Hidrológiai Kutatócsoport

Kutatócsoport tagjai

Dr. Czigány Szabolcs
Dr. Pirkhoffer Ervin
Dr. Sarkadi Noémi
Dr. Lóczy Dénes
Dr. Fábián Szabolcs Ákos
Dr. Halmai Ákos
Balogh Richárd
Parisa Maleknia
Gradwohl–Valkay Alexandra

A kutatócsoport korábbi tagjai

Dr. Nagy Gábor
Dr. Hegedüs Péter
Dr. Balatonyi László
Dr. Liptay Zoltán
Víg Balázs

A víz körforgásában lejátszódó fizikai és kémiai folyamatok megértése elengedhetetlen ahhoz, hogy megbízhatóan előre tudjuk jelezni az éghajlat változékonyságából eredő hidrológiai szélsőségeket. Terepi mérésekkel és monitoringgal, valamint számítógépes modellek segítségével vizsgáljuk a hidrológiai folyamatok széles körét.

Tématerületek

A középvízi meder modellvizsgálata a Dráván

A projekt során a Dráva medermorfológiai, vízhozam- és hordalék-szemcseeloszlási jellemzőit mérjük fel és modellezzük terepi mérésekkel és laboratóriumi elemzésekkel kiegészítve. A mért paramétereket a HEC-RAS 2-dimenziós hidrodinamikai modellben használjuk fel és a program segítségével jövőbeli mederfejlődési szcenáriókat futtatunk.
Eredményeink hozzájárulnak a Dráva jövőbeli mederfejlődésének előrejelzéséhez, pontosabban kijelölhetők a hajózási útvonalak, valamint a jobb átfolyás eredményeként a mellékágak morfológiai és ökológiai állapota, illetve víz- és oxigénellátottsága javulhat.

Side-scan image of the Drava channel at river km 174+000 — A Dráva medrének oldalirányú szkennelt felvétele a 174+000 folyamkilométernél.

Fizikai kismodell futtatásokat laboratóriumi körülmények között is végzünk. Ehhez olyan elektromotorokkal felszerelt terepasztalt használunk (PTethys), amelynél a dőlésszögek mind a hossztengely, mind pedig keresztirányban változtathatók, így a lejtésviszonyok, illetve oldalsó nyomólapátokkal is fel van szerelve, így az éghajlatváltozás, illetve a meder bevágódási, valamint a tektonikai változások is modellezhetők a terepasztalon.

Bathymetric map of 1 x 1 meter resolution of a reach of the Drava River along the village of Heresznye in SW Hungary — 1x1 méteres felbontású bathymetriai térkép a Dráva Heresznye melletti szakaszáról

Kisvízgyűjtőkön megjelenő szélsőséges csapadékesemények és ezek hidrológiai következményeinek vizsgálata és modellezése

Az éghajlatváltozás következtében egyre gyakoribbá válnak a szélsőséges időjárási események, akár nagyintenzitású és nagymennyiségű csapadékok, akár aszály formájában. Városi területeken, illetve ott, ahol jelentős arányban burkolt a felszín betonnal és más vízzáró anyaggal, a nagycsapadékok intenzív lefolyást és villámárvizeket eredményeznek. A villámárvizek pusztításának mértékét nagyon sokféle tényező befolyásolja, mint pl. a vízgyűjtők alakja, a fatörmelékek mennyisége, vagy felszínhasználati típusa. Ezeknek a paramétereknek a térbeli eloszlását vizsgáljuk térinformatikai modellekkel, illetve a közvetlen, vízhozamra vagy vízállásra gyakorolt hatásukat hidrológiai vagy hidraulikai modellekkel, mint pl. a HEC-HMS vagy HEC-RAS használatával. A modellek parametrizálásához létrehoztunk egy 16 állomásból álló hidrometeorológiai monitoringhálózatot Pécs területén.

Schematic of the development of a flash flood vulnerability map for Hungary — **A villámárvízi veszélytérkép metodikai vázlata**

Az aszály ökológiai hatásainak mérséklése Magyarország dombsági területein

Az éghajlatváltozás másik hidrológiai következménye az aszályos időszakok hosszának, valamint gyakoriságának növekedése. A negatív vízmérlegű időszakok várhatóan a közeljövőben még gyakrabban vezetnek aszályhoz. A klímaváltozáshoz a mezőgazdaság az adott éghajlathoz, illetve termesztési környezethez legjobban illő művelési ág kiválasztásával alkalmazkodik. Az aszályveszély csökkentésére, ill. mérséklésére ökológiai szempontból kedvező, környezetbarát megoldások keresése elengedhetetlen. A klímaváltozás, a helytelen földhasználat, valamint a vízgazdálkodás területi egyenlőtlenségei mind globális problémákat jelentenek. A fenntartható mezőgazdaság és vízgazdálkodás során elsősorban a vízmegtartásra kell összpontosítanunk, s nem csak átengedni hazánkon a környező hegykoszorúból hozzánk érkező vizeket. Kutatásaink során igyekszünk megtalálni az éghajlatunkon és talajainkon leghatékonyabb felszínhasználati módokat a talaj nedvességdinamikájának optimalizálása érdekében.

Pálfai drought (left) and aridity (right) indices in the summers of 019 and 2022 for a ploughland, a pasture and an orchard located in SE Hungary — PAI és ariditási index értékek szántó, legelő és gyümölcsös esetében a Dél-Dunántúli mintaterületeken 2019 és 2022 nyarán

Soil moisture values at three study sites in SW Hungary over the summer of 2022 — A talajnedvesség medián és szélső értékei 2022 nyarán a három vizsgált felszínhasználat típus esetében

Válogatott publikációk:

Czigány, S., Sarkadi, N., Lóczy, D., Cséplő, A., Balogh, R., Fábián, S. Á., Ciglič, R., Mateja F., Pirisi, G., Imre, M., Nagy, G., Pirkhoffer, E. (2023) Impact of Agricultural Land Use Types on Soil Moisture Retention of Loamy Soils. Sustainability 15(6):4925. DOI: 10.3390/su15064925

Sarkadi, N., Pirkhoffer, E., Lóczy, D., Balatonyi, L., Geresdi, I., Fábián, S. Á., Varga, G., Balogh, R., Gradwohl-Valkay, A., Czigány, S. (2022). Generation of a flood susceptibility map of evenly weighted conditioning factors for Hungary. GEOGRAPHICA PANNONICA, 26(3), 200–214. DOI: 10.5937/gp26-38969

Schmeller, G., Nagy, G., Sarkadi, N., Cséplő, A., Pirkhoffer, E., Geresdi, I., … Czigány, S. (2022). Trends in extreme precipitation events (SW Hungary) based on a high-density monitoring network. HUNGARIAN GEOGRAPHICAL BULLETIN (2009-), 71(3), 231–247.
DOI: https://doi.org/10.15201/hungeobull.71.3.2

Víg, B., Fábián, S.Á., Czigány, S., Pirkhoffer, E., Halmai, Á., Kovács, I. P., Varga, G., Dezső, J.; Nagy, G., Lóczy, D. (2022). Morphometric analysis of low mountains for mapping flash flood susceptibility in headwaters. NATURAL HAZARDS 114(3), 3235–3554.
DOI: https://doi.org/10.1007/s11069-022-05513-6

Pirkhoffer, E., Halmai, Á., Ficsor, J., Gradwohl‐Valkay, A., Lóczy, D., Nagy, Á., Liptay, Z. Á., Czigány, S. (2021). Bedload entrainment dynamics in a partially channelized river with mixed bedload: A case study of the Drava River, Hungary. River Research and Applications. 37, 699-711.
DOI: 10.1002/rra.3794

Słowik, M., Kiss, K., Czigány, S., Gradwohl-Valkay, A., Dezső, J., Halmai, Á., Marciniak, A., Tritt, R., Pirkhoffer, E. (2021). The influence of changes in flow regime caused by dam closure on channel planform evolution: insights from flume experiments. Environmental Earth Sciences 80: 4 Paper 165. DOI: https://doi.org/10.1007/s12665-021-09437-5

Dezső, J., Czigány, S., Nagy, G., Pirkhoffer, E., Slowik, M., & Lóczy, D. (2019). Monitoring soil moisture dynamics in multilayered Fluvisols. BULLETIN OF GEOGRAPHY-PHYSICAL GEOGRAPHY SERIES, 16(1), 131–146. DOI: http://doi.org/10.2478/bgeo-2019-0009