Analizą zagadnień związanych z przemieszczaniem się osadów przy brzegu morskim zajęła się w swojej rozprawie doktorskiej mgr inż. Iwona Radosz. Dzięki tym badaniom bardziej precyzyjnie można będzie określić m.in. nakłady niezbędne na ochronę brzegów morskich oraz projektowanie i eksploatację morskich budowli hydrotechnicznych.

Obrona odbyła się we wtorek (7 listopada 2023 r.) na Wydziale Inżynierii Lądowej, Środowiska i Geodezji Politechniki Koszalińskiej przed komisją doktorską, na której czele stanął dziekan wydziału, prof. dr hab. Robert Sidełko. Autorka wyniki swojej kilkuletniej pracy naukowej podsumowała w rozprawie doktorskiej pt. „Dynamika niespoistego, niejednorodnego granulometrycznie rumowiska piaszczystego z zawartością bardzo drobnych frakcji w ruchu falowym nad płaskim i nachylonym dnem”.

Rozprawa została oparta na pięciu oryginalnych artykułach naukowo-badawczych powiązanych ze sobą tematycznie i opublikowanych w czasopismach znajdujących się na liście Ministerstwa Edukacji i Nauki. Praca została przygotowana pod opieką promotora prof. dr. hab. inż. Leszka Kaczmarka i stanowi twórcze rozwinięcie jego wieloletnich badań.

Doktorantka zajęła się badaniami nad procesem ruchu piaszczystych osadów o niejednorodnym uziarnieniu, wywołanym falowaniem powierzchniowym, jak również – w mniejszym zakresie - przepływem stacjonarnym w warunkach poziomego i nachylonego dna.

Zagadnienia transportu rumowiska i zmian morfologicznych dna (erozji i akumulacji) w ruchu falowym dotyczą wielu problemów praktyki inżynierskiej związanych między innymi z: erozją wybrzeża, zapiaszczaniem torów wodnych i portów, projektowaniem i eksploatacją morskich budowli hydrotechnicznych, a także sztucznego zasilania brzegu w ramach jego ochrony przeciwerozyjnej i przeciwpowodziowej. Zagadnienia te są istotne również ze względu na położenie geograficzne Koszalina.

Badania eksperymentalne doktorantka wykonała w latach 2020 i 2021 w laboratorium hydraulicznym Instytutu Budownictwa Wodnego Polskiej Akademii Nauk w Gdańsku (jest ono wyposażone w kanał falowy o długości 64 m). Było to możliwe dzięki współpracy naukowej Politechniki Koszalińskiej i Instytutu Budownictwa Wodnego PAN.

Badania polegały na rozpoznaniu pionowej struktury transportu osadów zawieszonych w fazie grzbietu i doliny fali przy wykorzystaniu nowoczesnej, bezinwazyjnej metody PIV (Particle Image Velocimetry). Służy ona do pomiarów pola prędkości przepływu przy wykorzystaniu rozpraszania światła laserowego na cząsteczkach podążających za przepływem, a także zebraniu danych dokumentujących wielkości transportu osadów z udziałem frakcji drobnych (o średnicy mniejszej niż 0,2 mm) wychodzących w obu kierunkach z obszaru kontrolnego i zatrzymywanych sąsiednich obszarach nad nienachylonym i nachylonym dnem.

W swojej pracy autorka przedstawiła oryginalną propozycję badań pionowej struktury strumieni osadów oraz propozycję modyfikacji modelu teoretycznego transportu osadów w ruchu falowym. Model ten od 1991 roku jest systematycznie rozwijany przez zespół prof. Leszka Kaczmarka. Istotnym osiągnięciem w przypadku badań nachylonego dna jest taka modyfikacja modelu teoretycznego, która polega na przyjęciu bezpośrednich wartości współczynników korekcyjnych.

Uproszczenie ma duże znaczenie dla praktyki inżynierskiej, gdyż w naturze praktycznie nie występuje dno nienachylone. Zaproponowana modyfikacja modelu teoretycznego w obecności frakcji drobnych i bardzo drobnych pozwala na odwzorowanie matematyczne, zgodne z pomiarami rzeczywistych strumieni transportu nad nienachylonym i nachylonym dnem. Efekty opisanych w artykułach badań stanowią podstawę do przygotowywanego obecnie zgłoszenia patentowego.

Przygotowaną rozprawę doktorską pozytywnie ocenili recenzenci. Byli nimi: prof. dr hab. inż. Rafał Ostrowski z Instytutu Budownictwa Wodnego Polskiej Akademii Nauk, prof. dr hab. inż. Zygmunt Meyer z Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie i prof. dr hab. inż. Paweł M. Rowiński, czł. rzecz. PAN, Instytut Geofizyki Polskiej Akademii Nauk. Podkreślono, że doktorantka wykazała się szeroką wiedzą, umiejętnością dostrzegania problemów naukowych i przeprowadzania badań analitycznych i eksperymentalnych. Zaakcentowano w szczególności to, że doktorantka wniosła istotne elementy do rozwoju modelu opracowanego przez prof. Leszka Kaczmarka, a nabyte przez nią umiejętności badawcze są unikalne w skali kraju.

Komisja doktorska przyjęła publiczną obronę rozprawy doktorskiej. Ostateczną decyzję o nadaniu stopnia doktora podejmie Senat Politechniki Koszalińskiej. 

Zdjęcia: Adam Paczkowski/Politechnika Koszalińska