Zoznam národných projektov SAV
Ústav hydrológie SAV, v. v. i.
Biouhlie ako možný adaptačný nástroj pri zmene klímy
Biochar as a potential climate change adaptation tool
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2027 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Vitková Justína PhD. |
| Anotácia: | Zadržiavanie vody v krajine je jednou z hlavných výziev pri adaptácii na zmenu klímy. V našom predchádzajúcom laboratórnom výskume bolo preukázané, že vplyv biouhlia na piesočnatú pôdu je významný a pozitívne ovplyvňuje jej základné hydrofyzikálne a retenčné vlastnosti. V tomto projekte sa zameriavame na overenie týchto meraní v terénnych podmienkach. Na Záhorskej nížine sa nachádzajú lokality s piesočnatou, ale aj vodoodpudivou piesočnatou pôdou, preto chceme náš výskum uskutočniť na obidvoch typoch pôd. Na týchto plochách bude robený pravidelný monitoring vlhkosti pôdy gravimetrickou metódou a nasýtenej hydraulickej vodivosti počas celého roka. Budeme tiež pokračovať v dlhodobom monitorovaní vlhkosti a teploty pôdy po aplikácii biouhlia na poľnohospodársky využívanej prachovito hlinitej pôde počas vegetačného obdobia. V projekte budeme skúmať aj vplyv biouhlia a zmeny klímy na pôdnu eróziu. |
Časový priebeh sucha v riekach
Streamflow Drought Through Time
| Doba trvania: |
1.11.2024 - 31.8.2026 |
| Program: |
Plán obnovy EÚ |
| Zodpovedný riešiteľ: |
MSc. Leščešen Igor PhD. |
| Anotácia: | Celkovým cieľom projektu DroughtThruTime je zvýšiť poznatky na zlepšenie predpovede hydrologického sucha skúmaním vzťahov medzi meniacimi sa teplotami a zrážkovými charakteristikami, a hydrologickým suchom. To sa
dosiahne procesnými štúdiami, aplikáciou techník strojového učenia (ML) na pozorovaných údajoch prietokov, zrážok, teplôt a evapotranspirácie. Týmto sa získa hlbšie pochopenie a predpovedanie výskytu sucha v dôsledku vyšších
teplôt a klesajúcich zrážok. Výsledkom projektu bude poskytnutie vedeckých podkladov vedúcich k zníženiu zraniteľnosti Karpatskej kotliny hydrologickým suchom prostredníctvom lepšieho pochopenia príčin, intenzity a frekvencie výskytu hydrologického sucha. |
Komplexná analýza vývoja režimu kvantity a kvality vody v tokoch a ich vzájomného vzťahu vo vybraných povodiach Slovenska
Comprehensive analysis of the quantity and quality of water regime development in streams and their mutual dependence in selected Slovak basins
| Doba trvania: |
1.1.2023 - 31.12.2026 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Bačová Mitková Veronika PhD. |
| Anotácia: | Klimatické zmeny a antropogénna činnosť ovplyvňujú zložky hydrologického režimu toku s možným negatívnym dopadom na množstvo a kvalitu vody. Preto je potrebné poznať a analyzovať zmeny a vzájomný vzťah
kvantitatívnych charakteristík a ukazovateľov kvality vody. Takéto poznanie umožňuje prevenciu a reakciu na
krízový jav a je jedným z predpokladov rýchleho a správneho riešenia pri odstraňovaní jeho následkov. Cieľom predkladaného projektu je poskytnúť vedecké podklady pre hodnotenie vplyvu možných zmien v režime odtoku a kvalite vody v tokoch vo vybraných povodiach Slovenska so zreteľom na extrémne hydrologické situácie.
Odpovede na otázky spojené s dopadmi klimatických zmien a antropogénnej činnosti na kvantitatívne a
kvalitatívne pomery a ich dôsledky na vodné hospodárstvo budeme hľadať pomocou najmodernejších vedeckých a matematických metód, ktoré môžu poskytnúť základňu pre opatrenia na zmierňovanie hydrologických extrémov. Analyzované budú archívne údaje aj údaje z vlastných experimentálnych meraní. |
Kvantifikácia a analýza zložiek vodnej bilancie z lyzimetrických meraní a numerických simulácií
Quantification and analysis of water balance components from lysimeter measurements and numerical simulations
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2027 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Tall Andrej PhD. |
| Anotácia: | Poznanie štruktúry zložiek vodnej bilancie a ich kvantitatívnych zmien v priestore a čase je potrebné pre návrh
využívania vodných zdrojov a adaptačných opatrení v krajine. V súčasnosti medzi najefektívnejšie metódy
kvantifikácie časopriestorových zmien zložiek vodnej bilancie patria metódy založené na lyzimetrických
meraniach a numerických simuláciách na matematických modeloch. Cieľom projektu je na základe uvedených
metód kvantifikovať prvky vodnej bilancie, vrátane tých, ktoré sa nemerajú alebo sú ťažko merateľné. Na základe
výsledkov lyzimetrických meraní verifikovať výsledky výpočtov, identifikovať slabé stránky použitých modelov a
navrhnúť metodiku pre určenie ich výkonnosti. Následne realizovať lyzimetrické a numerické experimenty v
časopriestorových mierkach, ktoré sú v prírodnom prostredí ťažko pozorovateľné. Pre analýzu výsledkov budú
použité metódy vodnej bilancie a matematickej štatistiky. Výskumné práce budú realizované v podmienkach
Východoslovenskej nížiny na Lyzimetrickej stanici Petrovce. |
Multimodelová štúdia hydrologických zmien v horských povodiach Slovenska v podmienkach regionálnej zmeny klímy
Multi-model study of hydrological changes in Slovakia's mountainous catchments under regional climate change
| Doba trvania: |
1.3.2025 - 31.12.2028 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. et Ing. Sleziak Patrik PhD. |
| Anotácia: | Rôznorodé fyziogeografické podmienky, inherentná premenlivosť klímy a jej prebiehajúce a očakávané postupné
zmeny, ako aj socioekonomický vývoj v horských oblastiach Slovenska vedú k výrazne kontrastným
nestacionárnym hydrologickým režimom. V nedávnej minulosti sa predpovede vplyvu zmeny klímy a využívania
územia vykonávali štandardnou detekciou štatistických zmien a hydrologickými modelmi založenými na dnes už
zastaraných scenároch zmeny klímy. Výsledky sú rôzne a neumožňujú koherentné posúdenie budúcich vplyvov a
súvisiacich neistôt. Projekt vyvíja nové simulačné metodiky na predpovedanie zmien v hydrologických odozvách
horských povodí slovenských Karpát. Na kvantifikáciu neistôt spojených s hodnotením vplyvu zmeny klímy sa
navrhuje vzájomné porovnanie výsledkov pomocou viacerých hydrologických modelov a regionálnych klimatických
a socioekonomických scenárov. Zrážkovo-odtokové modely s prepínacím režimom sú navrhnuté tak, aby
primerane simulovali jednotlivé fázy tvorby odtoku. Na parametrizáciu modelov sa využijú údaje diaľkového
prieskumu o snehu, pôdnej vlhkosti, evapotranspirácii a využití územia. Súbežné použitie viacerých modelov
umožní hodnotiť neistoty modelovacieho prístupu. Cieľom projektu je aj vývoj nových prístupov na zisťovanie
štrukturálnych zmien v modelovaných hydrologických časových radoch a vzájomnej závislosti ich prvkov, pričom
zmeny vo vnútornej štruktúre radu budú vyjadrené nelineárnymi modelmi časových radov. Na identifikáciu zmien v
štruktúre závislosti viacrozmerných charakteristík hydrologických procesov sa použije viacrozmerná frekvenčná
analýza a závislosti medzi jednotlivými charakteristikami budú analyzované pomocou kopulových funkcií. Výsledky
poskytnú nové pohľady na režimové zmeny hydrometeorologických procesov a základ pre adaptáciu v
hospodárení s vodnými zdrojmi a hodnotenie vplyvu extrémov hydrologických procesov na Slovensku, čím výrazne
prispejú k trvalo udržateľnému rozvoju tohto územia. |
Optimalizácia adaptačných opatrení na extrémne prívalové zrážky v urbanizovaných povodiach
Optimization of adaptation measures for extreme torrential rainfall in urbanized catchments
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2027 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
prof. Ing. Sokáč Marek PhD. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na vypracovanie metodiky pre optimálny a systémový prístup pri implementácii adaptačných
opatrení na extrémne - prívalové zrážky v mestských oblastiach, ktorý v súčasnosti v SR absentuje. Obsahom
projektu je modelovanie dôsledkov extrémnych prívalových zrážok v kontexte prebiehajúcej klimatickej zmeny
pre rôzne scenáre implementácie adaptačných opatrení (zelená/sivá infraštruktúra). Výsledky modelovania a
syntéza výsledkov jednotlivých scenárov budú podkladom pre vypracovanie metodiky pre efektívnu
implementáciu adaptačných opatrení v mestských povodiach s cieľom dosiahnutia efektívnosti a účinnosti
navrhovaných opatrení, ako aj s cieľom obmedzenia transportu znečistenia do recipientov v zmysle požiadaviek
pripravovanej zmeny smernice EÚ č. 91/271/EC. |
Rieka a klíma
-
Simulačný rámec pre plánovanie a návrh hydroekologických sústav v meniacom sa životnom prostredí
A sIMulatIon framework for The plAnning and design of hydro- ecological sysTems in a changIng envirONment
| Doba trvania: |
1.7.2024 - 30.6.2028 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Danko Michal PhD. |
| Anotácia: | Spoľahlivé prognózy odhadu výkonnosti a prislúchajúcej neistoty systému sú základným predpokladom pre
environmentálne plánovanie a projektovanie v oblasti vodného hospodárstva. Predpoklad stacionarity, ktorý je
základom štandardných techník frekvenčnej analýzy extrémov, je v dôsledk u nedávnych a prebiehajúcich
ekologických zmien porušený. Rovnaké problémy vznikajú, keď sa pri plánovaní s využitím simulačných techník
používajú pozorované hydrologické časové rady na určenie budúcej spoľahlivosti. V postupne sa meniacich
podmienkach žiadny konvenčný prístup založený na princípe stacionarity nedokáže zabezpečiť potrebnú a
očakávanú bezpečnosť a spoľahlivosť počas celej životnosti systémov. Hoci sú k dispozícii techniky nestacionárnej
frekvenčnej analýzy, posúdenie bezpečnosti a spoľahlivosti počas celej životnosti systému môže byť pri postupnej
zmene prostredia náročné. Projekt ponúka nový rámec na navrhovanie a plánovanie hydroekologických systémov
a hodnotenie ich budúcej bezpečnosti a neistoty pomocou simulácií v časovej oblasti. Ten um ožňuje zohľadniť
postupnú zmenu vlastností hydroekologických systémov aj stochastických charakteristík riadiacich
hydrometeorologických časových radov. Využíva pritom hybridné stochasticko-deterministické koncepty
modelovania na simulovanie nestacionarity v pomaly sa meniacich podmienkach a to pomocou kombinácie
distribuovaných deterministických zrážkovo-odtokových modelov a priestorovo distribuovanými stochastickými
generátormi počasia. Počas životnosti systému bude následnosť kratších stacionárnych období postupne imitovať
nestacionaritu. Spoľahlivosť systému pri rôznych scenároch sa bude posudzovať pomocou metód viacrozmernej
štatistickej analýzy s cieľom identifikovať rozdiely medzi základným stavom a postupne sa meniacimi projekciami
budúcich stavov. Umožní to kvantifikovať riziká a neistoty spojené s budúcimi poruchami hydroekologických
systémov. |
Technologické postupy na odstránenie endokrinných disruptorov a elimináciu výskytu siníc a ich nežiaducich účinkov vo vodárenských zdrojoch pre zabezpečenie kvality pitnej vody podľa zvyšujúcich sa nárokov novej smernice EÚ pre pitnú vodu
Technological Methods for Removal of Endocrine Disruptors and Elimination of Cyanobacteria Occurrence and Their Undesirable Effects in Water Sources to Ensure Drinking Water Quality according to the Increasing Demands of New EU Drinking Water Directive
| Doba trvania: |
1.7.2023 - 30.6.2027 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Velísková Yvetta PhD. |
| Anotácia: | Cieľom projektu je monitorovať výskyt endokrinných disruptorov, siníc a mikroplastov vo vodárenských zdrojoch a overiť možnosti ich odstraňovania. Výber mikrokontaminantov je orientovaný na nové parametre v schválenej Smernici EU č. 2020/2184 pre pitnú vodu, ktorá nadobudla účinosť v januári 2021. V rámci projektu budú odskúšané rôzne spôsoby odstraňovania vybraných endokrinných disruptorov, siníc a mikroplastov z vody. V prípade endokrinných disruptorov ozón, UV žiarenie s následnou adsorpciou na granulovanom aktívnom uhlí, adsorpcia na aktívnom uhlí, membránové technológie a klasická úprava vody s koaguláciou. V prípade siníc tiež ultrazvuk pri rôznych frekvenciách, mikrositá v spojení s UV žiarením, tlakovzdušná flotácia, viacmateriálová filtrácia, adsorpcia a membránová ultrafiltrácia. Uvedené postupy budú realizované na modelových zariadeniach v laboratórnych podmienkach, porovnané s technologickými postupmi prevádzkovanými v úpravniach vody v SR. Na základe vykonaných modelových skúšok budú vyhodnotené dosiahnuté výsledky a navrhnutý optimálny technologický postup na odstraňovanie endokrinných disruptorov, siníc, cyanotoxínov a mikroplastov pri zabezpečení kvality pitnej vody a zhodnotenie dopadu ich výskytu v surovej vode na účinnosť úpravy vody. Na základe vybraných ukazovateľov, sledovať zmeny kvality povrchových vôd v rôznych ročných obdobiach a v rôznych hydrologických podmienkach, ako aj vplyv zmeny klímy na kvalitu vody. V prípade vodárenských nádrží je takéto sledovanie raritné. Na základe dostupných údajov o kvalite vody vo vybraných odberných profiloch a mapovania hydraulických parametrov v nádrži simulovať výskyt a trvanie nepriaznivých hydrologických podmienok ovplyvňujúcich kvalitu surovej vody s dôrazom na obdobie reálneho výskytu krízových situácii. |
Vplyv mikroplastov na hydrofyzikálne vlastnosti pôdy a stresové reakcie poľnohospodárskych rastlín
The impact of microplastics on the hydrophysical properties of soil and stress responses of agricultural plants
| Doba trvania: |
1.1.2026 - 31.12.2027 |
| Program: |
PostdokGrant |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Botková Natália PhD. |
| Anotácia: | Mikroplastové znečistenie je vážnym problémom, ktorý sa rozšíril do rôznych oblastí životného prostredia vrátane pôdy. Mikroplasty v pôde môžu spôsobovať rôzne negatívne dôsledky, ktoré sa môžu priamo prejaviť na poľnohospodárskej produkcii a kvalite pôdy. Okrem toho, že mikroplasty môžu zmeniť hydrofyzikálne, chemické vlastnosti pôdy a hydrologické procesy, môžu tiež ovplyvniť biodiverzitu pôdnych organizmov a narušiť prirodzené procesy. Používanie plastových mulčovacích krycích fólií v poľnohospodárstve je jedným z hlavných zdrojov mikroplastov v pôde. Tieto materiály sa postupne degradujú na menšie častice, ktoré sa môžu dostať do pôdy a znečistiť ju. Mikroplasty môžu ovplyvniť štruktúru pôdy, znížiť schopnosť zadržiavania vody a znížiť biologickú aktivitu, čo môže viesť k nižšej úrodnosti a zhoršeniu poľnohospodárskych podmienok. Prítomnosť mikroplastov v pôdnom prostredí môže tiež zmeniť spôsob, akým pôda interaguje s vodou, čo má priamy vplyv na dostupnosť vody pre rastliny a celkový vodný režim v ekosystéme. V tomto projekte sa preto zameriame najmä na sledovanie zmien retenčnej schopnosti pôd, štruktúry a pórového systému pôd vplyvom mikroplastov vo vzťahu k pestovaným rastlinám. Na základe toho bude možné navrhnúť riešenie v oblasti používania plastov v poľnohospodárstve, resp. hľadanie alternatívnych materiálov, ktoré sú biologicky odbúrateľné alebo menej škodlivé pre pôdne prostredie. |
Vplyv mikroplastov z mulčovacích fólií na hydrologické procesy v pôde a rast plodín
Effect of microplastics from mulch films on soil hydrological processes and crop growth
| Doba trvania: |
1.1.2024 - 31.12.2027 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Toková Lucia PhD. |
| Anotácia: | Mikroplasty ovplyvňujú hydrologické procesy, pôdne vlastnosti a rast plodín v pôde a veľkosť ich vplyvu závisí od typov plastov a úrovní mikroplastovej záťaže. V tomto projekte budeme skúmať vplyv mikroplastov (nízkohustotný polyetylén LDPE a polylaktid PLA) a ich biodegradácie na hydrologické procesy (infitrácia, retencia a vyparovanie) a ich charakteristiky (hydraulická vodivosť, sorptivita, retenčná kapacita, kumulatívny a relatívny výpar) v troch pôdach (hnedozem, černozem a regozem), ďalšie vlastnosti (objemová hmotnosť, stálosť a veľkosť vodoodpudivosti) týchto pôd a rastové charakteristiky (hmotnosť nadzemnej a podzemnej časti plodín a základné parametre fluorescencie) plodín (reďkovka a pšenica letná) pestovaných v týchto pôdach v črepníkoch v parenisku. |
Vplyv ohrevu na hydrofyzikálne a chemické vlastnosti lesnej pôdy
-
| Doba trvania: |
1.1.2023 - 31.12.2026 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Zvala Anton PhD. |
| Anotácia: | Vedecký projekt je zameraný na výskum zmien hydrofyzikálnych a chemických vlastností lesnej pôdy po ohreve (minerálneho a organického obsahu lesnej pôdy) v laboratórnych podmienkach. Hydrofyzikálne a chemické vlasnosti lesnej pôdy po ohreve sa rozdieľne prejavujú na druhu pôdy (piesočnatá, hlinitá, ílovitá) a vplyvom vegetácie (ihličnatý a listnatý les). Podstatná časť výskumu je zameraná na interakciu rôznych druhov pôdy a vegetácie po ohreve. Z hydrofyzikálnych vlastností bude skúmaná po ohreve vodoodpudivosť pôdy a z chemických vlastností budú predmetom výskumu zmeny pH a obsah uhlíka. Ohrevom spôsobená vodoodpudivosť lesnej pôdy je riadená rôznymi faktormi (dosiahnutá teplota, množstvo a typ vegetácie, vlastnosti pôdy). Po lesných požiaroch boli zistené veľmi premenlivé pôdne podmienky odpudzujúce vodu, ktoré majú význam pre hydrológiu pôdy. Projektovo dôležitým je výskum chemických vlastností pH a obsah C lesnej pôdy ktoré sa vplyvom ohrevu menia. |
Vplyv prebiehajúcej zmeny lesa na hydrologický cyklus v horských povodiach
Impact of ongoing forest change on the hydrological cycle in mountain basins
| Doba trvania: |
1.1.2023 - 31.12.2026 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. et Ing. Sleziak Patrik PhD. |
| Anotácia: | Vplyvom zvyšujúcej sa teploty vzduchu, veterných kalamít a premnoženia podkôrneho hmyzu, dochádza v
poslednom desaťročí k rozsiahlemu odumieraniu lesných ekosystémov v našich najvyšších pohoriach.
Odumieranie a následná regenerácia lesa ovplyvňujú hydrologický režim v horských povodiach, ale môžu mať
vplyv aj na režim odtoku v údolných oblastiach. Cieľom projektu je vyhodnotenie vplyvu zmeny lesa na
hydrologický cyklus v horskom povodí Jaloveckého potoka v Západných Tatrách. Pomocou experimentálneho
výskumu chceme získať parametre prirodzene odumierajúceho a regenerujúceho sa lesa, použiteľné v
hydrologických modeloch, ktoré nám umožnia presnejšie posúdiť vplyv zmeny lesa na hydrologický cyklus.
Zároveň budeme v projekte hľadať aj odpoveď na otázku, v akom rozsahu sa zmeny lesa premietnu do zmien
pôdnej vlhkosti. Riešenie bude založené na meraní charakteristík vlhkosti pôdy, odtoku a vegetácie na
reprezentatívnych plochách, analýze satelitných údajov a matematickom modelovaní hydrologického cyklu v
horách. |
Zmeny hydrodynamických a morfologických ukazovateľov riečneho koryta v dôsledku zarastania vodnou vegetáciou v nížinných oblastiach
Seasonal variations of hydrodynamic and morphological parameters in lowland vegetated rivers
| Doba trvania: |
1.1.2023 - 31.12.2026 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Mgr. Schügerl Radoslav PhD. |
| Anotácia: | V dnešnej dobe klimatickej zmeny sa vyskytujú vyššie teploty ako v minulosti. V dôsledku rastu teploty sa rozmáha rast vodnej vegetácie aj mimo vegetačného obdobia. Vodná vegetácia môže nepriaznivo vplývať na zmenu morfológie riečneho koryta a hydrodynamické ukazovateľe vodného toku. V priebehu ročnej sezóny nastáva zmena profilu riečneho koryta. Vplyvom nízkeho sklonu reliéfu v nížinných oblastiach sa spomaľuje rýchlosť prúdenia vo vodnom toku, čo má za následok ukladanie hlavne jemných sedimentov na ktorých zakoreňuje vodná vegetácia.
Predkladaný projekt je zacielený na stanovenie vplyvu množstva vodnej vegetácie a vypracovanie metodiky na zmenu hydrodynamických a morfologických ukazovateľov riečneho koryta v nížinných oblastiach počas ročného obdobia. Zároveň bude určený a analyzovaný dopad obsahu fosforečnanov a dusičnanov ale aj teploty na rozsah zarastania riečnych korýt. |
Celkový počet projektov: 14
Databáza národných projektov