Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi EgyetemÉpítőmérnöki Kar - építőmérnök képzés 1782 óta

A Duna-régiós országok előtt álló egyik legfontosabb rövid- és hosszútávú vízgazdálkodási feladatot a kibontakozó vízválság kezelése, azon belül is a szélsőségessé váló hidrológiai viszonyokhoz való alkalmazkodás jelenti. Az észlelések, előrejelzések és a mértékadó szakmai dokumentumok alapján a Duna-medencében mennyiségi szempontból elsősorban a vízhiányos, aszályos időszakok gyakoribbá válása, azok hosszának és térbeli kiterjedésének növekedése fogja a legkomolyabb kihívást jelenteni. Ez kiélezi az al- és felvízi országok, illetve a vízhez kapcsolódó ágazatok közötti versengést.

A szaporodó szélsőséges vízjárási helyzeteket a szakirodalom leginkább az éghajlatváltozással hozza összefüggésbe. Ugyanakkor több kutatócsoport fogalmazott meg hipotézist azzal kapcsolatban, hogy a Duna-régióban (is) a földhasználat átalakításának és a vízgazdálkodási beavatkozásoknak a klímaváltozással összemérhető hatása van. Ennek a feltételezésnek különösen nagy jelentőséget ad az, hogy amíg az éghajlat átalakulására egy-egy országnak, régiónak minimális/mérsékelt ráhatása van, addig saját felszínborítási viszonyait, vízkormányzását akár gyökeresen is át tudja alakítani. Vagyis amíg az éghajlati mitigáció terén korlátos a mozgástér, addig a hidrológiai fókuszú adaptációban számottevő potenciál tételezhető fel. A kérdéskörnek további aktualitást ad az EU Természet Helyreállítási Rendelete, aminek gyakorlati megvalósulása várhatóan a területhasználati viszonyok jelentős átalakulásához vezet és a vízgazdálkodást a vízmegtartás irányába fogja elmozdítani. A téma szakirodalma több hiányt azonosít, a már létező beavatkozások hatásai erősen térlépték függőek és a gyakorlatban megvalósult alkalmazkodási lépések jellemzően lokális léptékűen, szórványosak. Így a hatáselemzést támogató modellező eszközpark is korlátos.

A PhD-kutatás célja az, hogy a Duna-medence egy/több kiválasztott részvízgyűjtőjén hidrológiai modellelemzések segítségével felmérje a vízmegtartásra irányuló földhasználatváltás és vízkormányzás alkalmazkodási potenciálját. A kutatás fő lépései:
1. szakirodalmi feltárás: a különböző vízmegtartó megoldások folyamatalapú modellben történő leképezésének, paraméterezhetőségének vizsgálata
2. szükség esetén modellfejlesztés
3. a lokálisan igazolt modellelemzések felskálázásának vizsgálata ősszehasonlító modellvizsgálatok és érzékenységvizsgálat segítségével: a földhasználati, vízrendezési hatások leírására használt finomskálás modellezési megoldások adaptálása regionális léptékű, kisebb felbontású vízmérleg modellbe
4. kalibrált-validált regionális hidrológiai modell összeállítása
• a szimulációs eljárással szemben elvárás, hogy folyamatalapú, osztott paraméteres legyen
• a modell finomhangolása a vízhozamok mellett a vízmérleg további elemeire is kiterjed (pl. felszín alatti készletváltozás, talajnedvesség, tényleges párolgás-párologtatás térbeli mintázata)
5. földhasználati-vízkormányzási-éghajlati alkalmazkodási forgatókönyvek összeállítása és szimulációja
6. forgatókönyvek vízmérleg szempontú kiértékelése, következtetések

***

One of the key short- and long-term water management challenges in the Danube region is addressing the emerging water crisis, particularly through adaptation to increasingly extreme hydrological conditions. Observations, projections, and authoritative reports indicate that, from a quantitative perspective, the most critical challenge in the Danube Basin will be the increasing frequency, duration, and spatial extent of drought and water-scarce periods. This trend is expected to intensify competition between upstream and downstream countries and across water-dependent sectors.

While the growing occurrence of hydrological extremes is primarily attributed to climate change, several studies suggest that land use change and water management interventions may exert impacts of comparable magnitude in the Danube region. This is particularly relevant because, although the capacity to influence climate processes is limited, countries retain substantial control over land cover and water management practices. Consequently, while climate change mitigation options are constrained, hydrology-focused adaptation offers significant potential. The issue gains further importance in light of the EU Nature Restoration Law, which is expected to drive substantial land use changes and promote water retention-oriented management. However, the literature highlights key gaps: intervention impacts are highly scale-dependent, and implemented adaptation measures remain predominantly local and fragmented, with limited modeling tools available for comprehensive impact assessment.

The objective of this PhD research is to evaluate the adaptation potential of land use change and water management strategies aimed at enhancing water retention, using hydrological modeling in one or more selected sub-catchments of the Danube Basin. The research will proceed as follows:

1. Targeted literature review, focusing on the representation and parameterization of water retention measures in process-based models
2. Model development, where required
3. Assessment of upscaling methods through comparative and sensitivity analyses, enabling the transfer of fine-scale representations of land use and water management effects to a coarser-resolution regional water balance model
4. Development of a calibrated and validated, process-based, spatially distributed regional hydrological model, with calibration extending beyond discharge to key water balance components (e.g., groundwater storage, soil moisture, actual evapotranspiration patterns)
5. Design and simulation of integrated land use–water management–climate adaptation scenarios
6. Evaluation of scenarios from a water balance perspective and synthesis of conclusions