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]  Kolář, Patočka, Bém: Hydraulika, SNTL, Praha 1983, učebnice
[2]  Havlík, Marešová: Hydraulika 10, 20 - Příklady, Vydavatelství ČVUT, Praha 2001, skriptum.
[3]  Boor, Kunštátský, Patočka: Hydraulika pro vodohospodářské stavby, SNTL, Praha 1968
[4]  Kolář a kol.: Hydraulika - technický průvodce, SNTL, Praha 1966

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]  WWW stránky předmětu - http://hydrology.fsv.cvut.cz
[2]  Kemel, M., Klimatologie, Meteorologie, Hydrologie, ČVUT, 2000.
[3]  Ven Te Chow et al., Applied hydrology, McGraw-Hill, 1988.
[4]  Aguado, E., J.E. Burt, Understanding Weather and Climate, Prentice Hall, 2001.

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 Practise. Routledge Taylor & Francis Group.
[2]  Gordon, N.D., McMahon, T.A. a Finlayson, B.L. 1992: Stream Hydrology. An Introduction for Ecologists. John Wiley & Sons.

Techniky modelování v hydraulice a hydrologii


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.


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

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.


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