Detail předmětu

Hydraulika a hydrologie (K),(V)

BR051 předmět není zařazen v žádném studijním plánu

Základy hydrostatiky, tlak v kapalinách v klidu, stanovení účinku vody na rovinné a zakřivené plochy, plavání těles. Základy hydrodynamiky, poznatky o proudění a pohybu vody v tlakových trubních systémech Pohyb vody v systémech s volnou hladinou tj. otevřených přírodních a umělých korytech. Poznatky z hydrauliky objektů na vodohospodářských stavbách a zařízeních. Základy proudění podzemní vody, studny, zářezy. Základy hydrologie, vodní bilance, srážky, výpar, povrchový odtok z povodí, jeho vyhodnocení, průtoky minimální, maximální, m-denní a n-leté. Studenti absolvují během semestru část výuky ve cvičeních jako laboratorní praktika ve vodohospodářských laboratořích.

Garant předmětu

doc. Ing. Jan Jandora, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav vodních staveb

Výsledky učení předmětu

Absolvent získá znalosti o základech hydrostatiky, hydrodynamiky a hydrologie. Absolvent předmětu je schopen:
- vysvětlit základní pojmy hydrostatiky
- popsat základy proudění kapalin
- vysvětlit jevy vznikající při proudění vody v tlakových systémech a v otevřených korytech
- popsat koloběh vody v přírodě
- vysvětlit parametry popisující kvalitativní a kvantitativní parametry vody v přírodě

Prerekvizity

Základní znalosti z matematiky, fyziky, mechaniky a statiky.

Korekvizity

Betonové a kovové konstrukce, mechanika zemin.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Přednášky předmětu jsou doplněny prezentací proudění z matematického a fyzikálního výzkumu prováděného na fakultě (např. modelování záplavového území, obtékání objektů atd.). V průběhu semestru posluchači shlédnou ukázku proudění na konkrétním hydraulickém modelu v laboratoři ústavu.

Způsob a kritéria hodnocení

Úspěšné zakončení předmětu vyžaduje absolvování cvičení s udělením zápočtu z daného předmětu, splnění podmínek výpočtové i pojmové části písemného testu a vlastní zkoušky.

Cíl

Studium předmětu má studentům poskytnout základní informace o chování a učíncích kapalin, o jevech vznikajících při proudění vody v tlakových systémech a v otevřených korytech. Dále studenti získájí základní informace o výskytu a koloběhu vody v přírodě a o měření parametrů popisující kvalitativní a kvantitativní parametry vody v přírodě.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Přednáška

2 hod./týden, 13 týdnů, nepovinné

Osnova přednášek

1. Hydraulika, vlastnosti tekutin, hydrostatika, tlakové síly na rovinné a zakřivené plochy, plavání těles.
2. Hydrodynamika, zákon zachování hmotnosti a hybnosti, Bernoulliho rovnice, aplikace impulsové věty.
3. Proudění vody v tlakových systémech - potrubích, proudění laminární a turbulentní.
4. Výpočet hydraulicky dlouhého a hydraulicky krátkého a složeného potrubí, shybka, násoska, návrh čerpadla.
5. Ustálené, rovnoměrné proudění s volnou hladinou v otevřených korytech.
6. Energetická výška průřezu. Kritické proudění. Říční a bystřinné proudění.
7. Přepady vody přes přelivy. Výtoky vody otvory a přepady s nádrží.
8. Vodní skok s dnovým režimem. spojení hladin dvou zdrží, návrh obdélníkového vývaru.
9. Hydraulické výpočty typických komunikačních objektů, mosty a propustky.
10. Základy proudění podzemní vody (Darcyho vztah, filtrační součinitel a filtrační rychlost, Dupuitův předpoklad, studny).
11. Hydrologie: vodní bilance, definice a charakteristiky povodí, srážky, výpar, měření hydrologických veličin.
12. Povrchový odtok z povodí, jeho stanovení. Režimy proudění ve vodních tocích. Průtoky minimální, maximální, m-denní a n-leté, zimní režim, ovlivňování odtokového režimu, vliv vodních nádrží na regulaci odtoku z povodí atp.

Cvičení

1 hod./týden, 13 týdnů, povinné

Osnova cvičení

1.-2. Výpočty spojených nádob a tlakových sil na rovinné a zakřivené plochy.
3.–4. Výpočty proudění kapaliny s použitím Bernoulliho rovnice a rovnice kontinuity.
5.-6. Výpočty ustáleného rovnoměrného proudění s volnou hladinou v otevřených korytech a výpočty kritické hloubky.
7.–8. Výpočty výtoku vody otvory a přepadového množství přes přelivy.
9.–10. Výpočty vodního skoku a návrh obdélníkového vývaru. Výpočty proudění vody v mostech a propustcích.
11.–12. Základní výpočty proudění podzemní vody – studny. Výpočet odtoku z povodí. Odhady m-denních průtoků.