A Kis-Balaton Védőrendszer működéséről A Balaton eutrofizációjának jelei már az 1940-es években megmutatkoztak. A tó használati értéke a Keszthelyi-öbölben erősen csökkenő tendenciát mutatott. A tó megmentésére már az 1970-es években kormányprogram indult, a tudaton munka eredményként ma már a KisBalaton Védőrendszer működéséről beszélhetünk. Idáig a sommás történet. A probléma okaként a Sió csatorna megépítését, a Zala folyó szabályozását, a mezőgazdasági műtrágya használatot és szennyvizek tisztítás nélküli bevezetését jelölték meg. A Sió-csatorna megépítése lehetővé tette Balaton vízszintjének a csökkentését, minek hatására a Kis-Balaton részben kiszáradt és a jócskán lecsökkent felületű tó már nem volt képes betölteni szennyezésvisszatartó hatását. A Zala szabályozása megszüntette a kapcsolatot a folyó és a Kis-Balaton között, így vize rövid úton került a Balatonba. A műtrágyahasználat és a tisztítatlan szennyvizek bevezetése jócskán megemelte a tóba ömlő víz szerves anyag terhelését. Ezek a jegyek vezettek aztán a tóban nem kívánt biológiai jelenség kialakulásához. Modellezés révén előre jelezhető volt a hatás terjedése.
Forrás: Koncsos-Somlyódy 1. ábra Modellezés
A kiteljesedés megakadályozása érdekében vált szükségessé a beavatkozás. Filozófiai vitához vezet a mesterségesen megvalósult Kis-Balaton Védőrendszer (KVBR) és az ősi természetes módon kialakult Kis-Balaton összevetése. A KVBR egy mérnökökológia létesítmény ugyan, azonban mégiscsak az előtét-tó szűrőhatásnak visszaállításaként kell rá tekinteni. A következőkben ennek bemutatásáról lesz szó. A Balaton felülete ma üzemvízszintnél (104,3 mBf) közel 600 km2, térfogata 2,00 km3 (2 milliárd m3). A szinte teljesen hazánk területén fekvő vízgyűjtő területe mintegy 10-szerese a tó felületének, 5776 km2. Vízgyűjtője 3 fő részre osztható, így az északi (1100 km2), a déli (1454 km2) és a nyugati - Zala - (2622 km2) vízgyűjtőre. olvasható a Wikipédia Balaton címszava alatt. A tó legjelentősebb betáplálását a Zala jelenti, amelynek egész éves átlagos vízhozama 6 m3/s.
1/5
Forrás: Koncsos-Somlyódy 2. ábra Fő inletv és outlet
A Zala ma újra a Kis-Balatonba ömlik, amely egy sorba kapcsolt tavakból álló rendszer. A felső tározó, a Hídvégi–tó nyílt vízterű. Benne alga dominancia figyelhető meg. A Fenéki-tóként ismert alsótározó növényekkel benőtt, nádas. A tavakba gátakkal megvalósított vízterelések épültek:
Forrás: László Balázs, www.vkkt.bme.hu 3. ábra Térképi elrendezés
2/5
A hirtelen érkező szennyezés megfogása érdekben a Hídvégi-tóban egy 5 millió m3 térfogatú kazetta is kialakításra került. A rendszer működésének megértéséhez érdemes a hosszmetszetet is megrajzolni. A magassági elrendezésből kiderül, hogy a Balaton és a Fenéki-tó vízszintje azonos, a Hídvégi-tó szintja 2 méterrel magasabban van. A két tó közötti átjárás egy bukón keresztül történik. A bukó nemcsak a vízhozamot szabályozza, hanem kaszkád levegőztetőként is működik.
Q = 6 m3/s
Zala folyó
106,5 mBf
bukó
V=19,8 m m 3 A=18 km 2
1,1 m
2m
Hídvégi tó
104,5 mBf
104,5 mBf
V= 56,1 m m 3 A = 51 km 2
1,1 m
Fenéki tó KIS-BALATON
BALATON
4. ábra Hosszmetszet
A jellemzők megadásánál, a vízfelület (A) és a vízmélység (h) megadása mellett leginkább a tározott térfogatot (V) és a tartózkodási időt (t) szokás megadni. Jel A t h H V
Képlet Hídvégi tó Fenéki tó Dim 18 51 [km2] 30 120 [nap] 1,1 1,1 [m] 106,5 104,5 [mBf] A*h 19 800 000 56 100 000 [m3]
A tartózkodási időnek azonban meglehetősen elnagyolt információtartalma van. Nem mond semmit a Kis-Balaton tavaiban zajló lényegi folyamatokról. Szennyezések visszatartásáról beszélünk, amely valójában a szennyezett víz biológiai megtisztulásáról szól. A víz biológia megtisztítása mindig baktériumok közreműködését igényli. A baktériumok vagy saját testükbe építik a szennyezéseket, vagy sokkal gyakrabban lebontják azokat. A keletkező végtermék javarészt víz és szén-dioxid lesz. A baktériumok letelepedéséhez szilárd felületre van szükség, amelyet esetünkben a lebegőanyag és a növények gyökérzete testesít meg. A biológiai szűréselmélet alapján azt is tudjuk, hogy a szűrési folyamat kétlépcsős. A logisztikai funkció jelenti az első fázist, amelynek során előbb a megtapadt biofilmhez kell a tápanyagot szállítani, majd azt oda be is kell juttatni. Ezt a jelenséget a Pe-szám írja le. A Pe-szám nemcsak hasonlósági kritérium, hanem a biológiai tápanyaglebontás egyik fokmérője is. Minél kisebb a Pe-szám értéke, annál nagyobb lesz a hatékonyság. A Pe-szám pontos kiszámítása nem könnyű, de a nagyságrendi becslés viszonylag könnyen megadható. Előbb a szűrési sebességet, azaz az átlagos áramlási sebességet kell kiszámítani. Jel
Képlet
L
a tó hossza/ Google
Hídvégi tó Fenéki tó
10000 3/5
Dim
15000 [m]
F w w w Ds dm Pe
V/L Q/F
w*dm/Ds
1 980 3,03E-03 1,09E+01 2,62E+02 2,00E-09 1,00E-04 152
3 740 1,60E-03 5,78E+00 1,39E+02 2,00E-09 1,00E-04 80
[m2] [m/s] [m/h] [m/d] [m2/s] [m] [-]
A tó átlagos hossza (L) a Google térképről jól mérhető, melynek segítségével könnyen számolható az átlagos áramlási keresztmetszet (F). A (w) áramlási sebességet a vízhozam (Q=6 m3/s) segítségével határozhatjuk meg. A lebegőanyag és a hajszálgyökerek mértékadó szemcseátmérőjét 0,1 mm becsülve és a gyakori szennyezésként a kismolekulának számító ammónia diffúziós tényezőjét helyettesítve kis Pe számokat kapunk eredményük. (Csak emlékeztetőül a partisszűrés ivóvízminőséget produkáló Pe-száma 10 alatt van. Ott a szűrési sebesség még alacsonyabb cca 0,5 m/d ) A táblázatból az is látszik, hogy a víz tisztulása a Fenéki tóban történik inkább, hisz ott a Peszám nagysága kisebb. A végrehajtott vízminőségi mérések szerint a Fenéki tó oxigénhiányos, amit a nádas árnyékoló hatásával magyaráznak. Nem vitatva ezt az érvet, de inkább az oxigén elhasználással járó biokémiai lebontás lehet az oxigén eltűnésének oka. Az oldott oxigén csökkenése éppen azt mutatja, hogy dolgozik a gyökérzónás víztisztító gép. A II. Duna-expediciónak (A Fekete erdőtől a Fekete-tengerig) volt egy talán kevésbé közismert megállapítása. Mérésekkel kimutatást nyert, hogy a volt szocialista fővárosok alatt (PozsonyBudapest-Belgrád) a víztestben egy jó darabon alacsonyabb volt az oldott oxigén szint. A folyó a városok tisztítás nélkül bebocsátott szennyvizét tisztította. Az oxigénhiány itt nem halpusztuláshoz vezetett – mint az a Fenéki-tónál esetenként kis mértékben tapasztalható volt hanem a partszakaszok váltak anoxikussá. Anoxikus viszonyok közepette, ha vízben van vas és mangán, akkor az oxigént nem igénylő vas-mangán baktériumok munkájaként feldúsulás következik be, amely aztán megjelenik a kútvízben. A Hídvégi-tó noha tulajdonítanak neki vízminőséget javító szerepet, de inkább hidraulikai jelentősége van. A Zala árvízkori vízhozamát pufferként fogja fel, annak érdekében, hogy a Fenéki-tóban egyenletesen alacsony maradhasson a vízsebesség. A Kis-Balatonra vonatkozó mérési eredmények alapján, télen a Balatonba ömlő víz minősége rosszabb. Ez azért van így, mert a diffúziós tényező a hőmérséklet csökkenésével kisebb lesz, miáltal a Pe-szám értéke nagyobb lesz. Ezt ellensúlyozni a szűrési sebesség csökkentésével lehet, amelyet legkönnyebben elérni a néhány cm-rel magasabb téli vízszinttel lehet. A partiszűrésnél ugyanezt a hatást a télen kisebb vízadó képesség és vele az alacsonyabb szűrési sebesség hozza. A partiszűrésű kutak vízminősége éppen ennek hatására télen sem romlik. A tó vízszintjének megváltoztatása a következő ismert előnyökkel-hátrányokkal jár: Hatás
A vízszint növelése
A csapadékosabb időszakban a víz betárolása az aszályos időszakban az elpárolgási veszteség ellensúlyozása érdekében. A magasabb vízszint csökkenti a Feneki-tóban Pe-számot, miáltal a vízminőség javul 4/5
A Feneki-tó nem száradhat ki, az élővilágot nem fenyegeti veszély. A vízszint csökkentése
Alacsonyabb vízszint esetén nem önt ki a Balaton, a déli part települései nincsenek árvízi hatásnak kitéve. Kisebb veszély fenyegeti a vasúti töltést.
A magasabb vízszint mellett tehát előnyök és hátrányok is felsorolhatók. Az üzemeltetés művészete éppen abban rejlik, hogy helyes kompromisszum szülessen. Leszámítva a vízpótlásnak a vízgyűjtő területről kívüli lehetőségét, ehhez minden eszköz rendelkezésre áll. Az Ősi Kis-Balaton és a KBVR éppen a tápanyaglebontás képességében hasonló. Az más kérdés, hogy a beavatkozások előtti korszakban nem volt szerves anyagokkal szennyezett a víz. A szétterülő Ősi Kis-Balatonban is megtisztult volna a víz, ahogy az most történik. A szennyvíztisztítás általános elterjedésével a tavak által tisztítandó víz egyre kevésbé terhelt. Mindezek miatt a KBVR egyértelműen a természet közeli állapothoz való visszatérést jelent és jól van ez így.
5/5
