Kutatás

Vizes kutatási programok





Szellemi, szervezeti és K+F infrastruktúrafejlesztés a Nyugat-magyarországi Egyetemen

II. alprogram: A városi öko-környezet komplex vizsgálata a Nyugat-dunántúli régióban
1. résztéma: A hidrológiai állapot jellemzése
Témavezető: Gribovszki Zoltán egyetemi docens
Résztvevő kutatók: Csáfordi Péter PhD hallgató
Kalicz Péter egyetemi docens
Kisfaludi Balázs PhD hallgató
Kucsara Mihály egyetemi docens
Markó Gergely egyetemi docens
Péterfalvi József egyetemi docens
Csáki Péter KM BSc hallgató
Erős Mihály KM MSc hallgató
Szita Renáta KM MSc hallgató
Szegedi Balázs KM MSc hallgató
Rigó Attila TVM BSc hallgató
Futamidő: 2010–2012
Támogató: Nemzeti Fejlesztési Ügynökség,
TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KONV-2010-0006
A kutatás célja és eredménye:
A települések szoros kölcsönhatásban vannak környezetükkel, így a vízi-környezettel is. A hatások igen gyakran károsak, amelyek megelőzését, mérséklését, vagy éppen megszüntetését szolgálja a városi hidrológiai folyamatok és a városi vízgazdálkodási rendszerek jobb megismerése. A vizsgálatokba Sopron, Székesfehérvár és Szombathely kerültek bevonásra.
A városok és környezetük hidrológiai-vízgazdálkodási kapcsolatrendszerét számos elem alkotja. A kölcsönhatás jellemezhető, – egyebek mellett –, a városkörnyéki területekről érkező, illetve a városokból távozó víz és hordalék mennyiségével. A víz és hordalék biztonságos levezetését segítheti az időleges visszatartás, amelynek lehetőségeit fel kell tárni.
A városban összegyülekező csapadékvizek és a tisztított szennyvizek jelentős hatással vannak a befogadókra, amelyek igen gyakran kisvízfolyások. Ezzel kapcsolatosan Sopronban két irányban folynak vizsgálatok, egyrészt a csapadékelvezető rendszerben megjelenő vizek mennyiségi és minőségi jellemzőivel, valamint a hálózat optimalizálásával kapcsolatosan, másrészt a városi tisztított szennyvizek természetes szűrőmezőkön való utótisztítási lehetőségének feltárása érdekében.
A program keretében felmérésre kerülnek a városokban lévő vízfolyások és állóvizek, hidro-morfológiai, vízminőségi és esztétikai szempontból egyaránt. A hidrológiai állapot jellemzését digitális domborzatmodell, ortofotó térképek és egyéb távérzékelési adatok segítik. A hidrológiai jellemzőkkel párhuzamosan a városok levegő és talajjellemzőinek vizsgálata is folyik.


Erdő- és mezőgazdálkodás, valamint a megújuló energiaforrás technológiák és a klímaváltozás

1. alprogram: A klímaváltozás hatása az erdei ökoszisztémák ökológiai feltételeire és diverzitására
1.2. fejezet: A klímaváltozás hatása a talajvíz befolyásolt termőhelyekre
Témavezető: Gribovszki Zoltán egyetemi docens
Résztvevő kutatók: Kalicz Péter egyetemi docens
Kucsara Mihály egyetemi docens
Móricz Norbert PhD hallgató
Futamidő: 2009–2011
Támogató: Nemzeti Fejlesztési Ügynökség, TÁMOP 4.2.2. program
A kutatás célja és eredménye:
A jövőben esetlegesen szárazodó klíma, s annak folyományaként kialakuló vízhiányos állapotok hatással lehetnek a talajvíz által befolyásolt erdei ökoszisztémákra. Ezért olyan adatokra, ismeretekre, esetleg módszerekre lenne szükség, amelyekkel a talajvíz és a faállományok kapcsolata és a kapcsolat változása kifejezhető, esetlegesen előrevetíthető.
A Nyírségben egy parlagterület és egy kocsányos tölgyes erdőtársulás vizsgálata alapján megállapítható volt, hogy a parlagterülethez képest az erdőben mintegy háromszoros a talajvízfogyasztás. Az erdő talajvízre gyakorolt hatása a száraz években lényegesen erőteljesebb, s sokkal inkább érzékelhető és kimutatható, mint a nedves években.
A program keretében történt a vízfolyások száraz időszaki vízjárásának napi ciklusú ingadozásán alapuló új talajvíz-párolgás becslési módszer fejlesztése és tesztelése is. A száraz időszakokban, a módszerrel számítható talajvíz-párolgási értékek, megközelítőleg, a potenciális evapotranszspiráció értékével vehetők azonosnak.
A jövőbeni, esetlegesen szárazódó klíma igen nagy hatást gyakorolhat a talajvízfüggő erdőtársulások állapotára, különösen akkor, ha egyéb vízháztartási-vízgazdálkodási okok miatt, jelentősebb talajvízszint-csökkenés következik be.


Erdősült kisvízgyűjtők hidrológiai és vízminőségi jellemzői

Témavezető: Gribovszki Zoltán egyetemi docens
Résztvevő kutatók: Kalicz Péter egyetemi docens
Koppán András tudományos segédmunkatárs
Király Angéla egyetemi tanársegéd
Kiss Katalin Anita egyetemi hallgató
Gyimóthi Géza egyetemi hallgató
Futamidő: 2004–2007
Támogató: Országos Tudományos Kutatási Alapprogramok (Ifjúsági OTKA)
A kutatás célja és eredménye:
Napjaink egyik fontos feladata, s e kutatási program célja az erdei ökoszisztémák és a hidrológiai folyamatok kapcsolatának mélyebb feltárása. A vízviszonyok jobb megismerése lehetőséget adhat az egyes ökoszisztémákban bekövetkező változások (pl. klímaváltozás, vegetációváltás, építési tevékenység, stb.) hatásainak számszerűsítésére és mérséklésére. A regionális és lokális vízmérlegek, valamint a szennyeződések terjedését számító numerikus modellek is igénylik a vízháztartási jellemzők természeti területeken mérhető értékeit.
Fontosabb eredmények:
  • A terepi adatgyűjtés kiterjesztése az lombkorona és az avar intercepciója, a növényi nedváramlás, a patakok hordalékszállítása és egyes vízminőségi paraméterekre vonatkozóan.
  • Vizsgálatok történtek a patak-menti vegetáció és a patak vízjárásának kapcsolatával, az alapvízhozamos napi ritmussal összefüggésben.
  • A vízfolyás menti zóna talajvízszint változásának vizsgálata alapján egy új metódus kidolgozása a vegetáció csapadékmentes időszakokban jellemző, elsősorban a talajvízből táplálkozó evapotranszspirációjának számítására.
  • A kutatási tevékenység bővülésével egyre nagyobb feladatot jelentett az adatok kezelése, amelynek megoldására, több grafikus ellenőrzési lehetőséget is magába foglaló, félautomata algoritmus fejlesztésére került sor.


Ásványvagyon-kitermelés hatásvizsgálata a Nyugat-Dunántúl régióban

Résztéma: A bányák hidrológiai állapotának jellemzése
Témavezető: Varga Gábor tudományos főmunkatárs
Résztvevő kutatók: Gribovszki Zoltán egyetemi docens
Kalicz Péter egyetemi docens
Futamidő: 2004–2005
Támogató: Magyarország-Ausztria Phare CBC Program (2002)
A kutatás célja és eredménye:
A külszíni bányászat hatására képződő vízi és vizes élőhelyek jellegéről, típusairól és ezen élőhelyeknek a bányászati tevékenység felhagyása utáni sorsáról kevés ismeret, s még kevesebb számszerűsíthető adat áll rendelkezésre. A program keretében mintegy 50 bánya komplex ökológiai monitorozására, valamint a bányák állapotának összehasonlító és értékelő vizsgálatára került sor.
A vizsgálatok az EU víz keretirányelvének megfelelő tulajdonságcsoportokra (hidro-morfológiai, fiziko-kémiai, biológiai jellemzők) terjedtek ki, részben terepi mérések, részben üzemi és hatósági adatok alapján. Az egyes jellemzők közötti kapcsolatok vizsgálata korrelációszámítással, míg az egyes vizsgálati helyek csoportba sorolása a hierarchikus klaszterezés módszerével történt.
A kutatás eredményeként a bányák a mélységük és a vízutánpótlásuk formája szerint négy kategóriába (csapadékvíz tavak, sekély tavak, mély tavak és felszín-közeli talajvíz rendszerek) sorolhatók. A rendszerezés tovább finomítható a bánya korának, illetve a haszonanyag milyenségének figyelembevételével. A mély tavak csoportja tovább tagolható, amennyiben a tó mélysége és kiterjedése azt indokolja. A nagy és mély bányatavak sajátosságai ugyanis alapvetően eltérnek az átlagosnak tekinthető, többnyire közép-mély bányatavakétól.


A forrásvizek mennyiségi és minőségi jellemzőinek monitorozása a Soproni hegyvidéken

Témavezető: Gribovszki Zoltán egyetemi docens
Résztvevő kutatók: Kalicz Péter egyetemi docens
Kiss Katalin Anita egyetemi hallgató
Gyimóthi Géza egyetemi hallgató
Börcsök Eszter intézeti munkatárs
Futamidő: 2002–2003
Támogató: Környezetvédelmi Alap Célelőirányzat (KAC)
A kutatás célja és eredménye:
A program keretében a Soproni-hegység hat forrásának mértük havi gyakorisággal, tizenkét hónapon át a vízhozamát, hőmérsékletét, kémhatását, vezetőképességét, nitrát- és ammónium-tartalmát. A forrásvizeket négy alkalommal részletesebb vizsgálatnak vetettük alá, amikor meghatározásra került a Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, HCO3-, SO42-, PO43- és összes foszfor tartalom, valamint a KOIkp értéke is. A forrásvizek minőségének csapadékeseményekhez köthető változásának érzékeltetésére egy háromnapos expedíciós méréssorozatot is szerveztünk, amikor óránkénti gyakorisággal kézi műszerekkel történt az adatgyűjtés.
Egy alkalommal az ÁNTSZ munkatársai bakteriológiai vizsgálatot végeztek. A Hidegvíz-forrás kifolyójában egy diplomamunkához is kötődően az Észak-Dunántúli Környezetvédelmi Felügyelőség végzett makrozoobenthosz és algológiai vizsgálatot.
A méréssorozat eredményeként létrehozott adatsorokból, a viszonylag rövid időszak ellenére is megfogalmazhatók voltak megállapítások. Mindemellett, mivel messzemenően törekedtünk figyelembe venni a 2000/60/EGK Víz Keretirányelv előírásait, ezért a végrehajtott programot egy olyan kísérletnek szántuk, amelynek tapasztalatai felhasználhatók a hasonló vízformák monitoring rendszerének kialakításához is.


Természetes vizek állapotváltozásának megfigyelése erdőterületen

Témavezető: Kucsara Mihály egyetemi docens
Résztvevő kutatók: Gribovszki Zoltán egyetemi docens
Kalicz Péter doktorandusz
Kiss Katalin Anita egyetemi hallgató
Futamidő: 2001-2002
Támogató: Környezetvédelmi Alap Célelőirányzat (KAC)
A kutatás célja és eredménye:
A program keretében a Sopron melletti Hidegvíz-völgy két állandó vízfolyással bíró mellékvölgyében, a Vadkan-árokban és a Farkas-árokban vizsgáltuk párhuzamosan a patakok vízhozama, hőmérséklete, vezetőképessége, pH-ja változásait, valamint a görgetett és lebegtetett hordalékmozgást. Az adatsorok elemzése alapján egyebek mellett az alábbi megállapításokat lehetett tenni:
  • A Vadkan-árok és a Farkas-árok átlagos fajlagos lefolyásának aránya 1:1,5. Ez az arány nem állandó, havi értékei 1,3 és 1,8 között változnak.
  • A vízhőmérséklet napi ritmusa 1-2 órás késleltetéssel és tompítottan, negyed-ötöd akkora amplitúdóval követi a levegő hőmérsékletének napi ritmusát.
  • A pH átlagos értéke a Vadkan-árokban 7,7, a Farkas-árokban 7,8. Az évi ingás 0,3-0,4. A források pH-ja 0,5- 1,0-val alacsonyabb.
  • A vezetőképesség változásának éves menete jól követhető. A minimális értékek a téli hónapokban, a maximális értékek a nyár végi időszakban mérhetők.
  • A lebegtetett hordalék átlagos koncentrációja mindkét patakon 75 mg/l közeli értéket mutat. A minimum télen, a maximum nyár végén mérhető.


Erdővel borított vízgyűjtő klimatikus és hidrológiai sajátosságai

Témavezető: Szodfridt István egyetemi tanár
Résztvevő kutatók: Kucsara Mihály egyetemi docens
Vig Péter egyetemi adjunktus
Gribovszki Zoltán egyetemi docens
Kalicz Péter doktorandusz
Futamidő: 1999-2002
Támogató: Országos Tudományos Kutatási Alapprogramok (OTKA)
A kutatás célja és eredménye:
A program célja kettős: egyrészt folytatni kell a megelőző időszakban megkezdett (hosszú távú) adatgyűjtést, s működtetni a már meglévő eszközöket, másrészt olyan vizsgálatok beállítására kell törekedni, amelyek kiegészítik, s egyszersmind átfogóbbá teszik a hidegvíz-völgyi erdészeti hidrológiai kutatást.
Jelen időszak eredményeiben jelentős szerepe van a megelőző időszakok tevékenységének is:
  • A levélfelület meghatározásával számszerű és megbízható képet alkottunk a bükkös kísérleti terület lombkoronájáról.
  • A bükkös kísérleti terület vízháztartási egyenlege, a talaj vízforgalmát és az állományban észlelt klimatikus paraméterek által determinált tényleges evapotranszspiráció éves menetét is figyelembe véve, került felírásra.
  • Nagy frekvenciájú adatsorokkal igazoltuk, hogy az erdővel borított kisebb vízgyűjtőkön az alapvízhozam napi ritmusában egyes klimatikus és hidrológiai elemek (hőmérséklet, evaptranszspiráció) jól tükröződnek.
  • Több éves méréssorozat adatai alapján megállapítható volt, hogy a tájegység kisvízgyűjtőiről általában 0,2-0,3 t/ha/év, csapadékosabb években pedig 0,6-0,7 t/ha/év hordalékot szállítanak el az erdei patakok.
  • Az erdei patakok által szállított hordalék 80-85 %-a vegetációs időszak árhullámainak lebegtetett hordaléka. A lebegtetett és görgetett hordalék aránya nyáron 30-40-szeres, télen viszont csak 2-3-szoros.


Erdővel borított vízgyűjtő vízháztartása

Témavezető: Szodfridt István egyetemi tanár
Résztvevő kutatók: Kucsara Mihály egyetemi docens
Vig Péter egyetemi adjunktus
Mentes Gyula egyetemi docens
Gribovszki Zoltán egyetemi docens
Futamidő: 1995–1998
Támogató: Országos Tudományos Kutatási Alapprogramok (OTKA)
A kutatás célja és eredménye:
A kutatás célja a különböző fafajú és korú erdőkkel borított vízgyűjtők vízháztartási jellemzőinek feltárása, a vízháztartási rendszert alkotó, jellemző vízmozgások és tározódások számszerűsítése, a hidrológiai elemek közötti összefüggések pontosítása és matematikai megfogalmazása, a folyamatok modellezhetőségének megalapozása. Céljainkat elsősorban hosszú távú terepi adatsorok elemzése és feldolgozása révén kívántuk elérni.
A kutatás helyszíne a hidegvíz-völgyi erdészeti hidrológiai kutatóhely, amelynek kialakítása a 80-as évek közepétől kezdődően, egy többé-kevésbé folyamatos fejlesztési tevékenység keretében, egymáshoz kapcsolódó programok (pályázatok) révén történt Az elmúlt időszakban egy már korábban kutatóházzá alakított épület térségében egy korszerű meteorológiai állomás, majd intercepciós mérőkertek, vízhozammérő műtárgyak, talajvíz megfigyelő kutak létesültek, víz és hordalék mintavételi helyek kerültek kijelölésre.
Az elmúlt időszak egy hosszú távú kutatásra alkalmas kutatóhely megalapozása volt, s ezt figyelembe véve lehet az eredményeket megfogalmazni:
  • Kialakításra kerültek azok a kutatási alapegységek (klímaállomások, intercepciós mérőkertek, vízhozammérő műtárgyak), amelyek a hosszú távú kutatás alapjait jelentik.
  • Az adatállományok a kiértékelési lehetőségüknek megfelelően kerültek feldolgozásra.
  • A felszíni lefolyás vonatkozásában modellezési kísérlet történt.
  • Egyes fafajok és korosztályok tekintetében sor került a csapadék-intercepció összefüggés függvényesítésére.