Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi EgyetemÉpítőmérnöki Kar - építőmérnök képzés 1782 óta

A tófelszín ingadozásának erős hatása van a sekély parti ökoszisztémára, a part morfológiájára és a tóöblök, nádascsatornák gravitációs vízforgalmára. Emellett a szélsőséges ingadozás a part eróziójával és parti területek elöntésével jár.   Ezek a felszínmozgások véletlenszerűek és területileg változékonyak. Széles frekvenciatartományt fednek le, ami magába foglalja a hidrológiai vízjárást és a szél okozta dinamikus hatásokat, azaz az öböl-léptékű felszínkilendülést, vízszínlengést és a sokkal rövidebb periodikus hullámzást. A nagy területi változékonyságnak következményeként a vízállás-idősorokból számolt statisztikák a vízmércének csak szűkebb környezetére vonatkoztathatók. A fizikai rendszer hosszúidejű numerikus szimulációjával és az eredményekből levezetett statisztikákkal az elemzés kiterjeszthető a teljes tóra. Az viszont kihívást jelent, hogy egy olyan vízgyűjtő–szél–tó–hullámzás–felfutás modell­rendszert alkossunk és kalibráljunk, amellyel mindez hatékonyan végrehajtható. 

 

Jelen kutatási téma a Fertő- vagy Balaton-méretű tavakat célozza meg, amelyekben az árapály és a belső gravitációs hullámok jelentéktelenek, a hullámzást pedig a vízmélység és a szélmeghajtás hossza korlátozza. Ezért a mélyebb tavakra (észak-amerikai Nagy-Tavak vagy svájci tavak, ld. a téma meghatározó irodalmának listáját) készült tanulmányok hasznosak, de adaptálás nélkül nem alkalmazhatók a sekély tavakra. Az egyik nehézség az, hogy a sekélység fokozza a folyamatok nemlinearitását és kérdéses, hogy megengedhető-e a vízszintingadozás különböző összetevőit rájuk szabott modellekkel külön megbecsülni majd egymásra halmozni (ahogy pl. Schwab (1978) tette az Erie-tóra). A folyamatok összekapcsolódása ügyes algoritmizálást és a fizikai modell egyszerűsítését, vagy akár egyes összetevők esetén adatvezérelt módszerekkel való kiváltását igényli. 

 

A kutatási téma célja egy olyan módszer kifejlesztése, amellyel sekély, közepes méretű tavak partja mentén meghatározható a dinamikus vízszintingadozás és a hullámzás valószínűségi eloszlása. A módszer alkalmazhatóságát valós esettanulmánnyal kell bemutatni. Nemcsak a szélsőséges kilendülésekre kell igazolni, hanem az átlagokra és a minimumokra is, mert ezeket a mutatókat hasznosítja az ökológiai vizsgálat, árvízi veszélyértékelés és partvédelem-tervezés. A következő folyamatokat tárgyalni kell: tógazdálkodási (vízszint­tartási) forgatókönyvek, a szél területi és időbeli változékonysága, a hullámzás transzformációja a marási zónában, a parti nádas csillapító hatása és a hullámzás felfutása különböző partvédelmi műveken.