A kutatómunkában arra a kérdésre kerestem a választ, hogy a folyószabályozásnál alkalmazott sarkantyúk beépítése miként hat a vízszintekre.
A munka során szükségesnek láttam a partstabilitás és a nagyléptékű morfodinamikai folyamatok vizsgálatát, ami a part menti növényzet morfodinamikára gyakorolt hatása kapcsán új tudományos eredményre vezetett: Ha a vizsgált folyómeder durva szemcsékből épül fel (kavicsos meder), akkor a part menti növényzet hatására a partstabilitás nő, ami a meder szűküléséhez vezet. Ellenkező esetben, ha a meder kohéziós anyagból épül fel (iszap, finom homok), akkor a növényzet hatására parterózió és mederszélesség növekedés várható.
A sarkantyúk hatásvizsgálatát egy, a projekt során kifejlesztett, egyedi 3D – 1D összekapcsolt modellezési eljárással végeztem el. A modelleredmények azt mutatják, hogy a beépítés után minden esetben nő a vízszint. Azt az eredményt kaptam, hogy bármilyen sarkantyúelhelyezés és mederanyag (homok, vagy durva kavics) esetén, kezdetben vízszintemelkedést okoz a beavatkozás. A meder azonban erózióval reagál a mederszűkítésre, ami miatt a kezdeti vízszintemelkedő trend lelassul, majd megáll és egy csökkenő trend indul. A csökkenő trendnek egy új egyensúlyi állapot beállta vet véget. Ebben az új állapotban a kezdeti vízszinthez képest magasabb vízszint alakul ki, ha a folyómeder kavicsos anyagú (pl. a magyarországi Felső-Duna). Ellenben, homokos mederanyag esetén (pl. Mississippi) az új vízszint alacsonyabb lesz az eredetinél.
kutatási eredmények (angolul)
The main goal of the research project was to find an answer to the question that of how the installation of wing dams affects the water levels.
As a preliminary examination I found it necessary to study riverbank stability and large -scale morphodynamic processes, which led to a new scientific result in the effects of riparian woody vegetation on morphodynamics: if the riverbed consists of coarse grains (gravel bed river), then riparian vegetation increases the bank stability, leading to narrowing of the riverbed. Otherwise, if the riverbed is made up of cohesion material (mud, fine sand), riparian vegetation is expected to increase bank erosion and thus widens the river.
Impact assessment of the wing dams was carried out by a unique 3D - 1D -coupled modeling process developed during the project. The model results show that in the case of wing dam placement and bed material (sand or coarse gravel), the intervention initially causes water level rise. However, the riverbed responds to narrowing by erosion, which will slow down the increasing water level trend, then stop and a decreasing trend will start. The declining trend lasts a new equilibrium state. In this new state, a higher water level develops compared to the initial water level if the riverbed has a gravel material (eg the Upper Danube in Hungary). On the other hand, in the case of sand bed river (eg Mississippi), the new water level will be lower than the original.
Parker Gary, Gergely T Török: Response of a Meandering River to Increased Sediment Supply: Cutoff versus Valley Aggradation, In: 13th Symposium on River, Coastal and Estuarine Morphodynamics, (2023) p. 1., 2023
Gergely T Török, Gary Parker: Investigation of bed and water level changes caused by wing dams in a large space and time scale, In: 13th Symposium on River, Coastal and Estuarine Morphodynamics, (2023) p. 1., 2023
Torok Gergely T.; Parker Gary: The role of vegetation on bankfull river morphodynamics, https://agu.confex.com/agu/fm20/meetingapp.cgi/Paper/761808, 2020
