Darstellung und Analyse hydrologischer Topologien auf der Basis ...

106 Anwendung: Das Talsperrensystem Weida-Zeulenroda
Tabelle 3.6: Reduktionen der N-Austräge für die Szenarien R 10 , R 20 und R 30 auf Basis einer gleichverteilten
Reduktion der N-Einträge
R 10 R 20 R 30
Reduktion N-Gesamteintrag [ kg N a -1 ] 92877 185827 278856
Reduktion N-Gesamtaustrag [ kg N a -1 ] 7012 14642 21734
Reduktion N-Gesamteintrag [% ] 7,9 15,8 23,8
Reduktion N-Gesamtaustrag [% ] 3,1 6,4 9,5
zugehörigen Neurons verringert wurden. Nach jedem Schritt erfolgte ein Vergleich der resultierenden
Änderung des N-Gesamteintrags mit dem durch die Szenarien R 10 , R 20 und R 30 vorgegebenen
Änderungen. Die Iteration wurde abgebrochen, sobald diese beiden Werte annähernd übereinstimmten.
Dabei ergaben sich teilweise kleinere Unterschiede in den zugrunde gelegten Reduktionen der
N-Gesamteinträge zwischen den drei Verfahren, die aber für den Vergleich keine Relevanz besitzen.
Die Ergebnisse des Verfahrens für die drei Szenarien sind in Tabelle 3.7 dargestellt.
Tabelle 3.7: Reduktionen der N-Austräge für die Szenarien R 10 , R 20 und R 30 auf Basis einer proportionalen
Reduktion der N-Einträge
R 10 R 20 R 30
Reduktion N-Gesamteintrag [ kg N a -1 ] 92677 185856 278961
Reduktion N-Gesamtaustrag [ kg N a -1 ] 14641 28130 38172
Reduktion N-Gesamteintrag [% ] 7,9 15,8 23,8
Reduktion N-Gesamtaustrag [% ] 6,4 12,3 16,7
Zum Abschluss musste das BP ∗ -Verfahren angewandt werden,
Zum Abschluss wurde der Algorithmus BP ∗ B
(vgl. S. 57) verwendet, um damit das in Kapitel 2 beschriebene
Problem NCP B zu lösen und so die Gewichte der Düngekanten im HydroNet anzupassen.
Der Unterschied dieses Algorithmus zu BP ∗ A besteht in der Haltebedingung: während BP∗ A
stoppt, sobald
sich die Netzwerkausgabe ausreichend nah von oben an den maximal zulässigen N-Gesamtaustrag
zE
max angenähert hat, endet die Gewichtsanpassung beim BP ∗ B
-Algorithmus, sobald die Kosten, die
sich aus der Gewichtsanpassung ergeben, einen Höchstwert zK max überschreiten. Die Kosten z K (w N )
ergeben sich für den Vektor der aktuellen Düngekantengewichte w N sowie einen Vektor n opt , der für
alle räumlichen Einheiten den für ihre jeweilige Bewirtschaftung optimalen, der Ist-Düngung entsprechenden
N-Eintrag enthält, wie folgt (siehe Definition 2.2.6):
z K (w N ) =
k∑
i=1
(n opt
i
− w N i ). (3.6.3)
Dabei ist k die Anzahl der inneren Neuronen.
Bei der ersten Anwendung des BP ∗ B
-Algorithmus wurde für z
max
K
derjenige Wert herangezogen,
der einer Reduktion des anthropogenen N-Gesamteintrags um 10 % entsprach (Szenario R 10 ). Die
Initialisierung der Gewichte erfolgte wie auch vor der Anwendung des BP ∗ A
-Algorithmus durch den