Studium aplikované geologie – přehled studijních oborů a specializací

Náš ústav zajišťuje výuku expertů v oborech hydrogeologie, inženýrská geologie a užitá geofyzika, jež jsou specializace v rámci navazujícího magisterského studijního oboru Aplikovaná geologie. Studium všech geologických oborů začíná tříletým bakalářským studiem obecné Geologie nebo Hospodaření s přírodními zdroji, od druhého ročníku si studenti volí specifické předměty podle zvolené specializace. Možností je také studium tříletého bakalářského oboru Geotechnologie, který už od prvního ročníku klade důraz na metody a technologie užívané v geologii a je tak ideálním vstupním můstkem k dalšímu magisterskému studiu Aplikované geologie.

Následující dvouleté magisterské studium je již plně zaměřeno na danou specializaci. Absolventi získávají titul Mgr., po rigorozní zkoušce i RNDr., po dalším 4-letém doktorském studiu PhD. Výuka ve všech stupních studia probíhá v moderních učebnách a laboratořích vybavených počítači a špičkovými laboratorními přístroji. Všichni zájemci mají možnost absolvovat část studia v zahraničí, především na univerzitách v zemích EU.

Bakalářské studium

Studijní obor Geotechnologie

Tříletý bakalářský obor Geotechnologie je nejmladší mezi studij­ními obory bakalářského studijního programu Geologie. Poskytuje vzdělání v disciplinách aplikované geologie – v hydrogeologii, inženýrské geologii a užité geofyzice. Studium samozřejmě vy­chází i z dobrého přehledu základních geologických disciplin v rozsahu nezbytném pro potřeby oboru. Studenti se učí řešit konkrétní úlohy s reálnými daty a získávají tak praktické zkuše­nosti z práce v terénu, s přístroji, v laboratoři i při počítačovém modelování a interpretaci.

Vznik oboru Geotechnologie souvisí s poptávkou po specialistech, schopných řešit problémy vyplývající z probíhající  globální změny klimatu. Je třeba umět udržet stávající zdroje pitné vody a především v zahraničí pomáhat hledat zdroje nové. V oblasti geotechniky rostou požadavky na stabilitu konstrukcí v případě povodní nebo zemětřesení. V situaci, kdy využívané zdroje ropy docházejí, je třeba hledat nová ložiska a monitorováním těch současných docílit vyšší efektivnost jejich vytěžení. Budování podzemních zásobníků nebo využití geotermální energie, to jsou pro aplikovanou geologii nové výzvy, s nimiž se seznámíte při studiu tohoto nového oboru.

Obor Geotechnologie má široký záběr, a proto se v průběhu tříletého studia postupně rozšiřuje výběr volitelných předmětů. To dovolí studentům soustředit se na ty discipliny, které jsou jim bližší nebo v nich vynikají a které by si chtěli zvolit za svoje bu­doucí odborné zaměření. Tato specializace je ještě prohloubena volbou tématu bakalářské práce, která je součástí státní bakalář­ské zkoušky a kterou je studium zakončeno.

Dostatečně široký základ oboru Geotechnologie přitom současně umožňuje, aby se studenti po úspěšném zakončení bakalářského studia rozhodli pro pokračování v navazujícím magisterském studiu. Studenti se zájmem o prohloubení geovědních znalostí mohou pokračovat v dvouletém magisterském oboru Aplikovaná geologie (titul Mgr., respektive po rigorózní zkoušce RNDr.). Vybraní zájemci mohou studovat dále i ve čtyřletém doktorském studiu (titul Ph.D).

Zkušenost v zahraničí studenti získávají v rámci projektu ERASMUS, kdy část studia (semestr) může proběhnout na některé evropské uni­verzitě. Summer jobs nebo summer projects, nabí­zené například naftařskými spo­lečnostmi, dovolí získat jazykovou, multikulturní a současně odbornou zkuše­nost o prázdninách. Některé kursy v rámci studia probíhají i v zahraničí.

Uplatnění absolventů: zajišťování zdrojů pitné vody, řešení eko­logických havárií, sanace znečištění, skládky, vliv vody na stavby, posuzování základové půdy pro stavby, stabilita svahů a podzem­ních děl, stavebnictví, vyhledávání zásob vody, vyhledávání uhlo­vodíků a jejich těžba, využití geotermální energie apod. Uplatnit se lze v soukromých firmách, státní správě i výzkumných institu­cích doma i za hranicemi.

Studijní plán je k disposici zde.

Studijní obor Povrchová a podzemní voda

Proč studovat obor Povrchová a podzemní voda?

Studium oboru Povrchová a podzemní voda dává studentům možnost získat vzdělání a praktické dovednosti v oblasti výzkumu, ochrany a managementu povrchových a podzemních vod. Hydrologie představuje strategickou vědní disciplínu s mimořádným společenským významem – komplexní znalosti o hydrosféře jsou zásadní pro poznání zákonitostí výskytu a oběhu vody na Zemi, jejího využití a ochrany i řízení rizik, spojených s extrémními formami jejího působení.

Studijní obor Povrchová a podzemní voda je navíc v ČR jedinečný tím, že propojuje oblasti povrchové a podzemní složky vodního prostředí a má mezioborový charakter s vazbami na další přírodovědné obory.

V rámci studia, terénních a laboratorních praxí a zapojení do badatelských projektů studenti získávají znalosti o procesech, řídících výskyt, oběh a kvalitu povrchových a podzemních vod, stejně jako poznatky o využívání a ochraně vod. Seznámí se zákonitostmi hydrologického cyklu a dopadu klimatických změn na vodní složku prostředí Země, s mechanismem pohybu vody v přírodě, vlivem krajinných složek a jejich změn na oběh a složení vod a výskyt organismů žijících ve vodách.

Při výuce je kladen důraz na propojení základních teoretických poznatků s praktickými dovednostmi při terénním výzkumu a využití informačních technologií. Je předpoklad, že absolventi oboru budou dále pokračovat ve studiu v navazujícím magisterském stupni, zároveň jsou ale připraveni vykonávat odbornou práci ve výzkumné i praktické sféře.

Základní informace o studiu

Bakalářské studium je tříleté. Struktura kurzů je volena tak, aby studenti získali komplexní znalosti o hydrosféře, které jsou zásadní pro poznání zákonitostí výskytu a oběhu vody na Zemi, jejího využití a ochrany i řízení rizik, spojených s extrémními formami jejího působení.

Studijní plán je koncipovaný tak, aby studentům vedle komplexního základu umožňoval specializaci na vybranou problematiku povrchových nebo podzemních vod, které se mohou do větší hloubky věnovat v navazujícím magisterském studiu.

Studenti získají znalosti o hydrologických procesech v kontextu dalších složek prostředí, jako je klima a jeho změny, vegetace, krajina, půda nebo geologické podloží, o mechanismech vzniku extrémních procesů jakými jsou povodně nebo sucho, o využívání vody člověkem i možnostech a nástrojích její ochrany.

Vedle teoretických poznatků studenti ovládnou základní metody hydrologického výzkumu, využívané v praxi – naučí se např. měřit průtoky na tocích, odebírat vzorky vod pro laboratorní rozbory, využívat automatické senzorové sítě pro monitoring srážek a odtoku, realizovat odborná mapování s využitím dronů, provádět průzkumné vrty nebo nebo vyhodnocovat výsledky s využitím pokročilých geoinformatických nástrojů.

Uplatnění absolventů

Absolvent bakalářského studijního oboru Povrchová a podzemní voda je připraven na praktickou i výzkumnou činnost v širokém spektru specializací vědních oborů, ve kterých voda představuje významnou složku poznání a zájmu. Absolventi se uplatní jako odborní pracovníci v orgánech ochrany přírody (CHKO, NP), ve výzkumných ústavech AV a jednotlivých resortů (ČHMÚ, VÚV, VÚMOP, ČGS, ČÚZK), v úřadech veřejné správy (MŽP, MZe, MMR, ČIŽP) a též v komerční sféře (vodárenství, ochrana vod, vodohospodářské plánování a řízení, geoinformační technologie, pojišťovnictví).

Předpokládá se, že absolventi bakalářského studia budou pokračovat v navazujícím magisterském studiu ve studijních oborech Hydrologie a hydrogeologie, Fyzická geografie a geoekologie, případně Kartografie a geoinformatika.

Díky tomu, že studenti jsou zapojeni do řešení výzkumných i aplikovaných projektů již během studia mají absolventi praktické dovednosti schopnost samostatné i týmové práce a odborné a zkušeností, potřebné pro uplatnění na pracovním trhu i pro další studium.

Studijní plán je k disposici zde.

Studijní obor Geologie

Do navazujícího magisterského studia v studijním oboru Aplikované geologie lze nastoupit i po absolvování bakalářského studia v studijním oboru Geologie. Tříletý bakalářský studijní obor Geologie poskytuje základní přehled o všech geologických disciplínách – od obecné geologie přes mineralogii, petrologii, paleontologii, geochemii, ložiskovou geologii po hydrogeologii, inženýrskou geologii a aplikovanou geofyziku, studium však zahrnuje i řadu dalších předmětů jako je např. chemie, fyzika, statistika apod., vždy však s jasným zaměřením na potřeby geologa.  Studenti si nabyté vědomosti doplňují praktickými zkušenostmi při řadě terénních cvičení a exkurzí včetně několikatýdenního kurzu geologického mapování. Více obakalářském oboru zde.

Studijní plán je k disposici zde.

Navazující magisterské studium

Studijní obor Aplikovaná geologie – Specializace Hydrogeologie

Hydrogeologie je vědní obor zabývající se podzemními vodami (tj. všemi vodami vyskytujícími se pod zemským povrchem), jejich původem, podmínkami výskytu, zákony pohybu, jejich fyzikálními a chemickými vlastnostmi a interakcí s horninami, povrchovými vodami a atmosférou. Moderní hydrogeologie je aplikovanou vědou a má charakter hraničního vědního oboru na pomezí geologie, chemie, hydrologie, hydrauliky, ale i některých technických disciplín (vodárenství, stavební inženýrství, technologie úpravy a čištění vod apod.). Nezbytnou metodou dnešní hydrogeologie je práce s numerickými modely, které simulují přírodní procesy i zásahy člověka do přírody. Náplní práce současných hydrogeologů je vyhledávání vodních zdrojů, řešení jejich využívání a zajištění jejich ochrany před znečišťováním, nezastupitelnou roli má hydrogeolog i v oblasti průzkumu a odstraňování znečištění z životního prostředí (ekologické havárie).

Studijní obor Aplikovaná geologie – Specializace Inženýrská geologie

Inženýrská geologie zkoumá geologické procesy v nejsvrchnější části zemské kůry. Jejím nejčastějším cílem je poskytnout technikům – stavařům – kvalitní informace pro jejich činnost, především pro volbu optimálního technického řešení plánovaného stavebního díla: stavbu dálnice, železnice, hráze, plavebního kanálu, tunelu, podzemní kaverny aj. I jednoduché „pozemní“ stavby, jako např obytné budovy, však musejí být založeny v horninovém prostředí, musejí pro ně zpravidla být vyhloubeny stavební jámy, a i takové každodenní stavební činnosti vyžadují inženýrskogeologické (geotechnické) informace o kvalitě horninového prostředí, s nímž stavba souvisí. Inženýrská geologie však poskytuje i další informace.

Skalní horniny a zeminy jsou nejen „základovou půdou“ resp. prostředím, s nímž každé stavební dílo spolupůsobí, ale jsou velmi často vlastním stavebním materiálem (násypy dopravních staveb, hráze aj.). Rovněž při těžbě nerostných (nejen stavebních) surovin se vyskytuje řada inženýrskogeologických problémů, např. nestabilita svahů, prolémy spojené s ukládáním vytěžených hornin apod. Inženýrská geologie se zabývá také ochranou přírodního prostředí před přirozenými i antropogenními procesy – ukládání odpadů (včetně např. komunálního odpadu), kontaminace prostředí apod.

Základem inženýrskogeologických prací je proto dobrá znalost nejen základní geologie, tektoniky, petrologie, geomorfologie i aplikovaných geologických oborů – geofyziky (využití jejích průzkumných metod) a hydrogeologie (všechna stavebních díla v menší či větší míře interagují s podzemní vodou), ale také technických disciplín – nauky o mechanickém chování materiálů, fyzikálního a matematického modelování, znalost základů stavebních metod aj.

Student/ka IG se naučí vytvořit pro dané území inženýrskogeologickou mapu, která poskytuje základní informace pro využití území. Získá velmi dobré znalosti o mechanickém chování hornin a zemin a bude umět získat potřebné informace pro geotechnické analýzy, ať už pomocí polních geotechnických zkoušek a měření, nebo odběrem různých typů vzorků a zkoušením v laboratořích. Posluchači jsou schopni samostatně provádět geotechnické analýzy pomocí moderních výpočetních metod.

Studijní plán je k disposici zde.

Studijní obor Aplikovaná geologie – Specializace Užitá geofyzika

Užitá geofyzika je vědecká disciplína, která se zabývá studiem fyzikálních polí a aplikací zjištěných poznatků při řešení geologických (ale i environmentálních či archeologických) problémů. Podle druhu zkoumaného fyzikálního pole se geofyzika dělí na řadu metod:

• rychlostí šíření elastických vln v různém horninovém prostředí se zabývá seismika;
• tíhové pole Země studuje gravimetrie;
• současné magnetické pole Země je předmětem studia magnetometrie;
• magnetické pole, které existovalo na Zemi v geologické minulosti, popisuje paleomagnetismus;
• studiem elektrických a elektromagnetických polí se zabývá geoelektrika;
• radioaktivitu hornin a životního prostředí zkoumá radiometrie;
• teplotní pole Země a tepelný tok studuje geotermika;
• jako speciální metoda se v užité geofyzice vyčleňuje karotáž, která se zabývá měřením a interpretací všech výše uvedených fyzikálních polí ve vrtech.

Fyzikální pole, která se studují a využívají v užité geofyzice, jsou jak přirozená, tak umělá. Příkladem přirozeného fyzikálního pole je gravitace v okolí Země, která existuje nezávisle na lidské činnosti, nebo elastické vlnění, které vzniká při zemětřesení, šíří se na vzdálenosti tisíce kilometrů a poskytuje nám informace o vnitřním složení Země.
Příkladem umělého fyzikálního pole může být „zemětřesení“, které geofyzik uskutečňuje pomocí speciálních vibrátorů, jež vysílají elastickou energii až do hloubek prvních desítek kilometrů a přinášejí informace o stavbě zemské kůry, ale např. i o výskytu naftonosných struktur.

Úplně malá „zemětřesení“ lze vzbudit úderem kladiva na podložku, ta se využívají při řešení mělkých geologických problémů do hloubek metrů až desítek metrů – např. v inženýrské geologii při zakládání staveb. Příklady umělých i přirozených fyzikálních polí, která se měří, studují a geologicky interpretují, by bylo možné jmenovat i v dalších geofyzikálních metodách. Fyzikální pole se měří na celém povrchu Země (kontinenty, oceány), pod zemským povrchem (vrty, báňská díla) a častá jsou i měření speciálními aparaturami nad zemským povrchem (z letadel, helikoptér, satelitů).

K čemu je dobrá užitá geofyzika

Studenti užité geofyziky se učí využít znalosti fyzikálních polí v makro i mikro měřítcích a proto je jejich uplatnění široké a jde napříč všemi geologickými obory. Užitá geofyzika se uplatňuje při řešení globálních geologických problémů (vznik kontinentů a oceánů, desková tektonika, seismická aktivita), v geologickém mapování (rozlišování různých typů hornin, geologických struktur, tektoniky), v ložiskové geologii (vyhledávání ropy, ložisek rudních i nerudních surovin, monitorování těžby), v hydrogeologii(mapování propustných vrstev, zlomů, sledování kontaminace podzemních vod, využití geotermální energie), v inženýrské geologii (stanovení hloubky nezvětralého podloží a kvality horninového prostředí, mapování oslabených zón a dutin, kontrola stability svahů), v ochraně životního prostředí (radioaktivita stavebních materiálů, stanovení radonového rizika, výzkum podloží skládek, lokalizace nevybuchlé munice, vyhledávání archeologických objektů ohrožených výstavbou apod.).

Studijní plán je k disposici zde.

Studijní obor Hydrologie a hydrogeologie

Cílem navazujícího magisterského studijního programu Hydrologie a hydrogeologie je výchova odborníků s obecnými a specializovanými znalostmi jevů a procesů v hydrosféře. Pro studijní program je charakteristické jeho moderní pojetí, které spojuje dosud oddělované obory povrchové a podzemní vody. Nutnost tohoto spojení vyplývá jak z požadavků praxe, tak ze soudobého vývoje vědy a výzkumu. Program přispívá k významnému zvýšení úrovně přípravy odborníků profesního i vědeckého zaměření. Významným důvodem ke studiu tohoto oboru je zcela aktuální mimořádná potřeba odborníků schopných řešit problémy plynoucí jak z měnících se přírodních podmínek tak z hospodářských a společenských požadavků na vodu jako obnovitelný zdroj i jako součást přírody, na zabezpečení a ochranu vodních zdrojů, na predikci extrémních událostí a ochranu před nimi a na sanaci poškozených lokalit. V současnosti vzrůstá potřeba odborníků schopných řešit úkoly vodního hospodářství od vědeckého výzkumu až po návrhy a praktickou realizaci potřebných opatření.

Absolvent magisterského studijního programu Hydrologie a hydrogeologie má obecné a specializované znalosti o jevech a procesech v hydrosféře a vlivech lidské společnosti na zásoby a oběh vody na Zemi včetně ovlivnění jakosti povrchových a podpovrchových vod. Během studia získal poznatky z hydrologie, hydrogeologie, hydrochemie a úpravy vody, znalosti o vodních ekosystémech a zvládli metody terénního průzkumu, laboratorní analytické práce, DPZ, GIS a metody matematického a numerického modelování. Absolvent je schopen samostatně řešit dílčí i komplexní úlohy a zvyšovat svou odbornou kvalifikaci. Je připraven jak k další výzkumné práci, tak i k praktické činnosti ve sféře státní správy nebo v praxi.
Studijní program Hydrologie a hydrogeologie na Přírodovědecké fakultě UK je unikátní jak svou komplexností, tak zárukami vysoké úrovně vzdělání vyplývajícími z pedagogického sboru se špičkovými odborníky, kvalitního přístrojového vybavení i z aktivní účastí na vědeckých a výzkumných projektech mezinárodní úrovně.

Studijní plán je k disposici zde.

Doktorské studium

Studijní program Aplikovaná geologie

Studenti, kteří mají po absolvování navazujícího magisterského studia zájem o výzkumnou práci v oboru, mohou nastoupit do doktorského studia v studijním programu Aplikovaná geologie. Náš ústav zajišťuje studium v zaměřeních hydrogeologie, inženýrská geologie a užitá geofyzika.

Hydrogeologie

Hydrogeologie je obor, zabývající se podzemními vodami, jejich původem, podmínkami výskytu, zákony pohybu, jejich režimem, fyzikálními a chemickými vlastnostmi, jejich interakcí s horninami, povrchovými vodami a atmosférou. Moderní hydrogeologie má charakter hraničního vědního oboru na pomezí geologie, hydrauliky, hydrologie, chemie, ale i některých technických disciplín (vodárenství, stavební inženýrství, chemické technologie úpravy vod apod.). Nezbytnou metodou dnešní hydrogeologie je vytváření a užívání matematických modelů, simulujících přírodní procesy i umělé zásahy do režimu vod v saturované i nesaturované zóně. Nezastupitelnou roli má hydrogeologie v oblasti zajišťování vodních zdrojů, v ochraně životního prostředí, při průzkumu a sanaci kontaminovaných půd, hornin a podzemní vody. Stupňující se globální nedostatek kvalitní pitné vody zvyšuje v celém světě význam výzkumu podzemních vod.

Inženýrská geologie

Inženýrská geologie aplikuje poznatky získané geologickými metodami pro řešení praktických technických problémů. Jedná se například o ražbu tunelů, zakládání budov a dopravních staveb, stavbu zemních konstrukcí (hrází a násypů), řešení technických problémů spojených s těžbou nerostných surovin, rekultivací a revitalizací krajiny, problémů spojených s ukládáním odpadu a jeho dopadem na okolní prostředí apod. Úkolem inženýrské geologie je jak interpretace geologických údajů a identifikace mechanických a hydraulických vlastností geologického prostředí, tak analýza geotechnického problému (např. stability horninového masivu), při níž jsou využívány matematické metody.

Užitá geofyzika

Studijní obor užitá geofyzika je mezní disciplínou – na pomezí geologie a aplikované fyziky. Zabývá se studiem fyzikálních polí Země (přirozených nebo uměle vybuzených) a jejich využitím při řešení geologických problémů. Předmětem jejího zájmu jsou svrchní partie zemské kůry v hloubkách od prvních metrů do prvních kilometrů. Je to část zemské kůry, kde jsou uloženy dostupné zásoby nerostných surovin a vody, kde se odehrávají stavební, zemědělské a jiné aktivity, které souvisí s tvorbou a ochranou životního prostředí. Mezi základní metody užité geofyziky patří gravimetrie, magnetometrie, seismika, geoelektrika, radiometrie, geotermika a karotáž. Tyto metody se opírají o terénní měření fyzikálních veličin nebo polí, jejich následné zpracování a geologickou interpretaci. Jedním ze základních přístupů je i matematické modelování fyzikálních polí nebo odezvy geologického prostředí na uměle buzená pole. Součástí užité geofyziky je i laboratorní studium fyzikálních vlastností hornin.