”Свако ко престане да учи је стар, било да има двадесет или осамдесет година. Ко настави да учи, остаје млад.”
Хенри Форд

Подземне воде

Предавања и вежбе: Душан Јовановић

Студијски програм: Грађевинарство
Врста и ниво студија: Основне академске студије
Статус предмета: Обавезан
Број ЕСПБ: 6
Услов: Механика флуида

Циљ предмета

Предмет је намењен за упознавање студената са једначинама струјања подземне воде и за увођење у нумеричко решавање истих.

Исход предмета

Студент се оспособљава за коректно постављање задатка, нумеричку формулацију, решавање и инжењерску интерпретацију.

Садржај предмета

Теоријска настава

1. недеља

Вода на Земљи. Хидролошки циклус. Подземне воде у оквиру укупних водних ресурса.

2. недеља

Време задржавања воде у појединим облицима. Ресурси потповршинских вода. Везана, невезана вода.

3. недеља

Хидрогеолошки системи и циљеви њиховог изучавања. Вода и њене физичке особине.

4. недеља

Аквифер. Врсте aквифера. Микрогеометријске и макрогеометријске карактеристике. Хидродинамички параметри. Класификација струјања подземне воде.

5. недеља

Преглед поступака моделирања струјања подземне воде. Физички, аналогни, графоаналитички, аналитички и нумерички модели.

6. недеља

Појам континуума. Основне једначине за извођење једначина струјања. Дарсијева (динамичка) једначина. Област важења. Карактер коефицијента филтрације. Уопштавање Дарсијевог закона.

7. недеља

Покретачка сила и силе отпора у филтрацији. Турбулентна, ламинарна и микрофилтрација. Утврђивање коефицијента филтрације обрасцима, лабораторијским и теренским опитима.

8. недеља

Једначина континуитета. Потенцијално струјање. Пример Лапласове једначине.

9. недеља

Струјна мрежа у случају потенцијалног струјања. Анизотропија. Графичке методе третирања анизотропије: метода трансформације дужина, метода елипсе анизотропије.

10. недеља

Струјање у аквиферу под притиском. Тотални напон, ефективни напон и порни притисак. Веза између напона и деформације контролне запремине. Веза између напона и деформације флуида.

11. недеља

Једначине струјања. Једначина за хомогену, изотропну и анизотропну средину са константним коефицијентима филтрације. Поасонова једначина. Лапласова једначина.

12. недеља

Разлике између струјања под притиском и са слободном водном површином. Струјање у аквиферу са слободном водном површином. Дипи-Форхајмерова претпоставка. Једначина струјања за равански случај у основи и за равански случај у вертикалној равни.

13. недеља

Врсте и начин задавања граничних услова. Моделисање анизотропије и нехомогености.

14. недеља

Нумерички поступци за решавање проблема струјања подземне воде. Рачунска мрежа са центрисаним рачунским тачкама и са центрисаним контролним запреминама. Метода коначних разлика. Дискретизација једначина. Гранични и почетни услови у дискретизованом облику.

15. недеља

Видови филтрационе нестабилности порозне средине: суфозија, флуидизација, ерозија, колмација. Критични градијенти.

Практична настава:

Вежбе. Прате ток теоријске наставе.

Литература

М. Вуковић, А. Соро: Динамика подземних вода, Институт за допривреду ″Јарослав Черни″, Посебна издања, Књига 25, Београд, 1984.
K. György: A felszín alatti vizekkel kapcsolatos feladatok megoldására szolgáló numerikus módszerek alkalmazásánakl alapjai, Vízügyi Dokumentációs és Továbbképző Intézet, Budapest, 1978.
J. Bear: Hydraulics of Groundwater, McGraw-Hill Inc., USA, 1979.

Методе извођења наставе

Предавања, вежбе, консултације.
Током сместра ће се континуално задавати задаци са роком израде од једне до две недеље. Израђени задаци ће добити збирну оцену.

Број часова активне наставе

Предавања: 2
Вежбе: 3

Оцена знања (максимални број поена 100)

Предиспитне обавезе

Поена

Рад током семестра – вежбе

Завршни испит

Поена

Тест или усмени испит и писмени испит