Lista kursów

English version

Kod kursu: IWS20020o12
Rok / Semestr: 2012/2013 letni
Nazwa: Modelowanie matematyczne w inżynierii wodnej
Kierunek: Inżynieria i Gospodarka Wodna
Typ studiów: II st. - magisterskie
Rodzaj kursu: Obligatoryjny
Semestr studiow: 1
Punkty ECTS: 6
Formy kształcenia (wykłady / ćwiczenia / inne): 30 / 45 / 0
Prowadzący: dr hab. Wiesław Szulczewski, prof. nadzw.
Język: polski


Efekty kształcenia: Wiedza Zna podstawy matematycznego modelowania przepływu wód i zanieczyszczeń w ośrodku porowatym; zna równania fizyki matematycznej opisującej w/w procesy; posiada podstawową wiedzę z zakresu metod numerycznych stosowanych do rozwiązywania równań konstytutywnych; wie, jakie jest znaczenie parametrów hydrogeologicznych i dyspersyjnych ośrodka gruntowego; zna rodzaje warunków brzegowych i rozumie ich znaczenie do opisu modelowanego zjawiska; zna zasady eksploatacji popularnych programów komputerowych dostępnych na rynku z zakresu modelowania wód podziemnych; zna rozkłady prawdopodobieństwa wykorzystywane w gospodarce wodnej, w szczególności wykorzystywane do estymacji rozkładów zjawisk ekstremalnych, zna metody estymacji ich nieznanych parametrów. Umiejętności Potrafi zastosować modele matematyczne przepływu wód podziemnych i zanieczyszczeń chemicznych do opisu ilościowego i jakościowego analizowanego zjawiska; umie określić w sposób jednoznaczny cel obliczeń; potrafi dobrać odpowiedni model matematyczny i program komputerowy do konkretnego problemu z zakresu ochrony wód podziemnych; potrafi dobrać warunki początkowe i brzegowe; potrafi zaprojektować i zrealizować przy pomocy komputera wielowariantowe obliczenia; umie zinterpretować otrzymywane wyniki z badań modelowych i potrafi określić ich wiarygodność; na podstawie wielowariantowych badań modelowych potrafi określić zasady i wytyczne postępowania zapewniające ochronę wód; posiada umiejętność statystycznego opracowania obserwacji hydrometeorologicznych, a w szczególności: estymacji rozkładów zjawisk ekstremalnych oraz wyznaczania kwantyli rzędu p.

Kompetencje: Rozumie potrzebę ochrony wód podziemnych; ma świadomość źródeł zagrożeń jakości wód podziemnych, odpowiedzialności projektanta i osoby odpowiedzialnej za eksploatację obiektu w zakresie ochrony zasobów wodnych; podnosi swą świadomość w zakresie ekologii i potrzeby oszczędnego i racjonalnego zasobami naturalnym

Wymagania wstępne: matematyka, fizyka, chemia i nauki pokrewne, hydrologia.

Treści kształcenia: Podstawowe wiadomości z fizyki cieczy. Transport adwekcyjny i dyfuzyjny wody w ośrodku ciągłym. Konstytutywne równania stanu i ruchu wody: równanie ciągłości, równania dynamiki. Postaci szczególne równań ruchu w przypadku wody glebowej: prawo Darcy\'ego, równanie Boussinesq\'a, równanie Richardsa. Warunki graniczne dla równań ruchu. Liniowe modele przepływów cieczy i zanieczyszczeń chemicznych w strefie aeracji. Równanie przepływu wody w strefie aeracji i saturacji. Równanie dyspersji hydrodynamicznej i jego zastosowanie do modelowania przepływu zanieczyszczeń chemicznych w ośrodkach porowatych. Przepływ o swobodnej powierzchni. Transport adwekcyjny. Fizyczne podstawy matematycznego opisu transportu pędu i energii. Równanie dynamiki przepływu w korycie rzecznym. Hydrodynamiczny model de Saint-Venanta. Przepływ nieustalony w korycie rzecznym.

Literatura: 1. Borys M., Mosiej K., Wytyczne wykonywania ocen stanu technicznego i bezpieczeństwa wałów przeciwpowodziowych, IMUZ Falenty 2003. 2. P.S.Eagleson, Hydrologia dynamiczna, PWN, W-wa, 1978. 3. Kowalik P., Ochrona środowiska glebowego, PWN Warszawa, 2001. 4. Kubrak J., Nachlik E. (red.): Hydrauliczne podstawy obliczania przepustowości koryt rzecznych. Wydawnictwo SGGW, Warszawa 2003. 5. Potter D., Metody obliczeniowe fizyki – fizyka komputerowa, PWN Warszawa, 1982. 6. Sawicki J.: Przepływy ze swobodną powierzchnią. PWN, Warszawa 1999. 6. Sroka Z., Walczak Z, Wosiewicz B.J., Analiza ustalonych przepływów wód gruntowych metodą elementów skończonych, AR Poznań 2004. 7. Szulczewski W., Modelowanie migracji zanieczyszczeń w nienasyconych gruntach i glebach, Zesz. Nauk. AR Wroc. nr 466, Rozprawy CCI, 2003. 8. Szymkiewicz R.: Modelowanie matematyczne przepływów w rzekach i kanałach. PWN, Warszawa 2000. 8. Wosiewicz B., Sroka Z., Komputerowe obliczenia filtracji dla budownictwa wodno-melioracyjnego, Wyd.Nauk.Tech. Warszawa, 1992.

Metody oceny: Zaliczenie na podstawie ocen za raporty z ćwiczeń rachunkowych i symulacyjnych.

Uwagi: