Schválené projekty 2018

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2018

Celková přidělená částka z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum na VŠB-TUO - 55 008 271 Kč

Z toho 2.5% - 1 375 200 Kč - úhrada způsobilých nákladů spojených s organizací SGS

fakulta přidělená částka v Kč
FBI  1 169 170
EKF  3 711 750
FAST  2 600 000
FS  8 523 694
FEI 14 727 528
HGF  6 164 359
FMT  7 136 570
VC  9 600 000
CELKEM 53 633 071

KódSP2018/149
Název projektuSestavení numerického modelu proudění podzemní vody na příkladu hypotetické lokality hlubinného úložiště radioaktivních odpadů
ŘešitelCamfrlová Markéta Mgr.
Školitel projektuprof. Ing. Naďa Rapantová, CSc.<br />
Období řešení projektu01.01.2018 - 31.12.2018
Předmět výzkumuROZBOR STAVU PROBLEMATIKY V ČR A VE SVĚTĚ
Všechny potenciální lokality v České republice, na kterých by měl probíhat geologický průzkum pro umístění hlubinného úložiště, se nacházejí v krystalických horninách (plutonické magmatické horniny, metamorfované horniny). Vzhledem k tomu, že v České republice průzkum na kandidátských lokalitách ještě nezapočal, je účelné využít veškerých získaných poznatků zejména ze zahraničních programů pro hlubinné ukládání radioaktivního odpadu v krystalických horninách a to NAGRA – Švýcarsko [1], SKB – Švédsko [2], Posiva – Finsko [3], AECL – Kanada [4] a NUMO – Japonsko [5]. Numerický model bude sestaven na příkladu hypotetické lokality, která se bude horninovým prostředím a jeho vlastnostmi co nejvíce přibližovat potenciálním lokalitám pro ukládání radioaktivního odpadu v České republice.
Numerický model proudění podzemních vod se skládá z řídících rovnic, okrajových a počátečních podmínek. Vývoj matematického modelu probíhá v několika etapách, a to plánování a konceptualizace modelu, sestavení modelu, kalibrace modelu, predikce – výpočet scénářů a analýza nejistot modelu. Sestavení modelu představuje implementaci koncepčního modelu do matematického (zpravidla numerického) kontextu. Tato implementace zahrnuje řadu rozhodnutí, týkající se výběru softwaru (numerické metody), dimenzionality modelu, definování modelové domény a prostorové a časové diskretizace [6].
Na základě rešerše byly definovány tři možné přístupy k simulaci hydraulických procesů v horninovém prostředí – proudění v kontinuální doméně (CPM), proudění v doméně s duální pórovitostí a proudění v doméně se sítí diskrétních puklin (DFN). V rámci projektu řešeného na Katedře geotechniky a podzemního stavitelství „Vývoj hlubinného úložiště“ [7] byl sestaven numerický model proudění pro hypotetickou lokalitu v programu FEFLOW, který využívá metodu konečných prvků. Byl zde využit hybridní koncepční přístup, kdy tektonika (regionální) byla simulována jako DFN a připojena k modelu kontinua. Rozvoj nestrukturovaných sítí v široce využívaném a mezinárodně akceptovaném softwaru MODFLOW vytvořil předpoklady pro jeho otestování na řešení uvedené problematiky s využitím jiného koncepčního přístupu – simulace modelu kontinua v regionálním měřítku. [8].

HARMONOGRAM ŘEŠENÍ
únor – duben: definování parametrů a okrajových podmínek pro numerické řešení v MODFLOW-USG
květen – červen: příprava publikace Jsc
červenec – listopad: sestavení numerického modelu v programu MODFLOW-USG, příprava publikace Jsc
prosinec: ukončení projektu a zpráva projektu

CITACE CIZÍCH PRACÍ
[1] Gmünder C., Malaguerra F., Nusch S., Traber D., 2013. Regional hydrogeological model of northern Switzerland. NAB 13- 23. Nagra. Wettingen.
[2] Follin S., Levén J., Hartley L., Jacksdon P., Joyce S., Roberts D., Swift B., 2007. Hydrogeological characterisation and modelling of deformation zones and fracture domains, Forsmark modelling stage 2.2. SKB R-07-48. Svensk Kärnbränslehantering AB.
[3] Andersson J., Ahokas H., Hudson J. A., Koskinen L., Luukkonen A., Löfman J., Keto V., Pitkänen P., Mattila J., Ikonen A.T.K., Ylä-Mella M., 2007. Olkiluoto Site Description 2006. POSIVA 2007-03.
[4] Davison C.C., Chan T., Brown A., Gascoyne M., Kamineni D.C., Lodha G.S., Melnyk T.W., Nakka B.W., O’Connor P.A, Ophori D.U., Scheier N.W., Soonawala N.M., Stanchell F.W., Stevenson D.R, Thorne G.A. Vandergraaf T.T., Vilks P., Whitaker S.H, 1994. The disposal of Canada’s nuclear fuel waste: the geosphere model for postclosure assessment. Atomic Energy of Canada Limited Report, AECL- 10719, COG-93-9. Pinawa. Manitoba.
[5] NUMO (Nuclear Waste Management Organization of Japan), 2011. Safety of the Geological Disposal Project 2010 - Safe Geological Disposal Based on Reliable Technologies. NUMO-TR-11-01, (in Japanese), Japan.
[6] Anderson M., Woessner P., Hunt W.W., Randall J., 2015. Applied Groundwater Modeling – Simulation of Flow and Advective Transport (2nd Edition). Elsevier.
[7] Rapantová N., Pospíšil P., Camfrlová M., 2017. Úvodní model proudění podzemních vod pro referenční lokalitu. MS FAST VŠB- TUO Ostrava.
[8] Panday, Sorab, Langevin, C.D., Niswonger, R.G., Ibaraki, Motomu, Hughes, J.D., 2013. MODFLOW–USG version 1: An unstructured grid version of MODFLOW for simulating groundwater flow and tightly coupled processes using a control volume finite-difference formulation: U.S. Geological Survey Techniques and Methods, book 6.

PŘEHLED POUŽITÝCH METOD
Numerický model bude sestavován na příkladu hypotetické lokality hlubinného úložiště radioaktivního odpadu v krystalických horninách. Numerické modelování bude probíhat v programu MODFLOW-USG a MT3DMS. Jedná se celosvětově nejrozšířenější verzi softwaru na simulaci proudění podzemních vod (MODFLOW-USG) a transportu rozpuštěných látek ve vodách (MT3DMS). Program Modflow – USG pracuje na základě metody konečných rozdílů, umožňuje pro řešení proudění podzemních vod a transportu rozpuštěných látek využít pravidelnou i nepravidelnou výpočetní síť tvořenou prizmatickými 3D prvky s průřezem trojúhelníku, čtyřúhelníku, šestistěnu nebo jiných uzavřených tvarů s konvexními vrcholovými úhly. Flexibilita zádání výpočetní sítě umožňuje optimálně postihnout geometrii fenoménů ovlivňujících poměry proudění – především tvar říční sítě a rozložení hydrostratigrafických a litologických jednotek.

ZDŮVODNĚNÍ ZAPOJENÍ JEDNOTLIVÝCH ČLENŮ TÝMU
Mgr. Markéta Camfrlová – hlavní řešitel, studentka prezenční formy doktorského studia, sestavení numerického modelu, dizertační práce: Transport polutantů z hlubinného úložiště radioaktivních odpadů
Ing. Tommhy Lervi Cuadros León – spoluřešitel projektu, student kombinované formy doktorského studia
doc. Ing. Naďa Rapantová, CSc. – školitel

PŘEDCHOZÍ DOSAŽENÉ VÝSLEDKY ČLENŮ TÝMŮ – STUDENTŮ
Hodnocené
Yousuf, M.A.; Rapantova, N.; Camfrlova, M., Younis, J. H. Groundwater recharge management in semi-arid regions, a case study of Khazir Basin. In: 16th International Multidisciplinary Scientific Geoconference (SGEM 2016) Albena (Bulgary): 2016, vol. I, s. 367-374. ISBN: 978-619-7105-61-2, ISSN:1314-2704.

Pospisil, P.; Polacek, J.; Camfrlova, M., Lervi, C.L.T. Methodological aspects of usage the ert method and subsequent interpretation of the results obtained in the search of various anthropogenic objects at shallow depths. In: 17th International Multidisciplinary Scientific Geoconference (SGEM 2017) Albena (Bulgary): 2017, vol. 17, s. 529-536. ISBN 978-619-7105-99-5, ISSN 1314-2704.

Nehodnocené
Camfrlova, M.: Legacy of pollution in ZPA Nová Paka site. In Wprowadzenie do Wybranych Zagadnień z Inźynierii Lądowej: Prace Naukowe Doktorantów, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice: 2017, s. 43-49, ISBN 978-83-7880-453-6.

Zdůvodnění rozpočtu
stipendia: Mgr. Markéta Camfrlová 104 000 Kč (hlavní řešitel) studentka prezenční formy studia, v roce 2018 bude zapojena pouze do jednoho projektu SGS, z týmu studentů bude na tomto projektu vykonávat většinu práce sama, Ing. Tommhy Lervi Cuadros León – 2000 Kč
služby: překlady, poplatek za publikace
materiálové náklady: kancelářské potřeby
Členové řešitelského týmuMgr. Markéta Camfrlová
Ing. Tommhy Lervi Cuadros León
prof. Ing. Naďa Rapantová, CSc.
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Cílem výzkumu je sestavit numerický model proudění podzemní vody na příkladu hypotetické lokality hlubinného úložiště radioaktivních odpadů v ČR. Numerický model bude vytvořen v programu MODFLOW-USG. Model bude porovnán s numerickým modelem s jiným koncepčním přístupem, který byl modelován v programu FEFLOW. Poznatky budou dále využity v následném etapě modelování – transportu radioaktivních látek. Všechny poznatky a zpracovaný model budou sloužit jako podklady pro dizertační práci.

Očekávané výstupy:
2 x Jsc (př. Journal of Ecological Engineering, Geologické výzkumy na Moravě a ve Slezsku)

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
0,-0,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)0,-0,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti0,-0,-
2. Stipendia106000,-106000,-
3. Materiálové náklady1000,-6700,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek0,-0,-
5. Služby20000,-14300,-
6. Cestovní náhrady0,-0,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory13000,-13000,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady140000,-
Uznané náklady140000,-
Celkem běžné finanční prostředky140000,-140000,-