Oddělení inženýrské geologie

Video file

Oddělení inženýrské geologie analyzuje a interpretuje nebezpečné geodynamické jevy a procesy působící na chování, vývoj a stabilitu horninového prostředí v jejich přirozeném uložení v zemské kůře.

Jde o jevy spojené jak s exogenními procesy (např. svahové deformace, zvětrávání) tak i endogenními procesy (např. pohyby na zlomech). Zvláštní pozornost je věnována vývoji spolehlivých a přesných monitorovacích metod pro sledování svahových a tektonických procesů a předpovědím jejich vývoje a výskytu v prostoru a čase.

Oddělení inženýrské geologie se dlouhodobě zabývá geologickými a geomorfologickými analýzami příčin, kontrolním sledováním a vyhodnocováním různých typů nebezpečných geodynamických procesů. Výzkum je orientován do dvou základních směrů: jednak na exogenní procesy (výzkum svahové nestability od velmi pomalých svahových pohybů, přes sesuvy po skalní řícení), jednak na procesy endogenní (sledování a vyhodnocování mikroposunů na tektonických zlomech). Zvláštní pozornost je věnována vývoji spolehlivých a přesných monitorovacích metod pro sledování svahových a tektonických procesů a předpovědím jejich vývoje a výskytu v prostoru a čase.

V rámci sledování endogenní tektonické aktivity se oddělení IG v současnosti zaměřuje na rozvoj měření mikroposunů v rámci sítě EU-TecNet. Tato síť využívá unikátního přístroje TM-71, zkonstruovaného ing, Košťákem, který umožňuje měřit velmi přesně mikropohyby ve 3D, a to včetně rotací. V návaznosti na monitoring mikroposunů se v současné době intenzivně zabýváme analytickým vyhodnocováním měření a odvozováním obecných zákonitostí chování monitorovaných tektonických poruch a podrobnému určení příčin a vlivů na tyto pohyby, jako jsou teplotní a napjatostní změny, slapové síly, aj. Od roku 2012 bylo do oddělení inženýrské geologie začleněno bývalé oddělení geodynamiky. Díky tomu se rovněž provádí vyhodnocování GNSS měření na stávajících permanentních bodech sítě GEONAS. Terénní 3D monitoring posunů na zlomech je v současnosti provozován ve 3 regionálních sítích Český masív, Západní Karpaty a Dinaridy a v řadě lokálních sítí např. v seismoaktivních zónách v jihozápadním Bulharsku, Hornorýnském příkopu v Německu, ve střední a jižní Itálii, v jižním Řecku, v pohoří Ťan-Šan v Kyrgyzstánu či v Hornsundu na Svalbardu (Špicberky).

Zejména v posledních letech se rovněž zabýváme studiem recentní geodynamiky vybraných jeskynních objektů vzhledem k současnému i minulému formování podzemních prostor.

V oblasti výzkumu svahových deformací a souvisejících přírodních ohrožení a rizik rozvíjíme dlouhou tradici oddělení IG, založenou zakladateli tohoto výzkumu v našich zemích, prof. Zárubou a doc. Rybářem. Oddělení se tak věnuje například sledování aktivity vybraných svahových deformací a to především v Česku a na Slovensku, na některých lokalitách dosahuje délka kontinuálního měření desítky let. V současné době navazujeme na práci našich předchůdců s využíváním nových metod výzkumu a s pomocí nově pořízené moderní technologie, což vede ke kvalitativnímu posunu ve výzkumu svahových deformací a umožňuje predikci jejich rozšíření. Využíváme tak například vrtnou soupravu, geofyzikální vybavení (ERT systém ARES), laserová měřidla, letecká LiDARová data a UAV. Kromě terénních prací používáme rovněž statistické a deterministické modely pro zjišťování náchylnosti terénu ke vzniku svahových deformací. V geoinformatických programech modelujeme ohrožení a riziko ze svahových deformací a také se zabýváme zranitelností a škodami ze svahových deformací na objektech a infrastruktuře. Nově se zabývá rovněž vznikem a vývojem obřích svahových deformací na vulkanických ostrovech (El Hierro) a obnovujeme fyzikální modelování geodynamických procesů. Od roku 2014 byl oddělení udělen certifikát Celosvětového centra excelence pro výzkum rizik ze sesuvů.

Kromě vlastního základního výzkumu se pracovníci oddělení věnují částečně i ve spolupráci se soukromými subjekty a institucemi státní správy aplikaci poznatků a know-how v oblasti kontrolních sledování a jeho vyhodnocování, inženýrsko-geologických prognóz stability horninových masívů a dalších aplikací IG a geodynamického výzkumu.

Výzkum je prováděn ve velmi úzké mezinárodní spolupráci s výzkumnými institucemi na Slovensku, v Německu, Rakousku, Švýcarsku, Polsku, Bulharsku, Itálii, Slovinsku, Řecku, Španělsku, USA a Turecku.

Mezinárodní spolupráce

Státní geologická správa (CGS), pod Ministerstvem hospodářství (MOEA)
Taiwan

svahové pohyby, pohyby na zlomech

NAGRA (Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle)
Švýcarsko

Projekt: TecNet 3-D monitoring posunů na zlomech a GPS měření pohybů zemského povrchu - podzemní laboratoř Grimsel,

řešitel: J. Stemberk

Univerzita Komenského v Bratislave
Slovensko
Autoridad Nacional del Agua
Peru

v ramci GAČR cislo P209/11/1000 – "Hodnoceni nebezpeci vzniku sesuvu a povodni z ledovcovych jezer, Cordillera Blanca, Peru", doba reseni 2011 – 2014 – RNDr. Jan Klimes, Ph.D.,Ing. Alejo Cochacin

The Council for Geoscience (CGS) of South Africa
Jihoafrická republika

výzkum svahových pohybů a pohybů na zlomech

Univerzita Camerino
Itálie

Projekt: TecNet 3-D monitoring posunů na zlomech a GPS měření pohybů zemského povrchu,

Lokality: Colfiorito, Norcia, Matinatta (Gargano)

Instituto Geofisico del Peru, Lima
Peru

Zahranicni spoluprace bez grantu (prace na clancich) 2013:
Dr. Edmundo Norabuena - spolecna geodynamicka laborator a tvorba clanku.
Dr. Mauro Rossi, CNR-IRPI, Perugia, Italie – clanek zabyvajici se stabilitou svahu v okoli Machu Picchu.

University of Strathclyde, Scotland,
UK
Skotsko, Velká Británie
University of Florence
Itálie

Projekt: TecNet 3-D monitoring posunů na zlomech a GPS měření pohybů zemského povrchu,

Lokality: Colfiorito, Norcia, Matinatta (Gargano), střední a jižní Apeniny

National Geographic Society and Waitt Grant
Španělsko

Kanarske ostrovy - ostrov El Hierro
Monitoring sesuvneho ohrozeni ve vztahu k aktualni vulkanicke aktivite v oblasti ostrova El Hierro, cislo grantu: W244-12, 2012-2013.
Spolupracujici:
Dr. J. Yepes, University of Gran Canaria, spanelsko
Dr. I. Galindo Jimenez, IGME, spanelsko
Dr. S. Metliditis, IGN, spanelsko
Mgr. Jan Blahut, Ph.D. a RNDr. Jan Klimes, Ph.D.

Instituto Geográfico Nacional, Santa Cruz de Tenerife, Kanárské ostrovy, Spain
Španelsko-Kanárské ostrovy
Corinth Rift Laboratory - NAS-3F-
CORINTH
Řecko

Projekt: TecNet 3-D monitoring posunů na zlomech a GPS měření pohybů zemského povrchu,

Lokalita: Korintský záliv

Geologický ústav, Slovenskej akadémie vied
Slovensko

"Kontakt Zapadnich Karpat a ceskeho Masivu z pohledu drobne tektoniky v oblasti pribradlove zony na zaklade mereni a interpretaci vysledku z prirozenych podzemnich prostor a mozne korelace v ramci regionu" - meziakademicka spoluprace, 2012-2014, Dr. Jozef Vozar, RNDr. Milos Briestensky, Ph.D.

University of Bern, Švýcarsko
Švýcarsko
Geological Institute of the Bulgarian Academy of Sciences
Bulharsko

Projekt: Monitoring a prognózování nebezpečných geologických procesů,

2014 – 2016

Řešitel: J. Stemberk a N. Dobrev

Univerzita Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach
Slovensko

Doc. Zdenko Hochmuth, UPJŠ, Košice, Slovakia – společná geodynamická síť Slovenský kras, tvorba článku.

National Archaeological Park of
Machu picchu, Peru
Peru
Karst Research Institute, Postojna
Slovinsko

Projekt: TecNet 3-D monitoring posunů na zlomech a GPS měření pohybů zemského povrchu,

Lokality: Vremščica, jeskyně Postojna

National lnstitute for Geophysics, Geodety and Geography BAS
Bulharsko

Tectonic activity of the significant karst systems (development correlation of the Central Europe and Mediterranean area) – meziakademicka spoluprace, 2014-2016, Dr. Petar Stefanov, RNDr. Milos Briestensky, Ph.D.


Přírodovědné muzeum ve Vídni
Rakousko
Seismologický ústav Lima
Peru

Projekt: TecNet 3-D monitoring posunů na zlomech,

Lokalita: Pitec - Huaraz, provincie Ancash,

měření provádí Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy

Štátny geologický ústav Dionýza Štúra, Bratislava
Slovensko

Tecnet.cz

Institute of Seismology, National Academy of Sciences of the Kyrgyz Republic, Biškek
Kyrgyzstán

Tecnet 3-D monitoring posunů na zlomech, měření probíhá ve štolách Boom a Ala-Archa,

Řešitel: Josef Stemberk

Universita v Lutychu (Université de Liège)
Belgie
Peruánský Národní Hydrologický Úřad v Limě
Peru

Projekt: "Hodnocení nebezpečí vzniku sesuvů a povodní z ledovcových jezer, Cordillera Blanca, Peru" (GAČR, P209/11/1000, 2011-2014),

Hlavní řešitel: RNDr. Jan Klimeš, Ph.D.

Univerzita Mateja Bela, Centrum vedy a výskumu, Banská Bystrica
Slovensko

spolupráce s Dr. Robertou Prokešovou v rámci výzkumů aktivních svahových
deformací

Geofyzikální ústav Polské Akademie Věd, Polská polární stanice Hornsund, Špicberky
Norsko

Projekt TecNet: 3-D monitoring posunů na zlomech a GPS měření pohybů zemského povrchu,

Lokalita: měření probíhá v zálivu Hornsund v okolí Polské polární stanice Hornsund

Řešitel: Josef Stemberk

Univerzita Johannese Gutenberga
(Johannes Gutenberg-Universität Mainz)
Německo
Slovenian National Building and Civil Engineering Institute Ljubljana
Slovinsko

Spolecne projekty v letech 2011 - 2014

University of Arba Minch
Etiopie

Výuka studentů, společný monitoring geohazardů. Projekty zahraniční rozvojové pomoci České rozvojové agentury.

Technologický institut v Karlsruhe(Karlsruher Institut für Technologie)
Německo

Projekt TecNet: 3-D monitoring posunů na zlomech a GPS měření pohybů zemského povrchu, Hornorýnský příkop
Lokality: Lorettotunnel (Freiburg), Wattkopftunnel (Karlsruhe),
Řešitel: Josef Stemberk


Wrocław University of Environmental and Life Sciences (Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu)
Polsko
Geologische Bundesanstalt Wien
Rakousko

Geologicka mapa 1:50000, Blatt Haslach,

koordinatorem projektu za ceskou stranu je RNDr. Krystof Verner, PhD. z ceske geologicke sluzby

Kjótská univerzita
Japonsko

výzkum svahových pohybů

Technische Universität Darmstadt
Německo

Projekt TecNet: 3-D monitoring posunů na zlomech a GPS měření pohybů zemského povrchu,

Lokality: Kongresové centrum Darmstadt,

Řešitel: Josef Stemberk

National Research Institute of Glaciers and Mountain Ecosystems of Peru (INAIGEM)
Peru
Brigham Young University
USA

Projekt: "Multi-disciplinarni studium procesu v piskovcovych vychozech: novy pristup k vyzkumu a interpretaci vzniku vybranych piskovcovych forem" (GA13-28040S, 2013-2015), řešitel: Mgr. Jana Schweigstillova, Ph.D., spoluprace s Dr. A. Mayo

Výsledky

Nové poznatky o vnitřní struktuře a geotechnických vlastnostech hornin obřího sesuvu San Andrés, ostrov El Hierro, Španělsko

2023

Klimeš, J.; Hussain, Y.; Mreyen, A.-S.; Cauchie, L.; Schlögel, R.; Piroton, V.; Petružálek, M.; Blahůt, J.; René, M.; Meletlidis, S.; Havenith, H.-B. (2023) New Insights into the Internal Structures and Geotechnical Rock Properties of the Giant San Andrés Landslide, El Hierro Island, Spain. Remote Sens., 15, 1627. https://doi.org/10.3390/rs15061627

Deformace sloupcovitého kalcitu v rámci speleotému tvořeného tekoucí vodou

2023

Mitrovic-Woodell, I., Tesei, T., Plan, L., Habler, G., Baroň, I., Grasemann, B. (2023): Deformation of columnar calcite within flowstone speleothem. - Journal of Structural Geology 174 (2023), 16 pp.104924. 
https://doi.org/10.1016/j.jsg.2023.104924

Monitorování povrchových deformací hornin in situ ovlivněných změnami teploty v terénní laboratoři Požáry (Česko)

2023

Racek O., Balek J., Loche M., Vích D., Blahůt J. (2023) Rock Surface Strain In Situ Monitoring Affected by Temperature Changes at the Požáry Field Lab (Czechia). Sensors 23(4), 2237. https://doi.org/10.3390/s23042237

Dlouhodobé dopady sesuvů a adaptační reakce venkovských komunit: Využití historických případů k ověření přístupu kumulativní příčinné souvislosti

2023

Raška, P., Riezner, J., Bíl, M., Klimeš J. (2023) Long-term landslide impacts and adaptive responses in rural communities: Using historical cases to validate the cumulative causation approach. International Journal of Disaster Risk Reduction, 93, https://doi.org/10.1016/j.ijdrr.2023.103748

Anatomická reakce růstu Fagus sylvatica L. (Buk lesní) na sesuvné pohyby

2023

Šilhán, K., Balek, J., Hartvich, F., Klimeš, J., Blahůt, J., Hampel, F., 2023. Anatomical growth response of Fagus sylvatica L. to landslide movements. Science of the Total Environment 867, http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.161554

Použití nových skupinových modelů ke zvýšení spolehlivosti mapování náchylnosti k sesuvům

2023

Tong, Z. L., Guan, Q. T., Arabameri, A., Loche, M., & Scaringi, G. (2023). Application of novel ensemble models to improve landslide susceptibility mapping reliability. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 82(8), 309.  https://doi.org/10.1007/s10064-023-03328-8

Sledování termálního režimu skalního svahu, spojené s monitoringem stability pomocí trhlinoměrů: prvotní výsledky ze tří lokalit v Česku

2021

Článek popisuje univerzální, modulární a finančně dostupný systém monitoringu skalního svahu. Pomocí tohoto systému, je možné in-situ pozorovat klimatické proměnné, teplotu v povrchové vrstvě skalního svahu až do hloubky 3 m a dynamiku vybraných diskontinuit v čase. První výsledky ukazují na rozdíly pozorované mezi jednotlivými lokalitami. Pro budoucí rozsáhlejší statistickou analýzu dat, budou použity delší časové řady. Dále budou data využita pro analýzu dlouhodobých trendů a numerické termomechanické modelování. 

Publikace: Racek, O., Blahůt, J., and Hartvich, F. (2021): Observation of the rock slope thermal regime, coupled with crackmeter stability monitoring: initial results from three different sites in Czechia (central Europe), Geosci. Instrum. Method. Data Syst., 10, 203–218, DOI: 10.5194/gi-10-203-2021

Snímek zachycuje tři osazené lokality skalního svahu. Jednotlivé monitorované bloky jsou označené přerušovanou čarou s rozdílnou barvou.
Dále je vyznačena poloha meteostanice a teplotního čidla ve vrtu.

Nové přístupy v monitorování sesuvů a analýze dat“ Zvláštní vydání: Trendy a výzvy

2021

V inženýrské geologii, geotechnickém inženýrství a geomorfologii je monitorování sesuvů pomocí standardních technik zcela běžné. Rychlý vývoj hardwarových i softwarových řešení, včetně miniaturizace nebo technik dálkového průzkumu, však přináší nové možnosti pro zvýšení přesnosti monitorování, analýzu dat v reálném čase nebo téměř v reálném čase a včasné varování. Účelem této publikace bylo shrnout hlavní statistické trendy odborných studií týkajících se monitorování sesuvů a analýzy dat a publikovaných na Web of Science. Zároveň jsou představeny odborné články publikované ve speciální čísle časopisu Applied Sciences. 

Publikace: Blahůt J, Jaboyedoff M, Thiebbes B (2021): Novel Approaches in Landslide Monitoring and Data Analysis. Special Issue: Trends and Challenges. Applied Sciences 11(21): 10453. DOI: 10.3390/app112110453 
 

Tempo růstu počtu publikovaných prací za rok na vybraná témata od roku 1990. Čáry ukazují pětiletý klouzavý průměr

Služby

GPS/GNSS měření

GPS/GNSS měření
Přesné měření polohy pomocí GPS/GNSS s post-processingem Aschtec Z-MAX Jan Blahůt
Přesné určení polohy formou kampaňového měření (24/48 h) Topcon HIPER+

Laserové skenování

Laserové skenování
Laserové skenování objektů od 4-750 m (přesnost 8 mm/100 m) Optech ILRIS3D Jan Blahůt

Vrtné práce

Vrtné práce
Vrtné práce do hloubky max. 20 m Vrtná souprava JANO HVS 130 Filip Hartvich
Vrtání šnekem
Vrtání na jádro, na sucho
Vrtání na jádro, s výplachem
Vrtání s dynamickou penetrací

SEM analýzy a EDS prvková analýza materiálů

SEM analýzy a EDS prvková analýza materiálů Skenovací elektronový mikroskop Quanta 450 Jana Schweigstillová

Geotechnický / Geologický monitoring pohybů

Geotechnický / Geologický monitoring pohybů
Dilatometrické měření (přesnost až 0,01 mm) Příložný dilatometr HOLLE Jan Blahůt
3D dilatometrické měření (přesnost až 0,007 mm, 0,00016 rad) Dilatometr TM-71
Extenzometrie (přesnost až 0,1 mm) Pásový dilatometr
Měření trhlin (přesnost až 0,01 mm) Trhlinoměr GEKO