Modelování migračních procesů v životním prostředí

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra jaderné chemie

Anotace:

V prvé části předmětu jsou uvedeny charakteristiky modelovaných systémů a význam pojmů modelování, verifikace, validace a simulace. V další části jsou podrobně diskutovány modely rovnovážné a nerovnovážné dynamiky migrace v porézním prostředí, dále rovnovážné a kinetické zákonitosti (submodely) interakčních procesů, zákonitosti disperzních dějů a pohybu podzemní vody porézním prostředím. Pozornost je též věnována modelům šíření

kontaminantů ve vodních tocích, nádržích a atmosféře a geochemickým speciačním

programům. Na závěr jsou stručně zmíněny experimentální postupy stanovení důležitých parametrů modelů.

Požadavky:

1. Základní znalosti z fyzikální chemie (hlavně z oblasti chemických rovnovách a kinetiky interakce v heterogenních systémech, zákonitosti difúzních procesů) a z anorganické chemie (existence forem složek v roztoku, tzv. speciace, chemické vlastnosti a chování dominantních prvků přítomných v pedosféře a hydrosféře).

2. Znalosti principů aplikace diferenciálních rovnic a numerických metod vhodných pro jejich řešení.

Osnova přednášek:

1. Charakteristika modelovaných systémů (matematické modely, systém a jeho prvky, modelování, verifikace, validace a simulace).

2. Základní popis procesu migrace v porézních vrstvách (1D-, 2D- a 3D modely; retardační koeficient; procesy interakce, disperze a konvekce).

3. Zákonitosti rovnovážných stavů a kinetiky interakčních procesů (jedno- a vícesložkové systémy, vliv rovnováhy a kinetiky na migrační proces).

4. Zákonitosti disperzních dějů (matematické modely, vliv disperze na migraci).

5. Zákonitosti konvekčních dějů - pohybu podzemní vody porézním prostředím (matematické modely, vliv na migrační proces).

6. Zákonitosti migrace v puklinovém prostředí hornin.

7. Šíření kontaminantů ve vodních tocích a nádržích (způsoby popisu, vybrané typy matematických modelů).

8. Šíření kontaminantů v atmosféře (mezní vrtsva atmosféry a zdroje znečištění, základní typy matematických modelů).

9. Přehled speciačních (geochemických) programů a jejich využitelnost.

10. Experimentální metody studia interakčních procesů.

11. Metody studia disperzních a difúzních dějů.

12. Metody stanovení parametrů hydrodynamických dějů (hydraulická vodivost (filtrační koeficient), hydraulická výška, hydraulický spád, aj.).

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Znalosti:

Posluchači získají znalost principů modelování procesů, kterými se kontaminanty šíří v geosféře, hydrosféře a částečně též v atmosféře. Seznámí se s typy základních modelů a jejich aplikací na reálné systémy.

Schopnosti:

Posluchači získají schopnost posoudit a diferencovat jednotlivé typy modelů a jejich využitelnost, dále hodnotit vlivy dílčích dějů na migrační proces jako celek.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] Štamberg K.: Modelování migračních procesů v životním prostředí, ČVUT, Praha 1996 (dotisk prvního vydání v r. 1998).

Doporučená literatura:

[1] Grenthe I., Puigdomenech I. (editors): Modelling in Aquatic Chemistry. NEA OECD, Paris 1997.

[2] Ghadiri H., Rose C.W.: Modeling Chemical Transport in Soils. Natural and Applied Contaminants. Lewis Publishers. Boca Raton, Florida, USA. 1992.

Poznámka:

Modelování migračních procesů v životním prostředí

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: