Działalność naukowo-badawcza


 

W ramach działalności statutowej w Instytucie realizowane są trzy tematy badawcze:

  1. Bezpieczeństwo budowli wodnych (zapór ziemnych i betonowych oraz zamknięć ruchomych;
  2. Bezpieczeństwo składowania oraz wykorzystanie stałych odpadów górniczych i przemysłowych i ich wpływ na środowisko naturalne;
  3. Kształtowanie ilości i jakości zasobów wodnych (powierzchniowych i gruntowych) oraz ich optymalne wykorzystanie.

Badania naukowe Instytutu obejmują zagadnienia:

w Zakładzie Infrastruktury i Techniki Sanitarnej

  • oczyszczanie ścieków na obszarach cennych krajobrazowo;
  • oczyszczanie ścieków w oczyszczalniach lokalizowanych w MOP (Miejscach Obsługi Podróżnych);
  • zastosowanie biopreparatów w celu poprawy skuteczności oczyszczania ścieków;
  • badania wymiarów cząstek zawiesin w wodach, ściekach i osadzie czynnym;
  • wykorzystanie analizy obrazu w technologii wody i ścieków;
  • badania zmian jakościowych osadu czynnego;
  • modelowanie i optymalizacja procesów oczyszczania ścieków i przeróbki osadów;
  • zaawansowane procesy utleniania AOP (Advanced Oxidation Processes);
  • monitoring stężenia zanieczyszczeń w ściekach;
  • badania nad neutralizacją ścieków galwanicznych;
  • oczyszczanie ścieków przemysłowych;
  • badania procesu starzenia anionitów z wykorzystaniem metod instrumentalnych;
  • badanie drobnocząsteczkowych/lotnych związków organicznych w tym substancji farmaceutycznych i wybranych środków ochrony osobistej;
  • badanie nano i mikro zanieczyszczeń w wodzie;
  • zastosowanie i efektywność zrównoważonych systemów odwadniających do wspomagania gospodarki wodami opadowymi w terenach zurbanizowanych;
  • badania nad jakością wody oraz metodami rewitalizacji w miejskich zbiornikach wodnych;
  • wykorzystanie wskaźnika śladu wodnego do wspomagania zarządzania wodą w miastach;
  • modelownie hydrodynamiczne sieci wodociągowych i kanalizacyjnych;
  • diagnoza stanów pracy sieci wodociągowej z wykorzystaniem uczenia maszynowego;
  • prognozowanie i analiza szeregów czasowych z zakresu: meteorologii i klimatologii, zarządzania zasobami wodnymi, jakości powietrza, zużycia wody z wykorzystaniem metod inteligencji obliczeniowej;
  • ochrona przed korozją urządzeń technologicznych na obiektach związanych z inżynierią środowiska;
  • przyrodnicze wykorzystanie ścieków i osadów;
  • wpływ wieloletniego nawadniania ściekami bytowymi na wybrane komponenty środowiskowe;
  • modelowanie bilansu wodnego na obszarach rolniczych i zurbanizowanych;
  • ochrona wód na terenach użytkowanych rolniczo.

w Zakładzie Inżynierii Wodnej i Hydrotransportu

  • własności słabych gruntów spoistych z domieszką części organicznych jako materiału do budowy obiektów w budownictwie wodno-melioracyjnym;
  • bezpieczeństwo budowli wodnych (zapór ziemnych i betonowych oraz zamknięć ruchomych;
  • bezpieczeństwo składowania oraz wykorzystanie stałych odpadów górniczych i przemysłowych i ich wpływ na środowisko naturalne;
  • kształtowanie ilości i jakości zasobów wodnych (powierzchniowych i gruntowych) oraz ich optymalne wykorzystanie.
  • wpływ działalności rolniczej na ilościowe i jakościowe zmiany środowiska wód podziemnych:
  • technologia, konstrukcja i eksploatacja nasypów hydrotechnicznych z gruntów spoistych, organicznych i antropogenicznych;
  • geotechnika ziemnych budowli hydrotechnicznych;
  • składowanie i zagospodarowanie stałych odpadów górniczych i przemysłowych oraz ocenę ich wpływu na środowisko;
  • hydrotransport;
  • optymalizacja pracy pompowni;
  • systemy rozprowadzania wód zanieczyszczonych;
  • hydrauliczne badania modelowe budowli wodnych;
  • optymalne rozwiązania techniczno-ruchowe śluz żeglugowych;
  • modelowanie matematyczne procesów cyklu hydrologicznego;
  • kształtowanie i wykorzystanie zasobów wodnych;
  • modelowanie przepływu wody w ciekach z uwzględnieniem transportu rumowiska;
  • projektowanie i gospodarka wodna na zbiornikach retencyjnych;
  • technologia betonów hydrotechnicznych;
  • analiza konstrukcji w budownictwie wodnym i rolniczym;
  • bezpieczeństwo budowli wodnych.

w Zakładzie Wód Podziemnych i Gospodarki Odpadami

  • odziaływanie obiektów gospodarki odpadami na środowisko wodne;
  • analiza możliwości przetwarzania wybranych odpadów w procesie kompostowania;
  • zasilanie wód podziemnych oraz ocena zagrożenia suszą hydrogeologicznej;
  • ceny podatności wód podziemnych na zanieczyszczenie;
  • modelowanie filtracji w ziemnych budowlach piętrzących i ich podłożu;
  • zabezpieczenia przeciwerozyjne skarp wykopów i budowli ziemnych;
  • zwiększenie retencji glebowej oraz wspomaganie wegetacji roślin w związku z adaptacją do zmian klimatu;
  • techniczne rozwiązania zagospodarowania wód opadowych.

w Zakładzie Hydrologii i Gospodarki Wodnej

  • modelowanie matematyczne procesów cyklu hydrologicznego;
  • modelowanie hydrologicznych zjawisk ekstremalnych;
  • modelowanie przepływu wody w ciekach z uwzględnieniem transportu rumowiska;
  • analiza ilości i jakości wód powierzchniowych i retencjonowanych w zbiornikach wodnych;
  • modelowanie kształtowania się jakości wód w rzekach i zbiornikach wodnych;
  • kształtowanie i wykorzystanie zasobów wodnych;
  • projektowanie i gospodarka wodna na zbiornikach retencyjnych;
  • ocena zagrożenia i ryzyka powodziowego;
  • analiza zjawiska suszy i przeciwdziałanie jej skutkom;
  • inżynieria rzeczna, regulacja techniczna i bliskie naturze metody kształtowania cieków
  • ochrona przed skutkami powodzi i susz;
  • odnawialne źródła energii – energetyka wodna;
  • analiza wpływu elektrowni wodnych na jakość wód powierzchniowych i zasoby wodne (w tym na warunki hydrologiczne);
  • rozwiązania przyjazne środowisku w budowlach hydrotechnicznych;
  • międzynarodowa i krajowa polityka wodna oraz energetyczna;
  • zrównoważony rozwój w gospodarce wodnej;
  • gospodarka wodna na terenach Natura 2000;
  • badania funkcjonowania ekosystemów rzecznych;
  • ocena śladu wodnego;
  • modelowanie przepływu wód podziemnych i zanieczyszczeń;
  • retencja i recykling substancji odżywczych w zlewniach rolniczych.

Unikalna pozycja Instytutu w skali kraju wynika z prowadzenia badań łączących nauki techniczne i przyrodnicze w dziedzinie ochrony środowiska ze szczególnym uwzględnieniem wód powierzchniowych i podziemnych a także ochrony gleb. Poważnym bodźcem przyczyniającym się do intensyfikacji rozwoju naukowego i usprawnienia systemu organizacyjnego w ostatnich latach, jest zaangażowanie się w prace wykonywane w ramach grantów oraz badań zleconych przez gospodarkę narodową, które dotyczą głownie dorzecza górnej i środkowej Odry. Po aktywnym udziale Instytutu w pomiarach w czasie trwania kulminacyjnych przepływów w Odrze i jej dopływach w 1997 r., aktywnie uczestniczyliśmy w programie usuwania skutków powodzi. Zaproponowaliśmy modernizacje systemu ochrony od powodzi, prowadziliśmy nadzory nad wykonawstwem obwałowań i zbiorników wodnych. Opracowaliśmy oryginalne modele i programy komputerowe dotyczące transformacji fali powodziowej w Odrze i jej dorzeczach.

Do ważniejszych osiągnięć naukowych zaliczyć należy badania nad kształtowaniem się wód podziemnych na terenie m. Wrocławia, badania modelowe i terenowe dla ujęć wód podziemnych dla LGOM-u, badania nad wykorzystaniem gruntów organicznych do budowy nasypów hydrotechnicznych. W ostatnich latach przygotowano komputerowe bazy danych dotyczące hydrologii i hydrogeologii dorzecza Odry. Na tej podstawie opracowano model prognostyczny oceny zanieczyszczeń wód powierzchniowych w głównych ciekach dorzecza.

Instytut poważnie zaangażowany jest w badania w Legnicko-Głogowskim Okręgu Miedziowym. Wykonane tam prace badawcze dotyczące m.in. ochrony wód, procesu składowania urobku poflotacyjnego, hydrotransportu i optymalizacji pompowni wód zrzutowych zostały wdrożone w praktyce przemysłowej, przynosząc wielomiliardowe oszczędności.

Na zlecenie DVWK zrealizowaliśmy polsko-niemiecki projekt badawczy „Ocena ładunku azotu i fosforu ze źródeł rolniczych wnoszonych do rzek dorzecza Odry”. Badania prowadziły IMUZ Falenty, IIŚ AR i Instytut Hydrologii Niemieckiego Centrum Badawczego Użytkowania i Zagospodarowania Krajobrazu Rolniczego.

Wizytówką Instytutu jest także mały zbiornik zlokalizowany w Mściwojowie (woj. dolnośląskie). Dla tego zbiornika wykonaliśmy prace studialne, projektowe, nadzór w trakcie budowy a obecnie prowadzimy tam badania naukowe.

Instytut realizuje projekt pt. „Geokompozyty sorbujące wodę – innowacyjne technologie wspomagające wegetację roślin” współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 2007-2013, Działania 1.3, Poddziałanie 1.3.1, nr umowy o dofinansowanie UDA – POIG.01.03.01.-00-181/09-00. Badania prowadzą :Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu jako lider projektu oraz Politechnika Wrocławska i Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych. Termin realizacji 1.10.2009 r. -30.04.2014 r.

Prace o charakterze utylitarnym zostały wdrożone między innymi w:

  • zbiornikach wodnych i osadowych Słup, Bukówka, Kobyla Góra, Sosnówka, Mietków, Komorów, Staniszów, Dobromierz, Topola, Kozielno, Żelazny Most, Gilów, Pilchowice, Leśna, Bielawa;
  • przepompowniach Tarnówek i Kalinówka.

Należy podkreślić, że w pracach naukowych i dydaktycznych wykorzystujemy także długoletnie doświadczenie emerytowanych pracowników Instytutu (prof. J. Kowalski, prof. W. Parzonka, dr J. Krężel).