/r:
Studienstufe:
Semester:
SWS:
Typ:
Prüfung:
Prof. Dr. rer. nat. Koch
II (Masters)
6. oder 8. (Sommer-Semester)
2 (Vorlesung)
Wahlpflicht
Hausübung

Inhalt:

Die geologische, physikalische und mathematische Beschreibung des porösen Mediums, der Fluid-Feststoff-Wechselwirkungen, der Hydraulik des Grundwassers und des Transportes von Fest-(Schad) Stoffen im Untergrund werden behandelt. Im Zentrum stehen dabei Aspekte der numerischen Modellierung der relevanten Prozesse in der Praxis.

Gliederung:


Vorkenntnisse: Hydromechanik, Ingenieurhydrologie I, Allgemeine Hydrogeologie

Die Vorlesung wird nach erfolgreicher Hausübung mit 3 Credits anerkannt.

zur Homepage


Modul "Geophysik/Geothermie"


Teilmodul Einführung in Ingenieurgeophysik

Lehrende/r:
Studienstufe:
Semester:
SWS:
Typ:
Prüfung:
Prof. Dr. rer. nat. Koch
I oder II (Batchelor oder Masters)
6. oder 8. (Sommer-Semester)
2 (Vorlesung)
Wahlpflicht
Hausübung

Inhalt:

Geophysik handelt von der Physik der festen Erde. GeophysikerInnen erkunden das Innere der Erde mit physikalischen Methoden mit dem Ziel, geologische Strukturen abzubilden, Zustände zu beschreiben und Prozesse zu beobachten. Anwendungen finden sich bei der Suche nach Rohstoffen (Öl, Gas, Minerale), im Umweltbereich (Schadstoffdetektion, Deponieuntersuchungen, hydrogeologische Arbeiten), bei Bauvorhaben (Untergrunduntersuchungen für Tunnel, Dämme, Hochbauten, etc.), bei der Katastrophen-überwachung (Erdbeben, Vulkane) und bei der Erkundung des tiefen Erdinnern.

Die Vorlesung gibt eine Einführung in die Methoden der angewandten Geophysik zur Strukturbestimmung des Untergrundes, mit Schwerpunkt auf geotechnischen und geohydraulischen Aspekten. Insofern ist diese Vorlesung auch für alle Studienrichtungen des Bauingenieurwesens als Wahlfach geeignet.

Gliederung:

Vorkenntnisse: Physik, Mechanik

Die Vorlesung wird nach erfolgreicher Hausübung mit 3 Credits anerkannt.

zur Homepage


Teilmodul Geothermie

Lehrende/r:
Studienstufe:
Semester:
SWS:
Typ:
Prüfung:
Prof. Dr. rer. nat. Koch
II (Masters)
8. (Sommer-Semester)
2 (Vorlesung)
Wahlpflicht
Kolloquium

Inhalt:

Der Energievorrat der Erdwärme, der weltweit in heißem Wasser oder im Gestein lagert, ist nahezu unerschöpflich. Man schätzt, dass die Erdwärme unseren heutigen Weltenergiebedarf für Millionen Jahre abdecken könnte. Mit heutigen Technologien können diese umweltfreundlichen und klimaschonenden Energiequellen praktisch fast überall genutzt werden. Geothermie, so der Fachausdruck für Erdwärme, gehört deswegen zu den weltweit am meisten eingesetzten erneuerbaren Energieträgern.

Die Vorlesung wird die große Bandbreite der Geothermie abdecken. Nach einem Überblick der Stellung der Geothermie innerhalb der erneuerbaren Energieerzeugung, werden die geophysikalischen und geologischen Grundlagen zum Aufbau der Erde, des Wärmehaushaltes der Erde, sowie die Ursachen von regionalen und lokalen Unterschieden des Wärmeflusses behandelt. Es werden einige geophysikalische Methoden der geothermischen Prospektion vorgestellt. Im letzten Drittel der Vorlesung werden die theoretischen Grundlagen des Wärmetransportes innerhalb des Untergrundes und der Thermo- und Fluiddynamik von technischen geothermalen Systemen (Wärmetauscher, Wärmepumpen, usw.) erörtert. Schließlich wird eine Reihe von geothermischen Projekten in der Praxis vorgestellt und ihre technischen Möglichkeiten und Probleme diskutiert.

Gliederung:

Vorkenntnisse: Physik, Mechanik, Thermodynamik, Hydromechanik, (wünschenswert: Ingenieurgeophysik)

Die Vorlesung wird nach erfolgreicher Teilnahme am Kolloquium mit 3 Credits anerkannt.

zur Homepage


Modul "Angewandte Hydraulik"

Teilmodul Hydrometrisches Praktikum

Lehrende/r:
Studienstufe:
Semester:
SWS:
Typ:
Prüfung:
Dr.-Ing. Hassinger
I und II
ab 4. (Sommer-Semester)
3 (Praktikum mit 5 Doppelstunden Theorie)
Wahlpflicht
Ausarbeitung und Abgabe der Mess- und Versuchsprotokolle mit Ergebnissen und Abgabekolloquium


Inhalt:

Die Lehrveranstaltung verbindet Einführungsvorlesungen in die Hydrometrie und das Wasserbauliche Versuchswesen mit praktischen Übungen. Der meßpraktische Teil umfaßt eigene Messungen der Studierenden im Feld und im Labor mit hydrometrischen Meßgeräten. Die Messungen und Auswertung der Messungen werden auch mit Rechnerunterstützung geübt.

Gliederung:

Vorkenntnisse: Hydromechanik

Der Nachweis der erfolgreichen Teilnahme erfolgt einerseits durch die Ausarbeitung der Versuchsberichte zu den praktischen Übungen, andererseits ist die Ausarbeitung in einem Gruppen-Fachgespraech zu vertreten.

zur Homepage


Teilmodul Hydraulik der Sonderbauwerke in der Stadtentwässerung

Lehrende/r:
Studienstufe:
Semester:
SWS:
Typ:
Prüfung:
Dr.-Ing. Hassinger
I und II
ab 5. (Winter-Semester)
2
Wahlpflicht
Hausübung und Abgabekolloquium


Inhalt:

Die Vorlesung hat zum Ziel, die für die praktische Entwurfsbearbeitung relevanten Entwurfskriterien und Berechnungsmethoden für diejenigen Systemteile der Stadtentwässerung auf der Basis der hydraulischen Grundlagen darzustellen, die für die Funktion des Systems sowie die Aufteilung und Erfassung der Abwasserströme besonders wichtig sind. Folgende Themen werden angesprochen:

Gliederung:

Vorkenntnisse: Hydromechanik, Hydromechanisches Praktikum, Kanalisationstechnik (SIWAWI).

zur Homepage


Zurück zur Homepage!