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#30738 / #8

Seit WiSe 2025/26

Deutsch, Englisch

Modeling of Environmental Systems
Modellierung von Umwelt-Systemen

12

Hellweger, Ferdinand Leberecht

Benotet

Portfolioprüfung

Englisch

Zugehörigkeit


Fakultät III

Institut für Technischen Umweltschutz

33331300 FG Wasserreinhaltung

MSc Technischer Umweltschutz

Kontakt


KF 4

Lemke, Frederik

ferdi.hellweger@tu-berlin.de

Keine Angabe

Lernergebnisse

Modellierung der Oberflächenwasserqualität (SQM) Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls können die Studierenden: - Verständnis der Mechanismen, die der Ökologie des Phytoplanktons in Oberflächengewässern zugrunde liegen, einschließlich Transport, Wachstum und Absterben sowie Toxinproduktion, sie können diese mit Hilfe mathematischer Modellierung quantitativ darstellen - Verständnis der grundlegenden Eutrophierungsprozesse - Verständnis des Modellierungsprozesses, einschließlich der Auswahl des optimalen Modells und der Komplexität, Kalibrierung anhand von Feldbeobachtungen, Anwendung und Dokumentation/Präsentation des Modells - Sie können differenzielle Massenbilanzgleichungen aufstellen und mit verschiedenen Techniken lösen. - Beherrschen der grundlegenden Prinzipien der Eutrophierungsmodellierung in Seen, Flüssen und Ästuaren - Erfahrung in der Einrichtung und Anwendung von Standardprogrammen zur Modellierung der Wasserqualität Das Qualifikationsprofil des Moduls ist: 40% Wissen und Verständnis, 20% Entwicklung und Design, 20% Recherche und Auswertung, 20% Anwendung in der Praxis Agent-based modeling (ABM) Die Studierenden: - Verstehen die Grundprinzipien von ABM und anderer Modellierungsmethoden (z. B. Differentialgleichung), verfügbare Software, Berechnungsstrategien (z. B. Hochskalierung, Agentenbuchhaltung), Modellentwicklung, Modellkalibrierung und -prüfung, sowie Modellanwendung. - Erfahrung in der eigenständigen Konzeption, Implementierung und Anwendung eines ABM. Das Qualifikationsprofil des Moduls ist: 40% Wissen und Verständnis, 20% Entwicklung und Design, 20% Recherche und Auswertung, 20% Anwendung in der Praxis

Lehrinhalte

Surfacewater Quality Modeling (SQM) Die folgenden Themen werden behandelt: - Grundlegende Mechanismen, durch die sich die Wasserqualität in der Umwelt durch Nährstoffe verschlechtert (Eutrophierung). - Transportprozesse in Flüssen, Seen und Ästuaren. - Kinetische Prozesse, die die Ökologie des Phytoplanktons bestimmen, einschließlich Photosynthese, Atmung, Weidegang und andere sowie ihre mathematische Beschreibung. - Massenbilanzgleichungen und ihre analytischen und numerischen Lösungen. - Aufbau und Parametrisierung von Modellen für Oberflächenwassersysteme. - Fortgeschrittene Themen: Cyanotoxine, Klimawandel, Management. Agent-based modeling (ABM) - IV: Einführung und Motivation von ABM, Grundlagen, Vergleich mit anderen Methoden (z. B. Differentialgleichung), verfügbare Software, Rechenstrategien (z. B. Up-Scaling, Agent Accounting), Modellentwicklung, Modellkalibrierung und -test, sowie Modellanwendung. - UE: Praktische Übungen mit NetLogo

Modulbestandteile

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Agent-based modeling (ABM)UE0333 L 671WiSeen2
Agent-based modeling (ABM)IV0333 L 670WiSeen2
Surfacewater Quality modelingIV0333 L 620SoSeen2
Surfacewater Quality modelingUE0333 L 621SoSeen2

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Agent-based modeling (ABM) (UE):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.03.0h45.0h
75.0h(~3 LP)

Agent-based modeling (ABM) (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.02.0h30.0h
60.0h(~2 LP)

Surfacewater Quality modeling (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.02.0h30.0h
60.0h(~2 LP)

Surfacewater Quality modeling (UE):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.03.0h45.0h
75.0h(~3 LP)

Lehrveranstaltungsunabhängiger Aufwand:

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Prüfungsvorbereitung1.090.0h90.0h
90.0h(~3 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 360.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 12 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Surfacewater Quality Modeling (SQM) In diesem Modul kommen die Lehrmethoden IV (Vorlesungen und Diskussionen) und UE (Problemlösung) zum Einsatz. Agent-based modeling (ABM) Dieses Modul verwendet IV (Vorlesungen und Diskussionen) und PR (Projekt und Labor) Lehrmethoden. Im PR entwerfen, implementieren und wenden die Studierenden ein NetLogo ABM auf ein Problem ihrer Wahl an.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

Dieses Modul hat keine wünschenswerten Voraussetzungen für die Lehrveranstaltungen.

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Portfolioprüfung

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Sprache(n)

Englisch

Prüfungselemente

NamePunkteKategorieDauer/Umfang
ABM: Hausaufgaben10schriftlichca. 1/Woche
ABM: Semesterproject23schriftlich10 Seiten und mündl. Rücksprache
ABM: Zwischentest17flexibel60 Min.
SQM: Hausaufgaben10mündlichca. 1/Woche
SQM: Projektbericht12schriftlich10 Seiten
SQM: Projektpräsentation10schriftlichca. 12 Min.
SQM: Zwischentest18schriftlich60 Min.

Notenschlüssel

Notenschlüssel »Notenschlüssel 6: Fak III (2)«

Gesamtpunktzahl1.01.31.72.02.32.73.03.33.74.0
100.0pt90.0pt85.0pt80.0pt75.0pt70.0pt66.0pt62.0pt58.0pt54.0pt50.0pt

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Portfolio-Prüfung: Jeder Teil wird einzeln anhand einer Bewertungsrubrik bewertet und kann maximal 100 Punkte haben. Die Punkte werden wie folgt gewichtet und dann addiert.

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
2 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Winter- und Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Dieses Modul ist nicht auf eine Anzahl Studierender begrenzt.

Anmeldeformalitäten

Anmeldung im MTS.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Literatur

Empfohlene Literatur
ABM: "Agent-Based Models (Quantitative Applications in the Social Sciences)" by Nigel Gilbert
ABM: "Cities and Complexity: Understanding Cities with Cellular Automata, Agent-Based Models, and Fractals" by Michael Batty
ABM: "Individual-based Modeling and Ecology" by Volker Grimm and Steven F. Railsback
ABM: "Managing Business Complexity: Discovering Strategic Solutions with Agent-Based Modeling and Simulation" by Michael J. North and Charles M. Macal
ABM: "NetLogo User Manual" by Uri Wilensky (2015), http://ccl.northwestern.edu/netlogo/docs/
ABM: "The Complexity of Cooperation: Agent-Based Models of Competition and Collaboration" by Robert Axelrod
ABM: Individual-based Models and Approaches in Ecology" by Donald L. DeAngelis and Louis J. Gross, Editors
SQM: Environmental Modeling by Jerry L. Schnoor, 1996, John Wiley, New York
SQM: Principles of Surface Water Quality Modeling and Control by Robert V. Thomann and John A. Mueller, 1987, HarperCollins, New York
SQM: Surface Water-Quality Modeling by Steven C. Chapra, 2008, Waveland Pr Inc, ISBN-10: 1577666054, ISBN-13: 978-1577666059
ABM: "Agent-based and Individual-based Modeling: A Practical Introduction" by Railsback and Grimm (2012)

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Dieses Modul findet in keinem Studiengang Verwendung.

Sonstiges

Keine Angabe