Víztudományi és Vízbiztonsági Nemzeti Laboratórium

projekt leírása

A fenntartható fejlődés egyik célja a fenntartható vízgazdálkodás biztosítása, amelyhez interdiszciplináris és holisztikus megközelítésre van szükség. A NL fő célja, hogy a vízfolyásokkal és állóvizekkel egyenértékűen, azokkal összekapcsolva tervezzük meglévő tudásunk interdiszciplináris, új kompetenciákat eredményező bővítését a felszín alatti vízkészletek, a területi, mezőgazdasági vízgazdálkodás biztonsága, a városi vízgazdálkodás „okossá” tétele, valamint a víz- és szennyvíztisztítás korszerűsítése tekintetében.

Az éghajlatváltozás és a társadalmi-gazdasági fejlődés veszélyezteti az ökoszisztéma szolgáltatásait és infrastruktúráját (ivóvízellátás, szennyvízelvezetés, az öntözés fenntarthatósága, a belvízi hajózás, a természetes vizek alkalmassága stb.), míg a NL javítja a társadalmi fenntarthatóságot és ellenálló képességet a vízbiztonság fokozásával, a sérülékenység csökkentésével és a vízzel kapcsolatos (szárazsággal és árvízzel kapcsolatos) kockázatok csökkentésével.

Rövid távon a társadalom számára nyújtott előnyök a jobb vízbiztonsági stratégiában és a társadalmi ellenálló képességben mutatkoznak meg. Hosszú távon tudományos háttérintézetet hozunk létre a magyar vízgazdálkodás számára. A többi országhoz alkalmazkodó, összetett vízgazdálkodási kérdéseket fejlesztünk ki.

Magyarország elhelyezkedését és vízgazdálkodását, vízkészletét figyelembe véve olyan víztudományi és vízbiztonsági kérdéseket kívánunk jelen kutatásainkkal megvalósítani, melyek hozzájárulnak a vízminőség védelméhez. Kutatási tevékenységeinket 6 fő pillér mentén kívánjuk véghez vinni, érintve a folyók, tavak, felszín alatti vizek, csapadékvíz, városi vízgazdálkodás és a vízgyűjtőgazdálkodás kérdéseit. Fő pillérek további alprojektekre lettek osztva, így összesen 40 alprojekt megvalósítását tervezzük.

I. pillér
Folyók és árterek: Intelligens módszereket dolgozunk ki az extrém hidrológiai körülmények hatásainak feltárására, a biológiai sokféleséget érintő természetes és antropogén környezeti hatások számszerűsítésére. Vizsgáljuk a mikroműanyagok vízfolyásokban való vándorlásának sajátosságait, transzportfolyamatokat a különböző mélységekben, a vándorlás módját, a vízoszlopban való megjelenését és anyagi és alaki összetételüket.
Feladatul tűztük ki a folyami élőhelyek hidrodinamikai, morfodinamikai és ökológiai folyamatainak feltárását. Vizsgáljuk az élőlény-közösségek sokféleségét és közösség-szerveződését meghatározó hidrodinamikai és medermorfológiai tényezők szerepét a Dunában és kisebb vízfolyásokban.
Vizsgáljuk az áramlási- és hordalékvándorlási folyamatokat, mint abiotikus jellemzők és a biológiai jellemzők (pl. makrofitonok viselkedése) közötti kapcsolatot.
Alkalmazott kutatást végzünk a hidrológia és vízgazdálkodás területén:
i) éghajlati és vízgazdálkodási forgatókönyvek megalkotása,
ii) folyamat-alapú hidrológiai modellezés a Duna teljes Magyarországtól északra eső és magyarországi vízgyűjtőjére az i)-es pont alapján,
iii) hidraulikai modellezés a magyarországi szakaszra a ii)-es pont alapján.

II. pillér
Nagy, sekély tavak: Mesterséges intelligencia (AI) alapú monitoring rendszert fejlesztünk ki a nagy tavak (pl. Balaton) számára, klímamodell alapú vízmérleg-előrejelzést készítünk, megvizsgáljuk az invazív állatfajok térbeli és időbeli dinamikáját újszerű (genetikai, környezeti DNS) módszerekkel, meghatározzuk a fitoplankton dinamikáját befolyásoló kulcstényezőket SmartWise szenzorok alkalmazásával és az algavirágzás korai előrejelző módszerét.
Vizsgáljuk a Balatonon
i) a víz és az üledék tápanyagforgalmát és az üledékfelszínen a légzés/oxigéntermelés arányát (amely az üledék P-leadását és ezáltal az alga tömegprodukciók nagyságát befolyásolja),
ii) a plankton foszforállapotát,
iii) a szervetlen tápanyagokért konkuráló heterotróf baktériumokat,
iv) az algákat fogyasztó zooplankton szervezeteket
v) az oldott szerves szén terhelés biológiai hozzáférhetőségét és az
vi) az algák által termelt szerves anyag hasznosulását a táplálékhálózatban.

III. pillér
Felszín alatti vízgazdálkodás: Megvizsgáljuk a felszín alatti vízgazdálkodás szerepét az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodás terén, új koncepciókat dolgozunk ki a sekély és mély talajvízforrásokból származó mezőgazdasági vízigény kielégítésére, a városi hidrogeológia új határainak feltárására. Karsztvízkészletekkel kapcsolatos vízgazdálkodási kihívások innovatív kezelését célozzuk meg, illetve újszerű monitoring rendszert fejlesztünk. Továbbá a felszín alatti vízkészlet változásainak vizsgálatát kutatjuk a fenntartható vízgazdálkodás érdekében

IV. pillér
Regionális és mezőgazdasági vízgazdálkodás: Újszerű, innovatív módszereket fejlesztünk ki az aszály, az öntözés és a melioráció kezelésére a vízellátási és tárolási kapacitás növelése, a vízgyűjtők éghajlatváltozással szembeni ellenálló képességének javítása érdekében.
Tervezzük a városi csapadékvíz-elvezető rendszerek és a belvíz-elvezető hálózat összekapcsolását oly módon, hogy az lehetővé tegye a városok területéről elfolyó, egyébként a gyors levezetés sorsára jutó, vizek visszatartását, hasznosulását (a felszín alatti vizek dúsítása, ökológiai vízigények kielégítése, öntözés), oly módon, hogy a belterületeken ne alakuljon ki elöntés, külterületeken pedig az előírt tűrési időn belül levezethető legyen a keletkező vízmennyiség.

V. pillér
Városi vízgazdálkodás és szennyvízelvezetés: Kidolgozunk egy nagy felbontású, 5G alapú csapadékfigyelő rendszert a városi környezet számára, az ivóvízellátó hálózatot lefedő vízminőség-ellenőrző rendszert, biológiai szennyvízkezelési (WWT) folyamatok ellenőrzésére szolgáló hidrodinamikai modelleket készítünk. A kulcsfontosságú felszíni elöntések (urban flood) hidrodinamikai modellezése, előrejelzése terén fejlesztéseket végzünk. Az ivóvízben előforduló klorát-ionok és ólom mennyiségi vizsgálata is a projekt feladata.

VI. pillér
Vízgyűjtő-gazdálkodás: Egy általános monitoring rendszert dolgozunk ki, amely elősegíti az EU VKI intézkedéseinek végrehajtását, beleértve a genomika alapú minőségértékelési rendszert. A hazai vizeinkben előforduló szennyezőanyagok feltérképezése az elsőbbségi anyagokra vonatkozóan hiányos, melynek pótlásához a projekt jelentős mértékben hozzájárul. Továbbá a nemzetközi adatbázishoz való csatlakozással kiegészítésre kerülhet az európai adatbázis.