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In this paper, we evaluate the application of Bayesian Optimization (BO) to discrete event simulation (DES) models. In a first step, we create a simple model, for which we know the optimal set of parameter values in advance. We implement the model in SimPy, a framework for DES written in Python. We then interpret the simulation model as a black box function subject to optimization. We show that it is possible to find the optimal set of parameter values using the open source library GPyOpt. To enhance our evaluation, we create a second and more complex model. To better handle the complexity of the model, and to add a visual component, we build the second model in Simio, a commercial off-the-shelf simulation modeling tool. To apply BO to a model in Simio, we use the Simio API to write an extension for optimization plug-ins. This extension encapsulates the logic of the BO algorithm, which we deployed as a web service in the cloud. The fact that simulation models are black box functions with regard to their behavior and the influence of their input parameters makes them an apparent candidate for Bayesian Optimization (BO). Simulation models are multivariable and stochastic, and their behavior is to a large extent unpredictable. In particular, we do not know for sure which input parameters to adjust to maximize (or minimize) the model’s outcome. In addition, the complex models can take a substantial amount of time to run. Bayesian Optimization is a sequential and self-learning algorithm to optimize black box functions similar to as we find them in simulation models: they contain a set of parameters for which we want to identify the optimal set, they are expensive to evaluate, and they exhibit stochastic noise. BO has proven to efficiently optimize black box functions from varius disciplines. Among those, and most notably, it is successfully applied in machine learning algorithms to optimize hyperparameters.

In der Schriftenreihe „Voneinander Lehren lernen“, die vom LearningCenter der Hochschule Osnabrück herausgegeben wird, werden anwendungsbezogene Beiträge zur Qualitätsentwicklung in Studium und Lehre publiziert. Die Schriftenreihe ist an das hochschuldidaktische Konzept des „Scholarship of Teaching and Learning“ angelehnt. Demnach soll sie insbesondere den Fachlehrenden aller Studiengänge als Plattform dienen, um ihre eigenen Erfahrungen, Ideen und Konzepte zur Lehr- und Studiengangentwicklung systematisch zu reflektieren und entsprechende Erkenntnisse für andere nutzbar zu machen. Ziel ist es, den Diskurs über hochschuldidaktische Themen in die Fächer zu tragen und so nachhaltig zu einer hohen Qualität der Lehr-Lernprozesse in den Studiengängen beizutragen. Ergänzt werden die Texte der Fachlehrenden um Beiträge von Mitarbeiter*innen der im Bereich Studium und Lehre tätigen Organisationseinheiten. Die Schriftenreihe ist eng an das Lehrkolleg der Hochschule Osnabrück gekoppelt. Dabei handelt es sich um ein Angebotsformat des LearningCenters, in dem Professor*innen und Lehrkräfte für besondere Aufgaben die Möglichkeit haben, unter hochschuldidaktischer Begleitung innovative Lehrentwicklungsprojekte in ihren eigenen Lehrveranstaltungen und Modulen umzusetzen. Der erste Band der Schriftenreihe enthält Beiträge von Teilnehmer*innen des Lehrkollegs 2018, in dem verschiedene Entwicklungsprojekte zur Förderung von Kompetenzen für selbstreguliertes Lernen durchgeführt wurden.

Mehrere Hochwasserereignisse haben in den letzten Jahren zu erheblichen Vermögensschäden in der Region Osnabrück / Emsland geführt. Studien zur Klimaforschung prognostizieren eine Zunahme der Hochwassergefahren. Wie ist der Stand des regionalen Hochwasserschutzes nach den Erfahrungen aus dem Ereignis 2010? Welche Vorsorgemaßnahmen wurden getroffen und wo besteht noch Handlungsbedarf? Die Tagung bietet einen Überblick über die aktuelle Situation des regionalen Hochwasserschutzes mit Vorträgen und Einschätzungen ausgewiesener Fachleute aus den Blickwinkeln der • genehmigenden Behörden • kommunalen Verantwortungsträger • planenden Ingenieure • Unterhaltungsverbände.

Kontaminierte Standorte sind seit Jahrzehnten ein wichtiges Betätigungsfeld der Umweltingenieure. Uns allen ist klar, sie werden es noch für lange Zeit bleiben. Regelmäßig wird daher in einschlägigen Fachzeitschriften und auf Fachtagungen zu speziellen Problemen mit kontaminierten Standorten berichtet. Bei der Vorbereitung des Forums Boden - Gewässer - Altlasten 2016 war der Themenschwerpunkt „Kontaminierte Standorte“ daher schnell gesetzt. Das liegt natürlich auch daran, dass viele Studierende des gemeinsamen Master-Studienganges „Boden -Gewässer - Altlasten“ der Hochschule Osnabrück und der Universität Osnabrück bei Projektarbeiten, in ihrem Ingenieurpraktikum oder bei der Abschlussarbeit mit dieser Thematik befasst sind. Nur, wo sollte der spezielle Themenrahmen liegen? Wir entschieden uns, die Schnittstellen zwischen den Akteuren der Planung in den Planungsbüros, den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, die sich mit den Genehmigungen in den Behörden beschäftigen, und den Ausführenden in den Baufirmen intensiver zu beleuchten. Schließlich sind Maßnahmen auf kontaminierten Standorten für alle Beteiligten eine besondere Herausforderung und erzeugen auch eine hohe Wechselwirkung untereinander. So schützen auch intensive Erkundungen nicht vor Überraschungen, die wiederum Planungsänderungen hervorrufen. Wie reagieren die genehmigenden Behörden, und wie flexibel die Bauausführenden? Und das alles, wie so oft, unter immensem Zeitdruck. So soll durch die Darstellung der verschiedenen Blickwinkel auch ein gegenseitiges Verständnis für die teilhabenden Akteure gefördert werden. Wir freuen uns, dass das Forum mit über 160 Teilnehmern auf reges Interesse gestoßen ist. Die Abschlussdiskussion zeigte nochmals deutlich, dass das Thema des Umgangs mit belasteten Böden in Planungs- und Genehmigungsprozessen sowie im Baubetrieb von großer Bedeutung ist. Erfreulich war der Hinweis der Vortragenden, dass der Arbeitsmarkt hinsichtlich der Fachkräfte, die sich mit Bodenbewertung und Bodensanierung beschäftigen, derzeit sehr vielversprechend aussieht. Das bedeutet für die Studierenden eine hervorragende berufliche Perspektive.

Flussauen, die zu den dynamischsten und komplexesten Ökosystemen überhaupt gehören, zeichnen sich im naturnahen oder wenig veränderten Zustand häufig auf engstem Raum durch ein vielfältiges Standortmosaik aus. Gleichzeitig erfüllen Auen im morphologisch wenig veränderten Zustand auch herausragende Funktionen im Landschaftswasserhaushalt, sind z.B. natürliche Retentionsräume für Hochwässer, und haben gleichzeitig eine enorme Bedeutung als Lebens- bzw. Rückzugsraum für unzählige stenöke Faunen- und Florenelemente. Jedoch unterliegen Fließgewässer und ihre Auen in Mitteleuropa bereits seit Jahrhunderten einem enormen Nutzungs- und Veränderungsdruck. Morphologisch wenig veränderte oder gar naturnahe Auen gibt es hier kaum noch. Gerade die Flussauen wurden in Mitteleuropa bereits vor Jahrtausenden durch den Menschen besiedelt und intensiv genutzt, sei es zur Nahrungsmittelproduktion und Trinkwassergewinnung, um das Vieh zu tränken und die Felder zu bewässern oder um die Flüsse als Verkehrswege und die kinetische Energie des Wassers als Energiequelle zu nutzen. Für die Sicherstellung zahlreicher Nutzungsansprüche und -interessen wurden insbesondere seit dem letzten Drittel des vorigen Jahrhunderts die meisten mittleren und größeren Flüsse technisch begradigt und ausgebaut, in ihrer Lauflänge verkürzt und durch Eindeichungen von ihren Auen entkoppelt. Viele dieser Maßnahmen führten zwar häufig zum in ihrer Zeit gewünschten Ergebnis, hatten und haben jedoch bis heute grundlegende, nicht nur ökologische Veränderungen zur Folge. So verursachten zahlreiche Hochwässer z.B. an den Flüssen Rhein, Oder, Donau und Elbe dramatische und auch langfristige Schäden sowie Zerstörungen von Infrastruktureinrichtungen, Gebäuden, landwirtschaftlichen Nutzflächen oder Wäldern. Seit den 90erJahren wird mit Hilfe zahlreicher Renaturierungsprogramme an vielen Flüssen versucht, einige dieser gewässerbaulichen Veränderungen wieder rückgängig zu machen bzw. in ihren Auswirkungen zumindest künftig abzumildern. Die bei solchen Vorhaben anvisierte Wiederherstellung ökosystemarer Funktionen bzw. Dienstleistungen von Fließgewässern und ihren Auen einschließlich naturschutzfachlicher Belange einerseits und zu wahrende wasserwirtschaftliche Interessen und Aufgaben andererseits birgt häufig ein nicht unerhebliches Konfliktpotential. Diese Spannungsfelder und auch deren Lösungsmöglichkeiten bilden den Hintergrund des diesjährigen Forums in Osnabrück. Die Tagung ist gegliedert in drei Blöcke: Nach einem einleitenden Vortrag über die Ausprägung und Wirkungen sowie mögliche Ursachen einiger der sogenannten Jahrhundert- oder gar Jahrtausendfluten in den vergangenen Jahren, wird im 2. Teil ein Überblick gegeben zum morphologischen Fließgewässer- und Auenzustand in Deutschland und Flüsse und ihre Auen als gemeinsames Handlungsfeld von Wasserwirtschaft und Naturschutz vorgestellt. Der abschließende umfangreichste Block wird in mehreren Vorträgen verschiedene konkrete Renaturierungsprojekte an Flüssen in Deutschland vorstellen. Dabei werden zunächst Beispiele von Projekten an kleineren und mittleren Fließgewässern in urbanen Räumen und in stärker industriell geprägten Landschaften beleuchtet, bevor abschließend ein Einblick in Projekte an größeren Flüssen in Mitteleuropa gegeben wird.

Knapp die Hälfte eines guten Bodens besteht aus Poren, also Hohlräumen. Mit der steigenden Mechanisierung in der Land- und Forstwirtschaft steigt die Wahrscheinlichkeit von Bodenverdichtungen. Diese nehmen das Ausmaß von Schadverdichtungen an, wenn die Störung des Porensystems zu einer Beeinträchtigung der ökologischen Bodenfunktionen führt. In der Tagung soll nach einer Bestandsaufnahme des Ausmaßes problematischer Bodenverdichtungen in landwirtschaftlichen Böden und im Wald der Frage nachgegangen werden, ob und wie Bodenverdichtungen wieder rückgängig gemacht werden können. Schließlich sollen Wege zur Vermeidung von Bodenschadverdichtungen aufgezeigt werden. Dabei werden landwirtschaftliche Böden und Waldböden gleichermaßen betrachtet.

Das diesjährige Diskussionsforum Bodenwissenschaften an der Hochschule Osnabrück beschäftigt sich mit dem Thema „Boden und Bauen“. Im ersten Block stehen der Umgang mit Bodenmaterial sowie Bodenschutz in den Betrieben des Garten- und Landschaftsbaus und die zunehmend an Bedeutung gewinnende Umweltbaubegleitung und Bodenkundliche Baubegleitung auf dem Programm. Zu diesen Themen wird sowohl über den Status Quo berichtet als auch die zukünftige Entwicklung beleuchtet. Der zweite Schwerpunkt hat die sich ändernden Anforderungen an Bodenmaterialien und Abfälle bzw. Ersatzbaustoffe im Fokus, deren Einbau und Verwertung bislang durch die LAGA Mitteilung 20 sowie § 12 BBodSchV (nicht vollständig) geregelt sind. Die künftige Er-satzbaustoff-Verordnung, ein neuer § 12a BBodSchV und neue Bewertungsgrundlagen, u.a. aus Sicht des Grundwasserschutzes, werden vorgestellt. Diese Vorträge berichten über den aktuellen Diskussions-/Entwurfsstand der geplanten Verordnungen und ermöglichen einen Aus-Blick auf Entwicklungen, die bald in dieser (oder ähnlicher) Form Verbindlichkeit erlangen werden.

Nach wie vor bestimmt die Gefährdungsabschätzung auf altlastverdächtigen Flächen die tägliche Praxis in gutachterlich tätigen geowissenschaftlichen Ingenieurbüros. Seit in Kraft treten der Bundes-Bodenschutz-Gesetzgebung vor nunmehr knapp 10 Jahren bildet der Wirkungspfad Boden – Grundwasser dabei einen wesentlichen Schwerpunkt. Dieser bezieht sich im Kern auf die Sickerwasser-prognose, deren tragende Säulen einerseits die Ermittlung der Quellstärke und andererseits die Transportprognose darstellen. Mit dem Ziel der Konkretisierung der Verfahrensweise zur Umsetzung der Sickerwasserprognose sind in den vergangenen Jahren bundesweite Anstrengungen unternommen und Erkenntnisse gewonnen worden, deren Ergebnisse in die vorgesehene Novellierung der Bundes-Bodenschutz- und Altlasten-Verordnung einfließen sollen. Um den Anwendern bereits zum jetzigen Zeitpunkt die Möglichkeiten und Grenzen der Sickerwasserprognose aufzuzeigen, sieht das Konzept des diesjährigen Diskussionsforums Bodenwissenschaf-ten „Grundwasser und Boden“ vor, zunächst die Grundlagen zum Verständnis der Sickerwasserprognose zu schaffen. Die aktuellen Entwicklungen zur Durchführung der Ermittlung der Quellstärke inklusive des Standes der Normierung gehen der Vorstellung von Ansätzen zur Transportprognose voraus. Beide Themenbereiche werden anhand von konkreten Fallbeispielen näher beleuchtet. Hierzu wird sowohl eine punktuelle als auch eine flächenhafte Bewertung des Wirkungspfades Boden – Grundwasser aus der Praxis in nationalem und internationalem Maßstab vorgestellt.