Darstellung und Analyse hydrologischer Topologien auf der Basis ...

96 Anwendung: Das Talsperrensystem Weida-Zeulenroda
Von besonderem Interesse war die Frage, wie die Ergebnisse des BP ∗ A
-Algorithmus bei unterschiedlichen
Vorgaben für den maximalen N-Austrag zE
max variieren würden. Zu diesem Zweck wurde in
einem anschließenden Schritt das Lernverfahren noch einmal durchgeführt, diesmal jedoch mit einem
verändertem Wert für zE
max , der statt der im ersten Durchgang erreichten 25 % nun einer Reduktion
um 20 % des ursprünglichen Eintrags entsprach:
z max
E = 179861. (3.6.2)
Alle übrigen Parameter blieben unverändert. Die Ergebniswerte nach erfolgreicher Beendigung des
BP ∗ A -Algorithmus lauteten: n = 1128
a uout − z max
E = 99
∆a n u out
= 1, 46.
Abbildung 3.16 zeigt die räumliche Darstellung der Ergebnisse des BP ∗ A
-Algorithmus für die Reduktionen
des N-Gesamtaustrags um 25 % und 20 %. Da allen räumlichen Einheiten eine identische
Landnutzung zugrunde liegt, können die Ergebnisse auch als Sensitivitätsgrade interpretiert werden.
Diese beschreiben den Einfluss der Reduktion des N-Austrags einer räumlichen Einheit (KGG bzw.
Schlag) auf den N-Gesamtaustrag in den Vorfluter. Dabei ist zu erkennen, dass im Falle der Reduktion
um 25 % des Urspungseintrages ein deutlich größerer Flächenanteil Düngereduktionen nahe 100 %
aufweist. Weiterhin lässt sich feststellen, dass die Ergebnisse für die 20 %-Reduktion differenzierter
ausfallen, d.h. mehr Flächen mit Reduktionen im Bereich von 10–90 % anzutreffen sind. Auffallend
ist außerdem, dass trotz der maximal möglichen Reduktion des Gesamtaustrages um 25 % ein großer
Anteil der Flächen keine bzw. eine sehr geringfügige Reduktion des N-Austrags von weniger als 10 %
aufweist. Sehr gut zu erkennen sind in beiden Darstellungen die erhöhten N-Reduktionen auf Flächen
in der Nähe von Fließgewässern. Dies ist unter anderem damit zu begründen, dass aus derartigen Flächen
ausgetragene N-Frachten meist ohne weiteren Abbau ins Gewässer und somit in den Vorfluter
gelangen.
Um die Unterschiede in den Ergebnissen der beiden Durchgänge genauer identifizieren zu können,
wurden die resultierenden Düngekantengewichte direkt gegenübergestellt. Abbildung 3.17 zeigt einen
Scatterplot der Einzelwerte. Jeder Punkt repräsentiert dabei ein inneres Neuron des HydroNet und
somit je eine räumliche Einheit. Auf der x-Achse ist die Reduktion der Düngekantengewichte aller
Neuronen dargestellt, welche sich bei der Reduktion des N-Gesamtaustrags um 20 % ergaben. Die
y-Werte stellen analog die Ergebnisse der Reduktion um 25 % dar.
Die Grafik zeigt deutliche Unterschiede in den Anpassungen der einzelnen Düngekantengewichte in
beiden Durchgängen, welche sich auch in einem relativ geringen Bestimmtheitsmaß zwischen beiden
Datensätzen von
niederschlagen.
r 2 = 0, 66