Kvantitativna hidrogeologija

Hidrogeologija je predvsem inženirska veda, ki mora v praksi dajati natančne in uporabne odgovore. Vzroki so predvsem v tem, da je od hidrogeologov odvisna varna oskrba prebivalstva s pitno vodo, ali pa izvajanje velikih investicijskih projektov, kot je na primer gradnja predorov. Pri takšnih delih, si ne smemo privoščiti napak. Tem pa se lahko izognemo le če podajamo kvantitativno podprte odgovore.

Predmet je namenjen seznanjanju z osnovami toka dinamike podzemne vode. Skuša odgovoriti na vprašanje, kako in pod kakšnimi pogoji teče podzemna voda v prostoru. V uvodnem poglavju se seznanimo s fizikalnimi lastnostmi vodonosnikov. Sledi podrobna analiza in prikaz Darcyevega zakona in prikaz meja njegovega delovanja. Najpomembnejši del predmeta je obravnava toka podzemne vode v tako imenovanih nestacionarnih tokovnih režimih, to je takrat, ko se pogoji v vodonosnikih s časom spreminjajo, in ko je pretok vode odvisen od časa. Tako vpeljemo osnovne enačbe toka podzemne vode za zaprt, odprt in polzaprt vodonosnik. Za vsako od enačb pokažemo na njen pomen in podamo njihove najpomembnejše rešitve pri pogostih robnih pogojih, ki nastopajo v hidrogeološki praksi. Rešitve enačb so predstavljene tako v ravninskem koordinatnem sistemu, kot tudi v cilindričnem koordinatnem sistemu, ki je izredno pomemben pri obravnavi črpalnih poizkusov in toka vode proti vodnjakom.

Teorija, ki jo osvojimo pri tem predmetu je podlaga za predmeta Aplikativna hidrogeologija in Hidrogeologija onesnaževal. Za razumevanje predmeta je potrebno znanje predmeta Matematika 2.

Predmet je zahteven, a nagrada za osvojitev znanja je velika. Predstavlja korak čez prvo stopnico, ki jo mora prestopiti vsakdo, ki se želi profesionalno ukvarjati s hidrogeologijo.

---

 

Predavanja:

• Prikaz osnovnih matematičnih orodij kvantitativne hidrogeologije.
• Osnovne enačbe toka podzemne vode v medzrnskem poroznem mediju (zaprt vodonosnik, odprt vodonosnik in polzaprt vodonosnik).
• Analitične rešitve enačb toka podzemne vode v medzrnskem poroznem mediju (stacionarni in nestacionarni sistemi).
• Tok podzemne vode v razpoklinskem poroznem mediju.
• Tok podzemne vode v dvojni poroznosti.
• Tok podzemne vode v nezasičenem poroznem medzrnskem mediju.
• Hidravlika vodnjakov v zaprtih, polzaprtih in odprtih vodonosnikih.
• Hidravlika vodnjakov v razpoklinskih vodonosnikih in vodonosnikih z dvojno poroznostjo.
• Poglobiti razumevanje širjenja onesnaževal v podzemni vodi in vodonosnikih.
• Razumevanje konceptov masnega toka v različnih poroznih medijih v geološkem okolju.

Vaje:

Seminarske vaje (računske vaje iz dinamike podzemne vode).

Laboratorijske vaje (uporaba matematičnih modelov za modeliranje toka podzemne vode).