Projekti / Programi
01. januar 2009
- 31. december 2013
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.20.00 |
Tehnika |
Vodarstvo |
|
| 1.08.00 |
Naravoslovje |
Varstvo okolja |
|
| 2.05.00 |
Tehnika |
Mehanika |
|
| 2.13.00 |
Tehnika |
Procesno strojništvo |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T220 |
Tehnološke vede |
Gradbeništvo, hidravlika, priobalna tehnologija, mehanika zemljin |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.07 |
Tehniške in tehnološke vede |
Okoljsko inženirstvo |
Ekološko inženirstvo, Fizični in matematični modeli, Geotehnika, Hidravlika, Hidrologija, Hidrotehnika, Informatika, Inženirska in okoljska geologija, Inženirske gradnje, Mehanika tal, Mehanika tekočin, Monitoring, Relacijske baze podatkov, Varstvo okolja, Vodno gospodarstvo, Umetna inteligenca, Zdravstvena hidrotehnika, Zmanjševanje ogroženosti in škod
Raziskovalci (46)
Organizacije (2)
Povzetek
Združeni sta dve raziskovalni skupini. Prva povezuje matematično in fizično modeliranje z orodji umetne inteligence (AI), s podatkovnimi bazami in merilnimi tehnologijami. V drugi Geotehniška znanja dopolnjujejo Hidrologijo za raziskovanje hidroloških in geoloških tveganj. Skupni cilji so zmanjševanje ogroženosti, ranljivosti in škod, razvoj monitoringa, terenskih in laboratorijskih meritev in novih inženirskih orodij. Hidravlične in ekološke modele naravnih in antropogenih procesov podpirajo podatkovni modeli in metode strojnega učenja. Sklop hidrološke in geotehnične povezave okolja in gradenj pa analizira tveganja zaradi naravnih ali antropogenih procesov, ki so podprta s terenskimi in laboratorijskimi meritvami. Dolgoročne cilje določa EU direktiva in vsebine iz mednarodnega prostora, npr. o ravnanju ob nesrečah (npr. FEMA-USA), o gospodarjenju z obalnim območjem (ICAM), ravnanju s sedimenti (ALPINE SPACE), pa tudi slovenske ali regionalne razmere (vodna telesa, plazovi, geotehnične gradnje ipd.). Za Vodno gospodarstvo, Ekološko inženirstvo in Zdravstveno hidrotehniko razviti hidravlično-ekološki modeli povezujejo hidrodinamične in ekološke transportne procese (voda, sedimenti, onesnaženja) za raziskave vodnogospodarskih objektov ter posegov v vode. Pri temeljni Hidravliki so hibridni modeli meritev in matematičnih modelov podprti s podatkovnimi bazami in orodji AI. Modeli nenewtonskih tekočin (npr. drobirski tokovi, snežni plazovi) omogočajo analizo ogroženosti prostora in pričakovanih škod. Integralno gospodarjenje z vodami na povodjih zahteva sintezne raziskave stanja vodnih teles, varnosti in zanesljivosti oskrbe prebivalstva, varovanje habitatov ipd., zato se nadaljujejo raziskave povezanosti voda kopnega in morja (iz 5. OP - Idrijca, Soča in morje). V Inženirski ekologiji se raziskuje zmanjševanje onesnaženj, procese samočiščenja, operativni vidiki (scale-up problemi, varnost, zanesljivost), indikatorji izgrajenosti oz. delovanja infrastrukture in razvoj tehnologij čiščenja pitnih in odpadnih voda z nizkimi stroški. Raziskave fizikalno-bio-geo-kemijskih procesov v vodah vodijo v razvoj konceptualnih in strojno naučenih determinističnih in stohastičnih metod in modelov in izdelavo meta-knjižnice osnovnih gradnikov ekoloških modelov. Infrastrukturno podporo nudijo raziskave o večdimenzijskih analizah podatkovnih okolij in OLAP, kar omogoča tudi tehnično-ekonomsko-pravne analize. Cilji Geotehnike so usmerjeni v varovanje in racionalno rabo prostora, podprtega z raziskavami o plazovih (sprožilni dejavniki plazenja, dejavnosti pri nastanku plazu idr.), ter, zaradi večjega varstva okolja, z raziskavami o možni večji izkoriščenosti podzemnega prostora. Raziskovana bo rehabilitacija degradiranih tal in deponij, razvoj modelov, merilnih metod in presoje vplivov gradnje podzemnih objektov, njihova racionalizacija in vplivi gradnje na obstoječe objekte. Pridobivana bodo znanja o obnašanju materialov iz slovenskega geookolja, o vplivih vlažnosti, prekonsolidacije, zasičenosti in sukcije na stabilnost in trajnost materialov in konstrukcij ter o obnašanju materialov pri zelo majhnih do porušnih deformacij. Hidrologija raziskuje napoved poplav in gibanje podzemnih voda ter vpliv klimatskih sprememb za razvoj vrednotenja ekološke kakovosti vodotokov in vodnih habitatov v Sloveniji, regionalizacijo erozivnosti padavin kot erozijskega dejavnika površinske erozije tal in intenzitete erozijskih pojavov, regionalizacijo odtočnega režima, razvoj hidrološkega monitoringa zemeljskih plazov, ter nadaljevanje hidroloških meritev na povodju Dragonje in Notranjske Reke, oz. nove meritve na Gradaščici, v urbanem prostoru, in razvoj (za Slovenijo) metod določanja ogroženih območij zaradi zemeljskih plazov. Izdelava informacijskega sistema voda v RS na spletnih straneh naj bi služila za spremljanje hidroloških pojavov, za upravljanje voda, za razvoj metod optimalnega upravljanja vodnega režima povodij, za revitalizacije vodotokov ...
Pomen za razvoj znanosti
Hidravlične raziskave so nepogrešljivi del v verigi: prepoznavanje problema – vrednotenje posledic – presoja možnih ukrepov – optimalno obratovanje in vzdrževanje infrastrukture. Raziskave gonilnih procesov, sprožilnih mehanizmov in prognoza posledic (pogosto nesrečnih) dogodkov so podlaga za raziskave na vrsti drugih raziskovalnih področij (naravoslovja, tehnike, družboslovja itd.). Vodnogospodarske raziskave so izrazito interdisciplinarne, saj povezujejo številna področja, kjer je voda pomembna sestavina, sprožilo procesov, sprejemnik odvišne energije ali snovi ipd. Programska skupina je nadalje skupaj z Inštitutom Jožef Stefan ena od dveh vodilnih svetovnih skupin na področju strojnega učenja iz podatkov (razne meritve) in istočasnega upoštevanja domenskega znanja (združena induktivni in deduktivni pristop). Taka sinteza obeh modelarskih pristopov skupaj z intenzivnim rudarjenjem podatkov zagotavlja identifikacijo sistema in izgradnjo optimalno kompleksnega in natančnega matematičnega modela opazovanega realnega sistema, kar je pomemben prispevek na področju znanosti. Žal za večino umetnih snovi, vključno s PPCP-ji, vemo zelo malo o njihovih učinkih na človeka in na ekosistem, še posebej po končani uporabi in nastopu razgradnih produktov. Predlagane raziskave so tako zmanjšale tveganje za zdravje človeka in okolja zaradi ostankov zdravilnih učinkovin v očiščenih odpadnih vodah, ki jih spuščamo v okolje. Posamezne rešitve pomenijo prispevek k razvoju znanosti, saj nudijo podlago za uresničevanje teh inovativnih idej v praksi ter tudi prispevajo k razvoju optimalnih tehnoloških postopkov, tako iz ekološkega in ekonomskega vidika. Pomemben del programa so bile hidrološke raziskave, ki so programsko usklajene z mednarodnim hidrološkim programom Unesca. V svetu je nastopile akutna kriza pri upravljanju z vodnimi viri. Škoda, ki jih povzročajo vodne ujme povsod po svetu narašča (npr. poplave, plazovi), razpoložljivi vodni viri pa usihajo (npr. suše). Raziskave v okviru programa so bili neposredni sestavni del skupnih svetovnih naporov za zmanjševanje posledic naravnih nesreč (INTERPRAEVENT, UNESCO). Raziskave na eksperimentalnih povodjih so bili sestavni del raziskav AMHY regionalne skupine Unesco projekta FRIEND. Razvijali smo opazovanja in raziskave na eksperimentalnih porečjih skupaj z raziskovalci iz drugih držav v okviru programa HELP UNESCO in EPDRB. Raziskovalni projekti s področja problematike vodnega okolja in njihovega urejanja so bili med prioritetnimi nalogami 7. OP Evropske unije in VII. programa UNESCO 2008-2013, vse bolj pa tudi poudarjenega prekomejnega sodelovanja. Jasno izražene so bile zahteve za razvijanje znanja, ki je potrebno za racionalno in trajnostno gospodarjenje z vodami ter trajnostno uporabo vode. Geotehnične raziskave sukcije se uvrščajo v temeljne raziskave o obnašanju zemljin in prispevajo k temeljnemu razumevanju obnašanja nezasičenih glin. Določitev krivulje G-? izključno iz meritev SDMT in DMT je bila mogoča le na podlagi meritev na številnih materialih. Raziskave so se skladale z raziskavami drugih raziskovalnih skupin v svetu. Razvoj je pomenil vzpostavitev povezave med zahtevnimi nelinearnimi mehanskimi analizami obnašanja predorov, ki so v realnem času težko izvedljive, in med merjenim obnašanjem predora v naravi.
Pomen za razvoj Slovenije
Izvedeni sklopi raziskav so bili neposredno povezani z javnim interesom na področju voda, saj so obravnavali ključna vprašanja vodne in druge infrastrukture (vzdrževanje obstoječih visokih pregrad, optimizacija delovanja obstoječih in načrtovanih pretočnih vodnih elektrarn), raziskovali indikatorje stanja (količinsko, kakovostno, potenciale itd.) vodnih teles (modeliranje ekosistemov), procese načrtovanja, programiranja in spremljanja ukrepov za varovanje družbe pred škodljivim delovanjem voda (poplave, erozija tal) in varovanje voda (napredne čistilne tehnike za odpadne vode) ter dali metodologije za smotrno, gospodarno rabo voda, ki kot omejena naravna danost predstavlja sicer omejitev razvoja. Program je edini s tega področja podpiral razvoj vodarstva kot pomembne inženirske strokovne dejavnosti (Zakon o vodah, matična sekcija gradbenih inženirjev v IZS) v njenih številnih delih in sicer na področju monitoringa, razvoja podatkovnih baz, regionalizacije parametrov in razvoja podlag za načrtovanje in vzdrževanje večjih inženirskih objektov na področju vodne infrastrukture. Že sprejeta ali v pripravi je kar vrsta evropskih direktiv, ki se dotikajo področja voda (direktive o politiki do voda, poplavna direktiva, direktiva o tleh) in zahtevajo v vsaki državi njeno implementacijo, pri čemer je nujno sodelovanje stroke in politike, da se duh in vizija direktive udejani v specifičnih pogojih vsake države posebej na najboljši možni način. Zaradi vse večje izpostavljenosti družbe, gospodarstva ter naravne in kulturne dediščine naravnim in drugim nesrečam je bilo nujno raziskati stopnjo izpostavljenosti, verjetnost nastopa in pričakovani obseg posledic. Vse to zahteva tudi nova evropska direktiva o kritični infrastrukturi, kjer je infrastruktura na vodah jasno deklarirana kot eden ključnih sektorjev vsake družbe. Ker je področje voda nedvomno v javnem interesu, je področje tega raziskovalnega programa prispevalo ključne podlage za delovanje (vodne) javne uprave. Urejeno stanje (dobrega) vodnega okolja je ključno za ohranjanje raznovrstnosti (pogosto tudi zaradi voda) ogroženih habitatov, ključno pa je tudi za skladen regionalni razvoj, npr. z zagotavljanjem vodnega vira za smotrno, varčno in večnamensko (upravičeno) rabo voda. Vse večja izkoriščenost podzemnega prostora za gradnjo zahteva v heterogenih pogojih tal (pogosti prekonsolidirani nezasičeni materiali), ustrezno podporo sodobne računalniške tehnologije, ki je trenutno ni na razpolago. Program je z novimi znanji o teh materialih pomenil pomemben prispevek k bolj zanesljivemu inženirskemu obvladovanju gradenj v prekonsolidiranih nezasičenih materialih in za potresno varno projektiranje pomembnih gradbenih objektov. Program je s svojimi rezultati podpiral prizadevanja za znanstveno odličnost raziskovanja v RS, raziskovalci so s svojimi povezavami in aktivnim delovanjem v tujini promovirali slovensko znanost in državo ter tako pripomogli k rasti ugleda RS v svetu. Program je vključuval MR in MR iz gospodarstva in prelival znanje v gospodarstvo. Raziskovalci so aktivno sodelovali v podiplomskih programih in postali nosilci številnih predmetov v prenovljenih bolonjskih študijskih programih. Povezanost raziskovalcev v različne mednarodne projekte (7.OP, bilateralni projekti) omogoča aktivno vključevanje v evropski raziskovalni prostor in mednarodno delitev dela in je še posebej pomembna za vzgojo kadrov na doktorskem programu.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
