6.28. Vodní stavby - VOS Obor: 36-47-M/01 Stavebnictví Forma vzdělávání: denní Počet hodin týdně za dobu vzdělávání: 5 pro zaměření inženýrské stavby - vodohospodářské stavby Platnost učební osnovy: od 1.9.2008, aktualizace 1.9.2015 1) Pojetí vyučovacího předmětu a) Cíle vyučovacího předmětu Učivo předmětu vodní stavby poskytuje žákům vědomosti o filozofii návrhu, o významu použití, o typech vodních objektů a děl, o vybraných technologiích stavby a o vlastnostech materiálů vodních staveb. Výuka předmětu předpokládá zvládnutí základních vědomostí ze stavebních materiálů, stavebních konstrukcí, deskriptivní geometrie, hydrologie a hydrauliky. Výuka směřuje k tomu, aby žáci: - znali základní názvosloví - měli základní představu o návrhu vodních staveb - dokázali zdůvodnit funkci jednotlivých prvků a konstrukcí vodních staveb - měli představu o návrhu vodních děl z hlediska funkčního, hydraulického, estetického - dovedli aplikovat myšlenky předmětu hydraulika a hydrologie, a představit si působení vody na vodní díla - dovedli navrhnout vhodný typ vodního díla, včetně technologie jeho stavby b) Charakteristika učiva Učivo předmětu je tvořeno těmito tématickými celky: 3. ročník Úpravy toků Jezy a vodní cesty Rybníky 4. ročník Přehrady a vodní nádrže Využití vodní energie Pedologie Odvodnění půdy Závlahy Ochrana a zúrodňování půdy Ekologické stavby a opatření c) Cíle výuky z hlediska citů, postojů, hodnot a preferencí Výuka směřuje k tomu, aby žáci : - byli schopni si představit náročnost a problematiku i složitějších, v praxi realizovaných vodních děl - dokázali posoudit vhodnost volby umístění, materiálu, funkce a konstrukce z hlediska hydraulického, statického, estetického, technologického a z hlediska funkce vlivu na životní prostředí - vážili si již realizovaných vodních děl d) Výukové strategie (pojetí výuky) Předmět se vyučuje ve 3. a 4. ročníku zaměření inženýrské stavby - vodohospodářské stavby s dotací 2 hod/týden ve 3. a 3 hod/týden ve 4. ročníku. Učivo jednotlivých tématických celků se probírá tak, aby postupně rozšiřovalo vědomosti žáků a aby získali skutečné představy o různých způsobech řešení vodních děl. Z toho důvodu se poukáže na hydraulické návrhy a technologické postupy výstavby vodních staveb. Základní organizační formou vyučování je vyučovací hodina, kde učitel podle typu hodiny tvořivě využívá všech dostupných vyučovacích metod a pomůcek v souladu s charakterem probíraného učiva. Náplň vyučovacích hodin je sestavována tak, aby probírané okruhy a témata na sebe logicky navazovaly a probíhaly od řešení jednodušších problémů ke složitějším tak, jak žáci postupně získávají a rozšiřují své poznatky a vědomosti. Mezi metody používané ve výuce vodních staveb patří : Slovní výklad vyučujícího vzhledem k náročnosti předmětu je slovní výklad učitele nezastupitelný, opírá se o učebnice, učební texty, skripta a další odbornou literaturu. Současně učitel využívá celé řady dalších dostupných učebních pomůcek a materiálů včetně názorných praktických ukázek Autodidaktická metoda metoda samostudia: učitel vede žáky k samostatnému získávání nových poznatků a doplňování a rozšiřování vědomostí získaných během výuky tak, aby byli schopni jich efektivně využívat při řešení zadaných problémů, vyučování formou zadávání domácích úkolů a jejich následným hodnocením Reproduktivní metoda žáci řeší zadané úkoly s využitím poznatků, které nabyli a pochopili z předchozího výkladu 183
Problémové vyučování učitel formuluje problém a vhodně volenými otázkami vede žáky k tomu, aby sami na základě svých vědomostí přicházeli postupně k novým pojmům, pravidlům a způsobům řešení Řízená diskuze je vhodná u situací, se kterými mají žáci zkušenosti z praktického života Výuka formou exkurzí e) Hodnocení výsledků žáků Při hodnocení je kladen důraz zejména na hloubku znalostí a pochopení všech souvislostí, na schopnost orientace a aplikace poznatků a na grafický projev žáka. Ke kontrole vědomostí a dovedností žáka slouží písemné a ústní ověřování teoretických znalostí. Písemné ověřování následuje vždy po procvičení a zafixování ucelené části probraného učiva. Na hodnocení žáků se dále podílí jejich aktivní projev v samostatných vyučovacích hodinách a rovněž zvládnutí všech níže vyjmenovaných klíčových kompetencí. Hodnotí se také grafická úprava sešitu a úplnost sešitu, zpracování referátů a plnění písemné domácí přípravy. f) Přínos předmětu k rozvoji klíčových kompetencí a aplikaci průřezových témat Vyučovací předmět se podílí zejména na rozvoji kompetencí : - k učení (schopnost efektivně se učit na základě logicky vytvořeného schématu) - k řešení problémů (určení jádra problému, získání informací potřebných k jeho řešení a navrhování způsobu řešení) - modelování (zejména grafické) reálných situací - komunikativní (srozumitelný, souvislý a jazykově správný projev, aktivní účast v diskuzi, schopnost formulovat a obhajovat své názory a respektovat názory druhých) - k posílení a rozvíjení pracovitosti, důslednosti, odpovědnosti a systematického postupu v práci Předmětem prostupují zejména průřezová témata: Člověk a svět práce: Předmět vede a vychovává žáky k pečlivosti a přesnosti v práci, k hospodárnosti při navrhování konstrukcí a k uvědomělé technologické kázni při jejich provádění. Vychovává žáky k aktivnímu využívaní nových odborných informací. Tím napomáhá k jejich následnému úspěšnému uplatnění ve světě práce. Učitel pomáhá se žákům zorientovat v nabídce trhu práce, rámcově je informuje o alternativách profesního uplatnění po absolvování studia na střední průmyslové škole stavební, resp. o studiu na vysoké škole. Žák si vytváří reálnou představu nejen o svých schopnostech, ale i o svém uplatnění po absolvování vzdělávání a reálně dokáže zhodnotit nabídku z hlediska svých předpokladů. Občan v demokratické společnosti: Ve výuce jsou žáci vedeni k tomu, aby dovedli jednat s lidmi, uměli diskutovat, uměli hledat kompromisy a byli kriticky tolerantní k ostatním. Naučí se vážit si materiálních hodnot, budovaných několika generacemi a uchovávat je pro budoucnost. Rovněž získají vhodnou míru sebevědomí a schopností morálního úsudku. Člověk a životní prostředí: Vodní díla významnou mírou ovlivňují životní prostředí. Vhodnou volbou návrhu umístění, materiálu a funkce vodního díla lze významně jak pozitivně, tak negativně ovlivnit životní prostředí a dopady na člověka. Proto je důležité zdůrazňovat vliv a vazby vodních děl na životní prostředí. Informační a komunikační technologie: Počítač je žáky využíván individuálně, především při vyhledávání dostupných technických informací, potřebných ke zpracování referátů, při hledání informací týkající se studia na vysoké škole. 2) Výsledky vzdělávání a kompetence 3. ročník, 2 hodiny týdně, 34 týdnů, celkem 68 hodin Výsledky vzdělávání Učivo I. Úprava vodních toků - popíše systém vodních děl 1. Organizace vodního hospodářství 2. Zákony a právní normy ve vodním hospodářství - orientuje se v problematice právních předpisů 3. Definice toku a jeho účel - odborně se vyjadřuje v oblasti základní terminologie 4. Vytváření koryta toku - vyjmenuje zásady pro podmínky návrh úpravy toku Fargue-Girardotovy zákony 5. Směrové, výškové úpravy trasy - navrhne úpravu toku malých úseků Splaveniny Návrh podélného a příčného profilu - používá správné materiály a technologické postupy Úprava malých úseků pouze nezbytnými zásahy 6. Způsoby a prostředky používané při úpravách toků Opevnění dna a svahů 184
- popíše schémata revitalizací - vyjmenuje objekty a jejich funkce na vodních tocích - objasní provoz vodních toků - odborně se vyjadřuje v oblasti terminologie jezů a vodních cest - popíše druhy pevných jezů, jejich funkci a použití - popíše druhy pohyblivých jezů, jejich funkci a použití - popíše a uvést příklady vodních cest - popíše zařízení pro dopravu, možnost použití - odborně se vyjadřuje v oblasti terminologie rybníkářství - popíše funkci, stavební řešení jednotlivých prvků - vysvětlí postup zakládání a stavby rybníka Soustřeďovací stavby 7. Revitalizace vodních toků 8. Objekty na upravených tocích 9. Následky úprav, provoz a údržba II. Jezy a vodní cesty 1. Účel a rozdělení jezů, názvosloví 2. Jezy pevné 3. Jezy pohyblivé Současně používané a navrhované typy jezů Popis funkce a konstrukcí 4. Druhy vodních cest, splavňování vodních toků, kanalizované řeky a průplavy 5. Zařízení pro vertikální dopravu plavidel Plavební komory Lodní zdvihadla Lodní železnice III. Rybníky 1. Rybníky Rozdělení podle základních kritérií Historie rybníkářství u nás 2. Stavební uspořádání základní objekty Hráz, bezpečnostní přelivy Vypouštěcí a napouštěcí zařízení Úprava dna, zařízení na chov ryb 3. Zakládání a stavby rybníka 4. ročník, 3 hodiny týdně, 30 týdnů, celkem 90 hodin Výsledky vzdělávání Učivo I. Přehrady a vodní nádrže 1. Hráze z místních materiálů Hráze rybniční Stabilita, průsak - vyjmenuje zásady návrhu a provádění - vysvětlí použití a princip daných typů - vyjmenuje pojistná zařízení přehrad a popíše funkci - vyjmenuje výpustná a odběrná zařízení a popíše jejich funkci - vyjmenuje zařízení k utlumení energie přepadávající a vytékající vody a popíše jejich funkci - objasní historii, význam a hlediska pro návrh typu vodních nádrží - vysvětlí použití, výhody a princip jednotlivých druhů vodních nádrží Složky, těsnění opevnění 2. Přehrady gravitační Zděné Betonové 3. Přehrady klenbové Členění zvláštních typů 4. Pojistná zařízení přehrad Přepady 5.Výpustná a odběrná zařízení 6. Zařízení k utlumení energie přepadávající a vytékající vody 7. Vývoj a účel vodních nádrží 8. Druhy vodních nádrží podle účelu Ochranné Zásobní Vyrovnávací 185
- popíše vodní motory a vysvětlí jejich funkci - vyjmenuje, popíše a vysvětlí funkci jednotlivých zařízení - uvede příklady a použití využití vodní energie - popíše a vysvětlí základní vlastnosti půd - vysvětlí význam pedologie pro meliorační opatření - provede rozdělení, uvede formy, vysvětlí význam - provede rozdělení, uvede základní vlastnosti a oblasti výskytu jednotlivých druhů a typů půd - vysvětlí a popíše jednotlivé typy zamokřených půd - popíše a vysvětlí princip systému odvodňovacích zařízení - vyjmenuje zásady pro návrh odvodňovacích kanálů - navrhne stavební úpravu odvodnění - vyjmenuje zásady pro návrh odvodňovacích zařízení - navrhne odvodnění - popíše způsob výstavby drenáží - vyjmenuje zásady pro návrh závlah - popíše stavební uspořádání závlah a vysvětlí jeho funkci Rozdělovací II. Využití vodní energie 1. Základní pojmy Průtok Spád Práce Výkon vodního kola 2. Vodní motory Kola Turbíny, regulace turbín 3. Skladba objektového vybavení a technologické vystrojení provozu využití vodní energie 4. Soudobé přístupy k využití vodní energie MVE III. Pedologie 1. Základní pojmy, vznik, složení a třídění půd, půdotvorní činitelé 2. Základní fyzikálně-chemické a chemické vlastnosti půd, biologická činnost půdy 3. Význam pro meliorační opatření 4. Voda v půdě, půdní vzduch 5. Půdní druhy a půdní typy IV. Odvodnění půdy 1. Význam a funkce odvodňování půdy 2. Znaky a závady zamokřených půd Oblastní Místní Příčiny zamokření Základní způsoby odvodnění 3. Hlavní odvodňovací zařízení, ochrana před cizími vodami 4. Zásady návrhu odvodňovacích kanálů Hydrotechnický výpočet Stavební úprava 5. Podrobné odvodňovací zařízení Příkopové odvodňovací zařízení Odvodnění drenáží parametry drénů, návrh hloubky a rozchodu Dimenzování, stavební uspořádání, objekty 6. Mechanizace zemních a montážních prací při stavbě drenáží V. Závlahy 1. Význam a funkce závlah, rozdělení dle účinku 2. Zásady hydrotechnických výpočtů Potřeba vody Časový režim Závlahová dávka Distribuce vody 3. Stavební uspořádání závlah Závlahová kostra Zdroj vody, její odběr, přívod a hlavní rozvod Čerpací stanice Požadavky na kvalitu 186
- popíše závlahový detail a vysvětlí jeho funkci - vysvětlí princip a postup prací při stavbě závlah - vysvětlí možnosti a způsob použití závlah odpadními vodami - popíše jednotlivé formy znehodnocování půd - objasní podmínky pro použití protierozních opatření - vyjmenuje zásady návrhu hrazení bystřin - uvede hlavní způsoby hrazení bystřin - objasní problematiku zúrodňování a rekultivace půd - provede rozdělení ekologických staveb - popíše legislativních opatřeních - objasní hlavní principy separace, sběru, způsobu využití a likvidace komunálních odpadů - objasní hlavní principy vodního zákona 4. Závlahový detail Rozdělení závlah dle způsobu aplikace vody Závlahy gravitační Závlahy tlakové Závlahy podpovrchové Objekty 5. Stavba závlah Montážní a vytyčovací práce Provoz, automatizace 6. Závlaha odpadními vodami VI. Ochrana a zúrodňování půdy 1. Přírodní a antropogenní znehodnocování půd Vodní a větrná eroze Činnost člověka 2. Protierozní opatření Agrobiologické a technické způsoby úprav povrchového odtoku 3. Hrazení bystřin 4. Zúrodňování půd, rekultivace půd, program ozdravění VII. Ekologické stavby a opatření 1. Problematika odpadového hospodářství 2. Separace, sběr a způsob využití komunálních odpadů, způsob likvidace 3. Vodní zákon 187