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Im Kompetenzfeld der mathematischen Modellbildung soll mit Hilfe der am Fachgebiet entwickelten TOR (Technical Operations Research) Methodik unter dem Gesichtspunkt der Urbanisierung das Anpassen bestehender Wasserversorgungssysteme an den zukünftigen Bedarf untersucht werden.

In stetig wachsenden Städten ist die Wasserversorgung ein wichtiger Bestandteil der Infrastruktur zur Versorgung der Bewohner, der Industrie, der Landwirtschaft und darüber hinaus in großem Maße notwendig zur Stromerzeugung. Bereits heute lebt mit 55% der Großteil der Weltbevölkerung in Städten. Schätzungen der Vereinten Nationen zufolge wird dieser hohe Stadtbevölkerungsanteil durch die anhaltende Urbanisierung kombiniert mit dem weltweiten Bevölkerungswachstum bis 2050 auf 68% der Bevölkerung und damit um weitere 2,5 Milliarden Menschen anwachsen. Ferner prognostiziert die UNESCO einen weltweiten Wasserbedarfsanstieg von 30%, sodass sich die Frage stellt, welche Dimension und Struktur Wasserversorgungssysteme in Zukunft annehmen müssen, um dieser Entwicklung standzuhalten.

Die Unsicherheit des Wasserbedarfs in Städten soll durch Methoden des maschinellen Lernens mittels Auswerten von frei verfügbaren Datensätzen beherrscht werden sowie ein Wasserversorgungsnetz unter Zuhilfenahme von mathematischen Optimierungsalgorithmen geplant werden. Von besonderem Interesse ist hierbei das Anpassen und Erweitern existierender Strukturen durch bauliche Maßnahmen als auch mit Aktorik und Sensorik.