Ukázky témat bakalářských prací z minulých let
Model sítě rezistorů jako prostředek modelování v geoelektrických odporových metodách
Vedoucí práce: Jan Vilhelm
Zpracování naměřených dat v geoelektrické odporové metodě často vychází ze srovnávání naměřených zdánlivých odporů se zdánlivými odpory, vypočítanými pro odporový model prostředí. Pomocí změn rozložení odporů v modelu se snažíme dosáhnout shody mezi naměřenými a modelovými zdánlivými měrnými odpory. Hledáme tak odporový model prostředí, který vykazuje stejné zdánlivé odpory, jaké byly naměřeny v terénu. Bakalářská práce bude rešerší o geoelektrické odporové metodě a současně se bude zabývat možností využití sítě rezistorů, jako možného numerického modelu reálného geoelektrického prostředí.
Volitelná praktická část práce by se mohla zabývat výpočtem několika zvolených modelů a porovnáním změn zdánlivých odporů v důsledku změn geometrických nebo odporových parametrů modelů. K tomu je k dispozici skript, vytvořený v programovacím prostředí MATLAB.
Téma může být modifikováno podle konkrétního zájmu a schopností studenta.
Lokalizace ohnisek seismických dějů
Vedoucí práce: Jan Vilhelm
Jednou ze základních úloh v seismologii je lokalizování místa vzniku zemětřesení (tzv. ohnisko zemětřesení), otřesu v horninovém prostředí, nebo jen určení místa porušení v materiálu. K tomu je možné využít časy příchodů seismických vln k několika seismickým stanicím, resp. k několika snímačům. Rešeršní část práce se bude zabývat především základním přehledem metod, používaných pro lokalizaci. Vedle toho se bude zabývat analýzou toho, co ovlivňuje lokalizovatelnost dějů a přesnost této lokalizace.
Volitelná praktická část práce by se pak mohla zabývat například modelovými výpočty pro porovnání různých geometrických konfigurací sítě snímačů s ohledem na výslednou přesnost určení polohy ohniska.
Téma může být modifikováno podle konkrétního zájmu a schopností studenta. Práce je vhodná jednak pro zájemce o užitou geofyziku, kteří se mohou v práci soustředit zejména na metodiku lokalizace. Méně technicky zaměření studenti mohou práci realizovat se důrazem na přehled vývoje metod monitoringu seismických dějů a jejich lokalizace a soustředit se na ilustraci konkrétních případů.
Fyzikální principy a historický vývoj měření tíže
Vedoucí práce: Vratislav Blecha
Historii gravimetrických měření můžeme rozdělit do několika širokých a částečně se překrývajících časových period, které jsou iniciovány především technickým vývojem. Nejstarší perioda sahá do konce 16. století a je spojena se jmény jako Galileo Galilei, Johannes Kepler nebo Isaac Newton. Poslední perioda zasahuje do současnosti a je spojena s vývojem digitálních relativních gravimetrů s citlivostí 1 mikroGal, absolutních gravimetrů pracujících na principu volného pádu, nebo měření globálních gradientů tíhového pole Země ve vysokých výškách pomocí satelitů. Bakalářská práce má rešeršní charakter a jejím cílem je přehledně a uceleně prezentovat historický vývoj fyzikálních principů používaných pro měření tíhového zrychlení.
Podzemní eroze spraše: procesy a řídící faktory
Vedoucí práce: Jiří Bruthans
Ve spraši vznikají činností proudící vody rozsáhlejší dutiny, jejichž stropy představují jednak riziko propadů na povrchu, dále způsobují výraznou erozi půdy a konečně představují zárodek hlubokých roklí se strmými stěnami. Cílem rešeršní části práce je získat informace o těchto jevech a procesech, které jsou považované za zodpovědné za rozšiřování puklin do rozměrných dutin. Cílem praktické části práce je provést vlastní měření a experimenty, které by za zjednodušených podmínek některé z přírodních procesů simulovaly.
Kdy a v jaké míře dochází k doplňování podzemních vod: využití časového průběhu hladin ve vrtech
Vedoucí práce: Jiří Bruthans
Metody pro určení doplňování podzemní vody z průběhu hladiny podzemní vody ve vrtech jsou založeny na skutečnosti, že při doplňování podzemní vody dochází k vzestupu hladin. Při známé porozitě tak lze určit kolik vody se v daném období doplnilo. Existují další faktory, které vývoj hladiny v čase ovlivňují a které je třeba separovat. Jedná se o aktuální tématiku zabývající se mírou dotace podzemní vody a jejími změnami v čase v období klimatické změny. Vedle rešeršní části zaměřené na úspěšně použité postupy a jejich limity, zejména ze zahraničí, je praktická část projektu zaměřena i na zpracování hladin ve vybraných vrtech v ČR a určení dotace podzemní vody v daných oblastech.
Vliv pěstování rostlin pro výrobu biopaliv na jakost povrchových a podzemních vod
Vedoucí práce: Zbyněk Hrkal
Podíl řepky olejné a kukuřice na rostlinné výrobě v důsledku dotací EU neustále roste. Obě tyto plodiny se používají především jako složka k výrobě tzv. biopaliv. Z výsledků monitoringu ČHMU vyplývá, že tento trend se významným způsobem podílí na kontaminaci povrchových a podzemních vod pesticidy. Cílem bakalářské práce je na základě rešerše archivních dat shrnout dosavadní poznatky a připravit podklady pro případnou vlastní diplomovou práci.
Separace indukovaných a remanentních zdrojů magnetických anomálií na Měsíci
Vedoucí práce: Gunther Kletetschka
Student se obeznámí s databázi magnetických dat z orbitálních měření kolem Měsíce. Naučí se data zobrazovat a intepretovat magnetický záznam z časově proměnného magnetického pole měřeného z družice. Cílem práce bude vyseparovat magnetický záznam z dob, kdy Měsíc byl ponořen do magnetosféry od Země, a tedy vystaven indukovanému poli generovaného ocasem Zemské magnetosféry, jehož polarita je dána interakcí geomagnetického pole a magnetického pole Slunce. Vedle rešeršní části zaměřené na úspěšně použité principy detekce magnetismu z družicových měření, je praktická část zaměřena na manipulaci družicových dat.
Magnetická charakterizace použitých střel
Vedoucí práce: Gunther Kletetschka
Metody detekce magnetismu nejen hornin, ale i materiálů, spoléhají na přítomnost ultramalých částic magnetických minerálů. I v případě, že je přítomno méně než jedno procento magnetických minerálů, jejich magnetická charakteristika je datovatelná. Student se seznámí se základy horninového magnetismu a použije tuto znalost na interpretaci remanentních polí, které vznikají v době chladnuti střely. Cílem je vytvoření metodiky na rekonstrukci směru, ze kterého byla střela vypálena.Vedle rešeršní části zaměřené na úspěšně použité principy detekce magnetismu a jejich limity, je praktická část zaměřena na změření magnetismu několika vypálených střel.
Předpovídání množství vody vypařované z půdy: Richardsova rovnice
Vedoucí práce: Martin Lanzendörfer
První matematický model popisující množství vody vypařované z půdy v horkých letních měsících, tedy model pohybu vody a vodní páry v nesaturovaném porézním prostředí, odvodil již L. F. Richardson v roce 1922, tedy téměř před sto lety. Pár stránek popisujících jednu výslednou rovnici tehdy vzniklo jako malá část jeho snahy dát lidstvu výpočetní model předpovídající počasí. Část Richardsonovy rovnice, která popisuje pohyb kapalné vody, se dnes jmenuje podle L. A. Richardse, který se jí podrobněji zabýval o dekádu později. Tématem bakalářské práce bude podívat se této Richardsově rovnici, v hydrogeologii hojně používané, více pod pokličku: např. vymezit situace, které popisuje dobře a kde se jí naopak nedaří; zjistit, jakými experimenty se získává potřebná charakteristika porézního média; případně se podívat, jak a kdy se obecnější matematické modely na tuto jednoduchou rovnici redukují.
Mikromechanika v diskontinuitách pevných hlubinných hornin
Vedoucí práce: Josef Rott
Smyková pevnost (Obr. 1) horniny v diskontinuitě bývá často klíčová ve smyslu pevnosti celého horninového masivu. Závisí především na míře dilatance (dané rozevřením, drsností povrchu spáry a směru působící síly ve spáře). Rozhodující pochody probíhají na počátku vzájemného posunu horninových matric. V detailním měřítku dochází k vyhlazování povrchu – snižování drsnosti povrchu diskontinuity, což je provázeno mikroporuchami výčnělků horniny. Tato porušení kvazikřehkého horninového materiálu v podstatě představují dynamické zatížení pro ostatní partie spáry. Složité procesy jsou popsány ve smyslu termodynamiky diskontinuitního prostředí a převedeny na konstituční vztahy pro numerické modely, povrchy horninových spár jsou pro účely matematické analýzy digitalizovány např. laserovým skenerem (Obr. 2). V každém případě téma skýtá potenciál pro další vývoj komplexního náhledu na danou problematiku. Při řešení bakalářské práce bude kladem důraz na rešerši poznatků v tomto směru, s možným přesahem do diplomové práce – zvláštní pozornost bude věnována horninovému masivu pevných, zdravých hlubinných vyvřelin, jakožto předpokládaného prostředí pro uložení radioaktivního odpadu.
Využití nepilotovaných leteckých prostředků v letecké radiometrii, zhodnocení technických možností
Vedoucí práce: Ondřej Šálek
Úkolem bakalářské práce je sebrat a zhodnotit dostupné informace o existujících technických možnostech realizace leteckého radiometrického měření s použitím nepilotovaných letounů. Cílem práce je zejména porovnat pro vybraná technická řešení uvedená v literatuře všechny parametry mající vliv na výslednou kvalitu získaných dat, efektivitu a ekonomiku měření. Do souvislostí je třeba uvést zejména parametry jako citlivost detektoru, typ detektoru, jeho objem a hmotnost, nosnost letounu, rychlost letu, výška letu, doba letu. Dále by bylo vhodné porovnat pořizovací a provozní ceny a omezení povětrnostních vlivů.
Kalibrace terénních gamaspektrometrů pro měření přírodních radionuklidů K, U a Th
Vedoucí práce: Ondřej Šálek
Terénní přístroje pro měření radioaktivity je třeba kalibrovat pro měření správné hodnoty draslíku, uranu a thoria v horninách. Kalibrace se provádí na betonových modelech, standardech, se známou koncentrací radionuklidů. Nezbytným krokem při kalibraci přístrojů je také určení pozadí na rozlehlé vodní ploše s dostatečnou hloubkou vody, která odstíní veškeré gama záření od hornin. Při měření pozadí na vodní ploše měříme složky gama záření od vzdušného radonu, kosmického záření a radioaktivitu vlastních materiálů přístroje. Úkolem bude popsat způsob kalibrace terénního přenosného gamaspektrometru. Student posoudí, zda existuje rozdíl v pozadí stanoveném na několika různých vodních plochách (lipenská přehrada, Máchovo jezero, rybník Dvořiště). Součástí práce bude také stanovení kalibračních konstant nového gamaspektrometru GT-32 podle měření na kalibrační základně ve Stráži pod Ralskem.
Jak hydrofobní vrstva na povrchu pískovce ovlivňuje jeho hydraulické vlastnosti?
Vedoucí práce: Martin Slavík
Konzultant: Jiří Bruthans
Výpar vody v přípovrchové zóně pískovců způsobuje solné zvětrávání, které má za důsledek tvorbu různých geomorfologických tvarů. Na povrchu pískovců tvoří organismy tenkou hydrofobní vrstvu, která způsobuje posun zóny kapilárního proudění vody hlouběji pod pískovcový povrch. To má za následek zvyšování dráhy, kterou musí vodní pára difundovat směrem k povrchu. Je však tento jev kritický pro ovlivnění rychlosti výparu? Cílem rešeršní části je popsat vliv organismů na hydraulické vlastnosti materiálu a porovnat propustnost materiálu pro kapalnou vodu a vodní páru. Cílem praktické části je na základě experimentů porovnat rychlost výparu z holých pískovců s rychlostí výparu z pískovců kolonizovaných organismy.
Jak rozlišit kapilární zónu a zónu transportu par? Rešerše a testování technik
Vedoucí práce: Tomáš Weiss
Konzultant: Jiří Bruthans
Při výparu z hrubozrnějších materiálů (např. písek) dochází po dosažení určité nízké vlhkosti ke tvorbě tzv. výparové fronty uvnitř materiálu. Pod touto frontou se voda šíří převážně kapilárně (podobně jako v brčku – kvůli povrchovému napětí), zatímco mezi frontou a povrchem se voda ve formě páry šíří difuzí. Porozumění výparu z těchto materiálů má využití např. při výpočtech evaporace v aridních a semi-aridních oblastech, geomorfologii či v pochopení mechanizmů zodpovědných za rozpad soch. Cílem rešeršní části práce je porovnat různé metody detekce výparové fronty: jejich přednosti a omezení. Cílem praktické části práce je pak přímo v laboratoři otestovat alespoň dvě z těchto metod.
