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24.09.2020

RAIN – Abschlussarbeiten von Studierenden unterstützen unsere Arbeiten für Ghana

Abschlussarbeiten zu Wasserhaushaltsmodellen und Regenwasserbewirtschaftungsplänen in Ghana

Seit dem Projektstart des BMBF-geförderten Verbundprojektes RAIN konnten bereits drei Studierende ihre Abschlussarbeiten innerhalb dieses Projektes absolvieren. Inhaltlich befassten sich die Arbeiten mit der Entwicklung von Wasserhaushaltsmodellen für rurale und urbane Regionen in Ghana sowie einer methodischen Bewertung der nationalen und lokalen Wassermanagementpläne Ghanas. Aufgrund der projektbezogenen Fragestellungen, konnten die Ergebnisse der Arbeiten gewinnbringend in die aktuelle und noch bevorstehende Projektarbeit eingebracht werden.

Die Bachelorarbeit von Annalene Wedding befasste sich mit der Entwicklung eines Wasserhaushaltsmodells für urbane und rurale Wassereinzugsgebiete in Ghana. In Kooperation mit dem ISA (RWTH Aachen) betreut von Univ.-Prof. Dr.-Ing. Pinnekamp und Dr.-Ing. Haußmann untersuchte Frau Wedding eine Auswahl an Modellierungsprogrammen in Bezug auf ihre Anwendbarkeit für ein kontinuierliches Wasserhaushaltsmodell in Ghana. Daraufhin wurde mithilfe von HEC-HMS ein Wasserhaushaltsmodell für die Metropolregion Accras erstellt. Dies geschah konzeptionell auf Basis von Annahmen, da zu diesem Zeitpunkt die Datenerhebungsphase sowie die konkrete Auswahl der Pilotregionen des Projektes noch nicht abgeschlossen waren. Das erstellte Bezugsmodell diente als Basis für eine Sensitivitätsanalyse der Parameterwerte, mit der untersucht wurde, inwiefern HEC-HMS sich für die Unterscheidung des Wasserhaushalts in urbanen und ruralen Regionen eignet.

Aufbauend auf der Abschlussarbeit von Annalene Wedding untersuchte Simon Ludwig die Chancen und Grenzen einer Modellanpassung am Beispiel eines Wasserhaushaltsmodells in Accra. Dies geschah in Zusammenarbeit mit der FH Aachen, Fachbereich Bauingenieurwesen und Prof. Dr.-Ing. Höttges. Auf Basis der zuvor gewonnenen Erkenntnisse hinsichtlich des Programmes HEC-HMS und einer weiteren Recherche bezüglich der Vor- und Nachteile unterschiedlicher Modellierungsprogramme, wurde das Wasserhaushaltsmodell hier mit dem Programm SWAT erstellt. Das Wassereinzugsgebiet der Sakumono-Lagune, welches mittlerweile als eines der zwei Pilotregionen feststand, wurde als Grundlage für die Modellierung genutzt. Hierbei lag besonderes Augenmerk auf der Abhängigkeit der Modellgüte von der Datengrundlage. Als zusätzliches Produkt erstellte Simon Ludwig mittels Fernerkundungsdaten hochaufgelöste Landnutzungsdaten in Zentimeterbereich, die befestigte Gebäude- und Verkehrsflächen von Grünflächen unterscheidet. Die Grünflächen wurden anschließend durch das Verschneiden mit weiteren Landnutzungsdaten in unterschiedliche Segmente differenziert.

Neben der Erstellung eines Wasserhaushaltsmodells, ist ein weiteres Ziel des Verbundprojekts RAIN angepasste Wassermanagementpläne für urbane und rurale Siedlungsräume zu erstellen, die neben der mengenmäßigen Betrachtung auch die Wasserqualität berücksichtigen. Tabea Ronsiek hat sich in ihrer Bachelorarbeit näher mit der Bewertung von Methoden zur modellbasierten Einbindung von lokalen Maßnahmen in regionalen und nationalen Wassermanagementplänen in Ghana befasst. Sie evaluierte die Möglichkeiten der Einbindung von Wasserqualitäten in Wasserreservoiren mittels der Software WEAP und bewertete anschließend die Möglichkeit der Implementierung von Maßnahmen zur Verbesserung der Wasserqualität in den Regenrückhalteräumen. Diese Abschlussarbeit wurde ebenfalls in Kooperation mit dem ISA der RWTH Aachen und Univ.-Prof. Dr.-Ing. Pinnekamp sowie Dr.-Ing. Haußmann verfasst.

In den nächsten Monaten werden zwei weitere Abschlussarbeiten zu aktuellen Fragestellungen im Verbundprojekt Rain durchgeführt werden. Beide Masterarbeiten bauen u.a. auf den Erkenntnissen der bereits abgeschlossenen Arbeiten auf.

Rohit Shahapurkar wird sich in seiner Masterarbeit mit der Entwicklung von sogenannten Low‑cost und Low-tech Wettermessstationen befassen. Diese Wettermessstationen sollen in der Lage sein vier Parameter (Feuchtigkeit, Wasserstand, Temperatur und atmosphärischer Druck) zu messen und diese dann über eine Internetverbindung an einen Server zu übermitteln. Ziel ist es mit dieser Entwicklung die Datenlücke für die Kalibrierung der hydrologischen und hydraulischen Modelle, die in Ghana vorliegt, schließen zu können. Bevor die mobilen Messstationen in Ghana installiert werden, findet zunächst eine Testphase in Aachen statt. Die Arbeit von Rohit Shahapurkar wird in Zusammenarbeit mit der FH Aachen und dem Fachbereich von Maschinenbau und Mechatronik betreut von Prof. Dr. rer. nat. Felix Hüning durchgeführt.

Theresa Dahlem wird sich indessen mit den Grenzen und Chancen der Wasserqualitätsmodellierung von Oberflächengewässern als Grundlage für Wassermanagementpläne am Beispiel eines Einzugsgebietes in Ghana befassen. Unter Betrachtung verschiedener Wasserqualitätsnormen und wesentlicher Einflussfaktoren auf die Wasserqualität in Fließgewässern und Regenrückhalteräumen, wird ein Wasserqualitätsmodell mit Hilfe der Modellierungsprogramme QUAL2K und LAKE2K erstellt. Anschließend wird deren Anbindung an ein Wassermanagementmodell (WEAP) untersucht.

Wir beglückwünschen alle Absolventen und bedanken uns für Ihre erfolgreiche Mitarbeit im Verbundprojekt RAIN und wünschen den beiden Masteranden viel Erfolg für ihre Abschlussarbeiten.

Weitere Informationen zum Projektverlauf auf https://www.bmbf-client.de/projekte/rain und unter https://www.bmbf-rain.com/.

Ansprechpartner / PROJEKTKOORDINATOR

Sajjad Tabatabaei, M.Sc.
+49 (0) 241 80 2 61 59 / E-Mail