Bratislava, 31.3.2020
Externá vzdelávacia inštitúcia ÚH SAV vypisuje
v akademickom roku 2020 / 2021 nasledovné témy dizertačných prác:
Názov témy
Kvantifikácia vplyvu pôdneho druhu na priebeh výparu s využitím lyzimetrov
Program DŠ
Vodohospodárske inžinierstvo, odbor stavebníctvo
Meno školiteľa
RNDr. Andrej Tall, PhD. ( tall@uh.savba.sk)
Prijímajúca škola
Stavebná fakulta STU
Stručná anotácia
Strata vody z pôdneho prostredia výparom prostredníctvom povrchu pôdy a vegetačného pokryvu (evapotranspirácia) je priamo merateľná pomocou lyzimetrov. Cieľom práce bude určiť mieru vplyvu pôdneho druhu na denný a sezónny priebeh aktuálnej evapotranspirácie. Údajová základňa pre analýzu bude tvorená meraniami na lyzimetroch s časovým krokom jedna hodina. Štruktúra meraných parametrov bude zahŕňať všetky zložky vodného režimu zóny aerácie skúmaných pôd a meteorologické prvky. Vplyv vybraných pôdnych druhov bude skúmaný za rovnakých meteorologických podmienok.
Názov témy
Lokalizácia bodových zdrojov havarijného znečistenia vodných tokov na základe údajov z on-line monitoringu
Program DŠ
Vodohospodárske inžinierstvo, odbor stavebníctvo
Meno školiteľa
Doc. Ing. Marek Sokáč, PhD. ( sokac@uh.savba.sk)
Prijímajúca škola
Stavebná fakulta STU
Stručná anotácia
Navrhovaná práca bude zameraná na prehĺbenie poznatkov a praktický prínos pre riešenie úlohy lokalizácie zdroja znečistenia na základe časového priebehu koncentrácie znečisťujúcej látky v monitorovanom profile rieky. Súčasné simulačné modely sú koncipované na simuláciu šírenia znečistenia, t.j. tieto modely sú schopné simulovať šírenie znečistenia iba v smere toku rieky. Pri súčasnom rozvoji monitorovacích technológií je však aktuálna úloha, pri ktorej sú známe časové priebehy koncentrácie znečistenia v priečnom profile toku, ale nie je známy bod vypúšťania znečistenia. Riešením takejto úlohy je potom určenie miesta vypúšťania znečistenia (inverzná -lokalizačná úloha). Praktické riešenie zadanej inverznej úlohy môže byť nápomocné pri riešení podobných úloh vo vodohospodárskej praxi, t.j. pri identifikácii zdrojov havarijného znečistenia. Predpokladá sa vypracovanie teoretických, ako i praktických postupov (vrátane SW) pre riešenie inverznej úlohy.
Názov témy
Lyzimetrické stanovenie vplyvu pôdneho druhu na denný priebeh vyparovania.
Program DŠ
Krajinné inžinierstvo, odbor poľnohospodárstvo a krajinárstvo
Meno školiteľa
RNDr. Andrej Tall, PhD. (tall@uh.savba.sk)
Prijímajúca škola
Fakulta záhradníctva a krajinného inžinierstva SPU
Stručná anotácia
Strata vody z pôdneho prostredia výparom prostredníctvom povrchu pôdy a vegetačného pokryvu (evapotranspirácia) je jedným z najdôležitejších komponentov kolobehu vody z hľadiska poľnohospodárskeho manažmentu. Z tohto pohľadu je detailné porozumenie procesu evapotranspirácie kľúčové. S nástupom moderných lyzimetrov s moderným senzorovým vybavením a predovšetkým s možnosťou veľmi presného merania hmotnosti sa otvorili nové možnosti skúmania vodného režimu pôdy. Výstupy z lyzimetrov slúžia jednak ako základ pre validáciu existujúcich, ako aj pre vývoj nových matematických modelov pre kvantifikáciu jednotlivých členov vodnej bilancie. Vážiteľné lyzimetre predstavujú cenný nástroj pre štúdium transportu vody v systéme pôda-podzemná voda-rastlinný kryt-atmosféra. Precíznym meraním hmotnosti pôdneho monolitu za jednotku času dokážu zachytiť zmenu obsahu vody v pôde, t.j. jeden zo základných prvkov vodnej bilancie.
Lyzimetrický výskum na Slovensku bol po počiatočnej úspešnej ére v druhej polovici 20. storočia takmer úplne zastavený. V posledných rokoch je záujem o jeho využitie vďaka čerpaniu prostriedkov z EÚ znovu aktuálny. Predmetná lyzimetrická stanica na východe Slovenska je tvorená piatimi lyzimetrami, ktoré obsahujú päť neporušených pôdnych monolitov z rôznych častí Východoslovenskej nížiny. Každý lyzimeter teda obsahuje odlišný pôdny druh. Cieľom práce bude určiť mieru vplyvu pôdneho druhu na denný a sezónny priebeh aktuálnej evapotranspirácie. Údajová základňa pre analýzu bude tvorená meraniami na lyzimetroch s časovým krokom jedna hodina. Štruktúra meraných parametrov bude zahŕňať všetky zložky vodného režimu zóny aerácie skúmaných pôd a meteorologické prvky. Vplyv vybraných pôdnych druhov bude skúmaný za rovnakých meteorologických podmienok.
Názov témy
Modelovanie šírenia sa znečistenia v povrchových vodách
Program DŠ
Vodohospodárske inžinierstvo, odbor stavebníctvo
Meno školiteľa
Doc. Ing. Marek Sokáč, PhD. (sokac@uh.savba.sk)
Prijímajúca škola
Stavebná fakulta STU
Stručná anotácia
Cieľom práce je zhodnotenie možností, nedostatkov súčasnej úrovne spôsobu riešenia kvalitatívnych problémov povrchových tokov, s upriamením pozornosti hlavne na hydrodynamický prístup riešenia disperzie v povrchových tokoch a na analýzu používania dostupných modelových prostriedkov disperzie. Výsledkom práce má byť analýza výsledkov numerických simulácií za rovnakých podmienok na simulovanom toku pri aplikácii 1D a 2D modelu, pri aplikácii rôznych numerických schém a metód a pri rôznom zadaní miery disperzie, ako aj analýza výsledkov numerických simulácií pri rôznych modelových situáciách na toku (minimálne prietoky, maximálne prietoky, rôzne typy výustov), vplyv zarastenia toku vegetáciou, vplyv rôznych singularít (hate, zdrže, prekážky v toku a pod.) na proces disperzie.
Názov témy
Povrchový odtok, erózia a retencia vody na svahoch s hydrofóbnymi pôdami
Program DŠ
Vodohospodárske inžinierstvo, odbor stavebníctvo
Meno školiteľa
Ing. Peter Šurda, PhD. (surda@uh.savba.sk)
Prijímajúca škola
Stavebná fakulta STU
Stručná anotácia
Vodoodpudivosť pôdy (VP) vzniká pôsobením organických zlúčenín, ktoré produkujú živé alebo rozkladajúce sa rastliny alebo mikroorganizmy. Pravdepodobnosť výskytu VP narastá v suchých a teplých obdobiach a znižuje sa alebo úplne zmizne počas predĺžených období dažďov. VP môže byť vyvolaná aj požiarmi v krajine. Je veľmi pravdepodobné, že suché obdobia, ktoré budú koincidovať s vlnami horúčav, vyvolajú zvýšený výskyt a dynamiku VP s jej prejavmi. Ďalším dôležitým javom, ktorý súvisí so zmenou klímy, je rastúce riziko požiarov. VP prispieva k mnohým problémom v oblasti životného prostredia, ako sú záplavy, zrýchlená erózia pôdy, vyplavovanie živín, znečistenie vodných tokov a redukované dopĺňanie zásob podzemných vôd.
Cieľom dizertačnej práce bude analýza zmien povrchového odtoku (hortonovského aj nehortonovského odtoku), intenzity infiltrácie, dynamiky pôdnej vlhkosti a retencie vody v zóne aerácie pôdy na svahoch s prejavmi VP, charakterizovanými stupňom (RI) a stálosťou (WRCT, WDPT) VP.
Názov témy
Vplyv hydromorfologických a hydrodynamických parametrov vodného toku na šírenie znečistenia v povrchových tokoch
Program DŠ
Vodohospodárske inžinierstvo, odbor stavebníctvo
Meno školiteľa
Ing. Yvetta Velísková, PhD. (veliskova@uh.savba.sk)
Prijímajúca škola
Stavebná fakulta STU
Stručná anotácia
Minimalizácia znečisťovania, resp. odstraňovanie znečistenia z povrchových tokov je stále aktuálnou témou, ktorej sa treba venovať. Cieľom práce bude preukázať, do akej miery ovplyvňujú proces transportu znečistenia v povrchových tokoch meniace sa hydromorfologické parametre tokov. Simulačné modely sú veľmi užitočným nástrojom pri riešení týchto úloh – použitím numerického modelovania je možné posúdiť rôzne situácie šírenia znečisťujúcich látok v tokoch (od bežného vypúšťania odpadových vôd až po havarijný únik toxických látok), a to bez priameho poškodenia životného prostredia. Obsahom práce budú však aj terénne merania za účelom získania vstupov do modelov.
Názov témy
Vplyv rôznych pôdnych druhov na tvorbu rosy na štandardnom trávnom povrchu.
Program DŠ
Vodohospodárske inžinierstvo, odbor stavebníctvo
Meno školiteľa
Ing. Milan Gomboš, CSc. (gombos@uh.savba.sk)
Prijímajúca škola
Stavebná fakulta STU
Stručná anotácia
Rosa je skondenzovaná voda. Vzniká na povrchoch predmetov, ktoré majú teplotu povrchu nižšiu ako je teplota rosného bodu okolitého vzduchu. Rosný bod vzniká izobarickým ochladzovaním. Pri jeho teplote sa vzduch stáva nasýteným bez toho, aby mu bola dodaná vodná pára zvonku. Pri poklese teploty povrchu rastlinného krytu pod teplotu rosného bodu dochádza ku kondenzácii vodnej pary, a tým ku vzniku rosy. Rosa je považovaná za jednu z foriem vodných zrážok. Je zachytená povrchom pôdy a intercepčnou kapacitou porastu, z ktorého sa postupne vyparí. Rastliny pokrývajú rôzne pôdne druhy. Tieto majú rôznu tepelnú kapacitu a tepelnú zotrvačnosť. Na tieto veličiny má rozhodujúci vplyv obsah vody v pôde, ktorý je limitovaný retenčnými vlastnosťami pôdneho prostredia. Téma navrhovanej dizertačnej práce vychádza z hypotézy, že pri rovnakých hydrologických a hydrometeorologických podmienkach bude na rôznych pôdnych druhoch teplota porastu rôzna. Z toho dôvodu sa predpokladá, že aj tvorba rosy bude rôzna. Cieľom navrhovanej dizertačnej práce je kvantifikovať vplyv rôznych pôdnych druhov na tvorbu rosy na štandardnom trávnom povrchu. Na rôznych pôdnych druhoch bude kvantifikovaný proces tvorby rosy, jej zachytenie intercepčnou kapacitou a zánik rosy vyparovaním. V priebehu uvedeného procesu budú vyhodnocované objemy skondenzovanej vody. Pre dosiahnutie cieľov práce budú realizované merania na lyzimetrickej stanici vo vodnom uzle Petrovce.
Názov témy
Vplyv vegetácie a jej sekundárnej sukcesie na pôdnu hydrológiu opustených polí.
Program DŠ
Krajinné inžinierstvo, odbor poľnohospodárstvo a krajinárstvo
Meno školiteľa
Ing. Ľubomír Lichner, DrSc. (lichner@uh.savba.sk)
Prijímajúca škola
Fakulta záhradníctva a krajinného inžinierstva SPU
Stručná anotácia
Vegetácia v každom sukcesnom štádiu mení vlastnosti pôdy a mikroklímu. Vegetáciou indukovaná vodoodpudivosť pôdy môže mať za následok zníženie infiltrácie vody do pôdy, nestabilné čelo zmáčania, prúdenie preferovanými dráhami, heterogenitu vlhkosti pôdy a zmenšenie vyparovania v dôsledku hydrofóbnej kapilárnej bariéry vytvorenej na povrchu pôdy. Cieľom práce je zistenie závislostí medzi hydrofyzikálnymi parametrami (hydraulická vodivosť, sorptivita pre vodu a etanol), parametrami vodoodpudivosti (čas vniku kvapky vody do pôdy, čas zániku vodoodpudivosti, index vodoodpudivosti a modifikovaný index vodoodpudivosti) a dobou trvania sekundárnej sukcesie na poliach opustených v rôznych časoch (analýza spojená s náhradou priestoru za čas). Ďalším cieľom práce je zistenie vplyvu doby trvania sekundárnej sukcesie na opustených poliach na pôdnohydrologické procesy (infiltráciu, prúdenie vody v pôde, vyparovanie) a vlhkostný režim pôdneho profilu.
Predkladaná téma sa zaoberá vplyvom vodoodpudivosti povrchu pôdy na opustených poliach na pôdnu hydrológiu a vlhkostný režim pôdneho profilu. Práca si kladie za cieľ kvantifikovať vplyv rastlín na pôdnu hydrológiu a vlhkostný režim pôdneho profilu na základe výsledkov meraní hydrofyzikálnych parametrov a vlhkosti pôdy, ako aj parametrov jej vodoodpudivosti a rastových indexov rastlín. Tento cieľ je nový a jeho riešenie nie je popísané v dostupnej svetovej literatúre.
Názov témy
Vplyv zanesenia povrchových tokov na ich interakciu s podzemnými vodami
Program DŠ
Vodohospodárske inžinierstvo, odbor stavebníctvo
Meno školiteľa
Ing. Yvetta Velísková, PhD. (veliskova@uh.savba.sk)
Prijímajúca škola
Stavebná fakulta STU
Stručná anotácia
Skúmanie interakcie povrchových a podzemných vôd vyžaduje poznanie zákonitostí prúdenia ako povrchových, tak podzemných vôd. Ich vzájomné ovplyvňovanie je možné skúmať metódami štatistickej analýzy, i pomocou aplikácie hydrodynamických simulačných modelov. Práca bude riešiť problém zmeny miery vzájomnej interakcie povrchových a podzemných vôd v dôsledku zanesenia dna povrchového toku, čo je častý problém tokov v rovinatom území. Predpokladá sa, že riešenie problému bude zamerané na vybraný región so systémom povrchových tokov/kanálov a môže v sebe zahŕňať kvantitatívnu aj kvalitatívnu stránku problému.
Názov témy
Vplyv zelenej infraštruktúry na odtokový režim urbanizovaného povodia.
Program DŠ
Krajinné inžinierstvo, odbor poľnohospodárstvo a krajinárstvo
Meno školiteľa
Doc. Ing. Marek Sokáč, PhD. (sokac@uh.savba.sk)
Prijímajúca škola
Fakulta záhradníctva a krajinného inžinierstva SPU
Stručná anotácia
Úlohou práce bude rozšírenie poznatkov o možnostiach decentrálnej retencie a detencie zrážkového odtoku v urbanizovaných povodiach, ako aj rozšírenie súčasných poznatkov o hospodárení s dažďovými vodami v urbanizovanom území: výskum vlastností zelenej infraštruktúry (striech) na odtokový režim urbanizovaného povodia, ako aj možné využitie zelených striech ako doplnkového zdroja úžitkovej vody v urbanizovanom území. Ďalším cieľom môže byť prieskum možností využitia niektorých materiálov na konštrukcie zelených striech a ich vplyv na hydrologické vlastnosti zelených striech, ako aj na zlepšenie kvality odtoku z nich.
Jednou z perspektívnych technológií pre redukciu a retenciu odtoku v urbanizovaných územiach je zelená infraštruktúra (napr. zelené strechy), ktorá vďaka svojej hydrologickej funkcii v urbanizovanom území má veľkú schopnosť retencie (redukcie) a detencie zrážkového odtoku. Táto schopnosť môže byť jeden z rozhodujúcich faktorov trvalo udržateľného rozvoja miest, najmä v súvislosti s predpokladanou zmenou klímy. Problematickým bodom však zostáva možný rozsah aplikácie zelenej infraštruktúry v typických podmienkach slovenských miest a reálne dopady aplikácie tejto technológie na odtokový režim urbanizovaného povodia, prípadne ďalšie environmentálne dopady (napr. zníženie počtu a objemu odľahčených vôd, zníženie efektu tzv. „heat island“ a pod.).
Názov témy
Zarastanie korýt vodných tokov vegetáciou a jej vplyv na podmienky prúdenia v nich.
Program DŠ
Krajinné inžinierstvo, odbor poľnohospodárstvo a krajinárstvo
Meno školiteľa
Ing. Yvetta Velísková, PhD. (veliskova@uh.savba.sk)
Prijímajúca škola
Fakulta záhradníctva a krajinného inžinierstva SPU
Stručná anotácia
Zarastanie vodného toku vegetácie je veľmi častým problémom povrchových tokov predovšetkým v rovinatých územiach. Predpoklad pre jej rast je hlavne v tzv. vegetačnom období. Vodná vegetácia zmenšuje prietokový profil vodných tokov, deformuje rýchlostný profil, a tým ovplyvňuje aj transportné procesy v povrchovom toku. Navyše okolie vodných tokov v oblasti nížin je častokrát významne poľnohospodársky obhospodarované s používaním hnojív, čo má za následok nárast koncentrácie nutrientov, ktoré podporujú rast vodnej vegetácie. Náplňou dizertačnej práce bude kvantifikácia vplyvu vodnej vegetácie na prietokové pomery v povrchovom toku. Taktiež bude analyzovaný a kvantifikovaný vplyv obsahu nutrientov a teploty na mieru zarastania korýt vodných tokov. Predpokladom úspešného dosiahnutia cieľov je vykonanie dôkladnej rešerše súčasného stavu poznania danej problematiky, teoretická analýza možných metodických postupov, vykonanie terénnych meraní na vybranej lokalite pri použití modernej prístrojovej techniky, ako aj aplikácia metód štatistickej analýzy.
Vplyvom globálneho otepľovania rastú teploty aj na území Slovenskej republiky, letá sú teplejšie a zimy miernejšie. Z tohto dôvodu nie je výnimkou ani celoročný výskyt vodnej vegetácie v tokoch pretekajúcich najteplejšími oblasťami Slovenska, tzn. Podunajskou, Východoslovenskou a Záhorskou nížinou. Nížinné toky pretekajú väčšinou vo významných poľnohospodárskych oblastiach krajiny, kde je predpoklad kontaktu hnojív s vodnými tokmi. Hnojivá teda môžu do značnej miery ovplyvňovať kvalitu vody a podporovať rast vodnej vegetácie. Ďalším faktorom ovplyvňujúcim výskyt vodnej vegetácie je malý sklon vodných tokov v nížinných oblastiach, a z toho vyplývajúcich malých rýchlostí prúdenia v toku. V dôsledku týchto skutočností nastáva usadzovanie nesených častíc v toku, zväčšovanie hrúbky dnových sedimentov, a tým zlepšovanie podmienok pre rast vodnej vegetácie. Tá na druhej strane potom ovplyvňuje podmienky prúdenia v toku. Pri návrhu a posudzovaní opatrení, ktoré by mali viesť k zlepšeniu hospodárenia s vodnými zdrojmi v krajine je nevyhnutné poznať a dokázať riešiť aj tento problém tokov pretekajúcich rovinatým, častokrát silne poľnohospodársky využívaným územím.
Názov témy
Zmeny povrchového odtoku, intenzity vodnej erózie a retencie vody v pôde v podmienkach klimatickej zmeny.
Program DŠ
Krajinné inžinierstvo, odbor poľnohospodárstvo a krajinárstvo
Meno školiteľa
Ing. Peter Šurda, PhD. (surda@uh.savba.sk)
Prijímajúca škola
Fakulta záhradníctva a krajinného inžinierstva SPU
Stručná anotácia
Spaľovanie fosílnych palív a zmeny vo využívaní krajiny vedú k zmene globálnej klímy. Na základe výsledkov klimatických modelov dôjde k výskytu teplotných extrémov vo väčšine obývaných regiónov, výskytu silných búrok v niektorých regiónoch a výskytu sucha a nedostatku zrážok v niektorých regiónoch. Je veľmi pravdepodobné, že suché obdobia, ktoré budú koincidovať s vlnami horúčav, vyvolajú zvýšený výskyt a dynamiku vodoodpudivosti pôdy s jej prejavmi. Ďalším dôležitým javom, ktorý súvisí so zmenou klímy, je rastúce riziko požiarov.
Cieľom dizertačnej práce bude analýza zmien povrchového odtoku (hortonovského aj nehortonovského) a retencie vody v zóne aerácie pôdy v dôsledku zmenených parametrov (zvýšených hodnôt) návrhových dažďov, prejavov lesných požiarov a plošne rozšírenej vodoodpudivosti pôdy. Výskum bude prebiehať na svahoch s málo vyvinutou piesočnatou pôdou, na svahoch sprašovej pahorkatiny a na svahoch s málo vyvinutou skeletnatou pôdou. Všetky 3 lokality patria medzi oblasti primárne ohrozené vplyvom klimatickej zmeny na pôdny fond SR.
V prípade zmeny klímy je jej budúci priebeh a skutočný rozsah stále ovplyvnený vysokým stupňom neistoty a naše aktivity sú podmienené súčasným poznaním problému. Vlastným prínosom projektu bude analýza nepriaznivých dôsledkov zmeny klímy na povrchový odtok (hortonovský aj nehortonovský povrchový odtok) a retenciu vody v zóne aerácie pôdy, s cieľom zvýšiť adaptívnu schopnosť prírodných systémov voči aktuálnym, alebo očakávaným negatívnym dôsledkom tejto zmeny a budovanie znalostnej základne pre účinnejšiu adaptáciu.
Názov témy
Zmeny základných ukazovateľov kvality vody vo vodárenských nádržiach v podmienkach prebiehajúcej zmeny klímy.
Program DŠ
Krajinné inžinierstvo, odbor poľnohospodárstvo a krajinárstvo
Meno školiteľa
Ing. Yvetta Velísková, PhD. (veliskova@uh.savba.sk)
Prijímajúca škola
Fakulta záhradníctva a krajinného inžinierstva SPU
Stručná anotácia
Jedným zo zdrojov pitnej vody pre obyvateľov Slovenska sú aj vodárenské nádrže. V niektorých regiónoch znamenajú jediný možný spôsob zásobovania obyvateľstva pitnou vodou. V dôsledku antropogénnej činnosti a rôzneho využívania krajiny, ale aj v dôsledku prebiehajúcej zmeny klímy dochádza k zmenám kvality vody v týchto útvaroch. Prívalové dažde, obdobia sucha – nedostatku vody, letné vysoké teploty, príp. iné prejavy zmeny klímy negatívne vplývajú na kvalitu vody v týchto nádržiach, a to aj napriek akýmkoľvek legislatívnym opatreniam. Náplňou dizertačnej práce bude sledovanie a analýza zmien základných ukazovateľov kvality vody vo vybraných vodárenských nádržiach v rôznych ročných obdobiach a pri rôznych hydrologických podmienkach. Predpokladom úspešného dosiahnutia cieľov je vykonanie dôkladnej rešerše súčasného stavu poznania danej problematiky, teoretická analýza možných metodických postupov, vykonanie terénnych meraní na vybraných lokalitách pri použití modernej prístrojovej techniky, ako aj aplikácia metód štatistickej analýzy.
Zmena klímy ovplyvní v najbližších rokoch všetky vodné zdroje, ich kvalitu a aj režim. Stratégia adaptácie na zmenu klímy, ktorú v októbri 2018 schválila vláda SR, predvída v tomto storočí pokles úhrnov zrážok, a tým aj využiteľnosť dostupných vodných zdrojov. Zároveň sa však na Slovensku zvýši výskyt silných búrok, ktoré však spôsobujú zníženie kvality povrchových vodných zdrojov, a to najmä tých, ktoré sa využívajú na zásobovanie obyvateľstva pitnou vodou. Ako konštatuje akčný plán pre životné prostredie, extrémne výkyvy počasia už teraz vedú k ohrozeniu zdrojov pitnej vody. Napriek tomu, že značná časť obyvateľstva na Slovensku je zásobovaná z podzemných zdrojov, v niektorých regiónoch sú ľudia stále silne odkázaní len na povrchové zdroje - vodárenské nádrže.