témavezető: Józsa János
helyszín (magyar oldal): BME Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék helyszín rövidítés: BMEVV
A kutatási téma leírása:
A folyók áramlási viszonyai, ezen keresztül a hordalék szállítása, fizikai összetétele, mindebből a mederfelszín állapota és dinamikus változása fontos szerepet játszanak a folyók, mint természetes élőhelyek minőségében, a különféle fajú és életkorú halaknak való megfelelőségben. Számos közelmúltbeli kutatás foglalkozott azzal, hogy a fenti abiotikus paraméterek – gyűjtőnevükön hidromorfológiai indikátorok – hogyan kapcsolhatók össze a biotikus jellemzéssel, a vízben élő halak és egyéb, bentikus élőlények előfordulásával. A folyók ún. öko- vagy élőhely-hidraulikai szempontú elemzése ezeknek az abiotikus és biotikus paramétereknek az összekapcsolt vizsgálatával foglalkozik. Hazai folyóinkra elmondható, hogy az élőhelyek hidromorfológiai alapú jellemzése még kezdeti fázisban van. Ennek egyik oka, hogy a hal- és a különböző bentikus élőlények előfordulásának terepi vizsgálata még nem kiforrott, másrészt pedig a mederfenék-közeli áramlási jelenségek, mint a bentikus élőhelyek meghatározó fizikai leírói, közvetlen mérési módszerekkel nehezen feltárhatók. A doktori kutatás egyik célja, hogy a mederfenék közeli lokális hidromorfológiai folyamatokat jobban megismerjük, amivel az élőhelyek pontosabb mikro-léptékű jellemzéséhez járulhatunk hozzá. A kutatás során nyert új ismeretekre alapozva, azok felskálázásán keresztüli területi kiterjesztésével már folyószakaszok mezoléptékű élőhely-jellemzését hajthatjuk végre, ami pedig a kutatási eredmények gyakorlatba való átültethetőségét teszi lehetővé.
Részletesebben:
A folyókban levő élőlények viselkedésében, pl. halak ívóhely választásában, rejtőzködésében, gerinctelenek élőhely-választásában, kereszt- és hosszirányú elterjedésükben mind jelentős szerepet játszanak a lokális hidromorfológiai jellemzők. Ennek egyik legnehezebben kimérhető, de meghatározó eleme a mederfenék közeli turbulens határréteg és a turbulens viszonyokból származtatható fenék-csúsztatófeszültség. A fenékközeli turbulencia alakulását a meder szemcseösszetétele, annak stabilitása, rétegzettsége és egyéb fizikai jellemzői, a lokális mederdomborzat és az áramlás kölcsönhatása határozza meg. Különösen nagyobb folyókban, ennek a paraméternek a számszerű kimérése nagy kihívást jelent a kutatók számára, ezért inkább olyan közvetett módszereket alkalmaznak, mint pl. a folyó egy-egy függélyében jellemző sebességeloszlásból, vagy számítógépes áramlásszimuláció alapján való becslés. A jelenleg elérhető akusztikus áramlásmérési módszerek, megfelelő kiegészítő mérési infrastruktúrával alkalmasak lehetnek a turbulens áramlási jellemzők (pl. turbulens kinetikai energia, Reynolds-feszültségek) kimérésére közvetlenül a mederfenéknél, akár nagy folyókban is. A jelölt egyik feladata ennek a mérési módszernek a tesztelése lesz terepi környezetben. A mérésektől azt várjuk, hogy pontosabb, újszerű képet kapunk egyrészt a folyókban lokálisan jellemző turbulens paraméterekről, másrészt azok területi és vízjárástól függő változékonyságáról. A méréseket a Duna célszerűen kiválasztott homokos-kavics medrű szakaszán, a befogadó tanszék egyik projektterületén hajtja végre a jelölt. A befogadó tanszék és az MTA Ökológiai Kutatóközpont (MTA-ÖK) közötti tudományos együttműködés keretében lehetősége lesz a jelöltnek részt venni a teljes hazai Dunát lefedő élőhely-vizsgálati kampányban (hal és bentikus élőlények mintázásával), ami alapján a korábbiakhoz képest pontosabb ismeretekre teszünk szert az élőhelyek megfelelőségéről. A mérési kampány eredményeit felhasználva és kiegészítve azokat saját (tanszéki) hidromorfológiai mérésekkel és számítógépes modellezéssel, meglévő szakasz-léptékű élőhely-hidraulikai elemzési módszerek (Mesohabitat Evaluation Model – MEM) továbbfejlesztése valósulhat meg.
A tervezett részfeladatok:
• Korábban publikált mikro- és mezoléptékű élőhelymodellek áttekintése.
• A modellekben szerepet játszó hidromorfológiai paraméterek áttekintése, mérhetőségének és modellezhetőségének vizsgálata.
• A fenékközeli turbulencia mérési módszereinek feltárása és egy dunai mintaterületen alkalmazható mérési eljárás kidolgozása.
• Mérési kampány végrehajtása, amelyben a szükséges kiegészítő mederdomborzati, mederanyag-szemösszetételi és egyéb méréseket a tanszék biztosítja.
• A mérési adatok alapján a mederközeli turbulencia számszerű értékelése különböző állapotokra és azok összehasonlító elemzése más, közvetett módszerekből származtatott paraméter-mezőkkel.
• Részvétel dunai élőhely-vizsgálatokban az MTA-ÖK-val való együttműködésben.
• A terepi élőhelyvizsgálatok és a pontosított mederközeli turbulenciajellemzők alapján javaslattétel meglévő mezoléptékű modellek továbbfejlesztésére.
Bejelentkezés
