Zoznam národných projektov SAV
Ústav hydrológie SAV, v. v. i.
Biouhlie ako pôdne aditívum pre trvaloudržateľné poľnohospodárstvo v podmienkach klimatickej zmeny
Biochar as a soil additive for sustainable agriculture in conditions of climate change
| Doba trvania: |
1.7.2022 - 30.6.2026 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Šurda Peter PhD. |
| Anotácia: | Na dosiahnutie efektívneho a trvalo udržateľného hospodárenia s pôdou musíme stanoviť správne priority pri hodnotení vlastností pôdy, pochopiť príčiny poklesu alebo nízkej úrodnosti pôdy a stanoviť stratégie na zlepšenie úrodnosti pôdy. Fenomén Terra Preta de Índio sa stal hlavnou inšpiráciou mnohých vedcov v posledných dvoch desaťročiach, s hlavným zameraním ich výskumu na úlohu biouhlia pri zlepšovaní vlastností pôdy a otázkou, či účinok pozorovaný v Amazónii môže byť replikovaný v iných oblastiach sveta. Aktuálnosť predkladaného projektu spočíva v posunutí hraníc poznania dlhodobého vplyvu aplikácie biouhlia do pôdy v podmienkach SR. Biouhlie je v súčasnosti súčasťou novej európskej smernice o hnojivách (príloha A). Na Slovensku však absentuje takáto legislatívna úprava, ako aj kontinuálny dlhodobý výskum jeho aplikácie do pôdy. Hlavným cieľom tohto projektu je komplexný dlhodobý výskum vplyvu aplikácie biouhlia do pôdy v podmienkach poľného experiment (zahrňujúci aj regionálne modelové štúdie) následne transfer výsledkov do praxe prostredníctvom dvoch spolupracujúcich firiem. Výskumný tím navrhovaného projektu disponuje poľným experimentom, kde je skúmaný vplyv aplikácie biouhlia (spĺňajúceho všetky environmentálne štandardy European Biochar Certificate-EBC) do pôdy na lokalite Malanta (Nitra). Tento experiment bol založený už v roku 2014 a experiment stále prebieha, teda pri pokračovaní uvedeného experimentu už bude predstavovať charakter dlhodobého výskumu. Tieto výsledky budú následne pre partnerské firmy tvoriť podklad pre výrobu biouhlia (spĺňajúceho štandardy EBC) a substrátov obsahujúcich biouhlie. Následne biouhlie ako aj substráty obsahujúce biouhlie (a substráty) vyrobené týmito firmami bude testované riešiteľským kolektívom projektu v poľných podmienkach. Konečným aplikačným výsledkom partnerských firiem projektu bude následné zavedenie certifikovaného biouhlia (a substrátov) na trh v SR. |
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. |
Konektivita a dynamika tvorby povodňového odtoku vo vrcholových povodiach Slovenska
Connectivity and flood runoff dynamics in headwater catchments of Slovakia
| Doba trvania: |
1.7.2020 - 30.6.2024 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Holko Ladislav PhD. |
| Anotácia: | Hydrologická konektivita medzi podpovrchovou a povrchovou zásobou vody v povodí alebo rôznymi prvkami povodia a krajinou je rozhodujúcim faktorom v zložitom procese tvorby povodňového odtoku na svahoch. Cieľom projektu je vývoj modelovacích systémov, ktoré by zachovávali odpozorované schémy konektivity, založených na
experimentálnom monitorovaní generovaného odtoku v pilotných povodiach, nachádzajúcich sa v rámci štyroch typických zalesnených a poľnohospodárskych hydrologických prostrediach. Namiesto tvorby komplexnej reprezentácie štrukturálnych prvkov konektivity v 3D, tak ako je tomu v distribuovaných modeloch, budú hľadané
iné inovatívne riešenia zahrňujúce hybridné distribuované koncepčné modelovacie prístupy riadiacich procesov.
Typické vzory pozorovanej dynamiky procesov budú koncepčne reprezentované v rámci dvojúrovňového
distribuovaného modelovacieho rámca. Na základe monitorovania procesov sa na prvej úrovni priestorovej variability použije koncept jednotiek hydrologickej odozvy (HRU), ktorý bude použitý pri priestorovej parametrizácii, umožňujúcej zmenu v čase. Aby sa dodržala priestorová variabilita stavu povodia, v rámci týchto jednotiek sa
koncepčné modely, využívajúce gridový raster, budú riadiť priestorovo distribuovanými vstupmi. Ako vstupy do modelu budú slúžiť výstupy z monitorovaní, diaľkového prieskumu Zeme a meteorologických radarov. Takáto hybridná schéma môže zahŕňať ako povrchové tak aj podpovrchové úrovne (vertikálne 1D alebo 2D). Takáto
dynamická konceptualizácia a kvantifikácia dynamiky konektivity prietokov na svahoch a zohľadnenie geomorfologických systémov, ako sietí časovo-premenlivých koncepčných prvkov, môže viesť k novým poznatkom v analýze a porozumení povodí ako súboru modelovacích objektov a ich väzieb. Tieto možno použiť v rámci manažmentu povodia pri odhadovaní potenciálnych zmien v dynamike tvorby odtoku počas období zmien vo využívaní krajiny a pri odhade efektívnosti neštrukturálnych protipovodňových opatrení. |
Kvantifikácia interakčných procesov v hydrologickom cykle v podmienkach nížinného územia
Quantification of Interaction Processes in Hydrological Cycle in Lowland area conditions
| Doba trvania: |
1.1.2020 - 31.12.2023 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Gomboš Milan CSc. |
| Anotácia: | Zo systémového hľadiska je hydrologický cyklus chápaný ako členitý celok zložený z viacerých častí, medzi ktorými existujú väzby. Táto sústava je tvorená otvoreným fyzikálnym systémom, ktorý je možné členiť na atmosféru (A) - rastlinný kryt (RK) - nenasýtenú zónu (NZ) - podzemnú vodu (PV). Medzi jednotlivými podsystémami prebiehajú interakčné procesy. Veľkosť a intenzita interakcií sú závislé od geografických, geofyzikálnych a klimatických podmienok územia. Zásadný význam poznania interakčných procesov je predovšetkým v tom, že sa v nich realizuje prenos hmoty, energie a tvorba biomasy. Je to fundamentálny podklad pre adaptačné opatrenia. Cieľom projektu je kvantifikácia interakčných procesov v rôznych časových mierkach. Bude skúmaný ich časový vývoj a vzájomné väzby po vertikále systému A–RK–NZ–PV v rôznych hydrometeorologických podmienkach. Výskum bude realizovaný v prostredí Východoslovenskej nížiny. V riešení budú aplikované metódy lyzimetrického výskumu, numerickej simulácie a monitoringu. |
Predikcia miesta zdroja bodového znečistenia v sieti vodných tokov – hydrodynamický prístup
Prediction of a point pollution source position in a watercourse network – a hydrodynamic approach
| Doba trvania: |
1.1.2020 - 31.12.2023 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Velísková Yvetta PhD. |
| Anotácia: | Cieľom projektu je návrh a vypracovanie metodiky a výpočtového nástroja na predikciu miesta zdroja bodového znečistenia v sieti vodných tokov na základe časového priebehu koncentrácie znečisťujúcej látky v monitorovanom profile vodného toku (inverzná úloha). Táto úloha bude riešená v reálnych podmienkach sietí vodných tokov pri prúdení s voľnou hladinou a všeobecne aplikovateľná v sieti s vetvenou štruktúrou, t.j. v riečnej, kanálovej alebo stokovej sieti. Praktické riešenie takto zadanej inverznej úlohy môže byť nápomocné vo vodohospodárskej praxi, t. j. pri identifikácii zdrojov nelegálneho vypúšťania nebezpečných látok (prípadne ekologických havárií). V rámci projektu bude realizovaná aj optimalizácia výpočtových postupov, analýza citlivosti a verifikácia výsledkov predikcie miesta zdroja znečistenia na základe experimentálnych meraní v reálnych podmienkach sietí vodných tokov, kanálovej alebo stokovej siete.
|
Regionálna detekcia, atribúcia a projekcia dopadov variability klímy a klimatickej zmeny na režim odtoku na Slovensku
Regional detection, attribution and projection of impacts of climate variability and climate change on runoff regimes in Slovakia
| Doba trvania: |
1.7.2021 - 30.6.2025 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Pekárová Pavla DrSc. |
| Anotácia: | Rôznorodé fyzicko-geografické podmienky na Slovensku spôsobujú regionálne odlišný režim odtoku riek, ktorý je v poslednom období čoraz viac ovplyvňovaný premenlivosťou klímy i zmenami sociálno-ekonomických faktorov. Prvým vedeckým cieľom projektu je preto vyvinúť a aplikovať súbor prístupov k detekcii a identifikácii zmien hydrologickom režime v ročnom, mesačnom a dennom časovom rozlíšení. Detekcia bude založená na nových metódach idúcich vysoko nad rámec štandardných štatistických postupov ako sú analýza trendov a zlomových bodov, korelačná analýza a pod. Využité budú nelineárne modely časových radov a závislostné štruktúry založené na kopulách. Atribúcia s využitím zrážkovo-odtokového modelovania sa bude snažiť odlíšiť antropogénne faktory (ako napr. zmeny vo využívaní krajiny) od signálov meniacej sa klímy. Súčasné projekcie (prognózy), týkajúce sa klimatickej zmeny na Slovensku, neumožňujú komplexné posúdenie neistôt dopadov klimatickej zmeny na vodný režim. Preto druhým cieľom je vyvinúť projekcie budúcej klímy a hydrológie - vrátane hodnotenia ich neistoty - s cieľom získať nový pohľad na budúce zmeny režimu v hydrometeorologických procesoch na Slovensku. Porovnanie zmien režimu medzi inštrumentálnym obdobím a projekciami bude slúžiť pri výbere vhodných adaptačných opatrení vo vodnom hospodárstve. |
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 aplikácie biouhlia na hydrofyzikálne parametre rôznych druhov pôd
Impact of biochar application on hydro-physical characteristics of different soil types
| Doba trvania: |
1.1.2021 - 31.12.2023 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Vitková Justína PhD. |
| Anotácia: | Projekt je zameraný na aplikáciu rozličného biouhlia do rôznych druhov pôd, pričom sa budú sledovať zmeny hydrofyzikálnych charakteristík pôd. Výskum bude prebiehať v prevažnej miere v laboratórnych podmienkach, pretože pred aplikáciou biouhlia do pôdy v poľných podmienkach je potrebné zistiť jeho predpokladané vlastnosti v konkrétnej pôde. Vedecké štúdie dokazujú, že množstvo aplikovanej dávky a veľkosť častíc biouhlia významne ovplyvňujú jeho následné účinky v pôde, preto sa v tomto projekte zameriame na dve aplikačné dávky a tri rôzne veľkosti častíc biouhlia. Ďalej budeme na vzorkách zmesí rôznych druhov pôd a biouhlí skúmať, nakoľko môže hydrofóbnosť biouhlia ovplyvniť vlastnosti pôdy a tiež, aký má biouhlie vplyv na sorpčnú schopnosť dusičnanov a fosforečnanov v pôde. V poľných podmienkach budeme pokračovať v monitorovaní vlhkosti a teploty pôdy po aplikácii biouhlia, ktorý vykonávame od roku 2015 a doteraz dosiahnuté výsledky kvantifikujú vplyv biouhlia na vlastnosti pôdy pri pestovaní rôznych plodín. |
Vplyv klimatickej zmeny na zrážkovo–odtokové vzťahy
Impact of climate change on rainfall–runoff relationships
| Doba trvania: |
1.1.2020 - 31.12.2023 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Šurda Peter PhD. |
| Anotácia: | Spaľovanie fosílnych palív a zmeny vo využívaní krajiny vedú k zmene globálnej klímy. Na základe výsledkov klimatických modelov dôjde k výskytu teplotných extrémov vo väčšine obývaných regiónov, výskytu silných búrok v niektorých regiónoch a výskytu sucha a nedostatku zrážok v niektorých regiónoch. V podmienkach Slovenska, v oblastiach náchylných na vodnú eróziu by sa mali prejaviť predpokladané účinky náhlych a intenzívnych búrok, ktoré v silne erózne postihnutých oblastiach môžu mať až katastrofické následky. Je veľmi pravdepodobné, že suché obdobia, ktoré budú koincidovať s vlnami horúčav, vyvolajú zvýšený výskyt a dynamiku vodoodpudivosti pôdy s jej prejavmi. Ďalším dôležitým javom, ktorý súvisí so zmenou klímy, je rastúce riziko požiarov. V predkladanom projekte sa zameriame na analýzu zmien povrchového odtoku/vodnej erózie pôdy vyvolaných zmenenými parametrami (očakávanými zvýšenými hodnotami) návrhových dažďov, očakávanými prejavmi lesných požiarov a plošne rozšírenej vodoodpudivosti pôdy. |
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. |
Vplyv vegetácie a jej sekundárnej sukcesie na hydrologické procesy v pôde
Effect of vegetation and its secondary succession on soil hydrological processes
| Doba trvania: |
1.1.2020 - 31.12.2023 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Lichner Ľubomír DrSc. |
| Anotácia: | Vegetácia môže ovplyvňovať pôdnu hydrológiu viacerými spôsobmi. Cieľom predkladaného návrhu projektu je zistenie závislostí medzi hydrofyzikálnymi parametrami (hydraulická vodivosť, sorptivita pre vodu a etanol), parametrami vodoodpudivosti (čas vniku kvapky vody do pôdy, čas zániku vodoodpudivosti, index
vodoodpudivosti a modifikovaný index vodoodpudivosti) a dobou trvania sekundárnej sukcesie na ploche po kontrolovanom lesnom požiari a na opustených poliach. |
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: 13
Databáza národných projektov