Detail předmětu

Hydraulika otevřených koryt

FAST-BR052Ak. rok: 2022/2023

Hydraulické úlohy proudění vody v otevřených korytech (ustálené rovnoměrné a nerovnoměrné proudění, neustálené proudění, stabilita dna a svahů koryta), řešení softwarem HEC-RAS
Aplikace softwaru v praxi, ukázky konkrétních řešených prací.
Hydraulické řešení objektů na tocích (spádové stupně, jezy, mosty, propustky).

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Jan Jandora, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav vodních staveb (VST)

Výsledky učení předmětu

Student splní cíl předmětu spočívající v seznámení se základy proudění vody v systémech říčních koryt. Získají praktické zkušeností s využitím modelování na semestrálních projektech.

Prerekvizity

Základní znalosti z oboru Vodní hospodářství a vodní stavby,z matematiky, fyziky, hydrauliky a hydrologie.

Osnovy výuky

1. Úvod do problematiky proudění v otevřených korytech
2. Základy teorie proudění v otevřených korytech
3. I. Matematická formulace problému proudění vody v 1D
4. II. Matematická formulace problému proudění vody v 1D
5. Saint-Venantovy rovnice
6. Matematická formulace problému transportu a disperze látek
7. Numerické řešení
8. Pohyb splavenin
9. Problematika stanovení drsnosti koryta
10. Praktické problémy výpočtu průtoku
11. Objekty na tocích (jezy, mosty a propustky)
12. Hydraulické řešení křížení mostních objektů a propustků s vodními toky
13. Problematika ledových jevů na vodních tocích

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit posluchače s hydraulikou říčních koryt. V rámci předmětu se řeší hydraulické úlohy proudění vody v otevřených korytech, tj. ustálené rovnoměrné a nerovnoměrné proudění, pohyb sedimentů. Součástí náplně předmětu je také hydraulické řešení objektů na tocích jako jsou např. jezy, mosty a propustky. Pro řešení hydraulických úloh je využit 1D softwar HEC-RAS. Součástí předmětu jsou ukázky konkrétních řešených projektů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

JANDORA, Jan a Hana UHMANNOVÁ. Proudění v systémech říčních koryt. Studijní opora. Brno: FAST VUT, 2007.
JANDORA, Jan a Jan ŠULC. Hydraulika. Studijní opora. Brno: FAST VUT, 2007. ISBN 978-80-7204-512-9.

Doporučená literatura

ABBOT, M. B. Computational hydraulics. Elements of the theory of free surface flows.. Pitman Publishing Limited. London. 326 stran. ISBN 0-273-01140-5. 1979.
BOOR, Boris, Jiří KUNŠTÁTSKÝ a Cyril PATOČKA. Hydraulika pro vodohospodářské stavby. SNTL/ALFA, 1968.
HAVLÍK, Vladimír, Petr INGEDULD, Stanislav VANĚČEK a Evžen ZEMAN. Matematické modelování neustáleného proudění. ČVUT Praha, 1992.
CHOW, Ven Te. Open-channel hydraulics. McGraw-Hill Kogakusha. Tokyo. 680 stran. International student edition 1959.
ŘÍHA, J. a kol. Matematické modelování hydrodynamických a disperzních jevů. PCDIR Brno, 1997. ISBN 80-214-0827-8.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-P-C-SI (N) bakalářský

    obor V , 4 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program B-K-C-SI (N) bakalářský

    obor V , 4 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program B-P-E-SI (N) bakalářský

    obor V , 4 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jan Jandora, Ph.D.
Ing. David Duchan, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do problematiky proudění v otevřených korytech.

2. Základy teorie proudění v otevřených korytech.

3. I. Matematická formulace problému proudění vody v 1D.

4. II. Matematická formulace problému proudění vody v 1D.

5. Saint-Venantovy rovnice.

6. Matematická formulace problému transportu a disperze látek.

7. Numerické řešení.

8. Pohyb splavenin.

9. Problematika stanovení drsnosti koryta.

10. Praktické problémy výpočtu průtoku.

11. Objekty na tocích (jezy, mosty a propustky).

12. Hydraulické řešení křížení mostních objektů a propustků s vodními toky.

13. Problematika ledových jevů na vodních tocích.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. David Duchan, Ph.D.

Osnova

1. Úvod, řešení příkladu č. 1.

2. Vytvoření základní úlohy v prostředí HEC-RAS, postup zadání geometrických dat a okrajových podmínek, řešení vzorového příkladu.

3. Ukázka spuštění výpočtu, prezentace výsledků. Řešení příkladu č. 1 programem HEC-RAS.

4. Výpočet průběhu hladiny v zadaném úseku pro různé okrajové podmínky.

5. Procvičení probrané látky na příkladech.

6. Zadávání neefektivní plochy a hrází.

7. Určení kapacity v zadaném úseku toku.

8. Přítok, bodový zdroj.

9. Objekty na toku – mosty. 10. Objekty na toku - propustky.

11. Objekty na toku - spádové stupně, jezy.

12. Objekty na toku - jezy.

13. Prezentace řešených příkladů, prezentace řešených prací na pracovišti, zápočet.