CTU

České vysoké učení technické v Praze

Fakulta stavební

K 141 - Katedra hydrauliky a hydrologie

Předměty aktuálního semestru -- zimní 2018/19

přejděte na archiv


semestr zimní 2018/19


semestr letní 2017/18


Hydrologický diskuzní seminář

Diskuzní seminář je určen pro studenty doktorského studia, jejichž téma disertační práce se dotýká hydrologie v měřítku půdního profilu a svahu, podpovrchové hydrologie, transportních procesů v pórovitém prostředí nebo hydrologických toků v systému půda-rostlina-atmosféra. Seminář bude sloužit k prezentaci výzkumné práce, výměně informací a zkušeností, obhajobě vlastních výsledků a jejich diskuzi ve skupině s důrazem na pochopení a kritické zhodnocení použitých postupů. Doplňkově budou organizovány tématické semináře věnované nejvýznamnějším publikacím a aktuálním problémům oboru. Seminář může být také platformou pro navázání spolupráce mezi účastníky a poskytne informace, jak napsat a kontinuálně aktualizovat literární rešerši relevantních témat, nebo jak publikovat v časopisech uvedených v databázi Journal Citation Report.


Kvantitativní hydrologie

Transportní procesy v atmosféře. Metody pro stanovení intenzity výparu. Tání sněhu. Voda pod povrchem. Systém půda-rostlina-atmosféra. Hydrologie svahu. Hydrologie povodí. Deterministické a stochastické modelování v hydrologii.

[1]  Brutsaert, W, Hydrology - An Introduction, Cambridge University Press, 2005.
[2]  Potter, T.D., Collman, B.R. Handbook of Weather, Climate and Water. Atmospheric Chemistry, Hydrology, and Societal Impacts. Wiley, New York, 2003.

Klimatologie a meteorologie

Klimatický systém Země, globální cirkulace atmosféry, vzduchové hmoty a atmosferické fronty, klimatická pásma. Složení a vertikální členění atmosféry, voda v atmosféře, stabilita atmosféry. Proudění vzduchu v synoptickém měřítku, tlakové útvary a frontální systémy, oblaky, vznik atmosferických srážek. Měření meteorologických veličin.

[1]  Aguado, E., J.E. Burt, Understanding Weather and Climate, Prentice Hall, 2001.

Říční morfologie

Morfologické a splaveninové procesy v říčních korytech a nádržích. Odezva povodí toku na lidskou činnost.

[1]  Schumm, S.A., River variability and complexity.Cambridge University Press, 2005.,
[2]  Graf, W.H. Fluvial Hydraulics. John Wiley&Sons,1998.
[3]  van Rijn, L.C. Principles of sediment transport in rivers, estuaries and coastal seas. Aqua Publications, 1993.

Mechanika tekutin I

Lagrangeův a Eulerův model popisu pohybu tekutiny. Dynamika ideální kapaliny. Eulerovy rovnice. Permanentní a nepermanentní pohyb. Hybnost, moment hybnosti, energetická bilance. Rychlostní potenciál. Rovinné a prostorové proudění. Vířivý pohyb a jeho popis. Cirkulace rychlosti. Proudění vazké tekutiny. Rovnice Navier-Stokesovy a jejich řešení. Poiseuilleův a Conetův typ laminárního proudění. Stabilita laminárního proudění. Mechanismus turbulence, charakteristiky. Rovnice Reynoldsovy. Disipace energie turbulentního proudění.


Mechanika tekutin II

Modely turbulence. Laminární a turbulentní mezní vrstva. Vyvinuté turbulentní proudění v potrubí a v korytech. Mezní vrstva při obtékání těles. Termodynamická mezní vrstva. Přenosové procesy. Charakteristiky drsnosti tuhého povrchu v tekutině. Vícefázové proudění. Provzdušněný proud. Turbulentní proudění homogenních a heterogenních suspensí. Proudy se splaveninami. Matematické a fyzikální modelování dynamických jevů. Jednorozměrné a dvourozměrné matematické modely. Okrajové podmínky a vstupní údaje pro permanentní a nepermanentní proudění. Teorie hydrodynamické podobnosti. Mezní podmínky a měřítkový efekt.


Podpovrchová hydrologie

Hydraulické charakteristiky pórovitého prostředí, řídící rovnice proudění vody, počáteční a okrajové podmínky; Infiltrace, redistribuce, evaporace, průsak, kapilární vzlínání, hypodermický odtok; Proudění v nasycených formacích; Transport kontaminantů, hydrodynamická disperze, řídící rovnice transportu, počáteční a okrajové podmínky, nekonzervativní transport.

[1]  WWW stránky předmětu viz http://hydrology.fsv.cvut.cz
[2]  Císlerová M., Vogel T.: Transportní procesy, ČVUT Praha, 1998.
[3]  Hillel D.: Environmental Soil Physics, Academic Press, 1998.
[4]  Bear J.: Modeling Groundwater Flow and Pollution, Kluwer, 1987.

Protipovodňová ochrana

Meteorologie, hydrologie a hydraulika povodní. Míra rizika. Protipovodňová opatření technická a netechnická. Institucionální a legislativní aspekty ochrany před povodněmi. Předpovědní a hlásný systém, organizace procesu výstrahy, povodňové plány. Humanitární aspekty. Mapování povodňových rizik. Stavby v povodněmi ohrožených oblastech. Protipovodňová ochrana v územním plánování obcí v ČR.


Reaktivní transport v půdě

Reaktivní chemické látky v životním prostředí. Základní procesy transportu látek v půdě. Koncept průnikové křivky. Parametrizace adsorpce a rozpadu. Řídící rovnice transportu. Matematické přístupy k pohybu látek v pórovitém prostředí: analytické a numerické řešení. Modelování pohybu chemických látek (two-region/two-site model).


Aplikovaná hydrologie

Voda v atmosféře; Radiační bilance; Transportní procesy v přízemní vrstvě atmosféry; Metody pro stanovení intenzity výparu; Tání sněhu; Voda pod povrchem; Systém půda-rostlina-atmosféra; Hydrologie svahu; Hydrologie povodí; Statistické vyhodnocování hydrologických dat; Deterministické a stochastické modelování v hydrologii.

[1]  WWW stránky předmětu - http://hydrology.fsv.cvut.cz.
[2]  Brutsaert, W, Hydrology - An Introduction, Cambridge University Press, 2005.

Bakalářská práce

Zpracování bakalářské práce z oblasti hydrauliky, hydrologie, vodních toků nebo řešení protipovodňové ochrany. Práce má charakter studie, v případě studentů, u kterých je předpoklad pokračování ve navazujícím magisterském studiu, se předpokládá, že součástí práce je mimo jiné podrobný rozbor problemtiky pro navazující magisterskou práci.


Bakalářská práce

Zpracování bakalářské práce z oblasti hydrauliky, hydrologie, vodních toků nebo řešení protipovodňové ochrany. Práce má charakter studie, v případě studentů, u kterých je předpoklad pokračování ve navazujícím magisterském studiu, se předpokládá, že součástí práce je mimo jiné podrobný rozbor problemtiky pro navazující magisterskou práci.


Diplomová práce

dle zadání

[1]  dle zadání

Hydraulika

Fyzikální vlastnosti vody. Hydrostatika - tlak v tíhovém poli, hydrostatické převody, hydrostatické síly, zatížení konstrukcí kapalinami, vztlak. Základy hydrodynamiky - charakteristiky, režimy a druhy proudění, hydraulické odpory, aplikace základních rovnic. Tlakové proudění v potrubí - ztráty třením a místní, jednodušší případy výpočtu potrubí, potrubí s čerpadlem, vznik hydraulického rázu. Ustálené proudění v korytech - rovnoměrný pohyb, hydraulický návrh koryta, kritické proudění, průběhy hladin. Hydraulika objektů - výtok otvorem a trubním zařízením, proudění mosty a propustky. Silové účinky proudu a paprsku. Měření průtoku vody. Proudění podzemní vody - druhy, účinky, filtrační zákon, řešení průsaků a odvodnění.

[1]  Kolář, V., Patočka, C., Bém, J.: Hydraulika, SNTL, Praha 1983, učebnice
[2]  Havlík, V., Marešová, I.: Hydraulika 10, 20 - Příklady, Vydavatelství ČVUT, Praha 2001, skriptum
[3]  Bém, J.: Vodohospodářské inženýrství, ČVUT, Praha 1990, skriptum

Hydraulics - Advanced Course

Principles of Mathematical Modelling and Navier-Stokes Equation Turbulence Principles of Physical Modelling and Theory of Model Similitude Unsteady Flow in Channels and Pipes Boundary Layer Theory ? Velocity Distribution, Drag and Lift Two-Phase Flow and non-Newtonian Flow Pump-Pipeline Systems Wastewater Hydraulics: Principles and Practical Applications


Hydraulika R

Fyzikální vlastnosti vody. Hydrostatika - tlak v tíhovém poli, hydrostatické převody, hydrostatické síly, zatížení konstrukcí kapalinami, vztlak. Základy hydrodynamiky - charakteristiky, režimy a druhy proudění, hydraulické odpory, aplikace základních rovnic. Tlakové proudění v potrubí - ztráty třením a místní, jednodušší případy výpočtu potrubí, potrubí s čerpadlem, vznik hydraulického rázu. Ustálené proudění v korytech - rovnoměrný pohyb, hydraulický návrh koryta, kritické proudění, průběhy hladin. Hydraulika objektů - výtok otvorem a trubním zařízením, proudění mosty a propustky. Silové účinky proudu a paprsku. Měření průtoku vody. Proudění podzemní vody - druhy, účinky, filtrační zákon, řešení průsaků a odvodnění.

[1]  Kolář V., Patočka C., Bém J.: Hydraulika, SNTL, Praha, 1983
[2]  Bém J.: Vodohospodářské inženýrství, Ediční středisko ČVUT, Praha, 1990
[3]  Havlík - Marešová: Hydraulika 10, 20 - Příklady, Vydavatelství ČVUT, Praha 2001, skriptum

Hydraulika 2

V rámci předmětu Hydraulika 2 budou studenti seznámeni se základními rovnicemi popisujícími chování kapalin v klidu a za pohybu. Při aplikací těchto vztahů se studenti seznámí s řešením hydrostatického zatížení složitějších konstrukcí, hydraulickým řešením složitějších trubních tlakových systémů včetně soustav s osazenými čerpadly a především s řešením problematiky nerovnoměrného proudění o volné hladině včetně různých přechodových jevů a hydraulického řešení základních objektů na vodních tocích.

[1]  !HAVLÍK, Vladimír, MAREŠOVÁ, Ivana: Hydraulika 10 - příklady. Vydavatelství ČVUT, Praha. 2001. ISBN 80-01-02403-2
[2]  !HAVLÍK, Vladimír, MAREŠOVÁ, Ivana: Hydraulika 20 - příklady. Vydavatelství ČVUT, Praha. 2001. ISBN 80-01-02355-9
[3]  !MOTT, Robert L.: Applied Fluid Mechanics. Prentice-Hall. 1999. ISBN 0-13-023120-7
[4]  !STURM, Terry W.: Open Channel Hydraulics. McGraw-Hill. 2001. ISBN 0-07-062445-3
[5]  ?CHOW, Vet Te: Open-Channel Hydraulics. McGraw-Hill. 1959. ISBN 07-010776-9
[6]  ?IDELCHIK, I. E.: Handbook of Hydraulic Resistance. Jaico Publishing House. 2008. ISBN 81-7992-118-2

Hydrologie

Cílem je aplikace studia hydrologických procesů v podmínkách povodí ovlivněného činností člověka. Meteorologické procesy v přízemní vrstvě atmosféry, globální klimatické změny, geneze srážko-odtokového procesu v povodí, voda v rámci ekosystému a stabilita krajinných prvků, vliv lidské činnosti na hydrologické procesy, aplikace matematických modelů.

[1]  Shaw, E.M. (1991): Hydrology in Practice. Chapman&Hill, London, 539p.
[2]  Ven Te Chow et al. (1988): Applied hydrology. McGraw-Hill, New York, 572p.
[3]  Forman, T.T. & M. Godron (1993): Krajinná ekologie. Academia, Praha, 583s.
[4]  Kemel, M. (2000): Klimatologie, Meteorologie and Hydrologie. FS ČVUT v Praze, 289s.

Hydrologie a klimatologie

Energetická bilance a klimatický systém Země; termodynamika vzduchu a stabilita atmosféry; frontální systémy; vznik oblaků a srážek; oběh vody: atmosférické srážky, výpar, voda v půdě a formy odtoku; měření meteorologických a hydrologických prvků; zpracování a vyhodnocování dat; transformace odtoku; možnosti modelování hydrologických jevů.

[1]  Kemel, M. (2000): Klimatologie, meteorologie a hydrologie. ČVUT, 289s.
[2]  Henderson-Sellers, A. & P.J. Robinson (1989): Contemporary Climatology. Longman, New York, 439p.
[3]  Shaw, E.M. (1991): Hydrology in Practice. Chapman&Hill, London, 539p.

Hydraulika 3

Pohyb reálné kapaliny (Navier-Stokesovy rovnice, transportní procesy). Struktura proudění (laminární a turbulentní, newtonské a nenewtonské). Neustálené proudění (vlny, rázy). Proudění v potrubí (potrubí-čerpadlo, složitá potrubí). Výtok otvorem (u hradících konstrukcí, nádob a plavebních komor). Silový účinek paprsku na plochy. Pohyb tuhých částic v kapalině. Obtékání tuhého povrchu (mezní vrstva, úplav). Základy modelové podobnosti.

[1]  Kolář V., Patočka C., Bém J.: Hydraulika, SNTL, Praha, 1983
[2]   Havlík V., Marešová I.: Hydraulika 10, 20, Vydavatelství ČVUT, Praha, 2001
[3]  Chadwick A., Morfett J, Borthwick M. Hydraulics in Civil and Environmental Engineering. Fourth Edition. Spon Press, 2004.

Klimatologie, meteorologie, hydrologie

Všeobecná cirkulace atmosféry. Klimatické faktory a klimatická pásma. Složení a členění atmosféry, voda v atmosféře. Vzduchové hmoty a atmosferické fronty. Vznik oblaků a srážek. Hydrologický cyklus, hydrologická bilance. Intercepce, infiltrace a výpar. Odtok povrchových vod, transformace povodňové vlny v nádržích a korytech, srážkoodtokové vztahy. Extrémní hydrologické události, hydrologické modely, návrhové veličiny.

[1]  !Kemel, M., Klimatologie, Meteorologie, Hydrologie, ČVUT, 2000. ISBN:80-01-01456-8.
[2]  !Ven Te Chow et al., Applied hydrology, McGraw-Hill, 1988. ISBN:0-07-010810-2.
[3]  !Bednář, J. 1989: Pozoruhodné jevy v atmosféře. Academia. ISBN:80-200-0054-2.
[4]  ?Aguado, E., J.E. Burt 2001: Understanding Weather and Climate. Prentice Hall. ISBN:0321987306.
[5]  ?Maidment, D.R. 2007: Handbook of hydrology. McGraw-Hill. ISBN:0070397325.
[6]  :WWW stránky předmětu - http://hydrology.fsv.cvut.cz
[7]  :Průvodce oborem hydrologie NTK - https://www.techlib.cz/cs/83720-hydrologie

Projekt 2

Příprava podkladů, rešerše literatury a vlastní iniciační projekt, na který následně navazuje bakalářská práce. Při řešení projektu studenti využívají získaných vědomostí z hydrauliky, hydrologie a ostatních souvisejících technických a přírodních disciplín. Probíhá pod vedením pracovníků katedry, nejlépe přímo u vedoucího bakalářské práce. V případě K141 jsou nabízeny práce v oblasti rekultivací vodních toků, říční hydrauliky, hydrologie malého povodí, podpovrchové hydrologie, hydrologie urbanizovaných povodí a hydraulické dopravy.


Hydraulika vodních toků


Modelování v hydraulice

Seznámení se s moderními metodami modelování pro oblast stavební hydrauliky. Teoretická část o fyzikálním modelování. Teoretická část o matematickém modelování proudění tekutin (CFD). Praktická část na počítačích - využití softwaru FLUENT. Simulace jednoduchých (2D, 3D) úloh z oblasti proudění v potrubí a o volné hladině.

[1]  www.cfd-online.com
[2]  Peyret, R. Handbook of Computational Fluid Mechanics. Academic Press, London, 1996
[3]  Rodi, W. Turbulence Models and Their Application in Hydraulics. A state-of-art review. Balkema, Rotterdam 1993.

Provoz vodních toků


Reaktivní transport


Hydroekologický monitoring a modelování

Obecné principy měření, zdroje dat, návrh měření. Meteorologická a klimatická měření. Hydrologická měření. Stopovače v experimentální hydrologii. Dálkový průzkum Země pro hydrologii a meteorologii. Měření evapotranspirace. Analýza dat. Modelování v hydrologii. Modelování v ekologii a biologii. Inverzní modelování.

[1]  !Shaw, E.M. 2004: Hydrology in Practice. Routledge Taylor & Francis Group. ISBN:0415370426.
[2]  !Bednář, J. 2003: Meteorologie: Úvod do studia dějů v zemské atmosféře. Portál. ISBN:80-7178-653-5.
[3]  !Kemel, M. 2000: Klimatologie, Meteorologie, Hydrologie, ČVUT. ISBN:80-01-01456-8.
[4]  ?Gordon, N.D., McMahon, T.A. a Finlayson, B.L. 1992: Stream Hydrology. An Introduction for Ecologists. John Wiley & Sons. ISBN: 0470843586.
[5]  ?Arya, P.S. 2001: Introduction to micrometeorology. Academic Press. ISBN:0120593548.
[6]  :Průvodce oborem hydrologie NTK - https://www.techlib.cz/cs/83720-hydrologie
[7]  :Measurement Uncertainty Analysis Principles and Methods - NASA Measurement Quality Assurance Handbook. 2010.

Techniky modelování v hydraulice a hydrologii


Hydrologický diskuzní seminář

Diskuzní seminář je určen pro studenty doktorského studia, jejichž téma disertační práce se dotýká hydrologie v měřítku půdního profilu a svahu, podpovrchové hydrologie, transportních procesů v pórovitém prostředí nebo hydrologických toků v systému půda-rostlina-atmosféra. Seminář bude sloužit k prezentaci výzkumné práce, výměně informací a zkušeností, obhajobě vlastních výsledků a jejich diskuzi ve skupině s důrazem na pochopení a kritické zhodnocení použitých postupů. Doplňkově budou organizovány tématické semináře věnované nejvýznamnějším publikacím a aktuálním problémům oboru. Seminář může být také platformou pro navázání spolupráce mezi účastníky a poskytne informace, jak napsat a kontinuálně aktualizovat literární rešerši relevantních témat, nebo jak publikovat v časopisech uvedených v databázi Journal Citation Report.


Kvantitativní hydrologie

Transportní procesy v atmosféře. Metody pro stanovení intenzity výparu. Tání sněhu. Voda pod povrchem. Systém půda-rostlina-atmosféra. Hydrologie svahu. Hydrologie povodí. Deterministické a stochastické modelování v hydrologii.


Klimatologie a meteorologie

Klimatický systém Země, globální cirkulace atmosféry, vzduchové hmoty a atmosferické fronty, klimatická pásma. Složení a vertikální členění atmosféry, voda v atmosféře, stabilita atmosféry. Proudění vzduchu v synoptickém měřítku, tlakové útvary a frontální systémy, oblaky, vznik atmosferických srážek. Měření meteorologických veličin.


Říční morfologie

Morfologické a splaveninové procesy v říčních korytech a nádržích. Odezva povodí toku na lidskou činnost.


Mechanika tekutin I

Lagrangeův a Eulerův model popisu pohybu tekutiny. Dynamika ideální kapaliny. Eulerovy rovnice. Permanentní a nepermanentní pohyb. Hybnost, moment hybnosti, energetická bilance. Rychlostní potenciál. Rovinné a prostorové proudění. Vířivý pohyb a jeho popis. Cirkulace rychlosti. Proudění vazké tekutiny. Rovnice Navier-Stokesovy a jejich řešení. Poiseuilleův a Conetův typ laminárního proudění. Stabilita laminárního proudění. Mechanismus turbulence, charakteristiky. Rovnice Reynoldsovy. Disipace energie turbulentního proudění.


Mechanika tekutin II

Modely turbulence. Laminární a turbulentní mezní vrstva. Vyvinuté turbulentní proudění v potrubí a v korytech. Mezní vrstva při obtékání těles. Termodynamická mezní vrstva. Přenosové procesy. Charakteristiky drsnosti tuhého povrchu v tekutině. Vícefázové proudění. Provzdušněný proud. Turbulentní proudění homogenních a heterogenních suspensí. Proudy se splaveninami. Matematické a fyzikální modelování dynamických jevů. Jednorozměrné a dvourozměrné matematické modely. Okrajové podmínky a vstupní údaje pro permanentní a nepermanentní proudění. Teorie hydrodynamické podobnosti. Mezní podmínky a měřítkový efekt.


Podpovrchová hydrologie

Hydraulické charakteristiky pórovitého prostředí, řídící rovnice proudění vody, počáteční a okrajové podmínky; Infiltrace, redistribuce, evaporace, průsak, kapilární vzlínání, hypodermický odtok; Proudění v nasycených formacích; Transport kontaminantů, hydrodynamická disperze, řídící rovnice transportu, počáteční a okrajové podmínky, nekonzervativní transport.


Protipovodňová ochrana

Meteorologie, hydrologie a hydraulika povodní. Míra rizika. Protipovodňová opatření technická a netechnická. Institucionální a legislativní aspekty ochrany před povodněmi. Předpovědní a hlásný systém, organizace procesu výstrahy, povodňové plány. Humanitární aspekty. Mapování povodňových rizik. Stavby v povodněmi ohrožených oblastech. Protipovodňová ochrana v územním plánování obcí v ČR.


Reaktivní transport v půdě

Reaktivní chemické látky v životním prostředí. Základní procesy transportu látek v půdě. Koncept průnikové křivky. Parametrizace adsorpce a rozpadu. Řídící rovnice transportu. Matematické přístupy k pohybu látek v pórovitém prostředí: analytické a numerické řešení. Modelování pohybu chemických látek (two-region/two-site model).


Aplikovaná hydrologie

Voda v atmosféře; Radiační bilance; Transportní procesy v přízemní vrstvě atmosféry; Metody pro stanovení intenzity výparu; Tání sněhu; Voda pod povrchem; Systém půda-rostlina-atmosféra; Hydrologie svahu; Hydrologie povodí; Statistické vyhodnocování hydrologických dat; Deterministické a stochastické modelování v hydrologii.


Bakalářská práce

Zpracování bakalářské práce z oblasti hydrauliky, hydrologie, vodních toků nebo řešení protipovodňové ochrany. Práce má charakter studie, v případě studentů, u kterých je předpoklad pokračování ve navazujícím magisterském studiu, se předpokládá, že součástí práce je mimo jiné podrobný rozbor problemtiky pro navazující magisterskou práci.


Bakalářská práce

Zpracování bakalářské práce z oblasti hydrauliky, hydrologie, vodních toků nebo řešení protipovodňové ochrany. Práce má charakter studie, v případě studentů, u kterých je předpoklad pokračování ve navazujícím magisterském studiu, se předpokládá, že součástí práce je mimo jiné podrobný rozbor problemtiky pro navazující magisterskou práci.


Diplomová práce

dle zadání


Hydraulika

Fyzikální vlastnosti vody. Hydrostatika - tlak v tíhovém poli, hydrostatické převody, hydrostatické síly, zatížení konstrukcí kapalinami, vztlak. Základy hydrodynamiky - charakteristiky, režimy a druhy proudění, hydraulické odpory, aplikace základních rovnic. Tlakové proudění v potrubí - ztráty třením a místní, jednodušší případy výpočtu potrubí, potrubí s čerpadlem, vznik hydraulického rázu. Ustálené proudění v korytech - rovnoměrný pohyb, hydraulický návrh koryta, kritické proudění, průběhy hladin. Hydraulika objektů - výtok otvorem a trubním zařízením, proudění mosty a propustky. Silové účinky proudu a paprsku. Měření průtoku vody. Proudění podzemní vody - druhy, účinky, filtrační zákon, řešení průsaků a odvodnění.

[1] Masiar, E., Kamenský, J.: Hydraulika pre stavebných inžinierov I, II. ALFA Bratislava, 1985, 1989
[2] Bém J.: Vodohospodářské inženýrství, Ediční středisko ČVUT, Praha, 1990
[3] Kolář V., Patočka C., Bém J.: Hydraulika, SNTL, Praha, 1983

Hydraulics - Advanced Course

Principles of Mathematical Modelling and Navier-Stokes Equation Turbulence Principles of Physical Modelling and Theory of Model Similitude Unsteady Flow in Channels and Pipes Boundary Layer Theory ? Velocity Distribution, Drag and Lift Two-Phase Flow and non-Newtonian Flow Pump-Pipeline Systems Wastewater Hydraulics: Principles and Practical Applications


Hydraulika R

Fyzikální vlastnosti vody. Hydrostatika - tlak v tíhovém poli, hydrostatické převody, hydrostatické síly, zatížení konstrukcí kapalinami, vztlak. Základy hydrodynamiky - charakteristiky, režimy a druhy proudění, hydraulické odpory, aplikace základních rovnic. Tlakové proudění v potrubí - ztráty třením a místní, jednodušší případy výpočtu potrubí, potrubí s čerpadlem, vznik hydraulického rázu. Ustálené proudění v korytech - rovnoměrný pohyb, hydraulický návrh koryta, kritické proudění, průběhy hladin. Hydraulika objektů - výtok otvorem a trubním zařízením, proudění mosty a propustky. Silové účinky proudu a paprsku. Měření průtoku vody. Proudění podzemní vody - druhy, účinky, filtrační zákon, řešení průsaků a odvodnění.

[1] Havlík, V., Marešová I.: Hydraulika 10, 20 - Příklady, Vydavatelství ČVUT, Praha 2001, skriptum.
[2] Kolář, V., Patočka, C., Bém, J.: Hydraulika, SNTL, Praha 1983, učebnice.
[3] autorský kolektiv katedry hydrauliky a hydrologie Fakulty stavební ČVUT v Praze: přednášková prezentace předmětu v elektronické formě, dostupné na internetových stránkách předmětu

Hydraulika 2

V rámci předmětu Hydraulika 2 budou studenti seznámeni se základními rovnicemi popisujícími chování kapalin v klidu a za pohybu. Při aplikací těchto vztahů se studenti seznámí s řešením hydrostatického zatížení složitějších konstrukcí, hydraulickým řešením složitějších trubních tlakových systémů včetně soustav s osazenými čerpadly a především s řešením problematiky nerovnoměrného proudění o volné hladině včetně různých přechodových jevů a hydraulického řešení základních objektů na vodních tocích.


Hydrologie

Cílem je aplikace studia hydrologických procesů v podmínkách povodí ovlivněného činností člověka. Meteorologické procesy v přízemní vrstvě atmosféry, globální klimatické změny, geneze srážko-odtokového procesu v povodí, voda v rámci ekosystému a stabilita krajinných prvků, vliv lidské činnosti na hydrologické procesy, aplikace matematických modelů.


Hydrologie a klimatologie

Energetická bilance a klimatický systém Země; termodynamika vzduchu a stabilita atmosféry; frontální systémy; vznik oblaků a srážek; oběh vody: atmosférické srážky, výpar, voda v půdě a formy odtoku; měření meteorologických a hydrologických prvků; zpracování a vyhodnocování dat; transformace odtoku; možnosti modelování hydrologických jevů.


Hydraulika 3

Pohyb reálné kapaliny (Navier-Stokesovy rovnice, transportní procesy). Struktura proudění (laminární a turbulentní, newtonské a nenewtonské). Neustálené proudění (vlny, rázy). Proudění v potrubí (potrubí-čerpadlo, složitá potrubí). Výtok otvorem (u hradících konstrukcí, nádob a plavebních komor). Silový účinek paprsku na plochy. Pohyb tuhých částic v kapalině. Obtékání tuhého povrchu (mezní vrstva, úplav). Základy modelové podobnosti.

[1] Kolář V., Patočka C., Bém J.: Hydraulika, SNTL, Praha, 1983.
[2] Havlík V., Marešová I.: Hydraulika 10, 20, Vydavatelství ČVUT, Praha, 2001.
[3] Chadwick A., Morfett J, Borthwick M. Hydraulics in Civil and Environmental Engineering. Fourth Edition. Spon Press, 2004.

Klimatologie, meteorologie, hydrologie

Všeobecná cirkulace atmosféry. Klimatické faktory a klimatická pásma. Složení a členění atmosféry, voda v atmosféře. Vzduchové hmoty a atmosferické fronty. Vznik oblaků a srážek. Hydrologický cyklus, hydrologická bilance. Intercepce, infiltrace a výpar. Odtok povrchových vod, transformace povodňové vlny v nádržích a korytech, srážkoodtokové vztahy. Extrémní hydrologické události, hydrologické modely, návrhové veličiny.


Projekt 2

Příprava podkladů, rešerše literatury a vlastní iniciační projekt, na který následně navazuje bakalářská práce. Při řešení projektu studenti využívají získaných vědomostí z hydrauliky, hydrologie a ostatních souvisejících technických a přírodních disciplín. Probíhá pod vedením pracovníků katedry, nejlépe přímo u vedoucího bakalářské práce. V případě K141 jsou nabízeny práce v oblasti rekultivací vodních toků, říční hydrauliky, hydrologie malého povodí, podpovrchové hydrologie, hydrologie urbanizovaných povodí a hydraulické dopravy.


Hydraulika vodních toků


Modelování v hydraulice

Seznámení se s moderními metodami modelování pro oblast stavební hydrauliky. Teoretická část o fyzikálním modelování. Teoretická část o matematickém modelování proudění tekutin (CFD). Praktická část na počítačích - využití softwaru FLUENT. Simulace jednoduchých (2D, 3D) úloh z oblasti proudění v potrubí a o volné hladině.

[1] www.cfd-online.com
[2] Peyret, R. Handbook of Computational Fluid Mechanics. Academic Press, London, 1996.
[3] Rodi, W. Turbulence Models and Their Application in Hydraulics. A state-of-art review. Balkema, Rotterdam, 1993.

Provoz vodních toků


Reaktivní transport


Hydroekologický monitoring a modelování

Obecné principy měření, zdroje dat, návrh měření. Meteorologická a klimatická měření. Hydrologická měření. Stopovače v experimentální hydrologii. Dálkový průzkum Země pro hydrologii a meteorologii. Měření evapotranspirace. Analýza dat. Modelování v hydrologii. Modelování v ekologii a biologii. Inverzní modelování.


Techniky modelování v hydraulice a hydrologii


 

Zpět na:
Stránku ČVUT
Stránku fakulty
Seznam kateder

Problémy, připomínky a doporučení směrujte prosím na
webmaster@fsv.cvut.cz