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Forschungsvorhaben Parflow


Der Schutz von Trinkwasserressourcen besitzt aufgrund von zunehmenden Nutzungskonflikten (vor allem durch anthropogene Verschmutzungen, Übernutzungen) sowohl in der Öffentlichkeit als auch in der Industrie und Politik mittlerweile weltweit einen vorrangigen Stellenwert. Bekannte Beispiele für die Gefährdung der Trinkwasserversorgung sind die Verschmutzung von Oberflächengewässern und Grundwasser durch lokale, aber auch diffus verteilte Schadstoffquellen, sowie das Versiegen von Grundwasserressourcen durch Übernutzungen. Die aktuelle Diskussion über die Uran-Belastung einiger Trinkwässer verdeutlicht das öffentliche Interesse an der Thematik Trinkwasser.
 
Der Simulation von Hydrosystemen war seit dem Einzug von digitalen Computern und entsprechender Strömungssimulationssoftware ein großer Erfolg beschieden. In Universitäten und Forschungseinrichtungen werden und wurden Programmtools bzw. eigene Modellierungssoftware entwickelt, die jedoch in der auf einen wissenschaftlichen Anwender konzipierten Handhabung nicht praxistauglich sind. Zudem erfolgt hier die Simulation seit Neustem mit Spezial-Software auf Parallelrechnern in eigenen Rechenzentren.
 
Ein einzelnes Ingenieurbüro besitzt jedoch nicht das notwendige Know-how oder die finanziellen Mittel um echte HPC (High Performance Computing) Umgebungen mit geeigneter Software zu kaufen und zu betreiben. Daher entwickelte die R&H Umwelt GmbH zusammen mit mehreren Projektpartnern (Uni Tübingen, Uni Bonn) ein „High Performance Optimierungs- und Simulationssystems“ (HiPOS-System), das es jedem Ingenieurbüro ermöglicht, bei einfacher Handhabung eine HPC-Ressource mit einer den aktuellsten wissenschaftlichen Ansprüchen genügenden Modellierungssoftware für Grundwassersimulationen zu nutzen. Die entwickelte hydrogeologischen Simulationsplattform ermöglicht hierbei die Nutzung der Open-Share-Software ParFlow mit Hochleistungsrechnern.
 
Zudem wurden die Anwendungsmöglichkeiten mit einer zusätzlichen Anbindung eines Optimierungs-, Datenassimilationsberechnungstools erweitert, so dass das Arbeitsspektrum gegenüber den vorhandenen Modellierungssoftwareprodukten deutlich erweitert. Das Produkt wird über www.hipos-model.com angeboten. Eine Weiterentwicklung und zusätzliche Verbesserung der Anwenderfreundlichkeit ist geplant.

Dieses Projekt wurde gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags.
 
Eine Zusammenfassung  des gemeinsam entwickelten HiPOS-Systems sind folgendem abstract von der MODFLOW and More-Konferenz vom Juni 2011 (International Ground Water Modeling Center, Illinois) zu entnehmen.