Předmět Půdní fyzika - Mgr. (AIA01E)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu AIA01E - Půdní fyzika - Mgr., Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů, Česká zemědělská univerzita v Praze (ČZU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Cílem předmětu je naučit studenty chápat vztah vody a půdy v zemědělském ekosystému. Vztah půda - voda - rostlina je popisován a procvičen na přednáškách, cvičeních, v laboratoři a terénu. Předmět je orientován na výklad hydrologického cyklu vody v přírodě se zaměřením na podíl půdy jako místa pro pozemský život v tomto cyklu. Je vysvětlována úloha pevné, kapalné a plynné fáze v půdně-fyzikálních procesech, základní vztah půda - voda, vysvětleny půdně-fyzikální vlastnosti vztahující se k hydrologickému cyklu vody v přírodě. Předmět poskytuje informaci o základech transportu vody a roztoků v půdním profilu od půdního povrchu do hladiny podzemní vody. Pozornost je věnována fyzikálním základům procesu, použití matematiky je minimalizováno na nezbytnou mez, základní vazby na poznatky z hydrauliky, hydrologie a ekologické aspekty jsou také zařazeny včetně souvislostí mezi zemědělskou činností a ochranou podzemních vodních zdrojů.

Osnova

PřednáškaHydrologický cyklus a půdní profil, úloha vody v půděPůdní voda, pórovitost, půdní vlhkost - definice, vztahy, stanoveníZákladní fyzikální vlastnosti systému půda - voda - atmosféra a vztah k rostliněDefinice potenciálu půdní vody, jeho vyjádření a další hydrostatické procesy v půděRetence vody v půdě, retenční čára, pF křivka, hydrolimity a jejich význam v zemědělství a životním prostředíHydrodynamické procesy v půdě, základy transportu vody v půdním profiluZákladní zákonitosti nasyceného proudění vody v půdě a hornináchZákladní zákonitosti nenasyceného proudění vody v půdě, rozdíl mezi nasyceným a nenasyceným prouděnímTransportní koeficienty, nasycené a nenasycená hydraulická vodivostZákladní půdně-hydrologické procesy v systému půda - voda - atmosféra - rostlinaZáklady transportu roztoků nenasyceným půdním profilem a jeho ekologická důležitostKonzervativní a nekonzervativní prouděníOchrana podzemních vod před negativními důsledky zemědělských a dalších antropogenních aktivitNejnovější poznatky z oboruCvičeníVlhkost půdy, pórovitost půdy, jejich vyjádření; bilance půdní vody Stanovení zdánlivé hustoty pevných částic metodou vodního pyknometru Kalibrace senzoru pro měření objemové vlhkosti půdy (labVyhodnocení kalibrace senzoru pro měření objemové vlhkosti půdy; aplikace metody nejmenších čtverců (počítAdsorpce vody v půdě, adsorpční izoterma, funkční vyjádření adsorpční izotermy (počítKapilarita, kapilární síly, kapilární voda Vliv změn vlhkosti na fyzikální vlastnosti půd - stanovení Atterbergových mezí Potenciál půdní vody a jeho složky, tenzometr Zápočtový test; Retenční čára - demonstrace zařízení pro stanovení potenciálu půdní vody Funkční vyjádření retenční čáry půdní vlhkosti (počítStanovení nasycené hydraulické vodivosti půdy v laboratořiStanovení nenasycené hydraulické vodivosti půdy minidiskovým infiltrometremVyhodnocení nenasycené hydraulické vodivosti půdy změřené minidiskovým infiltrometremNáhradní test; zápočet; dotazy k jednotlivým cvičením a diskuze

Získané způsobilosti

Znalosti:Student má pokročilé znalosti o fyzikálních vlastnostech půdy jako pórézního systému v terénu i laboratoři, umí vysvětlit principy a metody aplikované v oboru a zná podmínky jejich použití. Ovládá popis a umí řešit fyzikální procesy ve vadózní zóně a mezifázové jevy v systému půda - voda - atmosféra. Umí vysvětlit vliv jednotlivých fyzikálních charakteristik půdy na její fyzikální vlastnosti, rozumí interakci mezi pevnou a kapalnou fází půdy. Má široké teoretické znalosti vztahu půdy a vody, ovládá potenciální teorii půdní vody, umí stanovit potenciál a aplikovat do retenční čáry půdní vlhkosti včetně analytických řešení a praktického využití. Dokáže uplatnit komplexní znalosti hydrostatiky a hydrodynamiky půdní vody při řešení praktických úloh. Ovládá matematický aparát pro popis klidu i pohybu vody v půdě. Chápe půdu jako pórézním systém, kde proudění lze popsat matematicky (Darcyho zákon, rovnice kontinuity) ovládá zákonitosti nasyceného a nenasyceného proudění. Umí stanovit hydraulickou vodivost v terénu i laboratoři. Chápe zákonitosti transportu látek v půdě, umí navázat nově získané znalosti na ty předchozí a uplatnit je v rozhodovacím procesu při řešení půdních procesů.Dovednosti:Student umí použít a a prakticky aplikovat tradiční i nejnovější metody stanovení hydrofyzikálních charakteristik půdy. Je schopen samostatně stanovit jednotlivé fyzikální a hydrofyzikální vlastnosti půdy a vody v ní. Dokáže analyzovat adsorpci půdní vody. Je schopen stanovit a vyhodnotit konzistenční meze půdy. Umí komplexně pracovat s potenciálem půdní vody, dokáže ho změřit v terénu i v laboratoři a umí uplatnit tyto znalosti při stanovení a analýze retenční čáry. Ovládá terénní i laboratoratorní postupy stanovení nasycené hydraulické vodivosti běžně užívanými metodami. Umí interpretovat matematický popis procesů klidu i pohybu vody v půdě. Dokáže rovnic využít pro aplikaci v hydrodynamických výpočtech a při simulačním modelování těchto procesů. Ovládá transportní procesy ve vadózní zóně v návaznosti na dříve získané znalosti a dovednosti z hydrologie a hydrogeologie. Dokáže samostatně posoudit a využít nově získané znalosti a dovednosti v praxi při řešení úloh vztahu půdy a vody včetně využití simačních modelů, inverzní úlohy a dalších pokročilých výpočetních a simulačních postupů.Kompetence - komunikace:Student je schopen pracovat samostatně, v týmu i jako vedoucí a je schopen práci rozdělit na dílčí úkoly a kontrolovat průběžné výsledky. Je schopen čerpat informace z literatury i cizojazyčné, ovládá odbornou terminologii, umí prezentovat srozumitelně nejen své vlastní odborné názory a závěry, ale i názory dalších odborníků a to ve formě technické zprávy, zprávy z projektu nebo v PP prezentaci.Kompetence - úsudek:Student pracuje samostatně, efektivně využívá laboratorní i výpočetní techniku a simulační modelování při vyhodnocování vlastních terénních i laboratorních měření. Je schopen na odborné úrovni pracovat s informačními zdroji (i cizojazyčnými) pro dosažení určených cílů v rámci oboru. Je schopen posoudit a hodnotit výsledky a formulovat závěry odborného a vědeckého výzkumu v rámci studovaného oboru.

Literatura

ZákladníMatula, S. 1989. Hydropedologie - praktikum. Skriptum ČVUT FSv. 144 s.Kozák, J., Němeček, J., Matula, S., Valla, M., Borůvka, L. 2002. Pedologie. Skriptum ČZU AF. 140 s. ISBN 8021309075.Valla, M., Kozák, J., Němeček, J.,Matula, S., Borůvka, L., Drábek, O. 2000. Pedologické praktikum. Skriptum ČZU AF. 148 s. ISBN 8021306378.Kutílek, M., Kuráž,V., Císlerová, M. 1993. Hydropedologie. 150 s. Skriptum ČVUT FSv.DoporučenáHillel, D. 1998. Environmental Soil Physics. Academic Press. San Diego. USA. p. 771. ISBN 0123485258.Kutilek, M., Nielsen, D. R. 1994. Soil Hydrology. Catena Verlag. p. 370. ISBN 3923381263.Boulding, J.R., Ginn, J.S. 2004. Soil, Vadose Zone and Ground-water Contamination. Lewis Publishers. p. 691. ISBN 0566706106.Dirksen, Ch. 1999. Soil Physics Measurements. Catena Verlag. Germany. p. 154. ISBN 3923381433.Báťková, K., Matula, S., Miháliková, M. 2012. Multimediální učebnice hydropedologických terénních měření [on-line]. Česká verze. Česká zemědělská univerzita v Praze. Praha. Nestránkováno. Dostupné z http//hydropedologie.agrobiologie.cz. ISBN 9788021322547.

Požadavky

Žádné

Garant

prof. Ing. Svatopluk Matula, CSc.