A magyarországi folyók mederkitöltő állapotán alapuló morfodinamikai vizsgálata / Morphodynamic Analysis of Hungarian Rivers Using Bankfull-State Approaches

Primary tabs

Nyilvántartási szám: 
25/18
Témavezető neve: 
A téma rövid leírása, a kidolgozandó feladat részletezése: 

A kutatás célja egy olyan, a hazai gyakorlatban mindeddig hiányzó, egységes mederkitöltő-adatbázis összeállítása és elemzése, amely lehetővé teszi a magyarországi folyók medergeometriájának és morfodinamikai folyamatainak átfogó vizsgálatát. A mederkitöltő állapoton alapuló megközelítés nemzetközileg elterjedt és széles körben alkalmazott eszköze a folyómorfológiai és hidraulikai elemzéseknek, azonban hazánkban sem módszertani, sem adatoldali értelemben nem létezik olyan átfogó rendszer, amely egységes elvek szerint határozná meg a mederkitöltő állapotot és annak vizsgálati keretrendszerét.
A kutatás első lépése egy átfogó hidrológiai, morfológiai és medergeometriai adatgyűjtés, amely lehetővé teszi a hazai folyók egységes értékelését és a vizsgálandó folyószakaszok kijelölését. Ezt követően szükség esetén terepi mérések – vízmélység-, medergeometria- és mederanyag-mintavételek – segítségével történik az adathiányok pótlása. A szükséges terepi és laboratóriumi műszerezettség a befogadó tanszéken rendelkezésre áll.
A következő lépés a mederkitöltő állapot meghatározására alkalmazott nemzetközi módszerek összegyűjtése, magyarországi körülmények között történő tesztelése, majd egy, a hazai sajátosságokra érzékeny, egységes hazai eljárás kidolgozása. A befogadó tanszék releváns nemzetközi szakmai kapcsolatokkal rendelkezik – többek között azokkal, akik a mederkitöltő koncepciót megalapozták –, ami lehetővé teszi a módszertani egyeztetést és a modern megközelítések hazai adaptálását.
A kutatás során a jelölt feladatai:
– kialakítandó és kalibrálandó egy módszertani rendszer a mederkitöltő állapot egységes hazai meghatározására;
– adatgyűjtés, szükség esetén azok terepi és laboratóriumi mérésekkel történő kiegészítése, adatfeldolgozás;
– létrehozandó egy mederkitöltő állapot-alapú morfodinamikai adatbank a kijelölt folyószakaszokra;
– elvégzendő a folyószakaszok dinamikus egyensúlyi állapotának vizsgálata, amelyhez szükséges egy nagyléptékű numerikus morfodinamikai modell fejlesztése és alkalmazása;
– átfogó és nagyléptékű hordalékháztartás kiértékelése is szükséges a folyószakaszok hordalékszállító kapacitásának becslésére kifejlesztendő modell alapján.
A kutatás eredményeként olyan országosan egységesen alkalmazható módszertan és adatbázis jön létre, amely nemcsak a hazai folyók összehasonlítható morfodinamikai értékelését teszi lehetővé, hanem közvetlen alapot szolgáltat egyszerű becslő eljárásokhoz, valamint numerikus hidraulikai és morfodinamikai modellek paraméterezéséhez és validációjához is. A kialakítandó adatbázis és a fejlesztendő morfodinamikai modell együttesen lehetőséget teremt arra, hogy előrejelezzük az egyes folyószakaszok új, dinamikus egyensúlyi állapotára jellemző medergeometriát a hidromorfológiai tényezők – legyenek azok természetes eredetűek vagy antropogén beavatkozásokból származók – megváltozásának függvényében.

***
The aim of the research is to develop and analyse a unified national bankfull database, which is currently missing from Hungarian practice, and which would enable a comprehensive investigation of the channel geometry and morphodynamic processes of rivers in Hungary. Although the bankfull-based approach is widely accepted and commonly applied in international fluvial morphological and hydraulic studies, no comprehensive methodology or dataset exists in Hungary that would define the bankfull state and its assessment framework in a consistent and standardised manner across different rivers.
The first step of the research is a comprehensive collection of hydrological, morphological and channel-geometry data, providing the basis for a unified evaluation of Hungarian rivers and for the selection of representative study river reaches. Where data gaps exist, they will be filled through field measurements – including channel-geometry profiling and bed material sampling. The required field and laboratory infrastructure are available at the host department.
Subsequently, international methods used to determine the bankfull state will be compiled, tested under Hungarian conditions, and adapted to develop a unified procedure that accounts for the specificities of Hungarian rivers. The supervisor has relevant international collaborations, including with researchers who have pioneered the bankfull concept, enabling methodological harmonization and the transfer of state-of-the-art approaches to the Hungarian context.
The research will include:
– developing and calibrating a methodological framework for the unified determination of the bankfull state in Hungary;
– creating a bankfull-based morphodynamic database for the selected river reaches;
– analysing the dynamic equilibrium state of the river reaches through the development and application of a large-scale numerical morphodynamic model;
– a comprehensive, large-scale assessment of the sediment budget is also required, with the developed model estimating sediment dynamics based on the transport capacity of the river reaches.
The research will result in a nationally applicable methodology and database that will not only enable the comparable morphodynamic assessment of Hungarian rivers but will also provide a direct basis for simplified estimation methods as well as for the parameterisation and validation of hydraulic and morphodynamic numerical models. The combined use of the developed database and morphodynamic model will allow the prediction of river-reach-scale equilibrium channel geometries under natural or anthropogenic changes in hydromorphological conditions.

A téma meghatározó irodalma: 

Wong, M., & Parker, G. (2006). Reanalysis and correction of bed-load relation of Meyer-Peter and Müller using their own database. Journal of Hydraulic Engineering, 132(11), 1159–1168.
Parker, G., Wilcock, P. R., Paola, C., Dietrich, W. E., & Pitlick, J. (2007). Physical basis for quasi-universal relations describing bankfull hydraulic geometry of single-thread gravel bed rivers. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 112(F4).
Li, C., Czapiga, M. J., Eke, E. C., Viparelli, E., & Parker, G. (2015). Variable Shields number model for river bankfull geometry: Bankfull shear velocity is viscosity-dependent but grain size-independent. Journal of Hydraulic Research, 53(1), 36–48.
Edwards, P. J., Watson, E. A., & Wood, F. (2019). Toward a better understanding of recurrence intervals, bankfull, and their importance. Journal of Contemporary Water Research & Education, 166, 35–45.
Dunne, K. B. J., & Jerolmack, D. J. (2020). What sets river width? Science Advances, 6(41), eabc1505. https://doi.org/10.1126/sciadv.abc1505
Phillips, C. B., Masteller, C. C., Slater, L. J., Dunne, K. B. J., Francalanci, S., Lanzoni, S., Merritts, D. J., Lajeunesse, E., & Jerolmack, D. J. (2022). Threshold constraints on the size, shape and stability of alluvial rivers. Nature Reviews Earth & Environment, 3, 406–419.

A téma hazai és nemzetközi folyóiratai: 

1. Journal of Geophysical Research: Earth Surface (2024 Q1)
2. Journal of Hydraulic Engineering (2024 Q2)
3. Journal of Hydraulic Research (2024 Q2)
4. Geomorphology (2024 Q1)
5. Water (2024 Q1)
6. River Research and Applications (2024 Q2)
7. Hidrológiai Közlöny (-)
8. Periodica Polytechnica Civil Engineering (Q2)
9. Communications Earth & Environment (2024 Q1)
10. Scientific Reports (2024 Q1)

A témavezető utóbbi tíz évben megjelent 5 legfontosabb publikációja: 

1. Török, G. T., Baranya, S., & Rüther, N. (2017). 3D CFD modeling of local scouring, bed armoring and sediment deposition. Water, 9(1), 56.

2. Török, G. T., Józsa, J., & Baranya, S. (2019). A shear Reynolds number-based classification method of the nonuniform bed load transport. Water, 11(1), 73.

3. Török, G. T., & Parker, G. (2022). The influence of riparian woody vegetation on bankfull alluvial river morphodynamics. Scientific Reports, 12(1), 18141.

4. Török, G. T., & Parker, G. (2025). Wing dam effects on water and bed levels in rivers are influenced by bedload type. Communications Earth & Environment, 6(1), 778.

5. Kiss, T., Tóth, M., Baranya, S., Sági, R., & Török, G. T. (2025). Centurial changes in channel processes and their contribution to the sediment budget of a lowland river: The influence of river regulations. Geomorphology, Article 109873.

A témavezető fenti folyóiratokban megjelent 5 közleménye: 

1. Török, G. T., & Baranya, S. (2017). Morphological investigation of a critical reach of the upper Hungarian Danube. Periodica Polytechnica Civil Engineering, 61(4), 752–761.
2. Török, G. T., & Parker, G. (2022). The influence of riparian woody vegetation on bankfull alluvial river morphodynamics. Scientific Reports, 12(1), 18141.
3. Török, G. T., Baranya, S., & Rüther, N. (2023). 3D CFD modeling of local scouring, bed armoring and sediment deposition. Water, 9(1), 56.
4. Török, G. T., & Parker, G. (2025). Wing dam effects on water and bed levels in rivers are influenced by bedload type. Communications Earth & Environment, 6(1), 778.
5. Kiss, T., Tóth, M., Baranya, S., Sági, R., & Török, G. T. (2025). Centurial changes in channel processes and their contribution to the sediment budget of a lowland river: The influence of river regulations. Geomorphology, Article 109873.

Státusz: 
elfogadott