Kombinované studium

4 roky

prof. Ing. Petr Hlavínek, CSc., MBA

Předseda :
prof. Ing. Petr Hlavínek, CSc., MBA
Člen interní :
doc. Ing. Zbyněk Zachoval, Ph.D.
Ing. Vladimír Habr, Ph.D.
Ing. Antonín Tůma, Ph.D.
doc. Ing. Tomáš Kučera, Ph.D.
doc. Ing. Daniel Marton, Ph.D.
doc. Ing. Jakub Raček, Ph.D.
doc. Ing. Aleš Dráb, Ph.D.
prof. Ing. Miroslav Dumbrovský, CSc.
doc. Ing. Jaroslav Raclavský, Ph.D.
doc. Ing. Jitka Malá, Ph.D.
Člen externí :
Ing. Karel Drbal, Ph.D.

Cílem studia doktorského studijního programu Vodní hospodářství a vodní stavby je poskytnout vynikajícím absolventům magisterského studia specializované nejvyšší univerzitní vzdělávání ve vybraných a aktuálních oblastech oboru. Mezi tyto v současnosti patří, s ohledem na udržení trvale přijatelných životních podmínek řešení otázek, které souvisí především s navrhováním, optimalizací, efektivitou a kvalitou provozování stávajících i nových vodohospodářských systémů, jako jsou vodohospodářské soustavy, vodohospodářské stavby na vodních tocích, systémy zásobování pitnou vodou, odvádění a čištění odpadních vod, ochrana vodní zdrojů a kvalita vody v povodí, ochrana proti povodním atd.
Doktorský studijní program Vodní hospodářství a vodní stavby je programem multidisciplinárním, ve kterém studenti získávají nové poznatky jak z oblasti přírodních věd, tak z oblasti aplikovaných věd a je také cíleně zaměřen k získání nezbytných návyků studentů pro samostatné vědecké bádání a tvůrčí činnost v oblasti výzkumu a vývoje při řešení aktuálních teoretických problémů a otázek vyplývajících z požadavků praxe. Během studia student získá jak nové teoretické poznatky tak také nové vlastní zkušenosti z přípravy, realizace a vyhodnocení nezbytných experimentů (fyzikálních, numerických).
Disertační práce je orientována na zhodnocení současného stavu rozvoje řešené problematiky u nás i v zahraničí, na vymezení předmětu a metodiky řešení v rámci rozpracovávaného tématu a zejména na vlastní tvůrčí přínos doložitelný získáním nových dílčích poznatků a zákonitostí rozvíjejících dosavadní znalosti vztahující se k řešenému vědeckému problému. Cílem studia je rovněž zapojit posluchače do přípravy a řešení národních a mezinárodních vědeckovýzkumných projektů, prezentace dosažených výsledků na národních i mezinárodních vědeckých a odborných konferencích a jejich publikování v odborných a vědeckých zahraničních a tuzemských časopisech.

Absolvent doktorského studijního programu Vodní hospodářství a vodní stavby bude po úspěšném absolvování nejvyšší formy vysokoškolského studia v doktorském studijním programu schopen: vědecké a tvůrčí činnosti samostatně i v týmech na národní i mezinárodní úrovni, získané poznatky a úroveň poznání v oboru dále prohlubovat a rozšiřovat, vědomosti a návyky dobře uplatnit při řešení teoretických i praktických úkolů.
Absolvent tohoto studia se uplatní především ve výzkumných a vývojových pracovištích, v projekčních organizacích, v orgánech státní správy a nabyté zkušenosti během pedagogické praxe při studiu doktorského studijního programu může také uplatnit ve školství nebo v dalších vzdělávacích institucích.
Absolvování doktorského studijního programu je také nezbytným předstupněm pro jeho případný další kariérní a profesní akademický růst. Jeho vybavení znalostmi cizích jazyků mu umožní ve studovaném oboru i působení v zahraničí.

Absolvent nově navrženého doktorského studijního programu Vodní hospodářství a vodní stavby je schopen zastávat pracovní pozice vyžadující samostatné řešení odborných technických problémů v oblasti vodního hospodářství. Absolvent doktorského studia je připravován pro uplatnění ve výzkumné a vývojové činnosti, umožňující tvůrčí řešení problematiky a vývoj nových metod a přístupů, použitelných pro řešení aktuálních vodohospodářských problémů a pro jejich uplatnění při konstrukci vodohospodářských staveb. Doktorské studium je úzce propojené s vědeckou, výzkumnou a vývojovou činností na školícím pracovišti a s technickou praxí. Průběžná aktivní vědecká a pedagogická činnost je předpokladem pro případné uplatnění absolventů jako akademických pracovníků vysokých škol. Absolventi se mohou uplatňovat také v základním i aplikovaném výzkumu, na univerzitních pracovištích, v ústavech AVČR, ve výzkumných a technologických centrech v České republice i v zahraničí. Dále nacházejí práci i ve výzkumných pracovištích a v laboratořích podniků oblasti vodního hospodářství a vodních staveb a životního prostředí, případně mohou zastávat vyšší řídící funkce v projekčních, realizačních a správních firmách, v oblasti veřejné správy nebo na jiné obdobné odborně technické úrovni. Obecná uplatnitelnost v praxi je prakticky 100 %. Předpokládá se, že uplatnitelnost absolventů nově navrženého doktorského studijního programu bude obdobná.

Splnění předmětů individuálního studijního plánu, úspěšné vykonání státní doktorské zkoušky, zahraniční praxe, příslušná tvůrčí činnost a úspěšná obhajoba disertační práce.

Pravidla a podmínky pro tvorbu studijních plánů studijních programů uskutečňovaných na Fakultě stavební VUT vymezuje:
Řád studijních programů VUT (www.vutbr.cz/uredni-deska/vnitrni-predpisy-a-dokumenty), který podle čl. 1, odst. 1 písmene:
c) vymezuje procesy vzniku, schvalování a změn návrhů studijních programů před jejich předložením k akreditaci Národnímu akreditačnímu úřadu pro vysoké školství,
d) stanovuje formální náležitosti studijních programů a studijních předmětů,
e) vymezuje povinnosti garantů studijních programů a garantů předmětů,
f) vymezuje standardy studijních programů na VUT,
g) vymezuje principy zajišťování kvality studijních programů.
Studijní a zkušební řád Vysokého učení technického v Brně (www.vutbr.cz/uredni-deska/vnitrni-predpisy-a-dokumenty)
Podrobnosti podmínek pro studium na Fakultě stavební VUT v Brně upravuje Směrnice děkana Pro uskutečňování doktorských studijních programů v prezenční formě studia na Fakultě stavební Vysokého učení technického v Brně (www.fce.vutbr.cz/studium/predpisy/normy.asp?kategorie_id=56)
Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu, který zpracuje v úvodu studia školitel ve spolupráci s doktorandem. Individuální studijní plán je pro doktoranda závazný. Jsou v něm specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit.
Během prvních tří semestrů skládá doktorand zkoušky z povinných, povinně volitelných příp. volitelných předmětů a současně se intenzivně zabývá vlastním studiem a analýzou poznatků v oboru stanoveném tématem disertační práce a průběžným publikováním takto získaných poznatků a vlastních výsledků. V dalších semestrech se doktorand již více soustřeďuje na výzkum a vývoj, který souvisí s tématem disertační práce, na publikování výsledků své tvůrčí práce a na vlastní zpracování disertační práce. Do konce pátého semestru skládá doktorand státní doktorskou zkoušku. Doktorand je také zapojen do pedagogické činnosti, která je součástí jeho vědecké přípravy.
Součástí individuálního studijního plánu jsou v jednotlivých ročnících vědecké výstupy:
- pravidelná publikační aktivita (Juniorstav a podobné),
- účast na vědeckých konferencích v tuzemsku i v zahraniční,
- pro obhajobu DZP nutno publikovat – min. 2x Scopus nebo 1x WOS s impakt faktorem.

Na Fakultě stavební VUT je v současné době zajištěn bezbariérový přístup do všech výukových místností. Studenti však musí být zdravotně způsobilí pro získání kvalifikace stavebního inženýra. Při prakticky orientované laboratorní výuce musí být schopni samostatné obsluhy měřicích přístrojů a obdobného laboratorního vybavení, aniž by tím ohrožovali sebe nebo své okolí.
VUT poskytuje podporu studentům se specifickými potřebami, podrobnosti jsou uvedeny ve Směrnici č. 11/2017 (www.vutbr.cz/uredni-deska/vnitrni-predpisy-a-dokumenty/-d141841/uplne-zneni-smernice-c-11-2017-p147551).
K podpoře zajištění rovného přístupu k vysokoškolskému vzdělání má VUT v organizační struktuře začleněno Poradenské centrum „Alfons“, které je součástí Institutu celoživotního vzdělávání VUT a jeho posláním je poskytovat poradenství a podpůrné služby uchazečům a studentům se specifickými vzdělávacími potřebami. Specifickými vzdělávacími potřebami se rozumí poruchy učení, fyzický a smyslový handicap, chronické somatické onemocnění, poruchy autistického spektra, narušené komunikační schopnosti a psychické onemocnění (alfons.vutbr.cz/o-nas).
Studentům jsou poskytovány informace týkající se přístupnosti studijních programů vzhledem ke specifickým potřebám uchazeče, informace o architektonické přístupnosti jednotlivých fakult a součástí univerzity, o možnostech ubytování na kolejích VUT, o možnostech adaptace přijímacího řízení a adaptaci samotného studia. K dalším službám centra pro studenty se specifickými vzdělávacími potřebami pak také patří tlumočnický a přepisovatelský servis, či asistenční služby – průvodcovské, prostorové orientace s cílem umožnit těmto studentům především prokázat své dovednosti a znalosti stejně jako ostatní studenti. Děje se tak prostřednictvím tzv. adaptace studia, tedy vhodnou úpravou studijního režimu, což však nelze chápat jako zjednodušení obsahu studia či úlevy studijních povinností.

Doktorský studijní program Vodní hospodářství a vodní stavby navazuje na navazující magisterský studijní program Stavební inženýrství, zejm. na studijní obor Vodní hospodářství a vodní stavby, příp. i na další studijní obory a sesterské navazující magisterské studijní programy. Po akreditaci navazujícího magisterského studijního programu Stavební inženýrství – vodní hospodářství a vodní stavby na tento program.

2. kolo (podání přihlášek od 20.10.2023 do 15.12.2023)

1. Implementace biocharu pro odstranění znečištění obsažených v dešťových vodách z komunikací.

   Hlavními konkrétními cíli doktorské práce jsou i) definovat zdroje znečištění městského odtoku z komunikací a ii) snížit dopad organického odpadu na životní prostředí (dřevěný odpad, zemědělský odpad, komunální biologický odpad atd.), čímž se minimalizují náklady na nakládání / skládkování tohoto organického odpadu. Předmětem doktorské práce je přeměna organického odpadu do dále využitelného produktu, v tomto případě biocharu připraveného procesem pyrolýzy a jeho implementace jako absorbentu k zachycení kontaminantů pocházející komunikací (CEC, těžké kovy, olej, PAH apod.).

   Školitel: Hlavínek Petr, prof. Ing., CSc., MBA

2. Analýza a optimalizace energetické náročnosti veřejných vodovodů

   Téma disertační práce je zaměřeno na udržitelný provoz veřejných vodovodů, výstupy by mohly by být přínosné pro obce i provozovatele vodárenské infrastruktury při snižování uhlíkové stopy. Očekáváné osnova práce: sběr dat o energetické spotřebě, provozních procesech a infrastrukturních charakteristikách veřejných vodovodů; statistické analýzy pro identifikaci vzorů a trendů v energetické náročnosti; modelování vlivu různých scénářů na energetickou efektivitu; ekonomická analýza včetně návratnosti investic do energetických úsporných opatření.

   Školitel: Kučera Tomáš, doc. Ing., Ph.D.

3. Dimenzování podtlakových systémů stokových sítí

   V posledních 30 letech se postupně vyvíjel podtlakový stokový systém. V mnoha případech byl systém nevhodně navržen a poddimenzován. Téma disertační práce bude zaměřeno na problematiku dimenzování podtlakové stanice, podtlakové sítě a vybraných objektů na síti. Součástí práce bude in situ měření na vybraných podtlakových stokových sítích.

   Školitel: Raclavský Jaroslav, doc. Ing., Ph.D.

4. Implementace dílčích prvků energeticky soběstačných systémů na čistírně odpadních vod.

   V rámci disertační práce, ve vztahu k nové Směrnici EU O čištění odpadních vod, budou definovány technologie a postupy směřující k energeticky soběstačné čistírně odpadních vod (tedy využití tepelné energie, fotovoltaických systémů, zelená infrastruktura apod.). Cílem disertační práce je potom implementace těchto technologií a postupů do BIM prvků energeticky soběstačné čistírny odpadních vod, tj. implementace využití energie odpadní vody, tepelných čerpadel, využití energie vyčištěné odpadní vody na odtoku apod. Principem BIM je již v rámci návrhu zahrnutí informací o energetické náročnosti dílčích prvků (čerpadel, apod.), údržby, životnosti, atd. a nastavení souladu jejich plánované údržby, servisů. Dále se jedná o vývoj a implementaci koncepce nových nových řídicích systémů, tedy propojení řízení čistírny s energetickou regulací a řízením prvků energeticky soběstačné čistírny odpadních vod.

   Školitel: Hlavínek Petr, prof. Ing., CSc., MBA

5. Mikroplasty jako specifické znečištění pitné vody

   Přítomnost mikroplastů v přírodní a pitné vodě vyvolává diskuzi ohledně možných následků na lidské zdraví. Disertační práce se bude zabývat kritickou rešerší dosud realizovaných studií na toto téma, zaměřena bude zejména na výskyt a charakter mikroplastů v surové a pitné vodě, dále na metody stanovení mikroplastů ve vodě. Diskutovány budou možné vlivy těchto nežádoucích částic ve vodě na biologický režim a chemické složení vody, a také možné vlivy na lidské zdraví. Budou realizovány laboratorní zkoušky za účelem odstranění vybrané skupiny mikroplastů z pitné vody s cílem doporučit nejvhodnější technologický postup vedoucí k jejich separaci.

   Školitel: Kučera Tomáš, doc. Ing., Ph.D.

6. Modelování složek odtoku vody povodím s využitím hydrologických multi model přístupů

   Vývoj hydrologického modelování postupně přináší větší požadavky na komplexní informaci o odtoku vody z povodí. Trendem je využití multi-modelového přístupu k sestavení a popisu srážkoodtokového procesu v povodí. Cílem dizertační práce bude sestavit hydrologický model povodí pomocí multi model přístupu a jeho následné testování vybrané klimatické podmínky.

   Školitel: Marton Daniel, doc. Ing., Ph.D.

7. Multikriteriální optimalizace navrhování systému odvodnění ze zelenošedé infrastruktury měst a obcí

   V posledních letech se v oblasti navrhování systémů odvodnění měst a obcí čím dál více uplatňují prvky hospodaření s dešťovou vodou a modrozelená infrastruktura. Cílem práce bude návrh optimalizace systému odvodnění ze zelenošedé infrastruktury na základě navržených cílů, jako je např. efektivita odvodnění, náklady na výstavbu a údržbu, dopady na životní prostředí a kvalitu vody, estetická hodnota a další. Optimalizovaný návrh odvodnění ze zelenošedé infrastruktury je slibným řešením pro boj s městskými povodněmi a problémy s kvalitou vody, které jsou vážné kvůli rostoucí urbanizaci, zhoršování ŽP a změně klimatu. Při zpracovávání disertační práce bude použit hydrologický simulační model (SWIM LID), dále náklady životního cyklu (LCC), hodnocení životního cyklu na ekologický dopad (LCA) a platná legislativa.

   Školitel: Raclavský Jaroslav, doc. Ing., Ph.D.

8. Spolehlivost, odolnost a zranitelnost úpraven vody

   Úpravna vody musí být schopna dodávat pitnou vodu v různých situacích a etapách provozu zařízení, přičemž je zcela na místě sledovat klíčové vlastnosti: spolehlivost, odolnost a zranitelnost. V literatuře je sledována výkonnost vodárenských systémů prostřednictvím těchto veličin, avšak obvykle zvlášť a ponejvíce pak spolehlivost. Cílem práce je provést transpozici definic na situaci úpraven vody, provést šetření za účelem kvantifikace těchto veličin na vybraných úpravnách, a také se zabývat vzájemnou korelací a korelací s technickým stavem úpraven. Očekává se kvantitativní analýza spolehlivosti, odolnosti a zranitelnosti na vybraných úpravnách vody a následná identifikace faktorů ovlivňujících tyto vlastnosti.

   Školitel: Kučera Tomáš, doc. Ing., Ph.D.

9. Využití databází dálkového průzkumu země pro účely srážkoodtokového modelování

   Využití metod a dat dálkového průzkumu se pro účely hydrologického modelování stává důležitou součástí. Tématem dizertační práce bude osvojit si metody pro zpracování rozsáhlých databází dálkového průzkumu země, post-processing dat a následná aplikace do srážkoodtokového modelu.

   Školitel: Marton Daniel, doc. Ing., Ph.D.

10. Využití UV záření pro dočištění odtoků z čistíren odpadních vod.

    Cílem doktorské práce bude stanovit efektivitu UV záření (s možností využití dodatečného katalyzátoru) pro redukci emerging pollutants a mikrobiologického znečištění s ohledem na splnění nadcházejících legislativních limitů pro vypouštění odpadních vod a pro splnění legislativních limitů na znovuvyužívání těchto vod v zemědělství. V rámci doktorské práce budou provedeny soubory laboratorních experimentů, na základě kterých budou stanoveny parametry zkoumaných procesů zabezpečující docílení legislativně daných požadavků.

    Školitel: Hlavínek Petr, prof. Ing., CSc., MBA

1. kolo (podání přihlášek od 04.04.2023 do 31.07.2023)

1. Implementace biocharu pro odstranění znečištění obsažených v dešťových vodách z komunikací.

   Hlavními konkrétními cíli doktorské práce jsou i) definovat zdroje znečištění městského odtoku z komunikací a ii) snížit dopad organického odpadu na životní prostředí (dřevěný odpad, zemědělský odpad, komunální biologický odpad atd.), čímž se minimalizují náklady na nakládání / skládkování tohoto organického odpadu. Předmětem doktorské práce je přeměna organického odpadu do dále využitelného produktu, v tomto případě biocharu připraveného procesem pyrolýzy a jeho implementace jako absorbentu k zachycení kontaminantů pocházející komunikací (CEC, těžké kovy, olej, PAH apod.).

   Školitel: Hlavínek Petr, prof. Ing., CSc., MBA

2. Čištění komunálních odpadních vod anaerobní membránovou technologií.

   Cílem práce je vývoj technologie čištění komunálních odpadních vod anaerobním procesem s agregovanou biomasou se separací kalu ponořeným membránovým modulem. Práce bude zaměřena na řešení problémů spojených s ucpáváním membrán, způsobem jejich provozu, čištěním a řízením vlastního procesu. Práce bude zpracovávána na pilotní jednotce v centru AdMaS. Možnost stáže na universitě BOKU, Vídeň a NTNU Trondheim.

   Školitel: Hlavínek Petr, prof. Ing., CSc., MBA

3. Definování vlivu využití tepelné energie z odpadních vod na kanalizaci.

   V rámci doktorské práce budou definovány decentralizované a centralizované systémy získávání tepelné energie z odpadních vod na stokovém systému, které budou v hlavních parametrech (teplota a průtok odpadní vody) vyhodnoceny ve vztahu k vlivu na následný biologický proces čištění odpadních vod na komunální ČOV. V rámci doktorské práce bude provedena měrná kampaň na charakteristické stokové síti za účelem měření teploty a průtoku odpadních vod s definováním potenciálních odběrů tepelné energie s vytvořením modelu stokové sítě zahrnující místa potenciálu získávání tepelné energie s definovanými okrajovými podmínkami pro implementaci centralizovaných systémů.

   Školitel: Hlavínek Petr, prof. Ing., CSc., MBA

4. Detekce, procesy šíření a odstraňování nebezpečných látek ve vodovodních sítích za krizové situace

   Cílem disertační práce bude, na základě vymezení a definování vodní bezpečnosti ČR, definovat metody pro on-line analýzu kvality pitné vody, modelovat a analyzovat rychlost šíření znečištění ve vodovodní síti, definovat pro jednotlivé trubní materiály a znečištění v potrubí riziko dlouhodobé kontaminace a stanovit zásady pro zabezpečení a ochranu dodávek pitné vody.

   Školitel: Raclavský Jaroslav, doc. Ing., Ph.D.

5. Dimenzování podtlakových systémů stokových sítí

   V posledních 30 letech se postupně vyvíjel podtlakový stokový systém. V mnoha případech byl systém nevhodně navržen a poddimenzován. Téma disertační práce bude zaměřeno na problematiku dimenzování podtlakové stanice, podtlakové sítě a vybraných objektů na síti. Součástí práce bude in situ měření na vybraných podtlakových stokových sítích.

   Školitel: Raclavský Jaroslav, doc. Ing., Ph.D.

6. Mikroplasty jako specifické znečištění pitné vody

   Přítomnost mikroplastů v přírodní a pitné vodě vyvolává diskuzi ohledně možných následků na lidské zdraví. Disertační práce se bude zabývat kritickou rešerší dosud realizovaných studií na toto téma, zaměřena bude zejména na výskyt a charakter mikroplastů v surové a pitné vodě, dále na metody stanovení mikroplastů ve vodě. Diskutovány budou možné vlivy těchto nežádoucích částic ve vodě na biologický režim a chemické složení vody, a také možné vlivy na lidské zdraví. Budou realizovány laboratorní zkoušky za účelem odstranění vybrané skupiny mikroplastů z pitné vody s cílem doporučit nejvhodnější technologický postup vedoucí k jejich separaci.

   Školitel: Kučera Tomáš, doc. Ing., Ph.D.

7. Ozonace jako progresivní technologie pro kontrolu složek organických látek v pitné vodě

   V přírodních vodách se vyskytují stále častěji zvýšené koncentrace přírodních organických látek a organických mikropolutantů, přičemž současné technologie úpravy vody nejsou vždy úspěšné při odstraňování všech jejich složek. Ozonace v kombinaci s dalšími procesy, představuje progresivní cestu k eliminaci takového znečištění vody a rovněž zamezení průniku do pitné vody. Práce bude vedena s cílem zjistit, ověřit a optimalizovat upravitelnost vybraných organických látek za využití ozonace.

   Školitel: Kučera Tomáš, doc. Ing., Ph.D.

8. Využití UV záření pro dočištění odtoků z čistíren odpadních vod.

   Cílem doktorské práce bude stanovit efektivitu UV záření (s možností využití dodatečného katalyzátoru) pro redukci emerging pollutants a mikrobiologického znečištění s ohledem na splnění nadcházejících legislativních limitů pro vypouštění odpadních vod a pro splnění legislativních limitů na znovuvyužívání těchto vod v zemědělství. V rámci doktorské práce budou provedeny soubory laboratorních experimentů, na základě kterých budou stanoveny parametry zkoumaných procesů zabezpečující docílení legislativně daných požadavků.

   Školitel: Hlavínek Petr, prof. Ing., CSc., MBA