hrvatski

Projektiranje hidrogeoloških istraživanja

„Projektiranje hidrogeoloških istraživanja“ je kolegij koji se predaje u četvrtom semestru diplomskog studija GEOLOŠKOG INŽENJERSTVA na Rudarsko-geološko-naftnom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu. Cilj je predmeta da uvede studente u jednu tipičnu inženjersku djelatnost – projektiranje. Naime, do sredine osamdesetih godina 20. stoljeća, geološka istraživanja, a koja se provode s ciljem eksploatacije mineralnih i energetskih sirovina, zaštite okoliša, građenja podzemnih i nadzemnih objekata i sl., smatrala su se tzv. „primijenjenom geologijom“. Stručnjaci koji su se time bavili prvenstveno su temeljili svoj rad na znanju prirodoslovnih predmeta koje su stekli tijekom studija, no nužno su morali koristiti i „tehničku“ opremu i „tehničke“ metode interpretacije. Ta znanja uglavnom su stjecali dodatnim obrazovanjem i iskustvom tijekom rada s „pravim“ inženjerima rudarstva, građevinarstva i dr. No, kako su „inženjerske“ intervencije u geološki okoliš postajale značajnije, zbog sve složenijih tehnika eksploatacije mineralnih sirovina (npr. sve dubljih bušotina za eksploataciju nafte i/ili plina ili pak podmorske eksploatacije ruda) i sve većih podzemnih i nadzemnih građevinskih zahvata (npr. tunela ispod kanala La Manche i hidroelektrane Brana tri kanjona (engl. Three Gorges Dam) u Kini), uloga inženjera geologa postajala je sve značajnija, pa se sredinom osamdesetih godina pojavila potreba za novom tehničkom disciplinom – geološkim inženjerstvom. Prvu službenu definiciju geološkog inženjerstva dala je američka institucija ABET (Accreditation Board for Engineering and Technology) 1987. godine. Prema toj definiciji geološko inženjerstvo obuhvaća, ali nije ograničeno na: a) istraživanja za eksploataciju mineralnih ležišta i ležišta goriva, b) geomehaniku, c) planiranje zahvata u okoliš i/ili istraživanje prirodnih opasnosti (hazarda), d) hidrogeologiju. Dalje, prema ABET-u, geološki inženjer u rudarstvu, odnosno proizvodnji metala, nemetala i fosilnih goriva radi na istraživanju, pronalaženju, otkrivanju tih sirovina i/ili sudjeluje u usmjeravanju proizvodnih aktivnosti. Geološki inženjer uključen u graditeljstvo i s njim povezane aktivnosti istražuje, bilježi, testira, opaža i vrednuje prirodne materijale i uvjete s ciljem planiranja, projektiranja i izgradnje nadzemnih i podzemnih građevina. U planiranju korištenja okoliša i ublažavanju negativnih posljedica geoloških procesa, geološki inženjer istražuje i procjenjuje razinu rizika od prirodnih opasnosti (hazarda), ocjenjuje utjecaj okoliša na inženjerske aktivnosti (građenje), istražuje i procjenjuje zalihe podzemnih voda, istražuje i ocjenjuje lokacije za odlagališta otpada i uključuje te rezultate u projektiranje objekata i sanaciju okoliša. Tako geološko inženjerstvo premošćuje jaz između graditeljstva, rudarstva i geologije. Geološko inženjerstvo koristi specijalističke geološke discipline koje se odnose na geološke materijale, koristi geološke tehnike i razmišljanja, kao i znanja o geološkim procesima s ciljem definiranja uvjeta na pojedinoj lokaciji i/ili predviđanja budućih uvjeta ili procesa. Geološki inženjer povezuje geološke informacije s brojčano izraženim fizičko-mehaničkim značajkama stijena i tla, hidrogeološkim parametrima, hidrometeorološkim i hidrološkim podacima, seizmološkim podacima i dr., te u interpretaciji koristi matematički opis fizičkih pojava i procesa. Rezultate proračuna često povezuje sa socijalnim, političkim i gospodarskim okruženjem, te sve to unosi u projekte nadzemnih i podzemnih građevina, projekte eksploatacije mineralnih sirovina u najširem smislu tog pojma, te projekte zaštite okoliša i dr. Da bi mogao odgovoriti tim vrlo složenim i odgovornim zadacima geološki inženjer mora dobiti obrazovanje koje se bitno razlikuje od klasičnog geološkog obrazovanja i predstavlja zapravo posebni obrazovni profil. Zbog toga je u SAD-u 1991. godine organiziran studij geološkog inženjerstva na 17 sveučilišta . Na nekima od tih sveučilišta postoji i paralelan studij geologije, odnosno studiji rudarstva i/ili građevinarstva. Treba reći da ima i sveučilišta gdje se studira geologija ali ne i geološko inženjerstvo. Prema Accreditation Board for Engineering and Technology (ABET) temelj studiju geološkog inženjerstva čini geologija (uključujući petrologiju) zajedno s kemijom i fizikom te primijenjenom matematikom. Na taj temelj nadograđuju se tzv. opće inženjerske mehanike (statika, dinamika, čvrstoća), te specijalističke inženjerske mehanike s naglaskom na svojstva prirodnih materijala (mehanika stijena, mehanika tla, mehanika fluida itd.). U završnim godinama studija uče se ponovno geološki predmeti kao što su inženjerska geologija, hidrogeologija, seizmotektonika, geokemija, tehnička petrografija i dr., te istraživačke metode i postupci, kao što su primijenjena geofizika, bušenje i GIS tehnologije itd. Kako se od geološkog inženjera očekuje da bude osposobljen za upravljanje i gospodarenje prirodnim resursima, znači za neku vrstu menadžerstva, tijekom studija mora dobiti i osnovna znanja o načelima usmene i pisane komunikacije, ekonomiji i organizaciji poduzeća i sociologiji. Slijedeći ove trendove i na Rudarsko-geološko-naftnom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu, sredinom devedesetih godina prošlog stoljeća uveden je studijski smjer GEOLOŠKO INŽENJERSTVO. Spada u područje tehničkih znanosti i znanstveno polje rudarstvo, nafta i geološko inženjerstvo. Studij je koncipiran uglavnom prema gore navedenim preporukama ABET-a, a predmet „Projektiranje hidrogeoloških istraživanja“ trebao bi, kao završni dio nastavnog programa, budućim magistrima inženjerima geologije dati znanja koja će im olakšati rad u interdisciplinarnim znanstvenim/stručnim timovima u kojima će rješavati probleme iz polja geološkog inženjerstva. Stoga će u okviru predmeta, uz definiciju projekta i projektiranja, kao posebna vrsta projekta biti detaljnije razrađeni znanstveni i kvalifikacijski projekti, s naglaskom na diplomski rad – prvi projekt s kojim se studenti susreću. Kako je gotovo neizostavna faza projektiranja usmena prezentacija projekta, o čijoj uspješnosti velikim dijelom ovisi ocjena samog projekta, izneseni su neki temeljni principi verbalne komunikacije. S obzirom da je na svakom hidrogeološkom istraživačkom projektu u pravilu angažiran veći broj ljudi koji se koriste različitom terenskom i/ili laboratorijskom opremom i pri tome troše značajna financijska sredstva, njihov je rad nužno koordinirati. Stoga su u posebnom poglavlju izneseni neki temeljni principi vođenja projekata i upravljanja projektima (Project management). U drugom dijelu prikazani su neki dugoročni projekti koji se izvode (ili će se izvoditi) u Republici Hrvatskoj, a koji su povezani s hidrogeologijom i u čijoj će realizaciji budući hidrogeolozi vjerojatno sudjelovati. Tako su detaljno prikazani Osnovna hidrogeološka karta Republike Hrvatske, Strategija upravljanja vodama, Plan upravljanja vodnim područjima, Prostorno planerski projekti i Studije utjecaja na okoliš. U trećem dijelu definirana su i opisana preliminarna, regionalna, detaljna i specijalna hidrogeološka istraživanja. Detaljnije su opisana pojedina specifična hidrogeološka istraživanja i istraživačke metode kao što su primjerice pokusno crpljenje, trasiranje, monitoring i sl. Pri tome se pošlo od pretpostavke da su studenti odslušali, a vjerojatno i položili predmete kao što su primjerice Osnove geofizičkih istraživanja 1 i 2, Okolišna i inženjerska geofizika, Hidrogeologija 1 i 2, Dinamika podzemnih voda 1 i 2, Hidrologija 1 i 2, Hidrogeologija krša, Modeliranje toka podzemne vode i transporta zagađivala i Zaštita podzemnih voda, te da imaju dovoljno znanja za aktivno praćenje predavanja i razumijevanje iznesenoga gradiva. U završnom dijelu je, kao Dodatak 1, dan primjer realnog projektnog zadatka koji se odnosi na projektiranje vodocrpilišta i koji svojom specifikacijom radova pokriva značajan dio studijskog programa Geološkog inženjerstva, dok je, kao Dodatak 2, dan Elaborat o izvršenim radovima prema projektnom zadatku iz Dodatka 1. Dodatak 1 i Dodatak 2 namijenjeni su praktičnom dijelu nastave donosno vježbama, a zadatak studenata je da analiziraju projektni zadatak i samostalno izrade svoju verziju Elaborata o izvršenim radovima. Pri tome sve elemente projektnog zadatka odnosno sva predviđena istraživanja kao i sve predviđene analize i obrade podataka odrađuju samostalno, koristeći znanje stečeno tijekom studija te koristeći potrebne GIS alate, softver za modeliranje podzemnih voda, dostupne softvere za interpolaciju prostornih podataka i izradu digitalnih modela reljefa, tablične kalkulatore kao što je npr. Microsoft Excel kao i sve ostale potrebne alate. Ovakvim konceptom praktičnog dijela nastave studenti stječu i značajan dio potrebnih vještina za realizaciju realnih inženjerskih zadataka s kojima će se susretati kao budući magistri inženjeri geološkog inženjerstva.

Projekti; projektiranje; hidrogeologija

nije evidentirano