Darstellung und Analyse hydrologischer Topologien auf der Basis ...

124 Zusammenfassung und Ausblick
verfahren und Benutzerschnittstelle bildet so ein Entscheidungsunterstützungssystem, welches in der
Praxis als Instrument zur Bearbeitung von Problemen des diffusen N-Eintrags in ein Trinkwasserreservoire
genutzt werden kann. Für eine vorgegebene Problemstellung kann somit die Wirksamkeit
von N-Reduktionen auf Einzelflächen bei gleichzeitiger Minimierung des hierfür notwendigen Aufwandes
ausgewiesen werden. Darauf aufbauend kann durch den Entscheidungsträger aus der Fülle
möglicher N-reduzierender Maßnahmen diejenige ausgewählt werden, mit der sich auf der jeweiligen
Nutzfläche eine Reduktion im vorgegebenen Umfang realisieren lässt.
Eine Gegenüberstellung der zu Beginn der Arbeit aufgestellten Thesen mit den hier präsentierten Ergebnissen
zeigt, dass sämtliche getroffenen Annahmen bestätigt werden konnten. Die Gültigkeit der
Thesen eins bis drei wurde hierbei zunächst durch die Entwicklung des HydroNet theoretisch und
im anschließenden Anwendungsteil der Arbeit auch praktisch nachgewiesen. Die mit der These vier
aufgestellte Behauptung, dass neuronale Netze auch zur Lösung von Bewirtschaftungsproblemen mit
einer großen Anzahl von Einzelflächen sowie bei hohem Detailliertheitsgrad der betrachteten Prozesse
geeignet sind, ergibt sich aus den Eigenschaften der vorgestellten Verfahrensweise. Vor allem bei
der Repräsentation der Prozesse definieren die zugrunde liegenden Modelle die Genauigkeit der Abbildung
im HydroNet. Eine Abbildung von Stoffumsatz und Stofftransport im Einzugsgebiet durch
das HydroNet kann daher höchstens so genau sein wie das Ausgangsmodell. Gleiches gilt für die
Korrektheit des Optimierungsergebnisses. Die Gültigkeit der These fünf konnte schließlich durch den
Vergleich des entwickelten Optimierungsverfahrens mit herkömmlichen Ansätzen bestätigt werden.
Hierbei stand vor allem die Gegenüberstellung der Ergebnisse der Verfahren mit den dazu aufgewandten
Kosten im Mittelpunkt. Die Dominanz des auf dem HydroNet basierenden Lösungsansatzes – und
damit die Notwendigkeit der Berücksichtigung topologischer Beziehungen – konnte dabei nachgewiesen
werden.
4.2 Ausblick
Das Management hydrologischer Einzugsgebiete mit ausgeprägtem Relief ist mit einer ganzen Reihe
von Problemen behaftet, deren Lösung die Berücksichtigung hydrologischer Topologien erfordert.
Phosphate zum Beispiel gelangen wie die in dieser Arbeit betrachteten Stickstoffverbindungen durch
anthropogene Einträge in die Umwelt. Sie reichern sich aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften
im Boden an, können jedoch in Folge von Erosionsprozessen ausgespült und lateral abtransportiert
werden. In Gewässern stellen sie insbesondere durch ihr Eutrophierungspotenzial einen Schadstoff
dar, dessen Eintrag es zu minimieren gilt. Die Suche nach Teilflächen im Einzugsgebiet, die für Maßnahmen
zur Reduktion von Phosphat-Austrägen ein besonders effizientes Kosten/Nutzen-Verhältnis
aufweisen, sollte aufgrund der ähnlich gelagerten Struktur dieses Problemes mit dem entwickelten
Verfahren ebenfalls realisierbar sein.
Eine vergleichbare Situation kann auch bei der Planung von Maßnahmen zur Hochwasserprävention
vorgefunden werden. Bei der Entstehung von Hochwassersituationen spielt neben anderen Faktoren
der Oberflächenabfluss auf gesättigten Teilflächen eine wesentliche Rolle. Auch hier ist ein lateraler
Abfluss über benachbarte Flächen bis in den Vorfluter möglich, ebenso wie seine Unterbrechung auf