Max Maurer: Katalogdaten im Herbstsemester 2023

NameHerr Prof. Dr. Max Maurer
LehrgebietSysteme in der Siedlungswasserwirtschaft
Adresse
Institut für Umweltingenieurwiss.
ETH Zürich, HIF D 26.1
Laura-Hezner-Weg 7
8093 Zürich
SWITZERLAND
Telefon+41 44 633 30 67
E-Mailmax.maurer@ifu.baug.ethz.ch
DepartementBau, Umwelt und Geomatik
BeziehungOrdentlicher Professor

NummerTitelECTSUmfangDozierende
102-0004-00LEinführung Umweltingenieurwissenschaften Belegung eingeschränkt - Details anzeigen 3 KP2GP. Molnar, R. Boes, P. Burlando, I. Hajnsek, S. Hellweg, M. Maurer, E. Morgenroth, R. Stocker, J. Wang
KurzbeschreibungIn dieser Lehrveranstaltung wird den Studierenden vorgestellt, wie Umweltprobleme in den Bereichen Wasserquantität und -qualität, Abfallerzeugung und -recycling, Luftreinhaltung formuliert und mit ingenieurwissenschaftlichen Methoden gelöst werden. Der Kurs stellt in sechs thematischen Bereichen eine Verbindung zwischen der theoretischen Bachelor-Grundlagenfächer und praktischen Themen der Umwelti
LernzielNach Abschluss dieses Kurses ist der/die Student/in in der Lage:
- zentrale globale Umweltprobleme zu formulieren
- eine Systemperspektive und Problemlösungen entwickeln (kritisches Denken)
- einfache numerische Probleme in den Domänenbereichen erkennen und lösen
- verstehen warum/wie Daten/Modelle in der Umweltingenieurwissenschaften benutzt verwenden
- eigenes Interesse an den Domänenbereichen entwickeln und Karrieremöglichkeiten erkennen
InhaltThemenbereiche:
0. Einführung – Beschreibung des Erdsystems, Hauptstressoren, globale Erwärmung, Einführung in die Methoden und Ziele der Umweltingenieurwissenschaften.
1. Hydrologie und Wasserwirthschaft – Definition des globalen Wasserkreislaufs und des hydrologischen Regimes, Oberflächen- und Grundwasserströmungsgleichungen (Advektion, Diffusion), Wasserressourcenmanagement, Klimawandel.
2. Ressourcenmanagement und -rückgewinnung – Abfallmanagement, Recycling, Ressourcenrückgewinnung, Ökobilanz, Wasser- und Kohlendioxid-Fussabdruck.
3. Städtische Wassertechnologie – Wasserqualitätsparameter, kommunale Wasser- und Abwasserbehandlungsprozesse und -technologien, städtische Wassersysteme (Infrastruktur).
4. Fluss- und Wasserbau – Nutzwasserbau (Wasserkraftproduktion), Schutzwasserbau (Hochwasserschutz), Gewässerschutz (Flussrevitalisierungen, Sanierung Wasserkraft).
5. Luftqualität – Luftqualitätsparameter, Schadstoffe, Luftqualität in Städten/Innenräumen, Emissionskontrolle, Ausbreitungrechnungsmodelle.
6. Erdbeobachtung – Satellitenbeobachtung des Erdsystems aus dem Weltraum, Methoden, Umweltanwendungen (Gletscher, Wald, Landoberflächenveränderung).
SkriptDer Kurs findet in Englisch und Deutsch (zweisprachig) statt. Das englische Lehrbuch von Masters und Ela (siehe unten) wird durch Dozentenmaterialien zu den einzelnen Themengebieten ergänzt. Vorlesungspräsentationen werden das Hauptstudienmaterial sein. Es gibt kein formelles Skript.
Literatur- Masters, G.M., & Ela, W.P. (2014). Introduction to Environmental Engineering and Science, Third Edition, Prentice Hall, 692 pp, https://ebookcentral.proquest.com/lib/ethz/reader.action?docID=5831826
- Vortragspräsentationen und ausgewählte wissenschafltiche Arbeiten
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengeprüft
Verfahren und Technologiengeprüft
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengeprüft
Entscheidungsfindunggeprüft
Medien und digitale Technologiengefördert
Problemlösunggefördert
Projektmanagementgefördert
Soziale KompetenzenKommunikationgefördert
Kooperation und Teamarbeitgefördert
Kundenorientierunggefördert
Menschenführung und Verantwortunggefördert
Selbstdarstellung und soziale Einflussnahmegefördert
Sensibilität für Vielfalt gefördert
Persönliche KompetenzenKreatives Denkengefördert
Kritisches Denkengefördert
Selbstbewusstsein und Selbstreflexion geprüft
102-0214-AALIntroduction to Urban Water Management Information
Belegung ist NUR erlaubt für MSc Studierende, die diese Lerneinheit als Auflagenfach verfügt haben.

Alle andere Studierenden (u.a. auch Mobilitätsstudierende, Doktorierende) können diese Lerneinheit NICHT belegen.
6 KP13RE. Morgenroth, M. Maurer
KurzbeschreibungIntroduction to urban water management (water supply, urban drainage, wastewater treatment, sewage sludge treatment). Introduction to Urban Water Management is a self-study course.
LernzielThis course provides an introduction and an overview over the topics of urban water management (water supply, urban drainage, wastewater treatment, sewage sludge treatment). It supports the understanding of the interactions of the relevant technical and natural systems. Simple design models are introduced.
InhaltOverview over the field of urban water management.
Introduction into systems analysis.
Characterization of water and water quality.
Requirement of drinking water, production of wastewater and pollutants
Production and supply of drinking water.
Urban drainage, treatment of combined sewer overflow.
Wastewater treatment, nutrient elimination, sludge handling.
Planning of urban water infrastructure.
SkriptWater Supply and Pollution Control. 8th edition (2009).
By: Warren Viessman, Jr., Mark J. Hammer, Elizabeth M. Perez and Paul A. Chadik.
Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ.
LiteraturIn this self-study course the students must work through and understand selected sections from the following book

Viessman, W., Hammer, M.J. and Perez, E.M. (2009) Water supply and pollution control,
Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ.

Students must understand and be able to discuss the required reading in a 30 min oral exam. The required reading is explained in detail on the website of the professorships of urban water management. Additional information can be obtained during the office hours of the professors' assistants.

The required reading and studying should correspond roughly the time invested in the course Siedlungswasserwirtschaft GZ. Students are welcome to ask the assistants (http://www.sww.ifu.ethz.ch/group/teaching-assistants.html) for help with questions they have regarding the reading.
Voraussetzungen / BesonderesSome students joining the MSc program in Environmental Engineering at ETH Zürich have to take additional courses from our BSc program. The decision of what courses to take is done at the time of admission at ETH.

The course on "Introduction to Urban Water Management" is offered at ETH Zürich only in German. Students who can speak and understand German must take the course (Siedlungswasserwirtschaft GZ) and get a passing grade. For students that do not have sufficient German language skills there is a self-study course and they have to take an oral exam.

This course is required for further in depth courses in urban water management.

Prerequisite: Hydraulics I and Hydrology
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengeprüft
Verfahren und Technologiengeprüft
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengeprüft
Entscheidungsfindunggefördert
Problemlösunggeprüft
Soziale KompetenzenKundenorientierunggefördert
Persönliche KompetenzenKreatives Denkengefördert
Kritisches Denkengeprüft
Selbststeuerung und Selbstmanagement gefördert
102-0215-00LSiedlungswasserwirtschaft II Information 4 KP2GM. Maurer, P. Staufer
KurzbeschreibungTechnische Netzwerke in der Siedlungswasserwirtschaft. Wasserverteilung: Optimierung, Druckstoss, Korrosion und Hygiene. Siedlungsentwässerung: Siedlungshydrologie, instationäre Strömung, Schmutzstofftransport, Versickerung von Regenwasser, Gewässerschutz bei Regen. Generelle Entwässerungsplanung (GEP).
LernzielVertiefung der Grundlagen für die Gestaltung und den Betrieb der technischen Netzwerke der Siedlungswasserwirtschaft.
InhaltDemand Side Management versus Supply Side Management
Optimierung von Wasserverteilnetzen
Kalkausfällung, Korrosion von Leitungen
Hygiene in Verteilsystemen
Siedlungshydrologie: Niederschlag, Abflussbildung
Instationäre Strömungen in Kanalisationen
Stofftransport in der Kanalisation
Einleitbedingungen bei Regenwetter
Versickerung von Regenwasser
Generelle Entwässerungsplanung (GEP)
SkriptDie schriftlichen Unterlagen stehen digital zur Verfügung.
Voraussetzungen / BesonderesVoraussetzung: Siedlungswasserwirtschaft GZ
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengeprüft
Verfahren und Technologiengeprüft
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengeprüft
Entscheidungsfindunggeprüft
Medien und digitale Technologiengefördert
Problemlösunggeprüft
Projektmanagementgefördert
Soziale KompetenzenKommunikationgeprüft
Kooperation und Teamarbeitgefördert
Kundenorientierunggefördert
Persönliche KompetenzenKreatives Denkengefördert
Kritisches Denkengeprüft
Selbststeuerung und Selbstmanagement gefördert
102-0227-00LSystems Analysis and Mathematical Modeling in Urban Water Management Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen 6 KP4GE. Morgenroth, M. Maurer
KurzbeschreibungSystematic introduction of material balances, transport processes (kinetics, stoichiometry and conservation), ideal reactors, residence time distribution, heterogeneous systems, dynamic response of reactors, parameter identification, local sensitivity, error propagation, and Monte Carlo simulations. Introduction to real-time control (PID controllers). Extensive numerical simulations with coding.
LernzielThe goal of this course is to provide the students with an understanding of how urban water system can be described with mathematical models, and give them the to plan experiments, to evaluate error propagation and to test simple process control strategies in the field of process engineering in urban water management.
InhaltThe course will provide a broad introduction into the fundamentals of modeling water treatment systems. The topics are:
- Introduction into modeling and simulation
- The material balance equations, transport processes, transformation processes (kinetics, stoichiometry, conservation)
- Ideal reactors
- Hydraulic residence time distribution and modeling of real reactors
- Dynamic behavior of reactor systems
- Systems analytical tools: Sensitivity, parameter identification, error propagation, Monte Carlo simulation
- Introduction to process control (PID controller, fuzzy control)
SkriptCopies of handouts will be available digitally.
LiteraturThere will be a required textbook that students need to purchase:
Willi Gujer (2008): Systems Analysis for Water Technology. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg
Voraussetzungen / BesonderesStudents should have a general understanding of urban water management as many examples are taken from processes relevant to related systems. This course is offered in parallel to the course Process Engineering Ia. It is beneficial but not necessary to follow both courses simultaneously.
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengeprüft
Verfahren und Technologiengeprüft
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengeprüft
Medien und digitale Technologiengeprüft
Problemlösunggefördert
Persönliche KompetenzenKritisches Denkengeprüft
Selbststeuerung und Selbstmanagement gefördert
102-0250-00LUrban Drainage Planning and Modelling Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen 6 KP4GM. Maurer, U. Karaus, J. Rieckermann, M. Stähle
KurzbeschreibungIn this course, students learn modern urban drainage engineering approaches, critical thinking, decision making in a complex environment as well as dealing with insufficient data and ill-defined problems.
LernzielBy the end of the course, you should be able to do the following:
-Apply different methods and methodologies to assess the impact of urban drainage on water pollution and flooding potential.
-Distinguish between hydrological and hydrodynamic models and their correct application.
-Identify the difference between emission and immission oriented approaches for identifying drainage measures.
-Identify relevant measures, quantify their effects and assess their relative ranking/priority.
-Consider uncertainties and handle incomplete data and information.
-Make decisions and recommendations in a complex application case.
-Teamwork. State principles of effective team performance and the functions of different team roles; work effectively in problem-solving teams.
-Communication. Communicate and document your findings in concise group presentations and a written report.
InhaltIn urban drainage, the complexity of the decision-making, the available methodologies and the data availability have increased significantly. In current environmental engineering practice, the focus has shifted from tables and nomograms to sophisticated simulation tools.
The topics cover:
-Integrated urban water management
-Hydrological and hydrodynamic modelling
-Water quality based assessment
-Freshwater ecology
-Hydraulic capacity assessment
-Sewer network operation
-Decision analysis
Voraussetzungen / BesonderesPrerequisites: 102-0214-00 Siedlungswasserwirtschaft and 102-0215-00 Siedlungswasserwirtschaft II or comparable educational background.
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengeprüft
Verfahren und Technologiengeprüft
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengefördert
Entscheidungsfindunggeprüft
Medien und digitale Technologiengeprüft
Problemlösunggeprüft
Projektmanagementgefördert
Soziale KompetenzenKommunikationgeprüft
Kooperation und Teamarbeitgeprüft
Kundenorientierunggefördert
Persönliche KompetenzenAnpassung und Flexibilitätgefördert
Kreatives Denkengefördert
Kritisches Denkengeprüft
Selbstbewusstsein und Selbstreflexion gefördert
Selbststeuerung und Selbstmanagement gefördert
102-0515-01LSeminar Umweltingenieurwissenschaften Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen 3 KP3SS. Sinclair, P. Burlando, I. Hajnsek, S. Hellweg, M. Maurer, P. Molnar, E. Morgenroth, C. Oberschelp, S. Pfister, E. Secchi, R. Stocker, J. Wang
KurzbeschreibungDie Kurs ist in Form eines Seminars mit studentischen Vorträgen organisiert. Themen aus den Kerndisziplinen des Studiengangs (Wasserressourcen und -haushalt, Siedlungswasserwirtschaft, Stoffhaushalt, Entsorgungstechnik, Luftreinhaltung, Erdbeobachtung) werden diskutiert auf der Basis von wissenschaftlichen Veröffentlichungen, die von den Studierenden dargestellt und kritisch begutachtet werden.
LernzielNeue Forschungsergebnisse und Anwendungsbeispiele aus dem Fachbereich der Umweltingenieurwissenschaften kennen und analysieren lernen.
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengefördert
Methodenspezifische KompetenzenMedien und digitale Technologiengefördert
Soziale KompetenzenKommunikationgefördert
Kooperation und Teamarbeitgefördert
Kundenorientierunggefördert
Selbstdarstellung und soziale Einflussnahmegefördert
Persönliche KompetenzenKreatives Denkengefördert
Kritisches Denkengefördert
Selbstbewusstsein und Selbstreflexion gefördert