Fakulta stavební -- K 141 - Katedra hydrauliky a hydrologie
semestr letní 2018/19
semestr zimní 2018/19
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.
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.
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.
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.
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.
[1] Kolář, V., Patočka, C., Bém, J.: Hydraulika. 1983 SNTL/ALFA
[2] Brdička, M., Samek, L., Sopko, B.: Mechanika kontinua. 2000 ACADEMIA
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.
[1] Kolář, V., Patočka, C., Bém, J.: Hydraulika. 1983 SNTL/ALFA
[2] Chow, V.T.: Open-Channel Hydraulics. 1988 McGraw-Hill
[3] Čábelka, J., Gabriel, P.: Matematické a fyzikální modelování v hydrotechnice. 1987 ACADEMIA
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.
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.
[1] Marešová I. a kol.: Operativní řízení protipovodňové ochrany, 2000, Vydavatelství ČVUT v Praze
[2] Marešová I. a kol.: Územní plánování v zátopových oblastech, 2000, Vydavatelství ČVUT v Praze
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).
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.
[1] @@Studijní materiály zadává vedoucí bakalářské práce, popř. konzultant
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.
Předdiplomní projekt v oborech spadajících do odbornosti Katedry hydrauliky a hydrologie. Projekt může zahrnovat přípravu rešerše nebo řešení praktických problémů z oblasti zadání diplomové práce.
dle zadání
[1] dle zadání
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.
Povinná literatura:
[1] HAVLÍK, Vladimír, MAREŠOVÁ, Ivana: Hydraulika 11 - příklady. Vydavatelství ČVUT, Praha. 2001. ISBN 80-01-01586-6
[2] HAVLÍK, Vladimír, MAREŠOVÁ, Ivana: Hydraulika 20 - příklady. Vydavatelství ČVUT, Praha. 2001. ISBN 80-01-02355-9
Doporučená literatura:
[3] NALLURI, C., FEATHERSTONE, R. E.: Nalluri & Featherstone's Civil Engineering Hydraulics. Wiley-Blackwell. 2009. ISBN 978-1-4051-6195-4
[4] CHADWICK, A.J., MORFETT, J.C.,BORTHWICK, M.: Hydraulics in Civil and Environmental Engineering. CRC Press. 2013. ISBN 978-0-415-67245-0
[5] HAMILL, L.: Understanding Hydraulics. Palgrave/Macmillan. 2011. ISBN 978-0-230-24275-3
Water as a natural resource; water in building practice; physical properties of fluids; continuum; pressure and velocity of water flow. Hydrostatics - pressure in a gravitational field, applications of the Pascal's law (hydraulic press), hydrostatic forces, buoyancy force. Basics of hydrodynamics - characteristics, regimes and types of water flow. Hydraulic resistance, application of basic equations. Pressure flow in pipes - head loss by friction, singularities, simple cases of pipe computations. Pipe systems with pump. Steady flow in open channels - uniform flow, hydraulic design of a channel, subcritical, critical and supercritical flow, longitudinal profiles of water level. Hydraulics of structures - outflow from orifice and from pipe system, overflow on weirs and spillways, hydraulic jump. Flow around obstacles, force exerted by a water flow and water jet, drag force. Measurement of discharge. Groundwater flow - types, effects, filtration law, solving of seepage.
[1] R.E.Featherstone, C.Nalluri: Civil Engineering Hydraulics - Essential Theory With Worked Examples, 1995
[2] N.B.Webber: Fluid Mechanics for Civil Engineers, 1971
Návrh technického zásahu na vodním toku. Důraz bude rovněž kladen na nové trendy v projekční praxi v rámci automatizace projektování v inženýrské činnosti s uplatněním geografických informačních systémů.
[1] Raplík M., Výbora P., Mareš K.: Úprava tokov, Alfa, Bratislava 1989
[2] Mareš K.: Úpravy toků (Navrhování koryt), Skritum ČVUT, Praha 1988 a další dotisky
[3] Patočka C., Macura L. a kol.: Úpravy toků, Technický průvodce 36, SNTL, Praha 1989
Projekt na Katedře hydrauliky a hydrologie je alternativně zaměřen na modelování vodní složky životního prostředí nebo na základní hydrologickou analýzu vybraného povodí. (Varianta 1) Modelování životního prostředí ve vodním hospodářství: Tento typ projektu si klade za cíl seznámit posluchače se základními přístupy modelování ŽP, zejména jeho vodní složky, a motivovat je k jejich aplikaci pro vybrané ilustrativní vodohospodářské úlohy. Projekt postupuje v logických krocích od identifikace a konceptualizace problému ŽP přes návrh struktury modelu a volbu alternativních modelovacích přístupů až po kritické zhodnocení využitelnosti navrženého modelu. Projekt se rovněž dotkne problematiky pravděpodobnostního přístupu při modelování lokálních a globálních rizik, zejména pro účely modelování přírodních katastrof. Výuka bude zajišťována pod vedením pracovníků z praxe. Preferována je komunikace v anglickém jazyce. (Varianta 2) Analýza hydrologie povodí: Řešení srážko-odtokových vztahů v zadaném povodí, odtokové poměry zkoumané lokality, stanovení povodňových charakteristik, samostatný výpočet vybraných složek hydrologické bilance (např. vyčíslení evapotranspirace z detailních mikrometeorologických měření), uplatnění teoretických znalostí z oblasti hydrologie a statistiky při analýze meteorologických a hydrologických měření. Více na http://hydraulika.fsv.cvut.cz/Toky/Predmety/PJZ1/default.htm a http://hydraulika.fsv.cvut.cz/Hydrology/vyuka/PJZ1/
[1] Raplík M., Výbora P., Mareš K.: Úprava tokov, Alfa, Bratislava 1989
[2] Ven Te Chow et al., Applied hydrology, McGraw-Hill, 1988.
[3] Shaw, E.M., Hydrology in Practice. Routledge Taylor & Francis Group, 2004.
Posluchači kurzu se seznámí říčními morfologickými procesy v korytech vodních toků a rozšíří své znalosti v oblastech říční hydrauliky a úpravách toků a získají představu o správě a provozu vodních toků v ČR. V praktické části kurzu studenti připraví studii problémů a závad vybrané části koryta toku a navrhnou nápravná opatření. Studie bude prezentována. *Vodní toky v pojetí Vodního zákona. Správa vodních toků a správa povodí. *Morfologické procesy ve vodních tocích. Říční odezva na antropogenní zásah. *Proudění v korytech s pevným a pohyblivým dnem. *Trojrozměrné proudění a proudové struktury. Odpory proudu (mikrodrsnost a makrodrsnost). *Stabilita koryt, morfologické změny aluviálního dna, lokální výmol. *Transportní procesy a látkové výměny v korytech vodních toků. *Navrhování úprav toků, návrhový průtok, metody stabilizace břehů a dna koryt, druhy opevnění, hydraulická a geotechnická ochranná opatření. *Protipovodňová ochrana - technická opatření proti účinkům rozlivu vody a proti hydrodynamickému účinku proudící vody. *Revitalizace vodních toků a povodí, zásahy pro obnovu a podporu přírodních procesů v korytech a příbřežní zóně. *Provoz a údržba koryt upravených vodních toků v normálních a extrémních podmínkách, řízení v povodích.
Povinná literatura:
[1] Charlton, R. 2007: Fundamentals of Fluvial Geomorphology. London:Routledge. ISBN: 0-415-33453-5.
[2] Schumm, S., A. 2005: River Variability and Complexity. Cambridge University Press. ISBN: 0-521-84671-4.
[3] Julien, P.,Y. 2018: River Mechanics. Cambridge University Press. ISBN: 1-107-46277-9.
Doporučená literatura:
[4] Strahler, A. 2011: Introducing Physical Geography. John Wiley & Sons. ISBN: 0-470-41811-7.
[5] Just, T. a kol. 2003: Revitalizace vodního prostředí. Praha: AOPK ČR. ISBN: 80-86064-72-7.
[6] Mačka, Z., Krejčí, L. a kol. 2011: Říční dřevo ve vodních tocích ČR. Brno: Masarykova univerzita. ISBN: 80-210-5624-4.
Vyhodnocování průtoku z měřeného rychlostního pole hydrometrickou vrtulí a pomocí hladinových plováků. Nivelace sklonu hladiny. Určení Manningova součinitele drsnosti. Popis půdního profilu, odběr půdních vzorků, měření vlhkosti, měření vlhkostního potenciálu, měření nasycené a nenasycené hydraulické vodivosti, výtopový infiltrační pokus.
Povinná literatura:
[1] Kemel, M. 2000: Klimatologie, Meteorologie, Hydrologie ČVUT. ISBN:80-01-01456-8.
[2] Kutílek, M., Kuráž, V., Císlerová, M. 2000: Hydropedologie Praha: ČVUT. ISBN:80-01-02237-4.
Doporučená literatura:
[3] Shaw, E.M. 2004: Hydrology in Practice. Routledge Taylor & Francis Group. ISBN:0415370426.
[4] Hillel, D. 1998: Environmental Soil Physics. Academic Press. ISBN: 0123485258.
[5] Gordon, N.D., McMahon, T.A. a Finlayson, B.L. 1992: Stream Hydrology. An Introduction for Ecologists. John Wiley & Sons. ISBN: 0470843586.
Studijní pomůcky:
[6] ČSN EN ISO 748 Hydrometrie - Měření průtoku kapalin v otevřených korytech použitím vodoměrných vrtulí a plováků. ČNI 2008
[7] ČSN ISO 2537 Měření průtoků kapalin v otevřených korytech - Vodoměrné vrtule s rotačním prvkem. ČNI 1993
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] Gordon, N.D., McMahon, T.A. a Finlayson, B.L. 1992: Stream Hydrology. An Introduction for Ecologists. John Wiley & Sons.
[2] Shaw, E.M. 2004: Hydrology in Practise. Routledge Taylor & Francis Group.
Praktické řešení hydraulických problémů v technologických procesech: usazování, míchání, odstřeďování, fluidizace, proudění a čerpání. Na základě matematického modelování procesů návrh hydraulického zařízení, např. trasy pro dopravu tekutin a vícefázových soustav (newtonských/nenewtonských kapalin/směsí a vícefázových systémů) uzavřenými a otevřenými vedeními (potrubí a koryta).
[1] Novák V., Rieger F. a Vavro K.: Hydraulické pochody v chemickém a potravinářském průmyslu. SNTL 1989.
[2] Matoušek, V. Dredge Pumps and Slurry Transport, skripta TU Delft, 2004.
Seznámení se základními metodami, nezbytnými pro kvantitativní popis procesů spojených s prouděním vody a transportem látek v přírodních pórovitých formacích: 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, 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.
Rozhodující hydrologické procesy v městských povodí a jejich matematický popis. Déą?ť a deą?ťová data. Dešťový odtok z urbanizovaných ploch - tvorba, transport, znečištění. Transport a transformace látek v odvodňovacích systémech. Interakce s recipienty a vliv na žľivotní prostředí. Koncepční a fyzikálně-mechanistický popis procesů. Simulační modely a systémová analýza. Data, měření a monitoring. Technická opatření a koncepce pro transformaci dešťového odtoku.
[1] Akan O. and Houghtalen R. (2007). Urban hydrology, hydraulics and Storm Water Quality. Wiley
[2] Krejči V. a kol (2002): Odvodnění urbanizovaných území - koncepční přístup . NOEL 2000.
[3] Fletcher T. and Deletic A. (2010). Data requirements for integrated urban water management: Urban Water Series - UNESCO-IHP, CRC Press.
[4] Kibler. Urban Stormwater Hydrology. 2013
Předmět sestává ze dvou částí: 1. říční inženýrství, kde je pozornost upřena nejen na výlučně technické konstrukční zásahy, ale i na opatření přírodě blízká. Pozornost je soustředěna i na zásady ohleduplné antropogenní činnosti přímo v korytech vodních toků a v jejich blízkosti. Taková činnost směřuje k zajištění hlavních požadovaných funkcí v oblasti hospodaření, využívání a nakládání s tekoucími povrchovými vodami, přitom však nevede k poškozování a degradaci říční krajiny, ale podporuje její ochranu před všemi relevantními riziky. 2. fluviální procesy, které jsou nejvýznamnějšími geomorfními projevy v říční krajině v souvislosti s činností proudící vody. Jejich poznání představuje nezbytný základ pro úspěšnou aplikační činnost a syntézu dostupných znalostí o aluviálních tocích v oblasti říčního inženýrství. Cílem je rozpoznání odlišných charakteristických typů koryt a vývojových fází toku včetně dynamiky jejich změn a dále identifikace procesů formujících říční koryto a jeho nivu včetně pochopení jejich řídících mechanismů. Součástí je i kvalitativní a kvantitativní popis procesů jako jsou počátek pohybu částic sedimentu a chod sedimentu, erozní a sedimentační procesy v korytě či vznik a vývoj dnových útvarů, mechanismus podemílání a sesouvání břehů, zahlubování nebo změlčování příčného profilu toku atd. Významnou částí je i studium odezvy upravených vodních toků na zásah do koryta způsobený náhlou přírodní změnou nebo antropogenní činností v říční krajině. Společným základem pro obě části je podaný souhrn teoretických poznatků a praktických zásad pokročilé hydrauliky koryt s pevným dnem v oblasti nerovnoměrného a prostorově složitého proudění, turbulentních jevů nebo odporů způsobených zrnitým dnem koryta či (břehovou) vegetací vystavené proudu. Nabyté teoretické znalosti si posluchač upevní při aplikaci prezentovaných výpočetních postupů v rámci jednoduchých výpočetních a simulačních modelů nebo při interpretaci jevů a procesů demonstrovaných na laboratorním modelu či výukových videozáznamech. Získané znalosti posluchač uplatní jak v oblasti plánování a navrhování upravených koryt vodních toků, umělých vodohospodářských kanálů a vodních cest, tak i v jejich provozu a správě a v ochraně tekoucích povrchový vod, koryt vodních toků a celkově i říční krajiny.
Předmět sestává ze dvou částí: 1. říční inženýrství, kde je pozornost upřena na technické a konstrukční zásahy a provozní činnosti v korytech vodních toků, které směřují k zajištění hlavních požadovaných funkcí v oblasti hospodaření a využívání tekoucích povrchových vod a ochraně před relevantními riziky; 2. morfologie a morfodynamika říčního toku (tj. koryta a říční nivy) představují nezbytný základ pro aplikační činnost a syntézu znalostí o aluviálních tocích v oblasti říčního inženýrství. Cílem je rozpoznání odlišných charakteristických typů koryt a vývojových fází toku včetně dynamiky jejich změn a dále identifikace procesů formujících říční koryto a jeho nivu včetně pochopení jejich řídících mechanismů. Součástí je i kvalitativní a kvantitativní popis procesů jako jsou počátek pohybu částic sedimentu a chod sedimentu, erozní a sedimentační procesy v korytě, či vznik a vývoj dnových útvarů. Významnou částí je i studium odezvy upravených vodních toků na zásah do koryta způsobený přírodní nebo antropogenní činností v říční krajině. Společným základem pro obě části je podaný souhrn teoretických poznatků a praktických zásad pokročilé hydrauliky koryt s pevným dnem v oblasti nerovnoměrného a prostorově složitého proudění, turbulentních jevů nebo odporů způsobených zrnitým dnem koryta či vegetací vystavené proudu. Nabyté znalosti si posluchač lépe osvojí při aplikaci prezentovaných výpočetních postupů v rámci jednoduchých výpočetních a simulačních modelů nebo při interpretaci jevů a procesů demonstrovaných na laboratorním modelu či výukových videozáznamech. Získané znalosti posluchač uplatní jak v oblasti plánování a navrhování upravených koryt vodních toků, umělých vodohospodářských kanálů a vodních cest, tak i v jejich provozu a správě a v ochraně tekoucích povrchový vod, koryt vodních toků a celkově i říční krajiny.
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.
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.
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.
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.
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.
[1] Kolář, V., Patočka, C., Bém, J.: Hydraulika. 1983 SNTL/ALFA
[2] Brdička, M., Samek, L., Sopko, B.: Mechanika kontinua. 2000 ACADEMIA
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.
[1] Kolář, V., Patočka, C., Bém, J.: Hydraulika. 1983 SNTL/ALFA
[2] Chow, V.T.: Open-Channel Hydraulics. 1988 McGraw-Hill
[3] Čábelka, J., Gabriel, P.: Matematické a fyzikální modelování v hydrotechnice. 1987 ACADEMIA
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.
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.
[1] Marešová I. a kol.: Operativní řízení protipovodňové ochrany, 2000, Vydavatelství ČVUT v Praze
[2] Marešová I. a kol.: Územní plánování v zátopových oblastech, 2000, Vydavatelství ČVUT v Praze
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).
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.
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.
[1] @@Studijní materiály zadává vedoucí bakalářské práce, popř. konzultant
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.
dle zadání
[1] dle zadání
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.
Povinná literatura:
[1] HAVLÍK, Vladimír, MAREŠOVÁ, Ivana: Hydraulika 11 - příklady. Vydavatelství ČVUT, Praha. 2001. ISBN 80-01-01586-6
[2] HAVLÍK, Vladimír, MAREŠOVÁ, Ivana: Hydraulika 20 - příklady. Vydavatelství ČVUT, Praha. 2001. ISBN 80-01-02355-9
Doporučená literatura:
[3] NALLURI, C., FEATHERSTONE, R. E.: Nalluri & Featherstone's Civil Engineering Hydraulics. Wiley-Blackwell. 2009. ISBN 978-1-4051-6195-4
[4] CHADWICK, A.J., MORFETT, J.C.,BORTHWICK, M.: Hydraulics in Civil and Environmental Engineering. CRC Press. 2013. ISBN 978-0-415-67245-0
[5] HAMILL, L.: Understanding Hydraulics. Palgrave/Macmillan. 2011. ISBN 978-0-230-24275-3
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
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
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.
Povinná literatura:
[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
Doporučená literatura:
[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
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.
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.
Povinná literatura:
[1] Kemel, M. 2000: Klimatologie, Meteorologie, Hydrologie. CVUT. ISBN:80-01-01456-8.
[2] VÚV TGM 1997: Voda v České republice. MŽP, Praha. ISBN:978-80-7212-491-6.
Doporučená literatura:
[3] Henderson-Sellers, A., Robinson P.J. 1999: Contemporary Climatology. Longman, New York. ISBN:0582276314.
[4] Shaw, E.M. 1991: Hydrology in Practice. Chapman&Hill, London. ISBN:9780415370424.
[5] Ven Te Chow et al., Applied hydrology, McGraw-Hill, 1988. ISBN:0-07-010810-2.
Studijní pomůcky:
[6] Průvodce oborem hydrologie NTK - https://www.techlib.cz/cs/83720-hydrologie
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.
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.
Povinná literatura:
[1] Kemel, M., Klimatologie, Meteorologie, Hydrologie, ČVUT, 2000. ISBN:80-01-01456-8.
[2] Bednář, J. 1989: Pozoruhodné jevy v atmosféře. Academia. ISBN:80-200-0054-2.
Doporučená literatura:
[3] Ven Te Chow et al., Applied hydrology, McGraw-Hill, 1988. ISBN:0-07-010810-2.
[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.
Studijní pomůcky:
[6] WWW stránky předmětu - http://hydrology.fsv.cvut.cz
[7] Průvodce oborem hydrologie NTK - https://www.techlib.cz/cs/83720-hydrologie
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.
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.
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.
Povinná literatura:
[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.
Doporučená literatura:
[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.
Studijní pomůcky:
[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.
Problémy, připomínky a doporučení směrujte prosím na
webmaster@fsv.cvut.cz