FAMIFE Consulting Kft

Az EU Duna Régió Stratégiája támogatásához alkalmazandó modellezési vizsgálat lehetséges szcenáriói

Dr. Fehér János FAMIFE Consulting Kft.

Magyar Hidrológiai Társaság XXXII. Vándorgyűlése -

Szeged, 2014. július 2-4.

1

Feltételezés Ismert a Duna Makró Regionális Stratégia - Célja - Alapelvei - Az Akcióterve - A 4 fő pillér (Kapcsolatok, Környezetvédelem, Jólét, Erős régió) - A 11 prioritási terület - ezekből különösen - a PA4-et (Vízminőség-védelem) és - a PA5-öt (Környezeti kockázatok).



2

JRC Duna Stratégiát támogató tudományos programja 1. 2. 3. 4. 5.

Danube Water Nexus Danube Land and Soil Nexus Danube Air Nexus Danube Bio-energy Nexus Danube Reference Data and Service Infrastructure

A Danube Water Nexus (Víz-Mezőgazdaság-Energia-Ökoszisztéma Nexus) projekt célja támogatást adni döntéshozóknak (EC DG’s: ENV, REGIO, CLIMA, AGRI) és menedzsereknek a Duna medencében a jövőbeli fenntartható vízkészlet felhasználáshoz.



3



4

Danube Water Nexus 1. JRC modellezés, R&D • LISFLOOD, LISQUAL, EPIC, SWAT • Hidro-ökonómiai modellezés • Optimalizálás 2. Kiegészítő tanulmányok • Korábbi Duna vízgyűjtőre vonatkozó modellezések • Szcenáriók • Hajózás • Üledék • Felszín alatti vizek • Vízminőség 3. Rész-vízgyűjtők • Tisza (öntözés) • Száva • Prut / Szeret (felszín alatti vizek) Magyar Hidrológiai Társaság XXXII. Vándorgyűlése -


5

A Blueprint vizsgálatokban alkalmazott feltevések Scenarios (1) Category

Scenario

Description

BASELINE2030

0.0 Baseline 2030

LUMP 2030, 2010 fertilisation application, 2010 point sources

BASELINE2006

0.1 Baseline 2006 1.1 Riparian Afforestation, CAP consistent 1.2 Afforestation in mountainous areas

As Baseline 2030, but with Landuse 2006

1-FOREST

2-URBAN

2.1 50% Green 2.2 25% Green

3-AGRICULTURE

4-NATURAL RETENTION

5-NUTRIENTS

3.1 Grassland

Afforest areas from LUMP-CAP scenarios Afforest areas in mountainous areas (LUMP) Green infrastucture, Green roofs, Rain Gardens, Park Depressions; For all urban areas: Direct Runoff Fraction << 50%, Evapotanspiration >> 50% Green infrastucture, Green roofs, Rain Gardens, Park Depressions; For all urban areas: Direct Runoff Fraction << 25%, Evapotanspiration >> 25%

3.2 Buffer strips

Convert areas from LUMP-CAP scenarios to grassland 5m wide grass buffer strips within arable fields, on slopes < 10%, every 200m; 2.5% of arable land converted to grassland, only on slopes < 10%

3.3 Grassed waterways

10m wide grass-covered areas in valley-bottom; 1% of arable land converted to grassland, in valley-bottoms > 5%

3.4 Crop practicies

Reverse OM decline and increase mulching; increased infiltration, porosity, modified hydraulic parameters

4.1 Wetlands

Riparian wetlands along rivers; Change cross section

4.2 Polders

Introduce flood retention polders along rivers

4.3 Re-meandering 4.4 Buffer ponds in headwater areas 1 4.5 Buffer ponds in headwater areas 2

natural retention ponds in headwater areas with 5000 m3 storage per 25km2 natural retention ponds in headwater areas with 10000 m3 storage per 25km2

5.1 N-fixing winter crops

updated N & P fluxes

5.2 optimum fertilisation application


5.3 N-fixing winter crops & optimum





5.2 optimum fertilisation application


5.3 N-fixing winter crops & optimum Scenario fertilisation application 0.0 2030 treatment plants 6.1 Baseline New wastewater (WWTP) 0.1 Baseline 2006 1.1 Riparian Afforestation, CAP 6.2 Changing type of WWTP consistent 1.2 in mountainous 7.1 Afforestation groundwater extraction areas 7.2 desalination 7.3 large-scale water-transfer infrastructures 2.1 50% Green

Description updated N & P fluxes LUMP 2030, 2010 fertilisation application, 2010 point sources

A Blueprint vizsgálatokban alkalmazott feltevések Scenarios (2) 5-NUTRIENTS

Category BASELINE2030 BASELINE2006 6-POINT SOURCES 1-FOREST 7. WATER SUPPLY

2-URBAN 8. TECHNICAL RETENTION 3-AGRICULTURE 9. EFFICIENCY

4-NATURAL RETENTION

5-NUTRIENTS

8.1 constructing dams and reservoirs 2.2 25% Green 8.2 hard infrastructure for flood risk 3.1 Grassland 9.1 Irrigation management 9.2 Water efficiency in power generation 3.2 Buffer strips 9.3 Water efficiency in industrial processes 3.3 Grassed waterways 9.4 Water efficiency in Buildings/households

As Baseline but with Landuse 2006 updated point2030, information updated point information Afforest areas from LUMP-CAP scenarios updated point water availability Afforest areas in mountainous areas (LUMP) updated point water availability Green infrastucture, Green roofs, Rain Gardens, Park Depressions; For all urban areas: Direct Runoff Fraction << 50%, Evapotanspiration >> transfer of water between river basins 50% Green infrastucture, Green roofs, Rain Gardens, Park Depressions; For new dams/resoirvoir toRunoff temporarily store all urban areas: Direct Fraction <<water 25%, Evapotanspiration >> 25%

Convert areas from LUMP-CAP scenarios to grassland optimizing cropbuffer water strips requirements 5m wide grass within arable fields, on slopes < 10%, every 200m; 2.5% of arable land converted to grassland, only on slopes < Save water in power generation, as compared to current use 10%

3.4 practicies 9.5 Crop Leakage reduction 4.1 Wetlands 9.6 Wastewater reuse for irrigation 4.2 Polders

10m in valley-bottom; 1% of arable land Savewide watergrass-covered in industry, asareas compared to current use converted to grassland, in valley-bottoms > 5% Save water in households, as compared to current use Reverse OM decline and increase mulching; increased infiltration, porosity, modified hydraulic parameters Fix all leakages 90% or 100% (reduce water abstraction) Reduce deep groundwater use for irrigation and replace by treated Riparian wetlands along rivers; Change cross section wastewater Introduce flood retention polders along rivers





Magyar Hidrológiai Társaság Vándorgyűlése - Szeged, 2014. júliusN2-4. 5.2XXXII. optimum fertilisation application updated & P fluxes 5.3 N-fixing winter crops & optimum

7

Szcenáriók - munkafilozófia Nem kell a melegvizet feltalálni!


Áttekintő értékelés az elérhető információk alapján.


8



Szcenáriók

• • • •

Sótalanítás Az öntözés hatékonyságának növekedése Ipari víz újrafelhasználása Tisztított kommunális szennyvíz újrafelhasználása öntözésre • Kis vízerőtelepek számának növekedése • Nagy vízerőtelepek



9

• Szcenáriók Sótalanítás A "Blueprint to Safeguard Europe's Water Resources„ projekt keretében az európai térségre, köztük a Duna medencére is alkalmazott szcenáriók: • a jelenleg működőkhöz további 15 új tengervíz sótalanító teleppel számoltak; • minden egyes telep becsült kapacitása 15 000 m3 / nap volt; • a sótalanított víz max. szállítási távolsága 150 km • költségek: 0.04 Euro/m3/100 km szállítási távolság és 0.04 Euro/m3/100 m szintemelés Információk a Duna vízgyűjtőre •Fekete-tengeri partvonal: Románia és Ukrajna. Nincs sótalanító telep egyik országban sem. Nem is terveznek jelenleg. •A Fekete-tenger jelenleg nem jelent alternatív vízkészletet •Az ajánlott sótalanítás szcenárió: • Nem épül sótalanító telep 2030-ig. • 2030-at követően egy sótalanító telep épül a Blueprint vizsgálatokban meghatározott paraméterekkel.



10

• Szcenáriók Az öntözés hatékonyságának növekedése A "Blueprint to Safeguard Europe's Water Resources„ projektben alkalmazott szcenáriók: • Feltételezték, hogy az öntözés hatékonysága növekszik a jelenlegi átlagos 74%-ról (KeletEurópa) – és 77%-ról (Nyugat-Európa) 93%-ra, miután csepegtető öntözést alkalmaznak mindenhol, ahol még eddig nem. • Becsült költsége 153 Euro/ha, ahol bevezetik a csepegtető öntözést. •Irodalmi adatok alapján jelenleg csepegtető öntözéssel ellátott terület 3%-ot tesz ki KeletEurópában, és 18%-ot Nyugat-Europában. • Nemzeti szinten alkalmazták a költségeket. Tisztázandó az öntözés hatékonyságának alkalmazott mérőszáma! The scheme irrigation efficiency (e in %) is that part of the water pumped or diverted through the scheme inlet which is used effectively by the plants. The scheme irrigation efficiency can be sub-divided into: - the conveyance efficiency (ec) which represents the efficiency of water transport in canals, and - the field application efficiency (ea) which represents the efficiency of water application in the field. The scheme irrigation efficiency (e) can be calculated with the following formula:

(FAO Document Repository: http://www.fao.org/docrep/t7202e/t7202e08.htm) Magyar Hidrológiai Társaság XXXII. Vándorgyűlése -


11

• Szcenáriók Az öntözés hatékonyságának növekedése

Információk a Duna vízgyűjtőre A Dunai országok összes öntözött területe gyakorlatilag nem változott az elmúlt 15 évben. Magyar Hidrológiai Társaság XXXII. Vándorgyűlése -


12

• Szcenáriók Az öntözés hatékonyságának növekedése Információk a Duna vízgyűjtőre • Bulgária: Egy Világ Bank-i projektet indítanak az öntözés jogi, szabályozási és műszaki helyzetének felmérésére, hogy meghatározzák a jövőbeli öntözési potenciált.

Hasonló trend adatok elérhetők Nemzeti Statisztikai Hivataloktól

• Magyarország: 2014 tavaszán felmérést készített a Vidékfejlesztési Minisztérium az Agrárkamarával közösen a jelenlegi és a középtávú öntözési vízigényekről. A 4000 kérdőív feldolgozása részletes tematikus kiértékelést tett lehetővé. Az eredmények jól használhatók lehetnek a modellezési vizsgálatokban.



13

Vízjogi engedéllyel rendelkezők és öntözést végzők

Forrás: Kolossváry Gábor, OVF Magyar Hidrológiai Társaság XXXII. Vándorgyűlése -

No.

Igényelt vízmennyiség (m3/év)

Öntözött terület (ha)

1 052

228 685 933

109 226


14

• Szcenáriók Az öntözés hatékonyságának növekedése Információk a Duna vízgyűjtőre Magyarország

No.

Igényelt vízmennyiség (m3/év)

Öntözött terület (ha)

1 052

228 685 933

109 226

Vízjogi engedéllyel rendelkezők, de nem öntöznek

88

3 783 762

4 036

Vízjogi engedély nélküliek, de jelezték öntöznének és van a körzetben felhasználható vízkészlet

3 031

280 862 452

126 117

Vízjogi engedély nélküliek, de jelezték öntöznének, viszont nincs felhasználható vízkészlet a körzetben

2 740

119 098 966

91 604

Vízjogi engedéllyel rendelkezők és öntözést végzők

Forrás: Kolossváry Gábor, OVF Magyar Hidrológiai Társaság XXXII. Vándorgyűlése -


15

• Szcenáriók Az öntözés hatékonyságának növekedése Információk a Duna vízgyűjtőre • Moldova: Folyamatban van egy Irrigation Sector Reform Services elnevezésű program az öntözés hatékonyságának és fenntartható jellegének javítására. 5-7 éves távlatban célként fogalmazták meg az öntözési infrastruktúra kiterjesztését 60 000 ha-ra.

• Szlovénia: Jelenleg csak 5300 haon öntöznek. 63,000 ha-ron lenne lehetőség öntözni. A vízfelhasználás csak 1%-át (2.2 millióm3/év) használják öntözésre. Erős nyomás van a mezőgazdasági termelők részéről az öntözés növelésére, de sok bürokratikus akadály nehezíti az engedélyek megszerzését.



16

• Szcenáriók Vízek ipari újrafelhasználása A "Blueprint to Safeguard Europe's Water Resources„ projektben alkalmazott szcenáriók: Feltételezték, hogy a vízkivétel 50%-a ipari célú újrafelhasználásra kerül, ezzel csökkentve a vízkézletekből történő vízkivételt. Az újrafelhasználáskor 1 m3 újra felhasznált víz becsült átlagos költsége 0.013 Euro, de a nemzeti árszinteket figyelembe vették.

•

Nincs átfogó statisztika erről a Dunai országokra.

•

Az EEA Report No.1/2010 megállapította, hogy a rendelkezésre álló információk túl hiányosak, hogy átfogó értékelést lehessen adni a Nyugat-Balkáni országok (BosniaHerzegovina, Horvátország, Montenegro, Szerbia) vízkészlethasználatáról. http://www.eea.europa.eu/publications/western-balkans



17

• Szcenáriók Tisztított városi szennyvizek öntözési felhasználása A "Blueprint to Safeguard Europe's Water Resources„ projektben alkalmazott szcenáriók: • a felszíni alatti vizekből történő öntözési vízigény 50%-os csökkentése; • helyett tisztított kommunális szennyvizek felhasználása öntözésre. Információk a Duna vízgyűjtőre Nincs elérhető statisztika tisztított városi szennyvizek öntözére való felhasználásáról a Duna medencében. GWP CEE szakértői becslés: 5-7 %-a a tisztított városi szennyvizeknel kerül öntözési vagy talajvíz visszapótlási célra. 2014 februárjában egy state-of-art áttekintő útmutató kézikönyvet adott ki a Global Water Partnership Közép- és Kelet-Európai Régiója „Natural Technologies of Wastewater Treatment” címmel. Fő fejezetei: i) Suitability of Wastewater for Irrigation ii) Hygiene Directive on Wastewater Irrigation iii) Irrigation Regime during Wastewater Irrigation iv) Wastewater Irrigation Arrangement v) Design of Irrigation (Irrigation Detail) vi) Gravity Irrigation Methods for Treated Wastewater Magyar Hidrológiai Társaság XXXII. Vándorgyűlése -


18

• Szcenáriók Kicsi és nagy vízerőművek számának növekedése A "Blueprint to Safeguard Europe's Water Resources„ projektben alkalmazott szcenáriók: • Nem vették figyelembe az európai léptékű modellezési vizsgálatokban a vízerőművek számának növekedését. Információk a Duna vízgyűjtőre Átfogó felmérés és értékelés az ICDPR-tól 2013-ban: • ICPDR (2013): Sustainable Hydropower Development in the Danube Basin. Guiding Principles. (http://www.icpdr.org/main/sites/default/files/nodes/documents/icpdr_hydropower_fi nal.pdf) • ICPDR (2013): Assessment Report on Hydropower Generation in the Danube Basin. (http://www.icpdr.org/main/activities-projects/hydropower)



19

• Szcenáriók



20

• Szcenáriók Különböző vízerőmű kategóriák az elektromos áram termelési kapacitások alapján (ICDPR, 2013)



21

• Szcenáriók Kicsi és nagy vízerőművek számának növekedése A "Blueprint to Safeguard Europe's Water Resources„ projektben alkalmazott szcenáriók: • Nem vették figyelembe az európai léptékű modellezési vizsgálatokban a vízerőművek számának növekedését.

Vízenergia hozzájárulása a 2020-ig tervezett megújuló energiatermeléshez A hozzájárulás fő forrása

Kismértékű hozzájárulás

Elhanyagolható mértékű hozzájárulás

Új vízerőművek építése

AT, BA, HR, RO, RS, SK, SI (HPP > 10 MW), UA

CZ, DE, SI (HPP < 10 MW)

Vízerőművek feljavítása

CZ, DE, HU

AT, BA, HR, RO, RS, SI

Vízerőművek modernizálása és fenntartása

CZ, DE, HU, RO

AT, BA, HR, RS, SI BA, SI

SI, UA

Source: ICPDR (2013) Magyar Hidrológiai Társaság XXXII. Vándorgyűlése -


22

• Szcenáriók Kicsi és nagy vízerőművek számának növekedése A "Blueprint to Safeguard Europe's Water Resources„ projektben alkalmazott szcenáriók: • Nem vették figyelembe az európai léptékű modellezési vizsgálatokban a vízerőművek számának növekedését. Információk a Duna vízgyűjtőre Bosnia-Herzegovinának has ambitious plans for several hydro power plants, e.g. on the Neretva (Non-Danubian river) and Drina and a cascade on the Bosna River (McGarath et al., 2010). Horvátország: The government has developed its new energy strategy, which foresees investments in coal, gas, hydropower and possibly nuclear, in spite of the country’s lack of coal resources. Renewable energy is marginalised and there is no commitment for an overall increase by 2020 (McGarath et al., 2010). • Large hydropower station on the Drava River? Magyarország: Paksi bővítés? Duna -Tisza Csatorna? Tiszai Vízlépcső? Magyar Hidrológiai Társaság XXXII. Vándorgyűlése -


23

• Szcenáriók Kicsi és nagy vízerőművek számának növekedése A "Blueprint to Safeguard Europe's Water Resources„ projektben alkalmazott szcenáriók: • Nem vették figyelembe az európai léptékű modellezési vizsgálatokban a vízerőművek számának növekedését. Információk a Duna vízgyűjtőre Montenegro Tervbe több vízerőmű megépítését, pld. a Moraca folyón (240 MW) és a Komarnica folyón (170 MW), de ezek nem tartoznak a Duna vízgyűjtőjéhez. (McGarath et al., 2010). Szlovénia: A Mura és Soča folyókra tervez vízerőművet, de ezek megvalósítása nem valószínű 2021 előtt.



24

Miért lenne fontos a részvétel? 1. A JRC Danube Water Nexus projekt végrehajtásra kerül 2. A rólunk szóló eredmények ne nélkülünk készüljenek 3. Ráhatásunk legyen a vizsgálatok részleteire 4. Tudásbővítés, tudástranszfer lehetőségének kihasználása



25

Köszönöm figyelmüket!



26

FAMIFE Consulting Kft

Recommend Documents