Változások a hidrogeológia oktatásában az elmúlt 20 éves időszakban. Módszertani fejlődés a hidrogeológiai észlelés és modellezés, valamint a kúttechnológia területein. Szűcs Péter1, Madarász Tamás2 1intézeti
tanszékvezető egyetemi tanár, az MTA doktora 2egyetemi docens, PhD
Miskolci Egyetem, Műszaki Földtudományi Kar, Környezetgazdálkodási Intézet Hidrogeológiai – Mérnökgeológiai Intézeti Tanszék, 3515. Miskolc – Egyetemváros „XX. Konferencia a felszín alatti vizekről” Siófok, 2013. április 16-17.
Érintett tématerületek •Változások a hidrogeológia oktatásában a Miskolci Egyetemen •Egyetemi képzések a hidrogeológia területén az országban •Módszertani fejlődés – észlelés, modellezés és kúttechnológia •KÚTFŐ projekt – a hazai hidrogeológiai kutatás és oktatás fejlesztése •Összefoglalás
Változások a hidrogeológia oktatásában a Miskolci Egyetemen A Műszaki Földtudományi Kar képzési rendszere 2006. előtt Hagyományos, 5 éves mérnök szakok: -Bánya és geotechnikai szak, -Előkészítéstechnikai szak, -Olaj- és gázmérnöki szak, -Környezetmérnök szak, -Geográfus szak -Műszaki földtudományi szak -Hidrogeológiai–mérnökgeológiai szakirány (1978) (alapok az 1960-as években – Prof. Dr. Juhász József) -Geofizikusmérnöki szakirány -Geológusmérnöki szakirány -Geoinformatikai szakirány
Változások a hidrogeológia oktatásában a Miskolci Egyetemen 2010-ben induló 4 féléves mesterszakok
Műszaki Földtudományi alapszakra építve: Földtudományi mérnöki Bánya- és Geotechnikai mérnöki Előkészítéstechnikai mérnöki Olaj- és Gázmérnöki Hidrogeológus mérnöki Környezetmérnöki alapszakra építve Környezetmérnöki Hidrogeológus mérnöki Földrajz alapszakra építve: Geográfus
Változások a hidrogeológia oktatásában a Miskolci Egyetemen
A kétszintű képzési rendszer a MF Karon (Bologna)
Változások a hidrogeológia oktatásában a Miskolci Egyetemen A Hidrogeológus mérnök mesterképzési szak tantervi hálója Tantárgy 1
2
Ea.
Gy.
Sz.
Kr.
Mérnöki számítástechnika
0
2
g
2
Numerikus módszerek, optimálási eljárások
1
1
g
2
Környezetföldtan
2
1
v
4
Geodézia és térinformatika
2
1
v
4
Ásványtan - geokémia
2
1
v
4
Talajmechanika
2
1
v
4
0
2
g
2
Ea.
Gy.
3
Sz.
Kr.
4
Ea.
Gy.
Sz.
Kr.
Ea.
Gy.
Sz.
Kr.
Minőségmenedzsment
2
0
v
2
Szakirányú jogi és gazdasági ismeretek
2
0
v
2
Bizonságtechnika és munkavédelem
2
0
v
2
Stratégia menedzsment
2
0
v
2
Természettudományos alapismeretek (20 kredit)
Gazdasági és humán ismeretek (10 kredit) Graduális kutatószeminárium
Változások a hidrogeológia oktatásában a Miskolci Egyetemen A Hidrogeológus mérnök mesterképzési szak tantervi hálója Szakmai törzsanyag (30 kredit) Folyadékok mechanikája
2
1
v
3
Hidrogeológia
2
2
v
5
Vízkutatás, Vízkészletgazdálkodás
2
1
v
4
Alkalmazott és műszaki hidrológia
1
1
g
2
Vízminőségvédelem
1
1
v
3
Vízkutatás geofizikája
2
2
v
5
Mérnöki építéstan
2
1
v
4
Vízkémia
1
1
g
2
Magyarország vízföldtana
2
0
v
2
Vízművek, vízellátás
1
1
v
3
Hidrodinamikai és transzport modellezés
2
2
v
5
Differenciált (speciális) szakmai ismeretek és diplomaterv (60 kredit)
Geotermia
1
1
v
2
Szabadon választható tantárgycsoport (1)
2
1
v
3
Vízföldtani értelmezés
1
1
g
2
Fúrás, mélyfúrás
1
1
g
2
Víztisztítás, szennyvíztisztítás
1
1
g
2
Környezeti kockázatelemzés, kármentesítés
2
0
v
3
Vízbeszerzés
2
Környezeti geotechnika
1
1
v
2
Szabadon választható tantárgycsoport (2)
1
2
g
3
Diplomaterv konzultáció
2
6
0
8
v
3
24
Változások a hidrogeológia oktatásában a Miskolci Egyetemen
Külföldi részképzés
ERASMUS csereprogram LEONARDO program: szakmai gyakorlatok FEMP konzorciumi tagság 2003 óta
Változások a hidrogeológia oktatásában a Miskolci Egyetemen
Korszerű laboratóriumok, hidrológiai mérőállomás
Változások a hidrogeológiai oktatásában a Miskolci Egyetemen Év 1987 1992 2000 2010
Félévek száma 10 10 10 4
Előadás 1455 1380 1260 135
Természettudományos Gyakorlat 1305 1110 1050 105
Összesen 2760 2490 2310 240
Gazdasági és humán Előadás Gyakorlat Összesen 200 630 830 120 390 510 215 300 515 120 30 150
Szakmai Előadás Gyakorlat Összesen 460 445 905 565 380 945 560 370 930 210 135 345
Tantárgyak fajtáinak megoszlása 5000 4500 4000 3500 3000
Szakmai
2500
Gazdasági és humán
2000
Természettudományos
1500 1000 500 0 1987
1992
2000
2010
Változások a hidrogeológiai oktatásában a Miskolci Egyetemen 1987 Matematika Számítástechnika Ábrázoló geometria Kémia Géptan Fizika Ásvány és kőzettan Alkalmazott és fizikai kémia Elektrotechnika Őslénytan Általános és szerkezeti földtan Történeti földtan Geodézia és bányászati geometria Geofizika Teleptan Magyarország földtana Bányászati ismeretek Műszaki mechanika Geomechanika Talajmechanika Ásvány- és kőzettan I. Geokémia Mérnökgeológia I.
1992 Matematika Számítástechnika Ábrázoló geometria Műszaki rajz Általános kémia, fiz. kémia Szakmai alapismeretek Ásvány és kőzettan Fizika Géptan Műszaki mechanika Építőanyagok Földtan Elektrotechnika Geod. és térinformatika Történeti földtan Geokémia Magyarország földtana Geomechanika, talajmechanika Geofizika Műszaki földtan
2000 Matematika Számítástechnika Ábrázoló geometria Általános kémia, fiz. kémia Ásvány és kőzettan Földtan Fizika Műszaki rajz Géptan Műszaki mechanika Építőanyagok Geod. és térinformatika Teleptan Történeti földtan Magyarország földtana Geofizika Mérnökgeofizika Geotechnika (1)
2010 Mérnöki számítástechnika Numerikus módszerek, optimálási eljárások Környezetföldtan Geodézia és térinformatika Ásványtan - geokémia Talajmechanika
Természettudományos alapismeretek
Változások a hidrogeológiai oktatásában a Miskolci Egyetemen
1987 Filozófia Politikai gazdaságtan Szociológia Tudományos szocializmus Magyarország története Szociális ideológiai kollégium Idenennyelv Honvédelmi ismeretek Ipargazdaságtan Szervezéstan Munkavédelmi ismeretek Bányajog
1992 Filozófia alapjai Politika elm. Közgazd. Alapjai Szociológia Idenennyelv
2000 Filozófia alapjai Politika elm. Közgazd. Alapjai Szociológia Idenennyelv Jogi ismeretek Vezetéselmélet Pénzügyi ismeretek
2010 Graduális kutatószeminárium Minőségmenedzsment Szakirányú jogi és gazdasági ismeretek Bizonságtechnika és munkavédelem Stratégia menedzsment
Gazdasági és humán ismeretek
Változások a hidrogeológiai oktatásában a Miskolci Egyetemen
Szakmai ismeretek Új elemek 2010-től: Hidrodinamikai és transzport modellezés, Geotermia, Alkalmazott és műszaki hidrológia, Vízkémia, Vízföldtani értelmezés Vízminőség-védelem, Környezeti kockázatelemzés
Változások a hidrogeológiai oktatásában a Miskolci Egyetemen Hidrogeológus szakirányú továbbképzés Miskolci Egyetem –Szegedi Tudományegyetem, 2010. Tantárgy megnevezése
1 2 3 4 5 6 7
Szakmai törzsanyag Geológiai alapismeretek Geofizikai kutatás elmélet Fúrólyuk geofizika Hidrogeokémia Kútfúrás technológia Alkalmazott környezetföldtan Jogi és szakigazgatási ismeretek Kredit
1. félév E/Gy Köv Kr 5/5 5/0
K K
2. félév E/Gy Köv Kr
Gy
10/10
4. félév E/Gy Köv Kr
10 5 0/5 5/0
0/5
3. félév E/Gy Köv Kr
Gy K
5 5
5
20
5/5
10
5 5
5/5
K
10
10/0
K
10
5/0 5/0 10/0
K K
5 5 10
5/0 0/5 0/10
K Gy Gy
5 5 10
Szakirányú ismeretek 8 9 10 11 12 13 14
Hidrogeológia Hidrológia Hidraulika Magyarország hidrogeológiája Vízkészlet gazdálkodás – vízellátás Hidrodinamikai és transzport modellezés Hidrogeológiai önálló projektmunka Kredit Diplomaterv
5/0 0/5
5/5
K Gy
10
15/5
20
5/15
20
0/5 0/5 0/10 0/20
SZTE, Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék
Gy Gy Gy
5 5 10 20 10
Változások a hidrogeológiai oktatásában a Miskolci Egyetemen Hévízkészlet gazdálkodás szakirányú továbbképzés Szegedi Tudományegyetem -Miskolci Egyetem, 2010. Tantárgy megnevezése
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14 15
Szakmai törzsanyag Geológiai alapismeretek Geofizikai kutatási módszerek Fúrólyukgeofizika Hidrogeokémia Kútfúrás technológia Alkalmazott környezetföldtan Jogi és szakigazgatási ismeretek Kredit Szakirányú ismeretek Vízföldtani alapismeretek Geotermikus rendszerek Rezervoárkutatás és értelmezés Hévíztermelés Alacsony entalpiájú rendszerek Balneológia Hévíz hasznosítás gyakorlata Önálló tervezői projektmunka Kredit Diplomaterv
1. félév E/Gy Köv Kr 5/5 5/0
K K
2. félév E/Gy Köv Kr
Gy
10/10 5/0 5/0
K K
Gy K
5 5
5
20
5/5
5 5
5/0 5/5 0/5
10/0
4. félév E/Gy Köv Kr
10 5 0/5 5/0
0/5
3. félév E/Gy Köv Kr
10
10/10
10
K K Gy
5/0 5/0 10/0
K K
5 5 10
5/0
K
5
0/5 0/10
Gy Gy
5 10
5 10 5
20
5/15
20
0/10 0/10
Gy Gy
0/20
SZTE, Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék
10 10 20 10
Változások a hidrogeológiai oktatásában a Miskolci Egyetemen Geotermikus szakmérnök szakirányú továbbképzés Miskolci Egyetem, 2008-tól Tantárgy megnevezése Alapismeretek Megújuló energiák Speciális földtan Speciális geofizikai ismeretek Áramlástan Hidrogeológi
E/Gy 16 16 16 16
I. félév Köv Kredit V 5 V 6 V 6 V 6 V
E/Gy
II. félév Köv Kredit
12
V
5 28
12 16 16 12
V V Gy V
5 5 5 5
Kredit Szakmai törzsanyag Mélyfúrás, kútkiképzés Hévízrezevoárok Hévíztermelés Geoinformatika Geotermia vízkémiája Geotermikus rendszerek Geotermikus alapú elektromos energiatermelés Energiagazdálkodás Közvetlen hőhasznisítás Kredit Speciális ismeretek Hőátvitel geotermikus rendszerekben Hőszivattyúk Környezeti hátosok Gazdasági ismeretek Pályázati ismeretek az EU-ban Jogi és engedélyeztetési kérdések Kredit Diplomaterv Összes óraszám Összes vizsgaszám Összes gyakorlatijegy szám Összes kredit
16
Gy
E/Gy
III. félév Köv Kredit
E/Gy
6
12
Gy
16 16 16 16
V V V Gy
5 5 5 5 46
16 16
Gy Gy
5 5
5
16 16 12
80 4 1 29
IV. félév Köv Kredit
80 4 2 30
96 4 3 30
V V V
44 3 31
2 2 2 21 25 300 15 5 20
Változások a hidrogeológiai oktatásában a Miskolci Egyetemen PhD tudományos fokozat megszerzése – Mikoviny Sámuel Földtudományi Doktori Iskola Kutatási tématerület
Kutatási témacsoportok
Geotechnikai rendszerek és eljárások Geotechnikai rendszerek Geomechanikai kérdések elméleti vizsgálata, földalatti térségek kialakítása Természeti és bányászati veszélyek, ellenük való védelem A nyersanyagtermelő rendszerek gépesítése automatizálása, karbantartása Fluidumtermelő és szállító rendszerek Fluidumtelepek művelési eljárásai Integrált kőolaj- és földgáztermelő rendszerek Mélyfúrási technológia kutatása és fejlesztése Integrált szénhidrogénszállító és –tároló rendszerek kutatása Földgázelosztó és –fogyasztói rendszerek kutatása Geotermikus energiatermelő és –ellátó rendszerek A szénhidrogén-termelés kémiai eljárásai Szénhidrogéntelepek numerikus modellezése Környezeti eljárástechnika és nyersanyagelőkészítés Mechanikai eljárástechnika Nyersanyag- és hulladékelőkészítés Környezeti eljárástechnika Környezetvédelmi geotechnika Alkalmazott geofizikai kutatások Geofizikai inverzió és tomográfia Mérnökgeofizikai és környezetgeofizikai módszerfejlesztés Szeizmikus módszerfejlesztés Elektromágneses módszerfejlesztés Mélyfúrási geofizikai módszerfejlesztés Geofizikai informatika fejlesztése Geofizikai modellezés Térinformatikai- és helymeghatározó rendszerek alkalmazása Alkalmazott földtani és hidrogeológiai kutatások Szénhidrogén genetikai és/vagy migrációs folyamatok kutatása, medenceanalízis Hasznosítható szilárd ásványi nyersanyagok komplex kutatása Üledékes és vulkáni eredetű képződmények szerkezet-földtani, rétegtani, üledékföldtani, őskörnyezeti és környezetföldtani vizsgálata Pleisztocén és holocén ősföldrajzi kutatások Alkalmazott ásvány- és kőzettani kutatások Mérnökgeológiai kutatások Vízföldtani kutatások Természet- és társadalomföldrajz Természetföldrajz Digitális térképezés, domborzat modellezés A természeti és társadalmi tényezők kapcsolatrendszerének tanulmányozása. A hasznosítható természeti erőforrások – különös tekintettel az ásványi nyersanyagokra – gazdaságtörténeti jelentősége hazánkban A társadalom térszerkezetének kutatása
Változások a hidrogeológiai oktatásában a Miskolci Egyetemen
Bányamérnöki Kar - Műszaki Földtudományi Kar szervezeti felépítése
Ásványtani - Földtani Intézet Bányászati és Geotechnikai Intézet Földrajz Intézet Geofizikai és Térinformatikai Intézet
Környezetgazdálkodási Intézet
- Hidrogeológiai – Mérnökgeológiai Intézeti Tanszék - Környezetmérnöki Intézeti Tanszék - MTA-ME Műszaki Földtudományi Kutatócsoport Kőolaj és Földgáz Intézet Nyersanyagelőkészítési és Környezeti Eljárástechnikai Intézet
Egyetemi képzések a hidrogeológia területén az országban MTA Hidrogeológiai Albizottság, 2012. július 2.
1. Cserny Tibor, Gribovszki Zoltán (NyME) – Hidrológiai (és környezetföldtani) tárgyak a Nyugat-magyarországi Egyetemen. 2. Kovács Balázs (ME) – Vízföldtani kutatások és oktatás a Miskolci Egyetemen 3. Mádlné Szőnyi Judit (ELTE) – Hidrogeológiai oktatás az Eötvös Loránd Tudományegyetemen: múlt – jelen jövő. 4. Szanyi János (SzTE) – A hidrogeológia képzés háttere a Szegedi Tudományegyetemen 5. Hajnal Géza (BME) – Víz a Műegyetemen
Egyetemi képzések a hidrogeológia területén az országban Debreceni Egyetem, Ásvány- és Földtani Tanszék Eötvös József Főiskola, Baja
Módszertani fejlődés – észlelés, modellezés és kúttechnológia
Lénárt László
Észlelés - monitoring
Módszertani fejlődés – észlelés, modellezés és kúttechnológia Vízszint - csapadék 556
-2
552
10
548
22
544
34
540
46
536
58
532
70
528
82
524
94
Csapadék 520 1992.01.01
1995.01.01
1998.01.01
Vízszint 2001.01.01
Vízszint pótlás 2004.01.01
Hó 2007.01.01
Észlelés - monitoring
2010.01.01
106 2013.01.01
Csapadékmagasság [mm]
Vízszint [mBf]
Nv - 17 figyelőkút -- Jávorkút (Bánkút) (1992-2012)
Módszertani fejlődés – észlelés, modellezés és kúttechnológia Hidrodinamikai – transzport – hő transzport modellezés
„A kellő mélységű teleptant nélkülöző számítógépes modellezés olyan, mint az orvosi műszeres diagnózis anatómia nélkül.”
Módszertani fejlődés – észlelés, modellezés és kúttechnológia Modellezési tevékenység a 90-es évek elejétől – Kovács Balázs
Egymásba ágyazott áramlási rendszerek
Módszertani fejlődés – észlelés, modellezés és kúttechnológia Modellezési tevékenység a 90-es évek elejétől – Kovács Balázs Véges differencia elemek mérete
Rétegsor
A függőleges szivárgási sebesség változása a mélységgel [cm/nap]
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
1
0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0 0
0
2
2
4
4
6
6
8
8
10
10
12
12
14
14
Agyagos iszap fedő
0.1
0
A modellezett tér elemekre bontása
A telítettség változása a mélység függvényében
5
Törmelékes agyag (bányameddő)
Iszapos homok
14
EOV X
10
Kavicsos homok
Szennyezés forrása
Monoklór-benzol koncentráció a talajban [m g/kg]
327000 326000 325000 324000 323000 322000 321000 320000 319000 318000 317000 316000
Mélység [m]
Mélys ég [m ]
789000 790000 791000 792000 793000 794000 795000 796000 797000 798000 799000 EOV Y
Talajvíz-áramlás iránya
x [m ]
Numerikus megoldások – Véges differencia módszer
Módszertani fejlődés – észlelés, modellezés és kúttechnológia Megbízhatóság, pontosság, sztochasztikus módszerek, optimalizáció Regularizáció
Módszertani fejlődés – észlelés, modellezés és kúttechnológia Speciális szennyeződések, koncepcionális modellkészítés, vizualizáció
Szakmai döntéshozatal része
Módszertani fejlődés – észlelés, modellezés és kúttechnológia Jelentős változások a kúttechnológiában
1890
1950 1990
Módszertani fejlődés – észlelés, modellezés és kúttechnológia A fúrási technológiában
Módszertani fejlődés – észlelés, modellezés és kúttechnológia Az öblítési technológiában
Módszertani fejlődés – észlelés, modellezés és kúttechnológia A szűrőzés módjában
KÚTFŐ projekt – a hazai hidrogeológiai kutatás és oktatás fejlesztése
KÚTFŐ projekt KÚTFŐ – A Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Karának felszín alatti vizekhez kapcsolódó nemzetközi kutatási potenciáljának fejlesztése célzott alapkutatási feladatok támogatása által. TÁMOP pályázat, 28 hónap, 2012. október 1., 476 millió Ft támogatás
KÚTFŐ projekt – a hazai hidrogeológiai kutatás és oktatás fejlesztése Projekt fejlesztési modulok 1. Ásvány-, gyógy-, és hévízkészletek feltárását és hasznosítását szolgáló komplex vízföldtani kutatások az É. Moi. Régióban
1.1. Geológiai, geofizikai és hidrogeológiai módszerek együttes alkalmazása 1.2. regionális léptékű áramlási és hő transzport modell készítése és kalibrációja
2. Hideg és meleg karsztvíztestek kapcsolatrendszeré nek jobb megismerését és védelmét célzó kutatások 2.1. A (BKÉR) bővítése, általánosítható hidrogeológiai összefüggések megfogalmazása
3. Bányászati tevékenységek felszín alatti vízkészletek mennyiségére és minőségére gyakorolt hatásának vizsgálata
3.1. Felhagyott bányatérségekben, átszivárgó vizek hatásainak vizsgálata
2.2. A termálkarsztok vizsgálatából nyert új adatok vizsgálata 3.2. Külfejtéses bányaterek hatásainak csökkentése
1.3. A fenntartható vízkészlet-gazdálkodás kritérium rendszerének kidolgozása 1.4. Geotermikus energia potenciál és a hőpiac feltérképezés
2.3. A bükki töbrökben és barlangokban felhalmozódott szennyezők meghatározása
3.3. Numerikus számítási metodikák hidrodinamikai, geotechnikai és anyagtranszport-folyamatok leírására.
4. Speciális szennyezőanyagok /szennyezések felszín alatti transzportfolyamatainak pontosabb és megbízhatóbb megismerése
4.1. DNAPL típusú szennyezőanyagok modellezése
4.2. DKS perme-abiméterre alapozott laboratóriumi mérések
4.3. Passzív minta-vételezési eljárás a szennyezettségi monitoringban
4.4. Partiszűrésű rendszerek transzportfolyamatai, a csóvadinamika értelmezése
5. Szélsőséges időjárási viszonyok hatása a felszín alatti vízkészletek utánpótlódására, a felszín alatti víz-forgalomra
5.1. utánpótlódási viszonyok meghatározása környezeti izotópok alkalmazásával.
5.2. Szélsőséges időjárási viszonyok hatásának meghatározása
5.3. Környezeti izotópok alkalmazása hidrodinamikai modellek kalibrációjában.
KÚTFŐ projekt – a hazai hidrogeológiai kutatás és oktatás fejlesztése
Felszín alatti vizek szerepe az Észak-magyarországi régióban
Borsod-Abaúj-Zemplén Megye Területfejlesztési Koncepciója
Összefoglalás •Nemzetközi színvonalú hidrogeológiai felsőfokú oktatás Magyarországon •Erősödő és példamutató összefogás az oktatás, a kutatás és a szakmai érdekérvényesítés területein •Erőteljes módszertani fejlődés – észlelés, modellezés és kúttechnológia, magasabb színvonalú szakmai munka •KÚTFŐ projekt – a hazai hidrogeológiai kutatás és oktatás fejlesztése, nemzetközi konzorciumi kutatási pályázatokhoz való csatlakozás
Műszaki Földtudományi Kar Alapítva: 1735
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!
