Fontos tématerületet sikerült a Laboratórium égisze alá vonni, hiszen a vízi ökoszisztémát az éghajlatváltozás, a környezeti hatások és a társadalom fejlődése is egyre nagyobb mértékben befolyásolja. Milyen alapvető célokat fogalmaztak meg?

– A téma jelentőségét az is mutatja, hogy az ország különböző pontjain víztudománnyal és vízbiztonsággal foglalkozó szak­emberek bevonásával tizenegy konzorciumi partner vesz részt a pályázatban. A fenntartható vízgazdálkodás eléréséhez interdiszciplináris megközelítésre van szükség, így a részt vevő kutatócsoportok, országos szervezetek szakmai tapasztalatainak, tudásának együttese adja a munka alapját. A kutatás fókuszában áll, hogy megoldást találjunk a szélsőséges helyzetekre, valamint a fenntartható vízgazdálkodás, a vízminőség és a vízi ökoszisztémák megőrzésére és állapotuk javítására. Az éghajlatváltozás hatására vizeinket súlyos mennyiségi és minőségi változások fenyegetik, melyek nehezen modellezhető eseményeket okoznak. A Balaton 2000–2003-as alacsony vízállásának, vagy a 2019-es nagymértékű elalgásodásának lehetőségét az alapos kutatás és monitoring ellenére sem sikerült előre látni, mert az ilyen feladat megoldása az eddigieknél komplexebb, magasabb szintű hálózatos együttműködést, és a megvalósításhoz szükséges innovációs eredményeket kíván.

Bacilusbaktérium és Chlamydomonas zöldalga interakciója (pásztázó elektronmikroszkópos felvétel, 5000-szeres nagyítás). Fotó: Farkas Attila

Bízunk abban, hogy a Nemzeti Laboratórium segítségével ezek a célkitűzések megvalósíthatók. A laborhálózat egymást kiegészítő és erősítő interdiszciplináris szakmai és tudományos háttere erősítené azokat a kutatási eredményeket, amelyek a vízipar jövőbeli hazai és nemzetközi szerepvállalásához szükségesek.

Mit lehet tudni a mesterséges intelligencián (MI) alapuló monitoringrendszer fejlesztéséről, mely a többi között a Balaton vizsgálatára is alkalmas lesz?

– Az MI-alapú monitoringrendszer támogatja a vízminőségmoni­to­ring-hálózatok tervezését, optimalizálását, így hozzájárul a költséghatékony vízgyűjtő monitoringhoz. További eszközöket kapcsolunk a rendszerhez, többváltozós statisztikai, feltáró adatelemző módszereket, amelyek egyes vízgyűjtő területek vízminő­ség-szempontú mintázatának leírását segítik. A felszíni vizek, azaz különböző folyók, nagy tavak és azok vízgyűjtő területének víz­minőség-monitorozására lesz alkalmas a rendszer. Emellett kiemelt figyelmet fordítunk a szennyeződések, különösképpen a „hot spotok” azonosítására, illetve indikátor paramétercsoportok meg­határozására fogjuk alkalmazni.

Felszíni vizek vízminőség-változásának folyamatos monitoro­zása telepített moduláris, távfelügyelt mobil állomással. (Fotó: dr. Kovács Zsófia)

Az elmúlt évek aszályainak ismeretében milyen új kon­cepciók jöhetnek szóba a talajvizek hatékonyabb felhasz­nálására?

– A téma elsődleges megközelítése a megfelelő mennyiségű és minőségű talajvíz megléte. Ezzel összhangban a talajvíz hatékonyabb hasznosulását, hasznosíthatóságát kell növelni, mivel Magyarországon a biomassza, a felszíni vizek és a lokális klíma jelentős részben a talajvíz állapotától függ. Csak a nagy folyók mentén áll elegendő vízmennyiség rendelkezésre, a kisebb vízfolyások és tavak, vizes élőhelyek, valamint a szárazföldi ökoszisztéma igen jelentős mértékben a talajvíztől függ az év csapadékmentes időszakában. Kisvizes és középvízi időszakban a hazai vízrendszer is megcsapolja a talajvizet, emiatt a vizek visszatartása nélkül a hazai készletek természetes úton is csökkennek. Az a cél, hogy a közvetlen vízkivételek minél kisebbek, a felhasználás hatékony és takarékos legyen. Ennek részeként különösen fontos az öntözésnél víztakarékosabb technológiák alkalmazása. Ilyen lehet a tisztított szenny­vízzel való öntözés lehetőségének vizsgálata, és az illegális vízkivételek felszámolása is. Ugyancsak előttünk álló feladat a beszivárgási területek növelése, a burkolt területek csökkentése elsősorban a lakott területeken. Fontos a meglévő vízkivételi és vízhasznosító objektumok műszaki felülvizsgálata, tisztítása, szükség esetén felújítása.

A Duna 1471–1472 folyamkilométer közötti szakaszán kisvízi időszakban kirajzolódó dűnék sorozata légi felvételen. (Fortó: dr. Keve Gábor)

A talajvizek hatékonyabb felhasználásával fontos szere­pet kaphat a digitális talaj- és vízgazdálkodási térkép fej­lesztése is.

– A kutatás keretében többrétegű, prediktív talajvíz-gazdálkodási térképek elkészítését vállaljuk, amelyek háromdimenziós talajhidrológiai adatbázisok kidolgozását teszik lehetővé. Mivel a léptéktől függően eltérő igények és lehetőségek határozzák meg a kidolgozandó adatbázisok jellemzőit, így hierarchikus felépítésű, a táblától a vízgyűjtő szinten át az országosig terjedő térbeli léptékeket lefedő adatbázisokat tervezünk. Az eredmény a hidrológiai ciklust érintő tervezésben és döntéshozásban – öntözés, belvíz, árvíz, aszály esetén – hasznosul, legyen szó akár térbeli készletezésről, veszélyeztetettségbecslésről, előrejelzésről vagy alkalmazkodásról.

A Budapesti Műszaki Egyetem multibeam terepi adatgyűjtő rendszerrel ellátott hajója, budai látképpel. (Fotó: dr. Baranya Sándor)

Milyen lesz a nagy felbontású, 5G alapú csapadékfigyelő rendszer?

– A tervezett csapadékmérő hálózat időben és térben is lényegesen nagyobb felbontást tesz lehetővé, mint a földi állomásokon vagy akár a csapadékradarokon alapuló, jelenleg szokásos mérőhálózatok. A mobiltelefonhálózat-bázisállomások egymástól való távolsága városi környezetben százméteres nagyságrendű, ez a felbontás szükséges a csapadékból származó problémák elegendően pontos számításaihoz. Pontosabb modellekkel a városi környezetben előforduló felszíni elöntések, villámárvizek szimulációja, akár előrejelzése is lehetséges lesz. A telefonszolgáltatók szemszögéből a bázisállomások közötti jelerősség-csökkenés a fontos, a záporok ugyanis zavart jelentenek a szolgáltatásban. Kutatásunk során megfordítjuk az eddig alkalmazott összefüggéseket, hogy a csa­padék intenzitására következtethessünk a jelerősség-csökkenés mértékéből. A Magyarországon előforduló csapadékviszonyokra dolgozzuk ki az összefüggéseket. A most kiépülő 5G hálózatok kisebb, a csapadékcseppek méretéhez hasonló hullámhossza miatt lényegesen pontosabb eredmények várhatók.•