Okruhy SZZ Voda – strategická surovina (navazující studium)
HOSPODAŘENÍ S VODOU 1. Voda a její význam – jako surovina a složka ŽP, obnovitelné a neobnovitelné zdroje, členění vody dle použití – požadavky na množství a jakost (v ČR a jinde). 2. Hlavní úkoly a problémy VH – nadbytek a nedostatek vody, příčiny a možnosti řešení, jakost povrchových vod (stav, příčiny). 3. Hlavní faktory ovlivňující VH – vodní a vodohospodářská bilance, hydrologické a ostatní vlivy (jejich vliv a význam) 4. Antropogenní vlivy na hydrosféru – přímé a nepřímé, záměrné a vedlejší, vliv vodohospodářských děl (nádrže, úpravy toků, meliorace). 5. Vodní hospodářství ČR a jeho srovnání s jinými zeměmi – zdroje vody (srážky, výpar, odtok), míra a rozdělení užívání vody (odběry, úroveň zásobování). 6. Charakteristika vodních zdrojů vodohospodářských soustav.
a
jejich
využitelnost.
Vlastnosti
7. Úloha vodních nádrží ve vodním hospodářství. 8. Akumulace vody – účel, rozdělení akumulačního prostoru (nádrže), chronologická a součtová řada, objem akumulace. 9. Minimální průtoky v tocích – význam, způsob vyjádření, způsob stanovení a vztah k odběrům vody z toků. 10. Povodně, význam, příčiny vzniku, způsob vyjádření, druhy opatření. 11. Přístupy k řešení vodohospodářských soustav 12. Státní správa ve VH – vodohospodářské orgány (druhy), účel vyjádření, souhlasu a povolení, úplaty, poplatky a pokuty, opravné prostředky proti rozhodnutí správního orgánu.
HYDROLOGIE II 1. Přírodní vody Země, koloběh vody na Zemi. Rozmístění celosvětových zásob vody, oběh vody na Zemi, obnovování zásob vody na Zemi. Vodní bilance povodí a faktory, které ji ovlivňují, včetně antropogenních zásahů v povodí. 2. Srážkoodtokový proces, jeho jednotlivé komponenty a faktory, které jej ovlivňují. Nejpoužívanější metody pro stanovení hydrologické a hydraulické transformace ovzdušné srážky na odtok či odtokovou ztrátu. 3. Podpovrchová voda. Půdní vláha, podzemní voda. Druhy půdní vláhy a podzemních vod, typy vodního režimu půd a podzemních vod. Měření, stanovení a odhad hydrologických vlastností půd. Nejpoužívanější metody pro stanovení či odhad dynamiky vody v pásmu aerace. 4. Hydrologie jezer. Vznik jezer, třídění jezer, morfometrické charakteristiky, vodní bilance, teplotní stratigrafie. Možnosti měření batygrafie jezer a vodních nádrží. Základy ekologie jezer a mokřadů (eutrofizace, splach sedimentů z povodí a jejich vliv na jezerní ekosystémy). Transformační účinek vodních ploch na odtok z povodí. 5. Hydrologické charakteristiky povrchových a podzemních vod. Norma ČSN 75 1400 Standardní a základní údaje povrchových vod, empirické a teoretické přístupy a metody k jejich stanovení. SW typu HEC-SSP apod. 6. Hydrometrie. Měření hydrologických prvků konvenčními a moderními metodami. Hydrometrická vrtule, ADCP, flow trackery dalších typů. Účel a vybavení automatizované vodoměrné stanice. 7. Základy hydrauliky otevřených koryt. Základní metody pro výpočet ustáleného a neustáleného proudění. Úpravy koryt toků a jejich hydrologický význam, princip kritického proudění, Froudovo číslo, Reynoldsovo číslo. Technické objekty v toky jako faktory ovlivňující hydrauliku vodního toku. 8. Základy vodního hospodářství. Vodohospodářské soustavy v ČR, koncept víceúčelové VH soustavy. Řízení a optimalizace VH soustav pomocí hydroinformatických nástrojů a expertních systémů. 9. Povodně, dělení dle geneze a typu. Hydrologická prognóza. Hlásná a předpovědní povodňová služba ČR (hlavní rámec činnosti, legislativní úprava, územní působnosti, informační toky). Systém integrované výstražné služby - SIVS. 10. Srážkoodtokové modely. Základní principy, metody a SW nástroje - HEC-HMS, HYDROG, MIKE SHE, SIMWE, TOPMODEL. 11. Hydraulické modely. Základní principy a SW nástroje - HEC-RAS, MIKE 11, MIKE 21c, MIKE FLOOD. 12. Fluviální eroze půdy. Dynamické erozní modely. Výhody oproti empirickým metodám typu RUSLE. SW nástroje - USPED, SWAT, WEPP, SIMWE.
HYDROGEOLOGIE II 1. Hydrosféra – rozdělení vody na Zemi – povrchová a podpovrchová voda – základní pojmy, voda v pásmu aerace a saturace. Obecné zákonitosti akumulace a proudění tekutin v horninách (voda, ropa a plyn v horninách zemské kůry, zdroje energie tekutin) 2. Význam geologické stavby na tvorbu a oběh podzemních vod. Prameny – vznik a klasifikace, měření vydatnosti. Povrchový odtok – říční síť, hydrologické regiony. Charakteristika povodňových vln a vrcholových vodních stavů. Základní rovnice proudění vod v korytech. 3. Hydrometrie – hydrologické a hydrogeologické metody (přístroje, metody zpracování dat). Rovnice hydrologické bilance (její prvky a jejich stanovení, principy a zásady minimalizující nepřesnost rovnice). Povodí, hydrologický rok. Hydrogeologická rajonizace. 4. Geohydrodynamické systémy (kolektory-izolátory, propustné-nepropustné prostředí, systémy s volnou a napjatou hladinou, krasové systémy, systematika podle dynamiky vod a podle výměny vody se zemským povrchem, okrajové podmínky). 5. Režim podzemních vod a režimní pozorování (chronologická čára a její složky, frekvenční křivka, čára překročení). Základní charakteristiky režimů u systémů s volnou, napjatou hladinou a systému krasových. Vlivy změn v infiltrační a vývěrové oblasti na režim vod. 6. Hydraulické vlastnosti hornin (pórovitost, puklinatost, propustnost), tekutin (měrná hmotnost, měrná tíže, hydrostatický tlak, stlačitelnost) a zvodněného prostředí (koef.hydraulické vodivosti, transmisivita, storativita, tlaková a hladinová vodivost). 7. Hydrodynamické základy proudění podzemních vod (Darcyho zákon, systematika filtračních toků, základní obecná diferenciální rovnice filtrace, ustálené a neustálené proudění – základní rovnice – Dupuit, Theis, Jacob). Nelineární zákony filtrace. Turbulentní proudění. 8. Depresní kužel (tvar a charakteristiky, rozvoj deprese). Interference depresí. Základní výpočetní vztahy. Metody zjišťování hydraulických parametrů (empirické vzorce, laboratorní zkoušky, hydrodynamické testy). 9. Přírodní voda jako roztok a její kvalitativní vlastnosti. Chemické složení, původ makro a mikroložek v přírodních tekutinách. Fyzikální, senzorické vlastnosti podzemních vod. Agresivita podzemních vod. Hydrogeochemické klasifikační systémy. Metody zpracování hydrochemických dat. 10. Základy ochrany kvality podzemních vod (pasivní a aktivní ochrana). Průzkum a sanace znečištění, monitoring kvality (základní zásady vzorkování podzemních vod). Základní legislativa v ochraně vod, střety zájmů. 11. Základní úkoly aplikované hydrogeologie (řešení problematiky vodovodního zásobování, zavlažování, problematika těžby nerostných surovin – včetně loužení, jímání a těžba minerálních vod apod.) 12. Zásoby a zdroje podzemních vod a jejich určování (přírodní zdroje, indukované zdroje, využitelné množství podzemních vod, klasifikace zásob). Metody výpočtů zásob a zdrojů podzemních vod.
KONTAMINAČNÍ HYDROGEOLOGIE 1. Přehled kontaminantů v podzemních vodách – hodnocení kvality vod, anorganické, organické kontaminanty. Bakteriologická kontaminace podzemních vod 2. Transport kontaminantů – základní pojmy, přirozená atenuace, transportní procesy, řešení rovnic transportu 3. Obecné zásady a metody průzkumu znečištění – metodika, náplň a cíle průzkumu kontaminace, hlavní druhy průzkumných metod a jejich použití pro průzkum saturované a nesaturované zóny 4. Vzorkování podzemních vod a monitorovací systémy- terénní měření, odběr a úprava vzorků 5. Kontaminace kovy – chování kovů v podzemní vodě, metodika průzkumu kontaminace kovy 6. Kontaminace organickými látkami – kontaminanty a jejich šíření, hydraulika šíření NAPL, distribuce organických látek mezi fázemi, průzkum kontaminace organickými látkami 7. Analýza rizika – základní principy, metodika 8. Základy sanace podzemních vod – metody sanace saturované zóny 9. Základy sanace – metody sanace nesaturované zóny 10. Preventivní ochrana podzemních vod – obecná ochrana vod, ochrana tvorby podzemních vod, ochrana vod před nadměrným využíváním, legislativa 11. Ochranná pásma vodních zdrojů, ochrana minerálních vod 12. Rámcová směrnice EU o vodách, vodohospodářské pánování
ÚPRAVA A ČIŠTĚNÍ VOD 1. Význam a vlastnosti vody 2. Spotřeba vody. Zásobování pitnou vodou 3. Druhy vod. Odpadní vody 4. Klasifikace látek obsažených ve vodě 5. Stokování. Hydraulika ČOV 6. Základní procesy v technologii úpravy a čištění vod 7. Úprava vody 8. Mechanické čištění odpadních vod 9. Biologické čištění odpadních vod 10. Odstraňování N a P. Dočišťování. Samočištění 11. Kalové hospodářství čistírny odpadních vod 12. Sledování provozu ČOV. Odběr vzorků. Bezpečnost a hygiena práce
VODA V KRAJINĚ 1. 2.
Voda na Zemi, základní vlastnosti a vývoj hydrosféry, hydrologický cyklus. Hydrologická bilance a její komponenty, srážkoodtokový proces a faktory, které jej ovlivňují. 3. Krajinný pokryv a jeho vliv na odtokové poměry, kvalitu vod, fluviální erozi a transport sedimentů, využití GIT ve sběru dat a analýzách krajinného pokryvu. 4. Lesnická hydrologie, její význam v hydrologii jako takové, tradice lesnické hydrologie ve světě a v ČR. 5. Vývoj klimatu a fluviálních systémů v geologické historii Země, základy paleohydrologie, vodní útvary jako zdroje proxy dat (mokřady, rašeliniště, limnické sedimenty). 6. Scénáře pro globální změnu klimatu (IPCC, ACACIA, Národní klimatický program ČR), vliv změny klimatu na hydrologii a vodní zdroje v ČR. 7. Interakce povrchových a podzemních vod, analytické a numerické metody pro sdružené úlohy, příklady komunikace hydrogeologických a hydrologických modelů (MIKE SHE, MIKE 11, HEC-RAS atd.). 8. Koncept říčního kontinua a říční krajiny, využití systémové teorie v hydrologii a krajinné ekologii, možnosti GIT a environmentálních modelů ve studiu říčních niv a říční krajiny. 9. Srážkoodtokové modely, dělení modelů podle různých kritérií, základní typy v ČR (HEC-HMS, HYDROG, MIKE SHE) příklady jejich aplikací. 10. Hydrodynamické modely, dělení, příklady aplikací (HEC-RAS, MIKE 11, MIKE 21c) 11. Environmentální a ekologické modely a jejich propojení s modely hydrologickými a GIT (HEC-EFM, DHI ECO Lab, Land Change Modeler etc.). 12. Eroze a její typy (fluviální a eolická), možnosti měření a stanovení fluviální eroze, možnosti modelování eroze a transportu sedimentů v GIS a numerických modelech (RUSLE, SWAT, MIKE 11, MIKE 21c, HEC-RAS atd.).
HYDROTOXIKOLOGIE 1) Historický vývoj toxikologie; definice jedu; dělení toxikologie podle „zájmového organismu“ a podle použité metody výzkumu. 2) Křivka toxického působení – popis, důležité body; značení v toxikologii – význam, použití, výklad použitých symbolů; zásady porovnávání polutantů z hlediska jejich toxicity. 3) Faktory ovlivňující úroveň projevu toxického účinku; druhy toxického působení z hlediska času a účinku; metoda odhadu typu účinku látky – akutní, chronický. 4) Znečištění vod a jeho účinky; posouzení vlivu odpadních vod na recipient; posouzení rizika toxického ovlivnění oživení ČOV. 5) Princip toxikologické zkoušky – obecně; výpočet zvolených experimentálních koncentrací. 6) Formy kontaktu organismu s toxickou látkou, způsoby průniku toxické látky do organismu, rychlost projevu toxického působení; zkoušky v toxikologii teplokrevných organismů, jaké formy kontaktu organismu s látkou jednotlivé zkoušky modelují. 7) Hlavní trofické skupiny organismů v ekosystémech vod; zkoušky v ekotoxikologii – zdůvodnění výběru zkoušek. 8) Zkouška toxicity s producenty – zkušební organismus, způsob provedení zkoušky, výpočty pro přípravu ředění vzorků za účelem přípravy koncentračních řad. 9) Zkouška toxicity s konzumenty I řádu – zkušební organismus, způsob provedení zkoušky, výpočty pro přípravu ředění vzorků za účelem přípravy koncentračních řad. 10) Zkouška toxicity s konzumenty II řádu – zkušební organismus, způsob provedení zkoušky, výpočty pro přípravu ředění vzorků za účelem přípravy koncentračních řad. 11) Zkouška toxicity s destruenty – zkušební organismus, způsob provedení zkoušky, výpočty pro přípravu ředění vzorků za účelem přípravy koncentračních řad. 12) Stanovení ekotoxicity odpadů – sada povinných zkoušek toxicity, druhy organismů a stanovované hodnoty, způsob vyhodnocení.
HYDROCHEMIE
1.
Fyzikální a chemické vlastnosti vody
2.
Disociační konstanta vody, pH, redox potenciál
3.
Sodík a draslík ve vodách
4.
Vápník a hořčík ve vodách
5.
Železo a mangan ve vodách
6.
Těžké kovy ve vodách
7.
Sloučeniny dusíku a fosforu ve vodách
8.
Vápenato uhličitanová rovnováha, CO2 ve vodách
9.
Fenoly, huminové látky, PCB, PAU ve vodách
10.
Pesticidy a tenzidy ve vodách
11.
Ropné látky ve vodách
12.
Atmosférické povrchové a podzemní vody
GEOINFORMAČNÍ TECHNOLOGIE 1. Uveďte základní náhledy na reálný svět používané v geoinformatice a jejich základní charakteristiku. 2. Co je vektorový datový model? Jakým způsobem zobrazuje objekty reálného světa? Uveďte jeho základní charakteristiky. 3. Co je to rastrový datový model a jaký je jeho vztah k jevům reálného svět? Uveďte jeho základní charakteristiky. 4. Na příkladech popište rozdíly mezi přímým určováním polohy a nepřímým určováním polohy (geokódem). Které z prostorových referenčních systémů jsou závazné na území ČR? 5. Jaký je rozdíl v primárních a sekundárních geodatech? Jaké jsou jejich výhody a nevýhody jejich použití? 6. Uveďte některé z významných poskytovatelů prostorových dat v rámci ČR. Uveďte příklady prostorových dat, které poskytují. 7. Co je to digitální model reliéfu (DMR) a co je to digitální model povrchu (DMP)? V čem se liší? 8. Jaké základní konstrukční prvky jsou používány při DMT? 9. Uveďte a popište alespoň tři základní způsoby reprezentace DMT nejčastěji využívané v geoinformatice. 10. Popište základní princip určování polohy pomoci technologie GPS. Co jsou to kódová a fázová měřeními ve vztahu k GPS? Jaké jsou výhody a nevýhody každého z měření? 11. Z jakých segmentů se skládá systém GPS? Popište stručně z čeho je každý segment tvořen a jaká je jeho funkce v systému. 12. Vyjmenujte alespoň 4 libovolné faktory ovlivňující přesnost měření pomoci přístroje GPS?
VODOHOSPODÁŘSKÉ STAVBY 1. Aktuální úkoly vodohospodářské výstavby. Podklady pro projektování vodohospodářských staveb. Průzkumné práce. Vztah vodohospodářských děl k životnímu prostředí. 2. Vzdouvací stavby a jejich funkce. Tížné přehrady: zemní a kamenité přehrady. Těsnění zemních a kamenitých přehrad. Ochranné a drenážní vrstvy v zemních a kamenitých hrázích. 3. Přehrady z lomového zdiva a betonu. Klenbové, členěné přehrady a přehrady zvláštní konstrukce. 4. Jezy a jejich funkce. Pevné jezy: dřevěné a kamenné. Pohyblivé jezy: poklopové, stavidlové, segmentové, válcové, hydrostatické a vakové. 5. Objekty pro odběr a dopravu vody. Ochrana odběrných objektů před splaveninami. Tlakové a beztlakové přivaděče, shybky, akvadukty. 6. Vodní cesty. Vnitrozemská plavba. Splavňování vodních toků. Vnitrozemské průplavy. 7. Objekty na vodních cestách. Plavební komory a jejich hlavní části. Lodní zdvihadla. Přístavy a překladiště. 8. Využití vodní energie vodního toku. Vodní elektrárny v elektrizační soustavě. Typy vodních elektráren: při jezu, při vzdušné patě přehrady, ve věžovém objektu v nádrži. Derivační, podzemní, přečerpávací vodní elektrárny. 9. Způsoby úpravy toku. Návrh úpravy koryta vodního toku. Soustřeďovací stavby. Úprava toku v intravilánu. Požadavky na úpravu toku. 10. Odvodňovací stavby. Závlahové stavby. 11. Objekty mechanického a biologického čištění odpadních vod. 12. Stavební uspořádání objektů čistíren odpadních vod. Kalové hospodářství čistíren odpadních vod.
