Aplikace simulačních modelů na popis preferenčního proudění v půdním profilu

Abstract

Tématem disertační práce je kritická studie aplikace numerických modelů na popis proudění vody a transport ve vodě rozpuštěných látek v pórovitém prostředí a využitelnost modelů i v inženýrské praxi. Důraz je kladen na problematiku proudění přírodním heterogenním půdním prostředím, které vykazuje preferenční proudění, a na hledání reprezentativních hydraulických charakteristik. Numerické modely jsou silným nástrojem pro simulace přírodních procesů, ale v případě modelování proudění vody heterogenním částečně nasyceným půdním profilem narážíme na problémy identifikace prostorově variabilních vstupních parametrů. Diskutovanou komplikací je stanovení reprezentativního objemu, na kterém jsou makroskopické charakteristiky definovány a upscaling těchto charakteristik pro úlohy řešené na velkých měřítkách. V práci je diskutována využitelnost elektrické rezistivní tomografie pro posouzení režimu proudění a pro průměrování makroskopických veličin. Originálním přístupem je využití ERT v kombinaci s inverzním modelováním pro stanovení hydraulických charakteristik porézního prostředí.

The dissertation thesis is a critical study of a use of numerical models on water flow and solute transport within a porous media and the application of the models in engineering praxis. The main emphasis is given to the water regime of natural heterogeneous soils that exhibit preferential flow and to representative parameterization of the hydraulic characteristics of these soils. Although the numerical simulation models are of a great help in practical applications, the problem of identification of spatialy variable input inforamtion still remains. Another discussed issue is the estimation of representative elementary volume of heterogeneous soils and upsacaling of the hydraulic characteristics with the help of electric resistivity tomography and inverse optimalization