Predmeti na FGG

Matematično modeliranje okoljskih procesov B II - VOI (5 KT)

Letnik izvajanja: 2. letnik
Študijski program: B II - Vodarstvo in okoljsko inženirstvo
Izvajalci: nosilec in izvajalec: prof. dr. Matjaž Četina
nosilec in izvajalec: izr. prof. dr. Dušan Žagar
nosilec in izvajalec: izr. prof. dr. Nataša Atanasova
asistent: asist. dr. Gorazd Novak
asistent: doc. dr. Sabina Kolbl Repinc
ECTS 5 kreditnih točk
Vsebina predmeta:

Predavanja

Osnovni principi modeliranja naravnih procesov v, vodi: hidrodinamična cirkulacija, transport in disperzija polutantov, biokemični procesi. Primerjava principov ter prednosti in slabosti fizičnih in matematičnih modelov. Osnovne naravne zakonitosti modeliranja procesov. Opis enačb: kontinuitetna, dinamična, konvekcijsko-difuzijska enačba za transport snovi, vpliv modelov turbulence ter toplotne in gostotne stratifikacije, enačbe za opis bio-kemičnih procesov. Princip povezave hidrodinamičnega, transportno-disperzijskega in bio-kemičnega modula v kompleksen ekološki model. Uporabnost 1D, 2D in 3D modelov in prikazi primerov iz prakse.

Vaje

Laboratorijske vaje (meritve parametrov kvalitete v bio-kemičnem laboratoriju IZH, delo v računalniški učilnici z računalniškimi programi PCFLOW2D, PCFLOW3D, QUAL2 in sorodnimi orodji za račun tokov, širjenja in koncentracije snovi in napovedovanje sprememb kvalitete vode). Izdelava naloge, ki obsega analitično in numerično reševanje 1D enačbe za transport snovi v vodotokih in uporabo 2D in 3D modelov za račun širjenja onesnaženja v vodnih telesih.

Namen predmeta:

Cilji

- Razširiti znanje slušateljev tako, da dosežemo širino pristopa in povezavo inženirskih znanj z različnih področij oz. strok.

- Spoznati, kako vključevati pridobljena temeljna znanja s področij hidromehanike, hidravlike, inženirske in zdravstvene hidrotehnike, transporta polutantov, numeričnih metod ter vodne kemije in mikrobiologije v kompleksne ekološke modele.

- Teoretične vsebine podpreti s prikazom praktičnih primerov računalniške simulacije tokov in širjenja onesnaženja v vodi.

Kompetence

- Sposobnost pravilne določitve najpomembnejših procesov in ustreznih enačb ter posledično uporabe najustreznejših računalniških programov za določanje širjenja onesnaženj v površinskih in podzemnih vodah.

- Sposobnost izdelave kvalitativnih in s pomočjo sodobnih računalniških simulacij tudi kvantitativnih inženirskih ocen vplivov na vodno okolje vsled posegov v naravne procese.

Literatura:

Tsanis, J. K., Wu, J., Shen, H., Valeo, C. (2007): Environmental Hydraulics, Elsevier, Amsterdam, 360 str.

Jørgensen, S.E. & Bendoricchio, G. 2001. Fundamentals of Ecological Modelling, 3rd Ed., Elsevier,

Amsterdam, 530 str.

Orlob, G.T. 1983. Mathematical modelling of Water Quality: Streams, Lakes and Reservoirs, John Wiley & Sons, 509 str.

Spletne strani revije Ecological Modelling.

Dostopno na:  http://www.journals.elsevier.com/ecological-modelling/ .