Széchenyi István Egyetem Építési és Környezetmérnöki Intézet Környezetmérnöki Tanszék
ZSENI ANIKÓ - Dr. BULLA MIKLÓS
VÍZMINŐSÉGVÉDELEM
Győr, 2002.
Széchenyi István Egyetem Építési és Környezetmérnöki Intézet Környezetmérnöki Tanszék
VÍZMINŐSÉGVÉDELEM egyetemi jegyzet
Írta és összeállította:
ZSENI ANIKÓ egyetemi tanársegéd
Szerkesztés és koncepció: Dr. BULLA MIKLÓS egyetemi docens
Lektor: Dr. BUZÁS KÁLMÁN egyetemi adjunktus BMGE Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék
Győr, 2002.
2
TARTALOMJEGYZÉK BEVEZETÉS ......................................................................................................... 5 1. A VÍZ TULAJDONSÁGAI, A VÍZKÉSZLET EREDETE, A VÍZ KÖRFORGÁSA ................................................................................................ 7 1.1. A víz fizikai tulajdonságai .............................................................................. 7 1.2. A víz kémiai tulajdonságai.............................................................................. 9 1.3. A Föld vízkészlete és a vízkészlet származása ............................................. 10 1.4. A víz körforgása és a vízháztartás................................................................. 11 2. LÉGKÖRI VIZEK ........................................................................................... 14 2.1. Csapadék ....................................................................................................... 14 2.2. Párolgás......................................................................................................... 14 3. FELSZÍNI VIZEK ........................................................................................... 16 3.1. Vízfolyások ................................................................................................... 16 3.1.1. Vízfolyások fogalma, a felszíni és felszín alatti lefolyás, a vízfolyások típusai......................................................................................................... 16 3.1.2. Vízhálózat, vízgyűjtő terület, vízválasztó .................................................. 19 3.1.3. A vízfolyások nagysága ............................................................................. 22 3.1.4. A folyóvizek vízállása, vízhozama, vízjárása ............................................ 23 3.1.5. A vízhálózat alakrajzi jellemzői................................................................. 25 3.1.5.1. A vízgyűjtő területek morfometriai jellemzői......................................... 26 3.1.5.2. Folyó- és völgyszakaszok morfometriai paraméterei és alakrajzi sajátosságai ............................................................................................. 27 3.1.6. A lefolyás számítása .................................................................................. 30 3.1.6.1. Vízgyűjtő karakterisztika készítése az egyidejű lefolyási vonalak módszerével ........................................................................................... 30 3.1.6.2. A racionális méretezési módszer............................................................. 33 3.1.7. Vízfolyások fizikája ................................................................................... 34 3.1.7.1. A vízfolyások energiája és hordalékszállítása......................................... 34 3.1.7.2. A vízfolyások hőháztartása, jég a folyókon ............................................ 35 3.2. Állóvizek....................................................................................................... 36 3.2.1. Tavak.......................................................................................................... 36 3.2.2. Vizes élőhelyek.......................................................................................... 40 3.2.3. Óceánok, tengerek...................................................................................... 41 4. FELSZÍN ALATTI VIZEK ............................................................................. 43 4.1. Talajnedvesség .............................................................................................. 43 4.2. Talajvíz ......................................................................................................... 43 4.3. Rétegvíz ........................................................................................................ 46 4.4. A hasadékos kőzetek vizei (résvíz) ............................................................... 49 4.4.1. A nem karsztosodott kőzetek hasadékvize................................................. 50 4.4.2. A karsztvíz ................................................................................................. 50 4.5. Források ........................................................................................................ 53 5. VÍZRENDEZÉS .............................................................................................. 56 5.1. Folyó- és tószabályozás ................................................................................ 56
3
5.2. Árvizek, ármentesítés, árvízvédelem ............................................................ 63 5.3. Belvizek, védekezés a belvizek ellen ............................................................ 73 6. A FELSZÍNI ÉS FELSZÍN ALATTI VIZEK MINŐSÉGE............................ 76 6.1. A vizek minősége.......................................................................................... 76 6.1.1. Kémiai és fizikai vízminősítés ................................................................... 76 6.1.2. Biológiai vízminősítés ............................................................................... 79 6.1.3. Bakteriológiai vízminősítés........................................................................ 80 6.1.4. Vízminőség-ellenőrző hálózatok................................................................ 81 6.2. Magyarország felszíni és felszín alatti vizeinek minősége ........................... 83 6.2.1. A felszíni vizek állapota............................................................................. 83 6.2.2. A felszín alatti vizek állapota..................................................................... 86 6.2.3. Magyarország termálvizei.......................................................................... 89 7. VÍZKÉSZLET-GAZDÁLKODÁS .................................................................. 96 8. KOMMUNÁLIS VÍZHASZNOSÍTÁS ......................................................... 104 8.1. Vízellátás és csatornázás............................................................................. 104 8.2. A vízellátás technológiája ........................................................................... 113 8.3. A csatornázás technológiája........................................................................ 119 9. SZENNYVÍZTISZTÍTÁS ............................................................................. 123 9.1. A városi szennyvizek tisztítása ................................................................... 123 9.2. Az ipari szennyvizek tisztítása.................................................................... 131 9.3. Egyedi szennyvíztisztítási megoldások....................................................... 134 9.4. Szennyvízkibocsátás és szennyvíztisztítás Magyarországon ...................... 136 10. A VÍZVÉDELEM SZERVEI, JOGI SZABÁLYOZÁS .............................. 145 10.1. A vízvédelem szervei ................................................................................ 145 10.2. Vízgazdálkodási Törvény ......................................................................... 146 10.3. A vizek védelmét szolgáló jogi szabályozások......................................... 148 10.3.1. Díjak és bírságok.................................................................................... 148 10.3.2. Vízjogi engedélyek ................................................................................ 150 10.3.3. Vízbázisvédelem .................................................................................... 151 10.3.4. A felszíni vizek védelme........................................................................ 152 10.3.5. A felszín alatti vizek védelme ................................................................ 154 10.4. Az Európai Unióhoz való csatlakozással járó feladatok ........................... 155 10.5. Nemzetközi egyezmények ........................................................................ 158 MELLÉKLET: JOGSZABÁLYOK JEGYZÉKE.............................................. 160 IRODALOMJEGYZÉK .................................................................................... 166
4
BEVEZETÉS Jegyzetünk kéziratának lezárása idején már világszerte folyik a fenntartható fejlődés lehetőségeiről tartott világ csúcstalálkozó - hivatalos nevén: World Summit on Sustainable Development (WSSD) - eredményeinek, üzenetének kiértékelése. Melyek lesznek a következő évtized(ek) fő feladatai a környezetvédelem, vagy inkább a környezetgazdálkodás területén? Az első helyen áll a tiszta víz biztosítása! Magyarországon ez tűnik túlságosan nehéz feladatnak. Ha azonban áttekintjük a környezetvédelem - hazai - kulcsproblémáit, amint azt meg kellett tennünk az EU szakértőivel a csatlakozást előkészítő munka során, akkor az eredmény listázása a következő: levegőtisztaság-védelem, vízminőségvédelem, és ezzel is összefüggésben a hulladékgazdálkodás. Első helyen közvetlen egészségkárosító hatása miatt áll a levegőtisztaság-védelem, pontosabban a jó levegőminőség biztosítása a nagyobb városokban, településeken is. Csak kicsit bővebben szólva itt a másodiknak említett - jegyzetünk és tanulmányaik tárgyát illetően a legfontosabb - környezeti kulcsproblémáról; ez a víziközmű ellátottság helyzete: a vízellátás, valamint a szennyvíz- és csapadékvízgyűjtő, -elvezető, -tisztító hálózatok/rendszerek állapota, vagy nemléte, amely alapvetően befolyásolja tárgyunk témáját: a vízgazdálkodás egészét és benne a vízminőségvédelmet. A Vízminőségvédelem c. jegyzet a környezetmérnök hallgatók Vízminőségvédelem című tárgyának elsajátításában kíván segítséget nyújtani. A Vízminőségvédelem előadásaiban és jegyzetanyagában támaszkodunk természetesen a hallgatók előtanulmányaira: elsősorban a Fizika, Kémia és különösen a Speciális kémia, Geológia, Talajvédelem, Ökológia tárgy keretében tanultakra, ill. laboratóriumban bemutatott fizikai-kémiai eljárások és az ezekből összeállítható technológiák ismeretére. A vízminőségvédelem és tágabban: vízminőség szabályozás azonban jóval több, mint víztechnológiák alkalmazása. A vízminőség alakulásának, és - ha szabályozásról beszélünk - alakításának a vízgyűjtőn történő gazdasági-társadalmi folyamatok megismerésén, az ok-okozati összefüggések feltárásán kell alapulnia, hogy azután a környezeti erőforrás-használatok komplex módon szabályozhatók legyenek. Ez az alapja és célkitűzése az EU „Water Frame Work” direktívájának (is), amely a „jó víz” állapot elérését az egész vízgyűjtő valamennyi, a vízhasználatok
5
szempontjából számottevő tevékenység, intézményi működések összehangolásával kívánja elérni. Ez a (szabályozási) gondolkodásmód nem új a hazai vízgazdálkodás, vízminőségvédelem számára, amely kezdettől vízgyűjtő alapon szerveződött. A diffúz, nem pontszerű, tehát nem ismert helyről származó szennyezések megakadályozására, csökkentésére más szabályozás nem is lehet eredményes. A víz - valamire való alkalmassága és/vagy valamely víztest, valamely technológiával elérhető jó állapota szerinti - minősítése nem pusztán kémiai, biológiai paramétereknek való megfelelési vizsgálatát jelenti. A kedvező ökológiai állapot összetettebb: a víztest (folyó, tó stb.) környezetével együtt alakuló, változó viszonyától függ. Növekvő jelentőségű ezen felismerések alkalmazása a gyakorlatban, a vizes élőhelyek megvédése és rehabilitációja során. A víz (szennyvíz) technológiákat illetően az alapvetőeket tárgyaljuk, feltételezve tehát a fizikában, biológiában, kémiában, ökológiában, földrajzban, természetvédelemben (meg)tanult ismereteket. Amely ismeretek alkalmazását kívánja bővíteni a Vízminőségvédelem c. tárgy és a hozzá készített jegyzet. Dr. Bulla Miklós Győr, 2002. október
6
1. A VÍZ TULAJDONSÁGAI, A VÍZKÉSZLET EREDETE, A VÍZ KÖRFORGÁSA 1.1. A víz fizikai tulajdonságai A víz számos olyan különleges fizikai tulajdonsággal bír, amely közvetlenül felelős a környezetünk és a benne kifejlődött élet evolúciójáért. E tulajdonságok egy része leolvasható a víz fázisdiagramjáról (1.1. ábra), amely a nyomás és a hőmérséklet függvényében mutatja be a víz halmazállapot-változásait.
1.1. ábra: A víz állapot- (fázis) diagramja
K = kritikus pont (21,42 MPa, 374,2 °C), H = hármas pont (0,61 kPa, 0,01 °C)
A víz csak meghatározott hőmérsékleti és nyomástartományban létezhet folyékony állapotban. A folyékony fázis alsó határát a hármaspont mutatja (±0,01 °C és 0,61 kPa). E pontban az olvadás- és forráspont egybeesik, így ennél alacsonyabb hőmérséklet és nyomás esetén a jég közvetlenül gőzzé válik. A földrajzi burokban azonban a nyomás ennél magasabb, így a cseppfolyós víz a megfelelő hőmérsékleti intervallumban mindenütt megjelenhet. A fázisdiagramról leolvasható, hogy az olvadáspont széles nyomástartományban 0 °C körüli, csak néhány 10 MPa felett kezd el gyors ütemben csökkeni. A sarkvidéki jégtakarók és a vastag gleccserek alján már előfordulhatnak olyan magas nyomások, hogy az olvadáspont lecsökken. Az antarktiszi és grönlandi jégsapka helyenként 3000 - 4000 métert meghaladó vastagsága néhányszor 10 MPa nyomást okoz a jégtakaró alján, így ott a jég az alacsony hőmérséklet ellenére is az olvadáshoz közeli állapotban lehet, ami hatással van a végbemenő folyamatokra, pl. a jégmozgás mechanizmusára. A víz forráspontja a nyomás növekedésével folyamatosan nő, egészen a kritikus pontig. E pont felett a víz már nem lehet folyékony állapotban, ennek azonban csak a földi nagyszerkezeti folyamatokat létrehozó geofizikai folyamatokban van jelentősége,
7
mivel ennél magasabb nyomás és hőmérséklet egyidejűleg nem fordul elő a földrajzi burokban. A nyomás növekedésével ill. csökkenésével növekedő ill. csökkenő forráspont viszont számos természeti jelenséget befolyásol, és a gazdasági életben is számolni kell vele. A gejzírek működése a nyomásnövekedéssel megemelkedő forrásponton alapszik, míg a magassággal csökkenő légnyomás a víz forráspontjának csökkenését okozza. 5500 m-rel a tengerszint felett (az emberi települések felső határa) a légnyomás fele a tengerszintihez képest, a víz forráspontja pedig 82 °C. A víz egy másik fontos tulajdonsága az, hogy sűrűsége a hőmérséklet emelkedésével nem növekszik folyamatosan, ahogy ez az anyagok nagy részénél tapasztalható. A maximális sűrűségét (1,00 g/cm3) 4 °C-nál éri el (1.2. ábra). A további hőmérsékletcsökkenés már a sűrűség csökkenését okozza, viszont 4 °C-nál magasabb hőmérsékleten szintén csökken a sűrűség a hőmérséklet emelkedésével. Ennek óriási jelentősége van a vizek élővilágát tekintve, mivel a víz hőmérsékletének csökkenésével a hidegebb víz csak addig száll le a fenékre, amíg ott a hőmérséklet lecsökken 4 °C-ra. Az ennél hidegebb vizek már fordítva rétegződnek, azaz a hidegebb vizek helyezkednek el felül. Így a víz befagyása a felszínen kezdődik, és a keletkezett jég a víz felszínén marad, mivel az ő sűrűsége kisebb. A víz sűrűségcsökkenése magasabb hőmérsékleten gyorsabb: pl. a 24-ről 25 °C-ra melegedő víz sűrűségcsökkenése 30-szor nagyobb, mintha 4-ről 5 °C-ra melegedne. Emiatt a felmelegedő vizekben a magasabb hőmérsékletű tömegek nagyon stabilan helyezkednek el a felszíni rétegekben.
1.2. ábra: A víz sűrűségváltozása a hőmérséklet függvényében A víz viszkozitása szintén hőmérsékletfüggő: a hőmérséklet növekedésével csökken a viszkozitás. 0 °C-on kétszer nagyobb, mint 25 °C-on. Az eltérés elég jelentős ahhoz, hogy a sarki tengerek viszkózusabb vizében nehezebben
8
mozogjanak az élőlények, mint a trópusok meleg vizében. (Az eltérő sűrűség miatt a lebegés tekintetében viszont fordított a helyzet.) További jelentős tulajdonsága a víznek a földrajzi burok legelterjedtebb anyagai közt legnagyobb fajhője: 4183 J/kg°C. Azaz lassabban melegszik és hűl le, mint a környezete. Ezáltal a vízi élővilág a hirtelen hőmérsékletváltozásoktól védve van. A víz párolgáshője szintén nagyon magas (a 20 °C-os vízé 2453,6 kJ/kg). A Nap melegítette víztömegekben és az elpárolgott vízben óriási mennyiségű napenergia raktározódik. A kémiailag tiszta víz nagy vastagságban is átlátszó. Mivel legkevésbé a kék sugarakat nyeli el, így nagy tömegben kékes árnyalatú.
1.2. A víz kémiai tulajdonságai A természetben a kémiailag tiszta víz ritka, leginkább egyes csapadékvizek közelítik meg ezt az állapotot. Mivel a víz jó oldószer, kisebb-nagyobb mértékben oldja a litoszféra kőzetanyagát és a légkör gázösszetevőit. Az egyes vízféleségek összetétele különböző, mivel a víz körforgása során a különböző környezetben különböző anyagokat old fel, ad le és visz magával. Az oldó hatást fokozza, ha híg savvá (pl. CO2, NOX, SO2 felvételével), esetleg híg lúggá alakul. A természetes vizek pH-ja 4,5-8,5 közötti. A víz tehát különböző töménységű oldatok formájában van jelen a környezetben. Az oldott sókon és szerves anyagokon kívül oldott gázok és lebegő szennyeződések találhatók benne. A víz a légkörből, de még inkább a talajlevegőből jelentős mennyiségű CO2-ot tud felvenni, ami által híg szénsavvá válik. A szénsav oldó hatásának különösen a karbonátos kőzetek esetében van nagy jelentősége. A vízben oldott Ca(HCO3)2 és Mg(HCO3)2 okozza a vizek változó keménységét, amelynek pl. a cseppkőképződésben, vízkőképződésben van szerepe, hiszen a hidrogénkarbonátok megfelelő nyomás és hőmérsékleti viszonyok hatására CaCO3 és MgCO3 sóként kiválnak a vízből. Ca2+ + 2 HCO3- → CaCO3 + H2O + CO2 Az egyéb oldott Ca és Mg-sók okozzák a vizek állandó keménységét (az elnevezés arra utal, hogy ez a típusú keménység forralással nem szüntethető meg). A vízben jelenlévő összes Ca és Mg-só (azaz a változó és az állandó keménység együttesen) a vizek összes keménységét jelenti. A vizek keménységének kifejezésére a keménységi fokot használjuk. Nálunk a német keménységi fok az elterjedt (nk°), de ismeretes az angol, francia, orosz stb. is. 1 nk° annak a víznek a keménysége, amely literenként 10 mg CaO-dal egyenértékű Ca és Mg-sót tartalmaz.
9
A vizes oldatoknak a kémiailag tiszta vízhez képest megváltoznak a fizikai tulajdonságai. A Raoult-törvény azt mondja ki, hogy híg oldatok esetén az oldat moláris koncentrációjának emelkedésével nő a forráspont és csökken a fagyáspont. Környezetünkben elsősorban a fagyáspontcsökkenésnek van szerepe. A világóceán átlagát jelentő 35 ‰-es sókoncentrációnál -1,91 °C az olvadáspont. A sóoldatok sűrűsége nagyobb a tiszta vízénél, és a koncentráció növekedésével a sűrűség is nő. 1 m3 20 °C-os tengervíz tömege 27 kg-mal nagyobb, mint az ugyanilyen hőmérsékletű desztillált vízé. A fentiekből következik, hogy a sós vizek + 4 °C-nál alacsonyabb hőmérsékleten érik el maximális sűrűségüket.
1.3. A Föld vízkészlete és a vízkészlet származása A földi vízkészletet még nem ismerjük kielégítő pontossággal. A felszínen tárolódó vízkészlet ugyan elég jól ismert, ám a litoszférában tárolódó vízkincsről csak durva becslések állnak rendelkezésre. Az 1.1. táblázatban közölt adatok a ma általában elfogadott 254 millió km3-nek feltételezik a litoszféra kötött vizének mennyiségét. A földi vízkészlet túlnyomó többsége az óceánokban található, mellette csak a litoszféra kötött, a körforgásból kieső vize jelent nagyobb mennyiséget. Ez utóbbit egyes becslések a táblázatban közöltnél 3-szor nagyobb mennyiségnek tartják. Ha a litoszféra kötött vizével nem számolunk, akkor a világóceán 97,4 %-kal részesedik a földi vízkészletből, a sarkvidéki és magashegységi jég pedig 2 %-kal. Az 1.2. táblázat a kontinensek különböző formában jelen lévő vízmennyiségeinek arányairól tájékoztat. 1.1. táblázat: A Föld vízkészlete (Nace, R. L. (1967), Baumgartner, A., Reichnel, E. (1975) és mások alapján) Tároló litoszféra (kötött víz) litoszféra (szabad víz a felszín alatt 4000 m-ig) világóceán sarkvidéki és magashegységi jég édesvizű tavak sós tavak légkör vízfolyások élőlények összesen (a Föld vize)
10
mennyiség % 1000 km3-ben 253 900 15,5 8 060 0,5 1 348 000 82,3 27 820 1,69 125 0,01 100 0,01 12,3 0,0008 1,25 0,00006 1,13 0,00006 ~1 638 020 ~ 100
1.2. táblázat: A kontinensek vízkészlete Tároló litoszféra (szabad víz a felszín alatt 4000 m-ig) sarkvidéki és magashegységi jég édesvizű tavak sós tavak vízfolyások élőlények légkör Összesen (kontinensek vize)
mennyiség 1000 km3-ben 8 060 27 820 125 100 1,25 1,13 12,3 36 120
% 22,3 77,0 0,35 0,28 0,003 0,003 0,03 100
A mai ismereteink szerint a Föld vízkészlete endogén eredetű, azaz bolygónk belső anyagainak gázleadása, az ún. kigázosodás révén keletkezett, ugyanúgy, mint a Naprendszer egyéb égitesteinek őslégköre. A gázburkot főként a vulkanizmus termelte. A recens vulkanizmus illó anyagainak 80 %-a víz, 10 %-a szén-dioxid volt. A Föld tömegvonzása, bolygónk kedvező naptávolsága, valamint a Föld felszínének kedvező hőmérsékletszintje játszotta a fő szerepet abban, hogy a víz az őslégkörből kicsapódhatott. Az ózonpajzs kialakulása pedig meggátolta a vízmolekulák fotodisszociáció útján való elbomlását. A Föld fejlődése során a vulkanizmus veszített erejéből: jelenleg 0,1-0,3 km3-re teszik az ilyen módon a víz körforgásába évente bekerülő vízmennyiséget. Ezt a mélységi eredetű - a Föld felszínén azelőtt még sohasem járt - vizet nevezzük juvenilis víznek. A körforgásba már korábban bekerülő vizek a vadózus vizek, amelyek korábban egyszer mind juvenilis vizek voltak.
1.4. A víz körforgása és a vízháztartás A földrajzi burokban a víz háromféle halmazállapotban fordul elő: szilárd jég, folyékony víz és gáz halmazállapotú vízgőz. A víz halmazállapot-változási képességén és az eltérő halmazállapotokban lévő víz eltérő mozgássajátságain alapszik a víz állandó körforgása. A körforgását lehetővé tevő halmazállapotváltozásokhoz döntően a napsugárzás szolgáltatja az energiát. Elsősorban a folyékony-gáznemű halmazállapot-változás a fontos, mivel a jég formájában tárolódó víz hosszabb-rövidebb időre kiesik a forgalomból. A körforgás részeit az 1.3. ábra mutatja. A Föld egészének a vízháztartása kiegyenlített, azaz az összes csapadékmennyiség és az összes elpárolgás mennyisége globálisan egyenlő. Ez azt is kifejezi, hogy a Föld vízkészletét hosszabb időszakon át állandónak tekintjük. Az egyensúly azonban csak globálisan érvényes. Ahol az éves párolgás mértéke meghaladja az éves csapadék mennyiségét, ott negatív vízháztartású - vízhiányos - a terület (pl. sivatagok, félsivatagok, de hazánk alföldi részein is előfordul). A pozitív
11
vízháztartású területeken az éves csapadék meghaladja az éves párolgást. A párolgás (P) és a csapadék (C) mennyisége az óceánok és szárazföldek esetében eltérő, a kettő különbségét a lefolyás (L) egyenlíti ki. (Az óceánok esetében helyesebb lenne hozzáfolyásról beszélni a lefolyás helyett, de a szóhasználatban az utóbbi terjedt el.) Természetesen a lefolyás nem jellemzi a szárazföldek egészét. A szárazföldek egyötöde (mintegy 30 millió km2) belső lefolyású terület, azaz a csapadékból származó víz úgy párolog el, hogy közben nem alakul ki az óceánokat elérő lefolyás.
1.3. ábra: A vízkörforgás sémája Po = óceáni párolgás, Co = óceáni csapadék, Ck = szárazföldi csapadék, Pk = a szárazföldek teljes párolgása (Pk = Pv + Pe + Pt), Pv = szabad vízfelszín (tavak, folyók) párolgása, Pe = talajpárolgás (evaporáció), Pt = a növényzet párolgása (transpiráció), L1 = felszíni lefolyás, L2 = felszín alatti lefolyás
Az óceánokra (o), a szárazföldekre (k) egyenletek írhatók fel: bevétel óceán: Co+L szárazföld: Ck ezért Po - Co P o + Pk így a Föld egészére:
P
és a Föld egészére az alábbi vízháztartási = =
kiadás Po, azaz L = Po - Co Pk + L, azaz L = Ck - Pk
(1.4. 1.) (1.4. 2.)
= =
Ck - Pk és Ck + Co
(1.4. 3.) (1.4. 4.)
=
C
(1.4. 5.)
A légkör szempontjából a következőképpen alakul a körforgás: légkör:
12
bevétel Po + Pk = P =
kiadás Co + Ck C,
(1.4. 6.)
ami azt fejezi ki, hogy a légkörben a körforgásban részt vevő teljes vízmennyiség megfordul. A körforgásban mozgó vízmennyiségek a számítások és mérések ellenére is némi bizonytalansággal adhatók meg, azonban a különböző szerzők által közölt adatok nem térnek el jelentősen egymástól. Többnyire 500 000 km3/év nagyságrendben határozzák meg az éves körforgás teljes vízmennyiségét. Baumgartner-Reichel (1975) a következő adatokat adja meg: az óceánok párolgása (Po): 425 000 km3 az óceánok csapadéka (Co): 385 000 km3 a szárazföldek párolgása (Pk): 71 000 km3 a szárazföldek csapadéka (Ck): 111 000 km3 lefolyás (L): 40 000 km3. Minthogy az évi körforgás teljes víztömege megfordul az atmoszférában, valamint figyelembe véve, hogy a légkörben egyidejűleg 12 300 km3 víz is jelen van, kiszámolható, hogy az atmoszféra vize évente 40-szer (mintegy 9 naponta) megújul. A megújulási idő a többi víztároló esetében hosszabb. Az óceánok vize kb. 3000 év alatt cserélődik ki, míg a szárazföldi jégben tartalékolódó, a körforgásból ideiglenesen kieső víz 12 ezer év alatt újul meg. A folyók vizének megújulási ideje hetekben mérhető, a tavak, víztárolók esetében 10 év. A felszín alatti vizek megújulási idejét egy számadat nem tükrözi valósághűen: két héttől 10 ezer év is lehet.
13
2. LÉGKÖRI VIZEK A hidrológiai rendszer a csapadékon és párolgáson keresztül kapcsolódik a légköri rendszerhez. A csapadék tulajdonképpen nem áll közvetlen kapcsolatban a hidrológiai rendszer állapotával. A párolgás ezzel szemben erősen függ a hidrológiai rendszer állapotától, a rendszerben rendelkezésre álló elpárolgásra képes nedvességkészlettől. (Emellett természetesen függ a légkör állapotától is: annak hőállapotától és páratartalmától.)
2.1. Csapadék A csapadéknak a vízháztartás szempontjából legfontosabb tulajdonságai a csapadék időtartama, mennyisége, intenzitása és a csapadék területi kiterjedése. A csapadék átlagos intenzitását a csapadék mennyiségének és időtartamának hányadosa adja meg. A csapadék intenzitása az időtartamán belül változó. A csapadék hó formájában is a Földre juthat. Ilyenkor a hótakaróban raktározódik, és csupán a hóolvadáskor vált ki beszivárgást és/vagy lefolyást. A hó sűrűsége időben változó. A frissen hullott hó 0,1-0,15 g/cm3 sűrűségű, a tömörödések és átfagyások miatt az idő előrehaladtával ez elérheti a 0,6-0,7 g/cm3-t is. A hóolvadás intenzitása elsősorban a hőmérséklettől (a 0 °C feletti hőösszegtől) függ, a hó vízleadása ezen kívül a hó sűrűségétől is. A hótakaró olvadásakor a hólé előbb kitölti a hóban jelenlévő pórusokat, és csak azok telítődése után indul meg a beszivárgás és/vagy lefolyás. Az alacsonyabb sűrűségű hó lassabban, a magasabb sűrűségű gyorsabban telítődik, ezért az utóbbi esetében a hótakaró vízleadása is előbb megindul. A csapadékvíz a levegőből gázokat old ki. Mivel a gázok oldékonysága különböző, ezért a csapadékvíz összetétele nem tükrözi a légkör összetételét. A legjobban a szén-dioxid, a legkevésbé a nitrogén oldódik. A csapadékvíz port, radioaktív anyagokat, mikroorganizmusokat, füstgázokat, kormot, pernyét is magával visz a levegőből. A csapadékvizek kis mennyiségben tartalmaznak keménységet okozó ionokat. Jellemzője még az agresszivitása is, amelyet az elnyelt szén-dioxid, kéndioxid és nitrogén-oxidok okoznak. Bakteriológiai szempontból nem kifogástalan, ezért ivásra csak csírátlanítás után alkalmas. Vízszegény területeken mosásra és főzésre használják a háztartásokban. Mennyisége változó és bizonytalan.
2.2. Párolgás A légtér - a párafelvevő alrendszer - által maximálisan felvehető páramennyiség a potenciális párolgás. Ennek mértéke a légkör állapotától függ: hőmérséklettől, telítettségi hiánytól, szélsebességtől. A tényleges párolgás a páraleadó alrendszerben rendelkezésre álló vízmennyiségtől és az e vízmennyiséget a páraleadó rendszerhez kötő erők nagyságától függ. Ha a páraleadó alrendszer
14
vízkészlete a légtér által felvehető páramennyiséget tekintve korlátlan, akkor a tényleges párolgás megegyezik a potenciális párolgással. Nagy mélységű vízfelületek, tavak, tározók, telített talajok esetében ilyen állapot áll fenn. Ha azonban a páraleadó alrendszernek - elsősorban a talajoknak - az alrendszerhez kisebb erővel kötődő, könnyen felvehető víztartalma alacsonyabb a légtér által felvehető páramennyiségnél, akkor a tényleges párolgás kisebb, mint a potenciális. A páraleadó alrendszer szerint megkülönböztetjük a szabad vízfelület párolgását, a talajok párolgását (evaporáció), a növényzettel borított felületek párolgását (evapotranspiráció). A növényzet képes arra, hogy a rá hullott csapadék egy részét visszatartsa (intercepció). A növényi testfelületen visszamaradt vízmennyiség egy része elpárolog, más része idővel a talaj felszínére kerül. A potenciális intercepció az a vízmennyiség, amelyet a levélfelület szélmentes viszonyok között maximálisan képes visszatartani, értéke a levélfelület indextől függ. Erdők esetében az intercepció elérheti az évi csapadék 25-30 %-át is. Az elméletileg lehetséges potenciális párolgás és a csapadék évi átlagos értékének a hányadosa jelenti a szűkebb értelemben vett ariditási indexet (H). Tágabb értelemben az ariditási index olyan mutatót jelent, amely egy adott hidrológiai rendszer csapadék útján történő vízbevételének és párolgás útján történő vízkiadásának a viszonyát fejezi ki.
15
3. FELSZÍNI VIZEK 3.1. Vízfolyások 3.1.1. Vízfolyások fogalma, a felszíni és felszín alatti lefolyás, a vízfolyások típusai A vízfolyás összefoglaló név, amely alatt a meghatározott pályán, azaz mederben mozgó vizek minden lehetséges formáját értjük, a keskeny patakoktól a hatalmas folyamokig. A vízfolyások közös tulajdonságai: • a víz a magasabban fekvő pontok felől az alacsonyabb szintek felé halad • a víz mederben folyik • a vízszállítás kisebb-nagyobb mértékben ingadozik. A folyóvizek kevés oldott sót (átlagosan 200-500 mg/l-t), viszont sok lebegő ásványi, növényi és ipari eredetű – anyagot, valamint szerves anyagot és oxigént tartalmaznak. Baktériumtartalmuk képes a folyókba kerülő szerves szennyeződések oxidálására, ami lehetővé teszi a vizek öntisztulását. A folyók vize rendszerint lúgos kémhatású (pH = 6,5-8,5), ami a belekerülő savak semlegesítésére is alkalmas. A folyók vizét megfelelő szűréssel ipari célra általában közvetlenül fel lehet használni. Parti szűréses eljárással ivóvizet nyerhetünk belőlük. A vízfolyások gazdasági jelentősége röviden összefoglalva a következő: • vízszolgáltatás a lakosság, ipar, mezőgazdaság számára, • természetes és olcsó közlekedési útvonal, • megújuló és tiszta energiaforrás, • élelmiszer-termelő közeg (folyami halászat), • rekreációt biztosító környezet. A vízfolyások vize csapadékokból és forrásokból táplálkozik. A csapadékvíz a felszíni és felszín alatti lefolyás által jut el a vízfolyásokba. A felszínre jutó csapadékvíz egy része beszivárog a talajba. A beszivárgás addig tart, ameddig a talaj felső rétege telítődik és/vagy a csapadékintenzitás kisebb a talaj víznyelésintenzitásánál. Ezt követően a talajba beszivárogni már nem képes víz a terep kisebb-nagyobb mélyedéseiben tározódik, ahonnan egy része visszapárolog a légkörbe. A felszínre kerülő víz mennyiségének további növekedésével a víz lepelszerű, a terep esését követő mozgása indul meg. A lejtőkön vízfilm vagy lepel alakjában lefutó, esetenként alkalmi barázdákat is kitöltő, a felszínen areálisan mozgó csapadékvizet nem tekintjük vízfolyásnak. Azt a folyamatot, ameddig egy adott térségben lehulló csapadék egy része a terep felszínén és felszíne alatt mozogva eljut a vízfolyás medrének meghatározott szelvényéhez, és abban koncentrálódva mozog tovább, a lefolyás összegyülekezésének nevezzük. A csapadék lefolyást adó hányadának a vízgyűjtő terület minden pontjától a vízfolyás adott pontjáig való eljutásához szükséges időtartam az összegyülekezési idő.
16
Megkülönböztetjük a felszíni és a felszín alatti összegyülekezést ill. lefolyást. A felszíni lefolyás lehet közvetlen ill. késleltetett. A közvetlen felszíni lefolyás esőből táplálkozik. A közvetlen felszíni lefolyást a vízgyűjtő terület alakja (kerekded alakú vízgyűjtőn a nagyobb távolságok miatt nagyobb a felszínen szivárgó erecskék vesztesége, mint a hosszan elnyúlt forma esetén), a lejtőviszonyok, a felszín anyaga (vízáteresztő, vízbefogadó képesség), a növényzet jellege és a meteorológiai helyzet határozza meg leginkább. A viszonylag intenzíven végbemenő közvetlen felszíni lefolyás kisebb-nagyobb árhullámokat vált ki a vízfolyásban. A közvetlen felszíni összegyülekezés és az abból eredő árhullám levonulása rövid idő múlva befejeződik a csapadék megszűnését követően. A késleltetett felszíni lefolyásra a csapadék hó és jég formájában történő tárolódása nyújt lehetőséget. A felszín alatti lefolyás a beszivárgás következménye. A beszivárgott csapadék talajvizet elérő hányada azzal együtt továbbmozogva táplálja a vízfolyásokat. A csapadék felszín alá szivárgó hányada egyrészt jelentős késedelemmel, másrészt a felszíninél kiegyenlítettebben jut el a mederig. A felszín alatti összegyülekezési hányad biztosítja a mederbeli lefolyást az árhullámok közti kisvízi időszakokban, ezért különösen a kontinentális területek száraz időszakaiban játszanak hatalmas szerepet a kisvízszintek túlzott mértékű lecsökkenésének megakadályozásával. Az újabb kutatások megkülönböztetik az ún. köztes lefolyást is: ezt a beszivárgó csapadék azon része alkotja, amely nem éri el a talajvizet, hanem közvetlenül a felszín alatt szivárogva áramlik a vízfolyások irányába. Mivel csak kicsivel lassabban jut el ilyen módon a csapadékvíz a vízfolyáshoz, mint felszíni lefolyás esetén, ezért ezt a típust is a közvetlen lefolyás részének tekintik. A felszínen lefolyó vízmennyiség (közvetlen felszíni lefolyás) és a csapadék hányadosa adja meg a lefolyási tényezőt (α), amit gyakran %-ban fejeznek ki. A lefolyási tényező a Földön két zónában ér el különösen magas értéket: a váltakozóan nedves trópusok szavannáin a beszivárgást jóval meghaladó intenzitású csapadék, míg a fagyott altalajú szubartikus területeken a vízzáró talajjég okozza a magas lefolyási tényezőt. A fajlagos lefolyás az egységnyi területről egységnyi idő alatt lefolyó víz mennyisége, amelynek értéke a közvetlen és késleltetett felszíni lefolyást és a felszín alatti lefolyást is tartalmazza. Matematikailag a közepes vízhozam és a vízgyűjtőterület hányadosaként határozzuk meg. Leggyakrabban liter/sec/km2 a mértékegysége. Számos hegyvidéki vízgyűjtőn az utóbbi évtizedek kedvezőtlen antropogén hatásainak eredményeként megnőtt a lefolyási tényező. Az erdőirtások következtében ugyanis megszűnik a vegetáció korábbi jelentős csapadékfelfogó és lefolyás visszatartó, elhúzódó szivárgást okozó hatása. A nyílt irtásokon, mezőkön
17
a víz gyorsan, akadály nélkül folyik le. A beszivárgás emiatt korlátozott. A megnövekedett erózió megnöveli a lehordott talaj mennyiségét, ezáltal még inkább lecsökken a növényborítottság visszaállításának lehetősége. Egy csereháti vízgyűjtő korabeli és mai térképein végzett számításokkal kimutatták, hogy a lomberdőzet mintegy 10 %-nyi területvesztesége az éves lefolyási koefficienst mintegy 5 %-kal növelte meg. A lefolyási koefficiensek megnövekedése miatt mind gyakoribbá válhatnak a nagy árvizek. De a hiányzó növényzet miatt lecsökkenő felszín alatti és késleltetett lefolyás a vízhozamminimumok tartósabbá válásáért is felelős. Azaz a folyók vízjárása egyre szélsőségesebbé válik a vízgyűjtő területeken végzett erdőirtások következtében. A nem közvetlenül csapadék által létrehozott vízfolyásokat valamilyen forrás táplálja. Gyakran tavak jelentik a forrást (pl. az Angara a Bajkál-tóból, a Szent Lőrinc folyó az Ontario-tóból ered). Olvadó gleccserek végénél is képződnek vízfolyások, pl. a Rhône és a Rajna (ez utóbbi keresztülfolyik a Bodeni-tavon is). A vízfolyások kialakulásának alapvető feltétele, hogy valamely területen a vízbevétel legalább időlegesen haladja meg a párolgásból és elszivárgásból származó veszteséget. A vízszállítás időbeli változásai alapján megkülönböztetjük az állandó és az időszakos vízfolyásokat. Az utóbbi esetben a vízvezetés lehet rendszeres (periodikus vízfolyások) vagy ritka, alkalomszerű (epizodikus vízfolyások). Az egész évben csapadékos, pl. óceáni klímaterületeken állandó vízfolyásokkal találkozunk. Az évszakosan nedves éghajlati tartományokban (pl. trópusi nyári esők öve, monszunvidékek, mediterrán területek) gyakoriak a száraz évszakban rendszeresen kiszáradó folyók. Epizodikus vízfolyások medrei az északafrikai vádik, az ausztráliai creek-ek. Ha a folyók vízszállításának jellege tükrözi az éghajlati sajátosságokat, akkor a tájhoz illeszkedő, azaz autochton vízfolyásokról van szó. Gyakran előfordul azonban, hogy a vízfolyás idegen a környezetében, főleg a nedves területekről száraz vidékekre érkező folyók esetében. Ezek az ún. allochton vízfolyások, amelyek lehetnek átfolyók (pl. Nílus, valamint a Niger és Colorado jelentős szakaszai, amelyek a nedves trópusi területekről mentik át vizük egy részét a sivatagon) vagy elveszők, amelyek lefolyástalan tavakba, mocsarakba torkollanak (pl. Amu-darja és Szir-darja az Aral-tóba, Chari és Logone a Csádtóba). A száraz területre érkező folyók egy része viszont elpárolog vagy elszivárog anélkül, hogy tartós állóvízzé halmozódna. Belső- és Közép-Ázsiában, Ausztrália belső vidékein ez általános jelenség. A vízfolyásokat hosszúságuk, vízgyűjtő területük nagysága és a közepes vízhozam alapján is lehet csoportosítani (ér, patak, folyó, folyam, óriásfolyam), ám a kategóriahatárok elég rugalmasak. Az elpárolgó vagy elszivárgó vízfolyások kivételével a vízfolyások egy másik vízfolyásba, tavakba illetve tengerbe torkollva végződnek (a találkozási hely neve: torkolat). A folyótalálkozásoknál gyakran nehéz megjelölni valamely vízfolyás
18
végét: nem mindig egyszerű annak eldöntése, hogy melyik vízfolyás jogosult a nevének továbbvitelére. Elvileg a torkolatnál a kisebb vízfolyás és véget, de gyakran hasonló méretű vízfolyások találkoznak, amikor is nehéz a döntés. A történelmileg kialakult folyónevek sem tükrözik mindig ezt az alapelvet. Pl. a Duna és az Inn passaui találkozásához az Inn mintegy másfélszer nagyobb víztömeggel érkezik, mégis Duna marad a vízfolyás neve. A Missouri és az Ohio is nagyobb vízfolyásként torkollik a Mississippibe, ám elvesztik nevüket. Az is előfordul, hogy a találkozás után egy harmadik nevet kap a folyó: pl. a Fulda és a Werra összefolyásától Weser a vízfolyás neve. 3.1.2. Vízhálózat, vízgyűjtő terület, vízválasztó Egy adott térség vízhálózatát, más néven folyórendszerét az egymásba hierarchikusan csatlakozó vízfolyások együttese adja. A folyórendszerek vizei egy többé-kevésbé jól körülhatárolható területről, a vízgyűjtő területről gyülekeznek össze. A folyórendszeren belül az egyes vízfolyásokhoz részvízgyűjtők tartoznak. Egy vízfolyáshoz vagy annak kijelölt pontjához (szelvényéhez) tartozó vízgyűjtő az a térrész, ahonnan a csapadék lefolyást adó hányada a felszínen és a felszín alatt a vízfolyásig vagy annak adott pontjáig (szelvényéig) illetve a vízfolyást tápláló vízfolyásokig eljut. Az egyes vízgyűjtő területeket vízválasztók választják el egymástól. A vízválasztók kijelölése domb- és hegyvidéki területeken elvben egyszerű feladat, mivel a terep legmagasabb pontjait összekötő vonal választja el egymástól a különböző irányokba lefutó vizek gyűjtő térségeit. A vízgyűjtők ezért általában szabálytalan alakú és egyenetlen fenekű tálhoz hasonlíthatók. A vízválasztó vonal kijelölése gyakran mégsem ilyen egyszerű. Ahol például a hegységet felváltva építik fel vízáteresztő és vízzáró kőzetrétegek, és a rétegek síkja nem vízszintes, ott nem a domborzati gerincvonal lesz a tényleges vízválasztó, hanem a vízvezető réteg alsó határsíkjának felszíni metszéspontja (3.1. ábra).
3.1. ábra: Felszíni és felszín alatti vízválasztó kialakulásának egyszerű esete V = vízválasztó sáv
19
A topográfiai vízválasztó tehát különbözik a rétegtani vízválasztótól. A karsztos területeken rendszerint még bonyolultabb a felszíni és felszín alatti vízválasztók egymáshoz viszonyított elhelyezkedése: a felszín alatti vízjáratoknak többnyire semmi kapcsolatuk nincs a felszíni domborzattal. A Duna felső szakaszán a SvábAlb júra mészköve a folyó vizének túlnyomó részét elnyeli. A mészkő járatrendszerén keresztülfolyó víz az Aach környéki forrásokban kerül újra a felszínre, ahonnan a Bodeni-tóba, innen pedig a Rajna-vízrendszerébe kerül. A felszíni és felszín alatti vízválasztók jelentős eltérése miatt gyakran vízválasztó sávról beszélünk (3.1. ábra). A hegyi vízválasztókon kívül a völgyekben is előfordulnak vízválasztók. A völgyi vízválasztók kevésbé feltűnőek. Egy hegyláncon átvezető hágó nyergéből mindkét hegyoldalon patakos völgyek indulnak ki, a vízválasztó maga a hágó. Hazánkban ezeket a Dunántúli-dombság zalai és külső-somogyi egyenes lefutású, ún. meridionális völgyeiben a fiatal szerkezeti mozgások alakították ki (3.2. ábra). Ma ezek északi felében a Zala és a Balaton, déli felében a Dráva és a Kapos vízrendszerébe folynak a patakok.
3.2. ábra: Völgyi vízválasztók a külső-somogyi meridionális völgyekben 1 = magas helyzetű hátak, 2 = alacsony löszfelszínek, 3 = völgyek, 4 = völgyi vízválasztók
20
A vízválasztók harmadik típusát a síksági vízválasztók jelentik. Ezek nagyon bizonytalanul határolják el egymástól az egyes vízgyűjtő területeket. Gyakran alacsony fekvésű, terjedelmes mocsárvidékek jelentik a vízválasztót, ahol a vízrendszerek között kapcsolatok is kialakulhatnak, valamint a terület több folyórendszert is táplálhat. Európában jellegzetes példája a Pripjaty-mocsarak vidéke (Ukrajna - Belorusszia). A kétirányú lefolyást bifurkációnak nevezzük. (Klasszikus példája ennek az Orinoco és az Amazonas vízrendszerének összekapcsolódása a Cassiquiare révén. Bifurkáció áll fenn a Nigeren át a Guineaiöbölbe ömlő Benue és a vizét a Csád-tóba juttató Logone között. A természetes fejlődés a Benue-nek kedvez, és ha nem történik társadalmi beavatkozás, akkor a bifurkáció a Logone vizének egyre nagyobb hányadától fosztja meg az egyébként is száraz Csád-medencét.) Kétirányú lefolyás hegységekben is kialakulhat. A Csorba-tóból két patak ered. Az egyik a Vágon és a Dunán át a Fekete-tengerbe jut, a másik a Dunajecbe ömlik, és így a Visztulán keresztül végül a Balti-tengerbe torkollik. A vízválasztók révén nemcsak egyes vízfolyások és -rendszerek vízgyűjtőit lehet lehatárolni, hanem azok befogadói szempontjából is vizsgálhatók a vízgyűjtők és vízválasztók. Kijelölhetők a világóceán egyes részóceánjainak vízgyűjtő területei is. Ezeket a kontinentális vízválasztók határolják. A legnagyobb óceánnak - a Csendes-óceánnak - van a legkisebb vízgyűjtő területe, míg az Atlanti-óceán a kontinensek 1/3-át mondhatja a vízgyűjtő területének (3.1. táblázat). 3.1. táblázat: Az óceánok vízgyűjtő területeinek kontinensenkénti megoszlása (Wilhelm, F. 1987 után) Óceán
Kontinens Európa Ázsia Afrika É-Amerika D-Amerika Ausztrália összesen
Atlanti
Indiai
Csendes
É-i jeges- Lefolyástalan tenger terület
Összesen
mill. km2
%
mill. km2
%
mill. km2
%
mill. km2
%
mill. km2
%
mill. km2
%
6,5
65,0
-
-
-
-
1,6
16,0
1,9
19,0
10,0
7,4
0,5
1,1
18,6 11,2 25,5
12,4
28,2
44,0
32,7
14,9 49,9
11,7 26,6
8,2
6,1
20,4
-
8,9
29,7
29,9
22,2
34,6
-
-
4,5
18,7 10,2 42,5
1,0
4,2
24,0
17,8
16,3 90,0
-
-
1,0
5,6
-
-
0,8
4,4
18,1
13,4
2,9
33,0
1,8
20,5
-
-
4,1
46,5
8,8
6,5
29,1
21,6
134,8
100
8,3 -
-
-
-
-
46,5 34,4 20,7 15,4 15,5 11,5 23,0 17,1
A kontinentális vízválasztók olyan területeket is közrefognak, amelyeknek a vizei nem érik el a világtengert. Ezek a lefolyástalan vidékek a kontinensek belső, medenceszerű, száraz területein találhatóak többnyire, és a szárazföldek 1/5-ét
21
jelentik. Tágabb értelemben lefolyástalannak nevezünk minden olyan területet, ahol van ugyan felszíni lefolyás, de a vízfolyások elszivárognak vagy a világtengerhez nem kapcsolódó tavakba ömlenek. Ilyen a Volga hatalmas vízgyűjtője is (a Kaszpi-tó a végső befogadó). Helyesebb ezekben az esetekben inkább belső lefolyású területekről beszélni. Szorosabb értelemben a lefolyástalanság a vízfolyások hiányát jelenti. Víz hiányában lefolyástalan terület a Szahara és az Arab-félsziget, jóllehet a domborzati viszonyok alapján jelentős részeik nincsenek elzárva a tengertől. 3.1.3. A vízfolyások nagysága Az egyes földrészeken kialakult vízfolyások nagyságát jelentősen befolyásolja a kontinentális vízválasztók futása. A nagyság nem adható meg egyetlen paraméterrel, általában 3 tényező - a hosszúság, a vízgyűjtő terület nagysága és a szállított víz mennyisége alapján osztályoznak. A három tényező együttes figyelembevételének nem lenne sok értelme, mivel mindhárman különböző szempontokat érvényesítenek. A sorrend ezért attól függően változik, hogy melyik tényezőt vesszük figyelembe (3.2. táblázat). 3.2. táblázat: A Föld legnagyobb folyórendszerei (Marcinek, 1975 szerint) Hosszúság (km) 1. Amazonas-Ucayali 2. Nilus-Kagera 3. Mississippi-Missouri 4. Jangce 5. Ob-Irtis 6. Jenyiszej-Szelenga 7. Huang-ho 8.-9. Kongó 8.-9. La Plata 10. Amur
6516 6484 6420 5800 5575 5550 4845 4700 4700 4510
Vízgyűjtő terület (ezer km2) alapján 1. Amazonas 7180 2. Kongó 3822 3. Mississippi 3221 4. Ob 2975 5. Nilus 2881 6. La Plata 2650 7. Jenyiszej 2605 8. Léna 2490 9. Niger 2092 10. Jangce 1970
Vízhozam (m3/s) 1. Amazonas 2. Kongó 3. Jangce 4. Orinoco 5. Brahmaputra 6. Jenyiszej 7. La Plata 8. Mississippi 9. Léna 10. Mekong
180000 42000 35000 28000 20000 19600 19500 17545 16400 15900
Az adatok egy része még ma is pontatlan. A folyók hossza az adott terület térképezettségi állapotától függ (a részletesebb térképeken általában nagyobb hosszúság mérhető). A vízhozamok pedig részben becsült értékek.
22
3.1.4. A folyóvizek vízállása, vízhozama, vízjárása Vízállásnak nevezzük valamely vízfolyás vízszintjének egy adott vízmérce nullpontjától mért magasságát. A vízmérce nullpontja természetesen nem azonos a meder fenekével vagy az addig mért legalacsonyabb vízállással, így előfordulhatnak negatív vízállások is. A vízállások mérésére többnyire 2 cm-es beosztású folyamatos illesztésű vízmércelapokból álló vízmércék szolgálnak. Ezeket a meder vagy mederrézsű erre kiképzett helyein vagy a vízfolyások, állóvizek műtárgyain (hidak, zsilipek, partfalak) helyezik el. A vízállásokat általában naponta egyszer olvassák le. A fontosabb vízfolyásokon azonban a rajzoló műszerek (limnográfok) lehetővé teszik a folyamatos észlelést. A működés alapelve a csapadékíróéhoz hasonló. Egy összekötő cső segítségével a parton megépített akna hidraulikai kapcsolatban van a mederrel. Az aknában egy úszós vízszintjelzőt helyeznek el, amelynek magassági helyzetét az úszóra erősített írótoll egy óraszerkezettel mozgatott papírszalagon rögzíti. A korszerű rajzoló vízmércék számítógépi átvitelre is alkalmas tárolóban rögzítik a mérési jeleket. A vízállások ismerete a hajózás, árvízvédelem, vízerőművek és szivattyútelepek működtetése szempontjából fontos, ezért a főbb vízfolyások vízállásait naponta közli a sajtó ill. a rádió. A vízállás-előrejelzést a lehullott csapadék, a hó olvadásának üteme, valamint a folyó felsőbb szakaszán mért vízhozamok ismeretében végzett számítások alapján közlik. A rendszeres észlelések óta megfigyelt legalacsonyabb (LKV) és legmagasabb (LNV) vízállás közti különbség az abszolút ingás. (Az európai folyókon általában 5-10 m körüli.) Az évi közepes ingás az egész év folyamán észlelt kis- és magasvizek középértékeinek a különbsége. Az év folyamán észlelt vízállások átlaga az évi közepes vízállás (KÖV). Kisvíznek (KV) a valamely időszakon (év, hónap) belül előfordult legkisebb vízállást, nagyvíznek (NV) a valamely időszakon belül előfordult legnagyobb vízállást nevezzük. A pillanatnyi vízhozam az a vízmennyiség, amely a meder egy kiválasztott keresztmetszetén a mérés időszakának egy meghatározott időegysége alatt mérhető. Általában m3/s-ban fejezik ki. A vízfolyások átlagos vízhozama a folyó egy adott szelvényén egy év alatt átfolyt összes víztömegének egy sec-ra jutó átlagmennyisége. A 3.3. táblázat Győr-Moson-Sopron megye nagyobb vízfolyásainak vízhozamáról tájékoztat. Az adott mérési időszak alatt mért legnagyobb vízhozamot LNQ-val, az adott mérési időszak alatt mért legkisebb vízhozamot LKQ-val jelöljük. A vízhozam mérése során mérik az átfolyási keresztszelvényt szelvénykötél és mérőrudak segítségével, valamint az átfolyási keresztszelvény meghatározott előírások szerinti kiválasztott pontjaiban mérik a vízsebességeket. A vízhozam a szelvény közepes sebessége és a szelvény keresztmetszete szorzataként számolható ki. A vízsebesség mérésére a forgóműves vagy forgószárnyas sebességmérő
23
szolgál. Az áramló vízbe helyezve a műszer érzékelő része - a vitorla vagy forgószárny - az áramlás sebességével arányos számú forgást végez. A fordulatszám mérhető. Általában 20 fordulat után a műszerben elhelyezett áramkör záródik, és megszólaltat egy csengőt. A csengések közt eltelt időt mérik. A fordulatszám és az idő hányadosa adja meg az egységnyi időre eső fordulatszámot, ami a vízsebességgel arányos. Az egységnyi időre eső fordulatszám alapján a sebesség kalibráló egyenlet segítségével számítható ki. Az összefüggést laboratóriumban, kalibráló mérések során határozzák meg, és természetesen időnként ellenőrzik. 3.3. táblázat: Győr-Moson-Sopron megye nagyobb vízfolyásainak vízhozama Vízfolyás
Állomás
Időszak
Duna Mosoni-Duna Lajta Rába Marcal Rábca
Medve Mecsér Mosonmagyaróvár Árpás Rábaszentmiklós Lébény
1981-1999 1981-1999 1960-1999 1954-1999 1971-1999 1940-1999
Szelvény- LKQ szám 1806+400 787 48+100 2,96 0+600 0 29+000 0,49 15+200 1,03 21+700 0
KÖQ m3/s 1966 29,5 10,59 36,61 8,14 10,98
LNQ 8600 154 106,1 955 75,6 130
Kis vízhozamú forrásoknál ismert térfogatú edény (V) vízzel való megteléséhez szükséges időből (t) számolják a vízhozamot: Q=V/t (köbözés). Adott vízfolyásszelvényben a vízhozam és a hozzá tartozó vízállás között viszonylag szoros, nemlineáris kapcsolat van, ami nagyobb számú jól megválasztott mérés alapján jól megszerkeszthető. Az összefüggés az ún. vízhozamgörbe (Q-H görbe), melynek segítségével bármely ismert vízálláshoz viszonylagos pontossággal meghatározható a vízhozam mértéke. A kapcsolat pontossága nagymértékben növelhető a vízszintesések figyelembevételével. Elsősorban kisebb vízfolyásokon és mesterséges csatornákon a folyamatos vízhozamészlelés érdekében speciális mérőműtárgyakat alakítanak ki. Bukó alkalmazása esetén a bukó mögött a víz felduzzad, és a megnövekedett vízszint mellett bukik át a műtárgyon. A mérés szempontjából akkor jó az átbukás, ha a duzzasztó alatt kialakult vízszint nem befolyásolja a felette lévő vizet, azaz az átbukás szabadon történik. Ez esetben a bukó előtti vízállás (vízszint) és a vízhozam között egyértelmű kapcsolat van. A fennálló összefüggés kalibráló mérésekkel nagy pontossággal megszerkeszthető. A mérőműtárgyak másik típusa a mérőszűkület. A mérőszűkületben rohanó vízmozgás alakul ki, ami megteremti annak a lehetőségét, hogy a szűkület feletti szakaszon észlelt vízállás és a
24
vízhozam között egyértelmű összefüggés alakuljon ki. Így a vízhozam mérése mind a bukónál, mind a szűkületnél a vízállás észlelésére egyszerűsödik. A vízhozamok (vízállások) tartóssági görbéje a valamely választott időszakon belül a naponkénti vízhozamok (vízállások) nagyság szerinti sorba rendezésével kapható meg. A tartóssági görbéről leolvasható, hogy egy adott vízhozamot (vízállást) meghaladó vízhozam (vízállás) az adott időszakon belül hányszor, milyen arányban fordult elő. A vízállásgörbén egy adott időszakhoz tartozó vízállásokat ábrázolják. A vízjárás számos jellegzetes vonása olvasható le róla: pl. a vízállás-változás adott évi vagy többéves tartománya, a vízállás adott éven belüli alakulásának jellegzetességei, a szélső értékek megjelenési időpontjai. Kijelölhetők rajta a kisvízi és nagyvízi (árvízi) időszakok is. A különböző vízfolyások vízállásgörbéinek összehasonlításával értékelni lehet a különbözőségeket és hasonlóságokat, ami alapul szolgálhat a vízfolyások vízjárás szerinti osztályozására. A vízjárás a folyó vízhozam-ingadozásának átlagos, szabályos és évszakos sorrendje. A vízjárás jellege elsősorban a vízgyűjtő terület éghajlati adottságaitól függ, ezért az egyes éghajlati övezeteknek sajátos vízjárási típusaik vannak. A Magyarország folyóinak vízjárását jellemző hidrológiai adatokat, a vízgyűjtőterületeinek hidrometeorológiai viszonyait jellemző meteorológiai adatokat, valamint a hajózható folyók gázlóviszonyait az Országos Vízjelző Szolgálat gyűjti össze, dolgozza fel és adja közre (naponta). A Szolgálat előrejelzi a víz- és jégjárás várható alakulását a folyókon, és árvíz idején működteti az árvízjelző szolgálatot. Ezeken kívül ő bonyolítja le a napi hidrológiai adatcserét a Duna menti országokkal. A magyar hidrológiai szolgálat megalakulása a Közmunka és Közlekedésügyi Minisztérium Vízrajzi Osztályának 1886. évi létrehozásához köthető. Az árvízjelző szolgálat 1892. március 1-én kezdte meg működését, és rövid időn belül átalakult az állandó működésű Országos Vízjelző Szolgálattá. 3.1.5. A vízhálózat alakrajzi jellemzői A vízhálózatok, folyórendszerek számos alapvető jellemvonását közvetlenül a domborzat határozza meg. (Természetesen a folyamat kétoldalú, hiszen a vízfolyások is alakítják a domborzatot.) A vízhálózat azonban más tényezők hatását is tükrözi: pl. földtani szerkezet, éghajlat, a fejlődéstörténet lényeges mozzanatai. Az alakmérési - morfometriai - eljárások (melyek kidolgozásában elsősorban Hortonnak vannak jelentős érdemei) segítségével a folyórendszerek egzakt, mennyiségi paraméterekkel jellemezhetőek. A paraméterek sokszor alkalmasak néhány egyszerűen megmérhető adat közti kapcsolat kimutatására, a vízhálózattal összefüggő általános törvények megfogalmazására is.
25
3.1.5.1. A vízgyűjtő területek morfometriai jellemzői A vízgyűjtő területek morfometriai vizsgálatakor Horton (1945) a vízfolyások rendűségéből indult ki. Elsőrendűek a vízfolyások forráságai, azaz az eredettől az első összefolyásig terjedő szakaszok. Két elsőrendű folyóág találkozásakor másodrendű vízfolyás keletkezik. Azonos rendű vízfolyások összefutása eggyel növeli a rendűséget, míg különböző rendű folyóágak találkozásakor nem nő a rendűség, a magasabb rendű folyó rendűségét veszi fel a torkolat alatt a folyó (3.3. ábra). A folyórendszer rendűsége a főfolyó végső torkolatánál elért rendűséggel egyezik meg. Meghatározott, pl. másodrendű vízfolyáshoz másodrendű vízválasztók tartoznak. Az alacsonyabb rendű vízválasztók homogénebb felépítésű és tulajdonságú domborzatot határolhatnak el, mint a magasabb rendű vízválasztók. A rendűségi vizsgálatok azt mutatják, hogy egy folyórendszeren belül a magasabb rendszámok felé haladva a folyóágak száma egy fordított mértani sornak megfelelően csökken. Az alacsonyabb rendű folyószakaszok nagyobb száma lényegében azt jelenti, hogy a folyók a vízgyűjtő terület pereme felé haladva egyre jobban szétágaznak.
3.3. ábra: Folyórendűségek Horton szerint A vízhálózat fejlettségére utal a folyóelágazási arány (Horton-féle bifurkációs index): az n-ed rendű folyóágak számának és az n+1-ed rendű folyóágak számának a hányadosa. A vízfolyássűrűség (Fs) az adott vízgyűjtő vízfolyásai összhosszának és a vízgyűjtő területének a hányadosa (km/km2). E paraméterben a vízhálózatot kialakító lényeges tényezők - éghajlat, kőzettani viszonyok - hatása tükröződik. Az éghajlati elemek közül elsősorban a csapadék befolyásolja a vízfolyássűrűséget, de
26
az újabb kutatások szerint a kapcsolat nem túl szoros és nem teljesen egyértelmű. Azonos éghajlati feltételek mellett a felszíni és felszínközeli rétegek litológiai sajátosságai okozzák a vízhálózat sűrűségének különbözőségeit. Vízzáró kőzeteken (agyagos, márgás, kristályos kőzetek) nagyobb a vízfolyássűrűség, mint a vízáteresztő kőzeteken (mészkő, homokkő: Fs < 2). A Párizsi-medence réteglépcsős vidékén a szomszédos tájak vízfolyássűrűsége kőzettani okokból különbözik egymástól. A “Száraz-Champagne” felsőkréta mészkövön található, és a mészkővidékekre jellemző gyér vízhálózat miatt kapta a nevét. A “NedvesChampagne” a mellette lévő agyagos lépcsőn található, sűrű vízhálózattal. A vízfolyássűrűséghez hasonlóan határozható meg egy terület völgyhálózatsűrűsége is. Természetesen a két érték eltérhet, mivel előfordulnak vízfolyás nélküli völgyek is. 3.1.5.2. Folyó- és völgyszakaszok morfometriai paraméterei és alakrajzi sajátosságai A vízfolyás futásvonalának hossza a forrástól a torkolatig mérhető hossz (l). Ez rendszerint nagyobb, mint a folyó völgyének hossza (t), mivel a vízfolyások medre nem mindig követi a völgyeket, pl. kanyarog a völgytalpon. A két érték különbsége a völgy szélesebbé válásával nő, azaz a futásfejlettség ( (l-t)/t ) nő. Mivel a folyó többnyire nem egyenes vonalban fut a forrásától a torkolat felé, ezért a futásvonala hosszabb, mint a forrás és a torkolat közti távolság (d). A két érték különbsége a folyásfejlettséget ( (l-d)/d ) határozza meg. Hasonlóképpen számolhatjuk ki a völgyfejlettséget is ( (t-d)/d ). A torkolatsűrűségi paraméter az egységnyi folyóhosszra eső torkolatszámot jelenti. A folyók vízjárásának alakulása és a vízállás előrejelzésének bonyolultsága nagymértékben függ tőle. A vízfolyások a mederben folynak. A középvízállás idején kitöltött meder a középvízmeder, az áradások alkalmával elfoglalt szélesebb meder az árvízmeder. Ha nagyobb árvízkor a folyó kilép medréből, akkor a víz az árterületet borítja el. A meder oldala az oldalrézsű, legmélyebb része pedig a mederfenék. A folyásirány szerinti jobboldalon van a jobb part, baloldalon a bal part. A meder keresztmetszetének alakja a víz eróziós tevékenységétől és a felépítő kőzetek tulajdonságaitól függ. A kanyarulatokban aszimmetrikus meder alakul ki, mivel a folyó sodorvonala (a leggyorsabban haladó vízrészecskéket összekötő vonal) a homorú oldalra tolódik, így ott a meder mélyebb, a partfal jobban alámosott lesz. A medrek mélysége a szélességükhöz viszonyítva általában nem túl mély. A kisebb folyóké 2-3 m, a nagyobb folyamoké 10 m-t meghaladó lehet. A medermélység változik a folyó kereszt- ill. hossz-szelvénye mentén: kimélyített üstök és zátonyok egyaránt előfordulnak. (A Vaskapuban a Dunának 54 m mély üstjei is vannak.)
27
A medrek alaprajzi sajátosságai is igen eltérőek lehetnek. Az egyenes mederszakaszokon a sodorvonal általában a meder közepén húzódik, míg kanyarokban a meder homorú oldalára tolódik. A meder középvonalának és sodorvonalának a metszéspontja a kanyar inflexiós pontja. Ha a kanyar külső partvonala a két szomszédos inflexiós pontra mint átmérőre rajzolt körön belül marad, egyszerű mederkanyarról van szó, míg ha a körön kívülre nyúlik, meander a neve (3.4. ábra). A több egymást követő kanyar külső ívdomborulatait összekötő burkolóvonalak közti távolság a folyó adott hosszára jellemző kanyarulatméret, azaz a kanyarulattávolság.
3.4. ábra: Folyókanyarulatok főbb elemei és mérőszámai J1-J4 = a kanyarulatok inflexiós pontjai, h1, h2 = a kanyarulatok húrjai, H1, H2 = a kanyarulatok burkolóvonalai, M = a burkolóvonalak távolsága (a kanyarulat tágassága), i1, i2 = a kanyarulatok ívhossza (az inflexiós pontok között, a sodorvonal mentén), k1, k2 = a kanyarulat húrjára mint átmérőre rajzolt félkör kerülete, Rm = a kanyarulat görbületi sugara (a kanyarulatba írható kör sugara), D = a kanyarulat átmérője, m = a húrra merőlegesen mért ívmagasság. Pontozva a folyó középvonala, szaggatva a sodorvonal látható.
A folyó eredete és torkolata közti szintkülönbség a folyó esése vagy esésmagassága. Mivel többször is változhat egy folyó esése a futása során, és a felszín alakítása szempontjából nem mindegy, hogy az adott szintkülönbséget mekkora távolságon teszi meg a folyó, ezért rövidebb szakaszokra is megadják az esésmagasságot. Kifejezésére a m/km vagy az ezrelék szolgál. Pl. egy 4 ‰-es esésű folyó vize km-enként 4 m-rel válik alacsonyabb folyástükrűvé. A folyó esésgörbéje a vízszint vagy a mederfenék tengerszintfeletti magasságát ábrázolja a forrástól való távolság függvényében (3.5. ábra). A fenék esésgörbéje gyakran fűrészfogszerű, a túlmélyített szakaszok és zátonyok váltakozása miatt (3.6. ábra). A vízszint esésgörbéje egyenletesebb csökkenést mutat. Közös sajátosság a
28
vízfolyások vízszintjének esésgörbéjében, hogy az esés a forrásvidékeken a legnagyobb, ezt követően fokozatosan csökken, a torkolat előtt a legkisebb. Az ún. normális esésvonal homorú parabolikus görbének felel meg. Mivel a nagyobb esésű mederszakaszokon erőteljesebb a víz eróziós tevékenysége, ezért a nagy esésű szakaszok fokozatosan hátrálnak a forrásvidék felé (hátráló erózió). Így az esésgörbe a felsőbb szakaszokon egyre meredekebbé, az alsóbbakon egyre laposabbá válik. Azaz a folyó a normális esésgörbe kialakítására törekszik. A változatos kőzetfelépítésű, különböző éghajlatú területeken keresztülhaladó hosszabb folyók azonban távol állnak a normális esésgörbe kialakításának lehetőségétől.
3.5. ábra: A Rajna esésgörbéje
3.6. ábra: A fenék esésvonala a Tisza Tokaj környéki szakaszán (M. Kir. Országos Vízépítési Igazgatóság adatai alapján). A folyamatos vonal az 1890/91. évi kisvíz szintjét jelzi.
A vízhálózatok jellegzetes rajzolattípusokat alkotnak. A különböző rajzolattípusok elsősorban az éghajlat és a domborzat hatását tükrözik, de a kőzetminőség és a szerkezeti adottságok is befolyásolják. A mederhálózat kialakulási körülményei is szerepet kapnak a rajzolat kialakulásában. Az akkumulációs és eróziós térszínek teljesen más mintázattal rendelkeznek (3.7.
29
ábra). A mintázat az alapfeltételekhez illeszkedően alakul ki, és azok változásával fokozatosan idomul az új körülményekhez. A korábbi rajzolat maradványai segítséget nyújtanak a klímatörténeti, éghajlati, morfológiai, tájfejlődési kérdések megválaszolásában.
3.7. ábra: Folyóhálózati rajzolattípusok 3.1.6. A lefolyás számítása 3.1.6.1. Vízgyűjtő karakterisztika készítése az egyidejű lefolyási vonalak módszerével A felszínre hullott csapadék, mint korábban leírtuk, nem folyik le teljes egészében. Részben beszivárog, tározódik, elpárolog stb. Ennek megfelelően a lehullott csapadék (C) és a belőle származó lefolyt vízmennyiség (L) viszonyszámát az α lefolyási tényező fejezi ki (amely mindig kisebb egynél). α=L/C < 1
30
(3.1.6. 1.)
Valamely vízgyűjtő terület különböző pontjairól a lefolyások természetesen különböző időtartamok alatt érkeznek a völgyfenék vízfolyásának egy vizsgált szelvényéhez. Ha azonban ezt a szelvényt méretezni, ellenőrizni akarjuk, akkor a vízgyűjtő különböző helyéről származó, de a szelvényen egyidejűleg áthaladó vízmennyiséget kell ismernünk. Ez a vízgyűjtőterület azon pontjairól származó összegyülekezett vízmennyiséget jelenti, ahonnan a lefolyási idők egyenlők. Az ilyen pontok „mértani helye” jelöli ki az egyidejű lefolyási vonalakat (3.8. ábra).
3. 8. ábra: Az egyidejű lefolyásvonalak által határolt térrészek a vízgyűjtőterületen τ = a lefolyás (összegyülekezés) ideje, A = részvízgyűjtő területe
Más szóval: a csapadék megindulása után a vízgyűjtő részterületei fokozatosan kapcsolódnak be a vízszállításba. A vizsgált szelvényhez közeli területekről egyre növekvő vízhozam érkezik, míg a távolabbi részterületek még nem szállítanak vizet, ill. a csapadék elálltával a közeli vízgyűjtő részterületek fokozatosan kiürülnek, amikor a távoli területek még szállítanak, esetleg épp csak bekapcsolódnak a vizsgált szelvényen át a vízszállításba. A kérdés az, hogy mekkora lesz az a csúcsvízhozam, amelyre a szelvényt méretezni kell. A kérdés megválaszolásához elő kell állítani valamely vízgyűjtő terület vízgyűjtő karakterisztikáját (vízgyűjtő jelleggörbéjét), amely szemléletesen mutatja a részterületeknek a vízszállításba történő ki- és bekapcsolódását, valamint megadja a keresett maximális vízhozamot. Az összegyülekezési idő („egy vízcsepp útjának ideje”) két szakaszból tevődik össze: - a völgyoldalon (terepen) való lefolyás a völgyfenékig (τ1) és
31
- a völgyfenéken (vízfolyásban) a vizsgált szelvényig megtett út ideje (τ2) A teljes gyülekezési idő (a lefolyás ideje, a vízgyűjtő legtávolabbi pontjától a vizsgált szelvényig) tehát: τ = τ1 + τ2 Osszuk fel a teljes gyülekezési időt (τ - t) a 3.8. ábra részvízgyűjtőinek megfelelően 10 részre (A1, A2.....A10). Így a szelvénytől távolodva, a soron következő vízgyűjtő területrész teljes bekapcsolódása a vízszállításba τ/10 óráig tart. Az első terület 0 - τ/10 óráig, a második τ/10 - 2τ/10 óráig… a hatodik 5τ/10 6τ/10 óráig stb. tart. Ábrázoljuk a területek bekapcsolódását a 3.9. ábra mintájára, ahol a függőleges tengelyen a részterületek összege, a vízszintesen pedig a részidők összege fut. A csapadék időtartama, T legyen = 0,8τ, 1τ, 1,2τ.
3.9. ábra: A vízgyűjtő jelleggörbéje A számítás természetesen nemcsak tíz részre, hanem tetszőleges számú részre osztott vízgyűjtőre elvégezhető. A vízgyűjtőkarakterisztika a 3.9. ábrán igen szemléletesen mutatja, hogy • T = τ esetben a csapadék megszűnésének pillanatában éppen a teljes vízgyűjtő szállítja a vizet. Az eső elállása után τ/10 idő múlva az első, majd sorban a többi terület is kikapcsolódik a vízszállításból. T + τ időpontban pedig az utolsó csepp víz is átfolyt a vizsgált szelvényen. • T > τ esetben a ki- és bekapcsolódás az előzőekhez hasonlóan történik, azzal a különbséggel, hogy a teljes vízgyűjtőről történő vízszállítás (maximális ordináta) T - τ ideig tart, azaz T = 1,2τ esetében 2τ/10 időtartam alatt a teljes vízgyűjtőterület részt vesz a vízszállításban.
32
•
T < τ esetben (pl. T = 0,8τ) az eső elállásának pillanatában az egész vízgyűjtő terület még be sem kapcsolódott a vízszállításba. 9/10τ időpontban ugyan 9 terület (A9) bekapcsolódik – felmérendő az ennek megfelelő ordinátahossz – de ugyanakkor az első terület már kiürült (A1), így ez levonandó. Ehhez hasonlóan τ időben is a max. ordinátából levonandó A1+A2. Ezt a jelenséget nevezzük késleltetésnek, az egyidejűleg bekapcsolódott legnagyobb területösszeget pedig redukált vízgyűjtő területnek.
A mértékadó (maximális) vízhozam (Qm) ezután már egyszerűen meghatározható, két feltételezéssel: • az egységnyi területre eső csapadék intenzitás (i) állandó; ez a biztonság javára történő feltételezés, hiszen az esőhevesség csökken az időben, • a lefolyási tényező is állandó (α = konstans). Q [l/s, m3/s] = α ∗ i[l/(s∗ha)] ∗ A[ha]
(3.1.6. 2.)
Tehát a mértékadó vízhozamot T = τ ill. T > τ esetekben kell keresni. Ez ugyanazt a vízmennyiséget jelenti, a különbség csupán annyi, hogy T > τ esetén ezt a vízhozamot a vizsgált szelvénynek nem csak egy pillanatig, hanem valamely véges ideig (pl. T = 1,2τ esetében 2/10τ ideig) kell átvezetnie. A vízhozamok ábrázolására szintén megfelel a 3.9. ábra, mivel ez a 3.1.6. 2. egyenlet szerint csupán a területösszegek (Σ Ai) szorzását jelenti egy állandóval (i∗α). Ezért a Q-t is a függőleges tengelyen mérhetjük, csak más léptékben. A csapadék megszűnése után esőintenzitás már nincsen, a vízhozamot ettől kezdve a görbéről lehet leolvasni. 3.1.6.2. A racionális méretezési módszer A vízgyűjtő jelleggörbéjéről levont következtetésen alapul a kis vízgyűjtőknél alkalmazott ún. racionális méretezési módszer. Feltételezzük, hogy egy vízfolyás szelvény méretezése szempontjából mértékadó vízmennyiség abból a csapadékból származik, amely annyi ideig tart, mint a szelvényhez tartozó vízgyűjtőterület teljes bekapcsolódásának ideje (T = τ). Qm = α ∗ i ∗ A A csapadék idejét tehát az összegyülekezés idejéből határozzuk meg, az ehhez tartozó intenzitást pedig a kívánt intenzitás-időtartam függvényből (3.9. ábra).
33
3.1.7. Vízfolyások fizikája 3.1.7.1. A vízfolyások energiája és hordalékszállítása A vízfolyásokban az energia döntően helyzeti, mozgási és hőenergia formájában van jelen, és elsősorban abból származik, hogy a folyó a nehézségi erőtérnek megfelelően a legalacsonyabb helyet igyekszik elfoglalni, azaz a szárazföldek mélyedései, végső soron a tenger szintje felé tart. A lejtőn mozgó víz azonban nem végez jelentős gyorsuló mozgást, mivel a belső és külső súrlódás (a vízrészecskék ill. a víz és a meder fala között), a meder alakja, a szél, a jégtakarók stb. fékezi a mozgását. A nagyobb esésű hegyi patakok sebessége 4-5 m/s, míg a síksági folyóké általában 1 m/sec alatti. Az átfolyási sebesség egy adott vízfolyást tekintve nem változik jelentősen a vízhozam függvényében: pl. egy viszonylag gyors folyású nagyobb folyam sebessége kisvízkor 1-2 m/sec, magasvíz esetén 3-4 m/s körüli. A fellépő súrlódások miatt a víz nem egyenlő sebességgel mozog a meder keresztmetszetét vizsgálva. Az egyenlő sebességű pontok összekötésével kapjuk az izotahiavonalat. A sodorvonal a legnagyobb sebességű izotahia-vonal. Egészen kis sebesség esetén a folyás lamináris, ami azonban a természetben ritkán következik be. Ilyenkor a vízrészecskék egymással párhuzamosan mozognak, a víz és a meder fala közti vékony határrétegben a sebesség gyakorlatilag nullára csökken, így ott súrlódás nem lép fel. A természetben az örvénylő (turbulens) folyás a gyakori: a nagyobb sebesség miatt fellépő külső és belső súrlódás okozza (3.10. ábra).
3.10. ábra: Lamináris (A) és turbulens (B) folyás függőleges sebességi profilja Az örvények lehetnek vándorló- és állóörvények. Az álló örvények a meder természetes vagy mesterséges egyenetlenségeihez kötődnek, mint pl. hídpillérek, parti kiszögellések. A vándorló örvényeket további két csoportra lehet osztani: szívó- és forrásörvények. A szívóörvények a vízfolyás szélén keletkeznek, tölcsérszerűek. A forrásörvények rendszerint az áradások idején jelentkeznek, a sodorvonalban. Feldomborodó alakjukat a partközeli, lassabb mozgású részecskék feltorlaszoló hatása okozza. Emiatt a mederben egy olyan áramlási kör jön létre, hogy a víz a felszínen a partok felé mozog, majd onnan a mélybe süllyedve áramlik
34
vissza a sodorvonalhoz. Az előrehaladó vízmozgás miatt ez spirális formát ölt. Apadó víz esetében az áramlás fordított: a felszínen halad a parttól a közép felé (3.11. ábra). E függőleges tengelyű örvények mellett vízszintes örvények is kialakulnak.
3.11. ábra: Spirális áramlás kialakulása a mederben, apadó víz esetén A súrlódásból megmaradt energia a meder eróziójára és a hordalékszállításra használódik el. Az erózió a vízfolyás mederformáló munkája; döntően a vízgyűjtő terület földtani felépítésétől (kohézió nélküli homok és kavics, kohéziós szálban álló kőzet: eltérő mederformálás), a vízmennyiségtől és a meder esésétől függ. A hordalék mozgatása többféle lehet. A durva hordalék a fenéken görgetve, ugráltatva, esetleg csúsztatva mozog. A finomabb szemcséjű anyagokat lebegtetve szállítja a vízfolyás. A víz felszínén úszó hordalék az előzőekhez képes nem jelentős. A szilárd anyagokon kívül a víz oldva is igen tekintélyes mennyiségű anyagot szállít. Az emberi beavatkozások a hordalék mennyiségét és szállítási módját is befolyásolják. A hegyvidéki erdőirtások következtében fellépő erózió elsősorban a lebegtetve szállított hordalék mennyiségét növeli. A megnövekedett hordalék szállítása több energiát kíván, aminek hatásaként lecsökken a folyó sebessége. Ez olyan mértékű is lehet, hogy a lassan mozgó víz már nem képes a hordalék elszállítására, hanem lerakja azt. Ezáltal újra megnő az energiája, felgyorsul, újra erózióképes lesz. Az így kialakuló ritmikus mederformálás természetesen az antropogén hatásoktól mentes medrekben is megfigyelhető. A szállítás során a hordalékszemcsék aprózódnak, de a finomabb szemcsefrakció megnövekedett mennyiségéhez az is hozzájárul, hogy a folyó esésének csökkenésével előbb a nagyobb szemcsék rakódnak le. A hordalékszemcsék alakja a szállítás során egyre inkább lekerekedik. 3.1.7.2. A vízfolyások hőháztartása, jég a folyókon A folyóvizek hőmérsékletének alakításában a vele érintkező levegőnek, a források és betorkoló vízfolyások hőmérsékletének, valamint az egyre nagyobb mértékű hőszennyezésnek van szerepe. A turbulens vízmozgás, a folyamatos átkeverés miatt a folyóvizekben hőmérsékleti rétegződés nem alakulhat ki. A napi hőingás
35
minimális. Tartós hideg estén kerülhet sor a folyóvíz befagyására, amikor is a víz fagypont alá hűl (túlhűlt víz). Mivel a jégkristályok kialakulásához lebegő hordalékra is szükség van, ezért megfigyelhető, hogy a tiszta vizű folyók lassabban fagynak be. A jégképződés a csendes part menti vízfelületen és a meder alján indul meg általában. A víznél alacsonyabb sűrűségű jégdarabok a felszínre emelkednek, és tovasodródnak. Elindul a jégzajlás. A jégtáblák a hidegben tovább növekszenek, egymáshoz ütődnek, töredeznek, egymásra torlódnak. Alkalmas helyen (mederszűkület, zátonyok) összetorlódnak, és a folyó teljes szélességét kitöltő jégtakaróvá alakulnak. A jég vastagsága ezután már lassabban nő a jég jó hőszigetelése és az alján mozgó víz melegítő hatása miatt. A jégtakaró tartósságát az éghajlat - a tél hossza - határozza meg. Tavasszal a vízgyűjtő területen bekövetkező olvadások miatt megnő a szállítandó víz mennyisége, azonban a jégtakaró miatt leszűkült mederben egyre nehezebben vonul le a víz. A nagy víznyomás hatására összetöredezik a jég, ismét elkezdődik a jégzajlás. Ez azonban veszélyesebb, mint a jég beállása előtt. A vastagabb táblák miatt könnyebben előfordulnak összetorlódások. Ha a víz energiája nem elég nagy a táblák mozgatásához, jégtorlasz alakul ki, amely mögött a folyó vize gyorsan felduzzad, és jégdugulásos árvíz (jeges árvíz) alakul ki. A kis esésű, sekély, elfajult medrek különösen kedveznek a jeges árvíz kialakulásának. A Duna 1838-as pesti árvize szintén jeges árvíz volt. A nagy torkolatsűrűségű folyókon kisebb a jégdugulás veszélye, mivel ott a mellékfolyók nagy mennyiséget szállító jeges vize a torkolatuk alatti szakaszon összetöri az érkező jeget. Kis torkolatsűrűség esetén, mint pl. a Duna alföldi szakaszán azonban megnő a jégdugulás veszélye. A Tisza kevésbé veszélyeztetett, mert egyenletesebb, sűrűbb a mellékfolyók eloszlása, és délen az olvadás is hamarabb megindul. Napjainkban a jeges árvizek valószínűsége egyre inkább csökken, aminek a növekvő hőszennyezés az oka. Kimutathatóan lerövidült folyóink befagyásának és jégzajlásának ideje.
3.2. Állóvizek 3.2.1. Tavak A tavak a szárazföld azon önálló medencével rendelkező, tartósan megmaradó állóvizei, amelyek nincsenek vagy csak folyóvizek útján vannak hidrográfiai kapcsolatban a világtengerrel. Az állóvizek közé tartoznak a tavakon kívül a fertők, mocsarak, lápok is. Földünkön a tavak száma milliós nagyságrendű. Összkiterjedésük mintegy 2,5 millió km2, azaz a Föld felszínének 0,5 %-a. A tavakban tárolt vízkészlet több mint 100-szorosa a vízfolyásoknak. A 3.5. táblázat a Föld legjelentősebb természetes tavairól ad információt. A Föld legnagyobb tósűrűségű övezete a fiatal pleisztocén eljegesedések vidéke. A félsivatagi szemiarid területek ugyancsak viszonylag gazdagak tavakban. A közepes szélességek nedvesebb területein és a belső trópusi tájakon azonban kicsi a tósűrűség.
36
3.5. táblázat: Áttekintés a Föld jelentősebb tavairól (Czaya - Marcinek - Keller, a Nagy Világatlasz és mások adatai alapján) Terület (ezer km2) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
Keletkezése **
Kaszpi-tó* 371,0 I-1 Felső 82,4 II-1-A-a Viktória 68,8 I-1 Aral* 66,0 I-1 Huron 59,6 II-1-A-a Michigan 58,0 II-1-A-a Tanganyika 32,9 I-1 Bajkál 31,5 I-1 Nagy-Medve 31,0 II-1-A-a Nyasza 30,0 I-1
Legnagyobb mélység (m) Bajkál Tanganyika Kaszpi-tó Nyasza Isszik-kul Nagy-Rabszolga Crater Matana Hornindalsvatn Szarezszkoje
Keletkezése** 1620 1435 955 706 702 614 608 590 514 505
I-1 I-1 I-1 I-1 I-1 II-1-A-a I-2 I-1 II-1-B II-7
Vízmennyiség (ezer km3) Kaszpi-tó Bajkál Tanganyika Nagy-Medve Nagy-Rabszolga Felső Nyasza Michigan Huron Viktória
79,3 23,0 18,9 13,5 13,4 12,0 8,4 5,8 4,6 2,7
*E tavak méretei – főleg antropogén hatásra – az utóbbi években is jelentősen tovább csökkentek. ** A jelek a 3.6. táblázat tómedence típusaira utalnak.
A tavak genetikai alapon történő csoportosítását a 3.6. táblázat tartalmazza. A tavak létrejöttében a belső (kéregmozgások, vulkáni folyamatok) és külső erőknek (glaciális és folyóvízi erózió, defláció, karsztosodás, tengerpartok feltöltődése, tömegmozgások, élővilág hatása), valamint a kozmikus és antropogén hatásoknak (bánya-, morotva-, tározótavak stb.) van szerepe. A tómedencék a fenti erők hatására kimélyítéssel illetve elgátolással alakulhatnak ki. A felsorolt tiszta típusokon kívül gyakoriak a több folyamat együttes hatásaként létrejött tavak, ám általában ezek is egy tényező hatását tükrözik döntően. A tavak vízháztartásának bevételi forrását a felszíni és felszín alatti hozzáfolyás, valamint a csapadék jelenti. A kiadási oldal a felszíni és a felszín alatti lefolyásból és a párolgásból tevődik össze. A hűvös, alacsony párolgású és bő csapadékú területeken pozitív a tavak vízháztartása. Az ún. forrástavak források feltörési helyén alakulnak ki, felszíni hozzáfolyásuk nincs (pl. Hévízi-tó). Az átfolyásos tavaknak egyaránt van felszíni hozzáfolyása és lefolyása is. A legtöbb tó ebbe a típusba sorolható (pl. Balaton). Az átfolyásos tavak vízháztartása hosszabb távon egyensúlyban van, a tó szintjének nincsenek szélsőséges és tartós vízszintingadozásai. Az átfolyásos tavak vize fizikai, kémiai, biológiai összetételét tekintve hasonló a folyóvizekéhez. A negatív vízháztartású tavak a meleg és száraz klímájú területek, a lefolyástalan medencék lefolyástalan ill. végtavai. A végtó kifejezés feltételezi a felszíni hozzáfolyás meglétét, míg a lefolyástalan tónak ez nem szükséges ismerve. Utóbbi pl. magasra emelkedő talajvízből is kialakulhat, felszíni hozzáfolyás nélkül. A lefolyástalan tavak területe, mélysége és vízszintje állandóan változik, érzékenyen reagálva az éghajlat változásaira. Mivel vizük csak párolgás útján
37
távozik, ezért a folyók által szállított sók fokozatosan felhalmozódnak bennük. Sótartalmuk meghaladhatja a tengerekét, és a sóösszetételük is különbözik azokétól. A Föld legsósabb tavai pl. a Tuz Gölü (Törökország, 32 %), Holt-tenger (25 %). 3.6. táblázat: A tómedencék gyakoribb típusai a kialakító folyamatok szerint A folyamatok típusai
1. Kéreg-mozgások I. endogén erők 2. Vulkáni folyamatok 3. Egyéb
1. glaciális erózió
A, jégtakarók B, hegységi gleccserek
2. termokarsztos folyamatok II. Exogén erők
3. folyóvízi erózió 4. karsztosodás 5. eolikus folyamatok 6. tengerpartok fejlődése 7. tömegmozgások 8. az élővilág hatásai
III. Kozmikus hatás IV. Antropogén hatás
a, kimélyítéses medencék
b, elgátolásos medencék - tektonikus mozgással - tektonikus árkok elzárt tengerek - kibillent rögök közötti - tektonikus küszöbbel mélyedések elzárt völgyek - epirogenetikus - gyűrűszerű süllyedékek felboltozódások útján - vulkáni anyaggal elzárt - kalderák mélyedések - maarok - kráterek endogén eredetű hegyomlások - glintlépcsők előtt - hullámos fenékmoréna - sziklamedencék felszínek - túlmélyítéses csorgó tavak - végmoréna-vonulat mögött - kárfülkék - túlmélyített gleccserjéggel elzárva gleccservölgyek eltemetett jégtömbök, ill. talajjég utólagos olvadása útján - lefűzött kanyarulatok - elhagyott medrek üstök - folyóhátak mögött oldásos mélyedések (mész)kicsapódásos gátak (dolina, uvala stb.) útján (tetarata lépcsők) homokfelhalmozódások deflációs mélyedések között, mögött - tengerek vízszintcsökkenése útján - turzások, delták útján felszín alatti üregek - hegyomlásokkal beszakadásával - csuszamlásokkal korallgátak, hódgátak stb. útján meteoritbecsapódás következtében külszíni bányászat (völgy)zárógátak útján, mélyedései tengeröblök elzárásával
A tavak vízháztartása napi és évi ingadozást mutat, és ez jóval nagyobb, mint a folyóvizek esetében. A folyóvizekre jellemző folyamatos átkeverés hiánya miatt a tavakban hőmérsékleti rétegződés figyelhető meg. E tulajdonságuk alapján
38
háromféle termikus tótípust különböztetünk meg: meleg, mérsékelt és hideg tavak. A meleg tavakban a víz hőmérséklete egyenes rétegzettségű, azaz a mélységgel csökken, hőmérséklete mindenütt magasabb, mint 4 °C (trópusok tavai, valamint a nagyobb tömegű, télen nem befagyó mérsékeltövi tavak). A hideg tavak vize fordított rétegzettségű: a felszínen 4 °C alatti, és a hőmérséklet lefelé emelkedik, de a 4 °C-ot nem haladja meg (a magas hegységek és a hideg övezet tavai). A harmadik típusba tartozik a mérsékeltövi tavak nagy része. Ezek a tavak nyáron egyenes, télen fordított rétegzettségűek, így vizük az év folyamán kétszer teljesen átkeveredik. Dimiktikus tavaknak is nevezik őket, szemben a monomiktikus hideg és meleg tavakkal, amelyek vize évente csak egyszer keveredik át a melegedési (hideg tavak) és a lehűlési (meleg tavak) szakaszban. Az egyenes rétegzettségű tavakban a víz hőmérséklete nem egyenletesen csökken a mélységgel. A legfelső, szél és hullámzás által megkavart rétegben viszonylag egyenletes a hőmérséklet, de az ún. ugróréteg alatt ugrásszerűen lecsökken. A réteg elhelyezkedését a tó földrajzi helyzete, alakja, szennyezettsége egyaránt befolyásolja. A tavak befagyása a csendes vizű öblökben indul meg. A jég vastagodása lassú folyamat, a jég jó hőszigetelő hatása miatt. A Balatonon 1 m-es jégtakaró elvétve fordul csak elő. A tó és a benne élő élővilág kölcsönösen hatnak egymásra. Az ún. harmonikus tavakban a vízi élet és feltételei (hőmérséklet, oxigén, tápanyagok stb.) közelítőleg egyensúlyban vannak. Az egyensúly tartós és lényeges megbomlásakor diszharmonikus tavak alakulnak ki. A harmonikus tavak két fő típusát az oligotróf és eutróf tavak jelentik. Az oligotróf tavak rendszerint mélyek, többnyire fiatalok, tápanyagban szegények, gyér élővilágúak, vízi életük a parti sávra koncentrálódik. Kevés szerves anyagot termelnek, színük kékes vagy zöldes és nagy az átlátszóságuk. Természetes fejlődésük az eutróf tavak irányába halad, mivel az élethez megfelelő minőségű környezetet nyújtó tavakban az élővilág mind jobban elburjánzik. Az eutróf tavak tápanyag-ellátottsága bőséges, a szervesanyagtermelés nagy. Az elhalt szervezetek bomlása nagy mennyiségű oxigént fogyaszt. Az eutrofizáció természetes jelenségét felgyorsíthatják a különböző antropogén hatások. A szervesanyag-termelést különösen a foszfátok és nitrátok növelik (szennyvizek, műtrágyázás). Ha a vízi élet és feltételei közti egyensúly felbomlik, akkor megkezdődik az élővilág gyérülése, a tó diszharmonikussá válik. Az ún. diszharmonikus tavak élőlényekben szegények, a szervesanyag-termelésük minimális, és a kémhatás savas. Vizük rendszerint sötétbarna a bemosódott humusztól, feneküket vastag tőzegsár borítja. Oxigénkészletük a nyári melegben teljesen elhasználódhat. A tavak élete nem túl hosszú. Pusztulásuk leggyakoribb okai a kiszáradás, a lecsapolódás és a feltöltődés. A kiszáradás bekövetkezhet az éghajlatváltozás
39
miatt, de az is megtörténhet, hogy a tavat tápláló vízfolyás vízmennyisége lecsökken (pl. az Amu-darja és a Szir-darja folyók vizének elöntözése miatt a Kaszpi-tóba már alig jut utánpótlás) vagy a vízfolyás iránya eltérül. A talajvízszint tartós csökkenése is okozója lehet a tavak kiszáradásának. A tómedencék lecsapolódásának legáltalánosabb módja, hogy a tóból kifolyó vízfolyás hátráló medereróziójával annyira lealacsonyítja a kifolyási küszöböt, hogy a tó vize a bemélyedő völgyön át lefolyik. A tavak elöregedésének és pusztulásának a leggyakoribb oka a feltöltődés, ami részben a tavat tápláló vízfolyások és a szél által szállított hordalék révén, részben a tavi élet hatására történik. A tavak eutrofizációjával az élővilág feltöltő hatása gyorsul. A tó sekélyesedésével a fenékhez rögzülő növények már nagyobb területeken képesek elszaporodni. A nyílt víztükör foltokra bomlik, kialakul a fertő. Ha a különböző parti társulások a nyílt vízzel szemben túlsúlyba kerülnek, mocsárról beszélünk. A nyílt víztükör eltűnésével végül láppá alakul a hajdani tó. 3.2.2. Vizes élőhelyek A nemzetközi terminológiában használt „wetland” kifejezés magyar megfelelőjeként a Ramsari Egyezmény Magyar Nemzeti Bizottsága a „vizes élőhely” kifejezést javasolja. A vizes élőhelyek azok a természeti egységek, amelyek felületarányos átlagos vízmélysége középvízállás esetén nem haladja meg a 2 métert. Az ennél mélyebb víztereknek azon részei tartoznak a vizes élőhelyek közé, amelyek legalább 1/3-át makrovegetáció (mocsári, hínár-, szegélynövényzet) borítja vagy kíséri. Ugyancsak a vizes élőhelyek kategóriájába tartoznak azok a hidromorf talajok, amelyek felső rétege tartósan vagy hosszabb időtartamig vízzel átitatott, ezért jellegzetes, többnyire nagy vízigényű vagy jó víztűrésű növényekkel (nádasokkal, sásosokkal, láp- és mocsárrétekkel, mocsári gyomtársulásokkal, iszap- és zátonynövényzettel, nedves és vakszikesekkel, láp- és mocsárerdőkkel, bokorfüzesekkel, puha- és keményfa ligeterdőkkel, égerligetekkel) borítottak. Hazánkban számos helyen, különösen az alföldi területeken találhatóak olyan vizes élőhelyek, amelyek sok elemét megőrizték a régi vízi világ eredeti arculatának és élővilágának. A folyószabályozási munkálatok megindulása előtt a vizes élőhelyek alapvetően hozzátartoztak a táj arculatához. Ökológiai szempontból igen nagy szerepük van. Növelik a táji sokszínűséget, az ökológiai folyosók részét képezik, értékes fajok élőhelyei, hozzájárulnak a biodiverzitás fenntartásához, jelentős szerepük van a szennyeződések kiszűrésében, feldolgozásában és átalakításában. A lápok, láprétek, mocsarak, mocsárrétek roppant érzékeny élőhelyek, és nemzetközi viszonylatban is nagyon értékesek. A szárazodás, az eutrofizáció, a korábbi beavatkozások (lecsapolások, foglalások, a talajvízszintet radikálisan megváltoztató tározó-építések, természetes partszakaszok betonágyba terelése, morotvák lefűzése stb.) miatt a mocsarak, lápok, az állandó és időszakos vízborítású vizes élőhelyek nagy része vagy elpusztult, vagy szigetszerű előfordulásuk és romló állapotuk miatt felszámolták őket. Az unikális síksági
40
tőzegmohalápok, a nemzetközi viszonylatban ritka kopolya típusú morotvák, szikes tavak, alföldi erek természetközeli állapotban megmaradt képviselőinek megmentése napjaink és a jövő kiemelt természetvédelmi és vízügyi feladata. Az országban 25 nemzetközi jelentőségű vizes terület és mintegy 400 holtág található. Életközösségeik fenntartása fokozott vízminőségi követelményeket kíván. 3.2.3. Óceánok, tengerek A földi vízkészlet több mint 80 %-át jelentő világóceán 361 millió km2-nyi területet (mintegy 71 %) fed le a Föld felszínének 510 millió km2-éből. Az összefüggő világtengert a kontinensek összefüggő óceánokra tagolják, ám ezek határai nem jelölhetők ki mindenütt egyértelműen. Az óceánok törzsterületéből a szigetek, szigetívek, félszigetek tengereket, öblöket választanak le. Az óceánoknak a szárazföldekhez szorosabban kapcsolódó részeit nevezzük tengereknek, amelyek lehetnek beltengerek illetve mellék- vagy peremtengerek. Az előbbiek eléggé zártak, többnyire önálló medencéjük van, szinte teljesen önálló vízháztartással rendelkeznek (pl. Földközi-tenger, Balti-tenger, Karib-tenger, Mexikói-öböl, Északi-Jeges-tenger). A peremtengereket az óceánoktól többnyire csak szigetcsoportok választják el, nincs önálló medencéjük (pl. Északi-tenger, Keletkínai-tenger). A legnagyobb kiterjedésű a Csendes-óceán (181 millió km2), őt követi az Atlantióceán (105 millió km2) és az Indiai-óceán (75 millió km2) (az értékek a tartozék tengerek területét is magukban foglalják). Az óceánok átlagos mélysége a Csendes-, Indiai-, Atlanti-óceán sorrendet követi. Az óceánok és tengerek gazdasági jelentősége igen sokoldalú: • természetes és olcsó közlekedési-szállítási útvonal, • élelmiszer-termelő közeg, • nyersanyagforrás (só, szénhidrogének, kén, színesfémek stb.), • a tengerjárás rendkívüli mértékű, még csak kis mértékben kihasznált energiaforrás, • az éghajlat-kiegyenlítő hatás (tengeráramlások) közvetetten hat a gazdaságra, • az idegenforgalom miatt egyes tengerpartokon igen jelentős rekreációs infrastruktúra épült ki. A világóceán átlagos sótartalma 35 ‰, ám ez regionálisan ingadozik, a nemsósvíz bevétel (csapadék, édesvizek) és a párolgás viszonyának függvényében. Átlag körüli sótartalmakkal találkozhatunk az egyenlítő környékén és a mérsékelt övezetekben. A térítők környékén éri el a sótartalom átlagosan a legmagasabb nyíltóceáni értéket (37,5 ‰), míg a poláris területeken átlag alatti a sótartalom (32 ‰). A partközeli vizek sótartalma rendszerint eltér a nyílt óceánokétól. Az eltérés
41
annál jelentősebb, minél zártabb a tenger. A meleg beltengerek zöme igen magas sótartalommal rendelkezik: a Vörös-tengerben, az Arab-öbölben eléri a 40 ‰-et, mivel ezek vizének párolgása nagy, a szárazföldről viszont alig kapnak édesvíz utánpótlást. A Földközi-tenger keleti medencéjét 39 ‰-es izohalinák jellemzik. A hideg beltengerekben a kis mértékű párolgás és a sok édesvíz utánpótlódás miatt alacsony a sókoncentráció: a Balti-tenger nyugati medencéjében 10 ‰, a Finnöbölben csupán 1 ‰. A koncentráció nagy ingadozása mellett azonban az egyes összetevők aránya nagyon stabil: NaCl: 77,8 %, MgCl2: 10,9 %, szulfátok: 10,8 %, karbonát 0,34 %, egyéb: 0,22 %. Ez annyira megbízható jellemvonás, hogy egyetlen összetevő mennyiségének meghatározásával az összsótartalom kiszámítható.
42
4. FELSZÍN ALATTI VIZEK A litoszféra legfelső 4000 m-ében tárolódó vízkészletet felszín alatti víznek nevezzük. Tömegét tekintve kb. 30-szorosa a tavak, folyók, az atmoszféra és az élővilág együttes víztömegének. Jelentőségét növeli, hogy előfordulása általános, így olyan helyen és időben is biztosítani tudja a társadalom vízszükségletét, ahol a felszíni vizek ezt nem tennék lehetővé. Pótlódása részben a kéreg vízleadása révén (juvenilis víz), nagyobbrészt azonban a felszín irányából történik. A víztartó kőzetek jellege alapján megkülönböztetjük a porózus és hasadékos kőzeteket. Porózus a kőzet, ha szemcsés szerkezetű, és a víz a szemcsék közti különböző pórusokban helyezkedik el. A hasadékos kőzetek tömött szövetűek, bennük a víz a kőzet repedéseit, járatait tölti ki, azaz ott található, ahol a kőzet folytonossága valamilyen okból megszakad. A kőzetek porozitását, vagyis a vízbefogadó képességét a hézagtérfogattal vagy hézaghányadossal fejezzük ki. A tömött vagy kristályszemcsés magmás kőzetek hézagtérfogata 0,02-12 %, a homokköveké 6-37 %, a tőzegé 72-81 %, a kovafölddé 83-91 %. A nagyon finom szemű, tömött kőzetek hézagtérfogata igen csekély. A duzzadó agyagásványokat amelyek víz hatására megduzzadnak, és teljesen elzárják a hézagokat - tartalmazó kőzetek is nagyon jó vízzárók, mint pl. az agyagüledékek. A durva szemű, agyagtól mentes üledékek, mint pl. a homok, homokkő, kavics viszont jó vízáteresztők.
4.1. Talajnedvesség A felszín és a talajvíztükör közti zóna nedvességtartalma a talajnedvesség, amely többnyire a csapadék beszivárgásából keletkezik. A talajvízszint az a szint a talajban, amely alatt a pórustér már teljesen ki van töltve vízzel, a rendszer kétfázisú (víz + talaj). A talajnedvesség típusai a gyengülő kötőerők sorrendjében a következők: kristályvíz, erősen kötött vízburok (adszorbeált víz), lazán tapadó vízburok (adhéziós víz), kapilláris víz és szivárgó víz. A talajnedvesség ezen formái a különböző szemcseméretű talajokban különböző arányban vannak jelen. Finomszemcsés talajokban (agyagtalaj) a talajnedvesség túlnyomó része nagy erővel kötődik a szemcsékhez, míg a durvább mechanikai összetételű talajokban a víztartalom gyengén kötött formái a jellemzőek. A talajnedvességnek kulcsszerepe van a növények vízellátásában.
4.2. Talajvíz A talajvíz az első vízzáró réteg fölött elhelyezkedő vízréteg, amelyre nagymértékben hatnak a meteorológiai viszonyok. A definíció értelmében nemcsak jó vízvezető, hanem gyenge, sőt vízvezetésre alig alkalmas rétegben (pl. agyag) is elhelyezkedhet a talajvíz. A vízkitermelés szempontjából természetesen a jó vízvezető rétegben tárolódó talajvíz a fontos, ám a növénytermesztés
43
szempontjából a rossz vízvezető rétegekben lévő talajvíz is jelentős. Amennyiben a felszín alatt nagy vastagságú vízáteresztő összlet található, úgy a benne lévő összefüggő víztömeget 20 m mélységtől már rétegvíznek nevezik a magyar hidrológiában.
4.1. ábra: Talajvíztípusok 1 = víztartó rétegek, 2 = vízzáró rétegek, 3 = talajvíztükör
A talajvíz elhelyezkedése szempontjából több típust különíthető el (4.1. ábra). A “klasszikus” esetben a talajvíz az első vízzáró réteg felett, a felszín vízáteresztő anyagában van. A talajvíz tükrén csak a légnyomás uralkodik. Ez a nyílt tükrű talajvíz. A nyílt tükrű talajvíznél a lemélyített fúrásban a talajvízszint abban a mélységben marad, ahol megütötték, és megegyezik a kút körüli talajvízszinttel. Az időszakos talajvíz akkor alakul ki, ha a felszínközeli vízvezető rétegben vízzáró lencse fordul elő, és a megemelkedő talajvízszint elborítja a lencsét. A talajvízszint lesüllyedése után a lencse még fenntart egy ideig valamennyi vizet. Amennyiben egy vízzáró réteg foglal magába vízáteresztő lencsét, és a vízzáró kőzet időszakos repedésein át (nagy szárazságban az agyag megrepedezik) a lencse vízzel telítődik, általajvízről beszélünk. Ha több lencseszerű vízzáró réteg tagolja a vízvezető zónát vagy a felszíni vízzáró réteg alatt helyezkedik el a víz, akkor ezek alatt a talajvíz nyomás alá kerül. Az ilyen nyomás alatti talajvízbe mélyített észlelőkutakban a víztükör a nyomás miatt magasabbra emelkedik a vízzáró réteg alsó szintjénél. Ez esetben nem a talajvíz ingadozását, hanem a vízadó réteg felső síkjában beálló nyomásváltozásokat lehet mérni. A talajvíztükör magassága tagolt domborzat esetében követi a felszín formáit, de a szintkülönbségeket nem mutatja olyan markánsan, mint a felszín (4.2. ábra). Ha a vízzáró réteg felülete valamilyen irányban lejt, a talajvízszint követi, és áramlani kezd. Az áramlás a fellépő igen nagy súrlódás miatt azonban nem gyors. Tömöttebb talajokban naponta 0,5-1 m-t, homokban 5-6 m-t, kavicsban, más durvább szemű hordalékban 15-20 m-t halad a víz. Természetesen nagy tömegű talajvíz-kitermelés is kiváltja a talajvíz mozgását. A víz a leszívási hely irányába (a
44
depressziós pont felé) mozog. Tartós vízkivételnél talajvízszint süllyedés alakul ki a depressziós pont környezetében.
4.2. ábra: A talajvízszint és a domborzat kapcsolata A talajvíz szintje nem állandó. A szintingadozásra a talajvízháztartás bevételi és kiadási oldalán szereplő tényezők hatnak. A talajvízállás évi menetére a legnagyobb hatást a csapadék időbeli eloszlása és a párolgás változása fejti ki. A talajvíz legfőbb táplálója a csapadék. A beszivárgó csapadék nem minden esetben éri el a talajvízszintet. Elsősorban a csapadék tartóssága, és nem abszolút mennyisége a fontos a vízutánpótlás biztosításában. A legjelentősebb talajvízszintemelkedést a már előzetesen átázott talajra hullott újabb csapadék okozza. Ezért, ha a tél folyamán átnedvesedett talajra jelentős kora tavaszi csapadék hull, akkor különösen magas talajvízre lehet számítani. A bevételi oldal másik eleme a magasabb területekről történő hozzáfolyás, ami lehet talaj-, réteg- és hasadékvíz, valamint felszíni víz is. A felszín alatti víztáplálás különösen a hegy- és dombvidékeken jelentős. Az állandó jellegű felszíni vizek, ha a tükrük a talajvíz szintje felett helyezkedik el, fontos utánpótlást jelentenek. A vízfolyások árvizeinek is jelentős duzzasztó hatása van. A Tisza mentén 1-1,5 km, a Duna mentén 3-4 km-es sávban észlelhető a folyómederből történő oldalirányú hozzáfolyás. Természetesen alacsony vízállásnál, ha a felszíni víz szintje a talajvíz szintje alatt helyezkedik el, a fordított folyamat játszódik le, azaz a folyó a környező területek talajvizeire szívó hatást gyakorol. Általánosságban azt mondhatjuk, hogy a talajvíz az alföldi folyóknak kiegyenlítettebb vízjárást biztosít. Az öntözés szintén a talajvíz szintjének megemelkedését vonja maga után. Az árasztásos öntözéses területeken (rizstermesztés) a túlságosan megemelkedett talajvízszint csökkentésére külön vízelvezető csatornahálózatot kell építeni. A talajvíz szintjének emelkedését okozza a kommunális szennyvizek talajvíztároló rétegbe történő beleeresztése is. A talajvízháztartás kiadási oldalának legfőbb eleme a párolgás, ami annál nagyobb mértékű, minél közelebb helyezkedik el a talajvíz szintje a felszínhez. A hozzáfolyás folyamatával ellentétben, az alacsonyabb területek felé elfolyás is van (felszíni és felszín alatti vizek irányába egyaránt, amint azt a korábbiakban láttuk), mivel a talajvíz mozgása a gravitáció hatása alatt áll. Napjainkban megnövekedett a
45
társadalom vízkitermelése által okozott talajvízszint-csökkenés mértéke. A bányászat, településfejlesztés, mezőgazdaság, vízigények stb. a talajvízszint csökkenését eredményezik. Ezen antropogén hatások egy része pozitív az elérni kívánt elsődleges célt tekintve, de a tartós talajvízszint-változás (az emelkedés is) az ökológiai egyensúly megbomlásához vezet. Mindenképpen szükséges a talajvízre hatást gyakorló beavatkozások előtt a várható következmények alapos mérlegelése. A talajvízháztartásra ható tényezők együttes hatása következtében a talajvízszint állandó mozgásban van. A határozott évi ingadozás mellett viszonylag tartós egyirányú változások is fellépnek. A talajon keresztülszivárgó víz elnyeli a talajlevegő szén-dioxidját és felveszi a növényzet által termelt szerves savakat. Ezáltal oldóképessége igen nagy lesz, így nemcsak a talaj vízoldható sóit, hanem a karbonátos, szilikátos, vas- és mangántartalmú kőzeteket is megtámadja. Az oldott sókon kívül szerves anyagokat is tartalmaz, pl. humuszsavakat, a fehérje anyagcsere bomlástermékeit. A szerves bomlástermékek nagy része eloxidálódik a talajon történő átszivárgás közben. A talajvíz ammónia- és nitrittartalma a közelmúltban történt fertőzésre utal, míg a nitráttartalom régebben történt fertőzést jelez. Az ammónia- és nitrittartalmú vizek közvetlen fogyasztásra nem alkalmasak. A talajvizek vízminősége szempontjából nagyon veszélyes a talajok szennyeződése, mert a talajvízben sokáig maradandó vízminőségromlást okozhat. Korábban az ivóvízellátás bázisát a talajvizek jelentették. Mára azonban a vízminőség leromlása miatt a talajvizek nagy része emberi fogyasztásra alkalmatlanná vált.
4.3. Rétegvíz A vízzáró rétegek közti rendszerint jó vízvezető képességű zónában elhelyezkedő vizet nevezzük rétegvíznek. A talajvíztartó rétegek alatt helyezkedik el a rétegvíz tárolókőzete, amely természetesen nem korlátozódik csak a jó vízvezető képességű kőzetekre: ide tartozik minden porózus kőzet, amely pórusrendszerét összefüggő víz tölti ki. A rétegvíz igen szoros kapcsolatban állhat a talajvízzel, pl. nagy vastagságú hordalékkúpok jó vízáteresztő összletében, mint pl. a Kisalföldön is, a Duna hordalékkúpjában. Ilyenkor, ahogy korábban említettük, a felső 20 m alatti vizet már rétegvíznek nevezzük. A talaj- és rétegvíz közötti kapcsolat lehet igen laza is, erősen vízzáró elválasztó rétegek esetében. Ilyenkor a rétegvizek talajvízből történő utánpótlása lassú folyamat. A rétegvíz nyomás alatt van, mivel az impermeábilis (át nem eresztő) rétegek alulról és felülről is szorítják. A rétegek gáztartalma és a felső kőzettest súlya is
46
növelheti a nyomást. A nyomás miatt a fedőréteg átfúrása esetén a víz a fúrólyukban megemelkedik. A nyugalmi szint beállhat a felszín alatt, ilyenkor negatív artézi kútról van szó, illetve önerőből a felszínre is kifolyhat, ilyenkor pozitív artézi kútról beszélünk. Egyiptomban és Kínában már az ókorban is létesítettek olyan kutakat, amelyekkel a rétegvizet csapolták meg. Európában először 1126-ban, a franciaországi Artois tartományban, a Lille-i kolostor udvarában fúrtak rétegvizet adó kutat, innen ered az artézi elnevezés. Az artézi jellegű rétegvizek akkor tudnak kialakulni, ha a víztartó rétegek egy magasabb területről ereszkednek le egy alacsonyabb térszínre, úgy, hogy a víztartó rétegek impermeábilis rétegek közé vannak szorítva. Ilyen terület Észak-Amerikában a Préri-tábla, ahol a Sziklás-hegység felől húzódik a kréta homokkő a Mississippi felé (4.3. ábra).
4.3. ábra: A dakotai Préri-tábla szerkezete A rétegvizek beszivárgása a Sziklás-hegység (nyílt) lejtőin történik.
A víztartó és a vízzáró rétegek szinklinárisan is települhetnek. Ez a laza üledékkel kitöltött zárt medencékben gyakori. A szinklináris peremén a víztartó rétegek a felszínre bukhatnak, ahol is mód van a csapadékvízből történő utánpótlásra. Klasszikus példája a rétegvizek ilyen településmódjának a Párizsi-medence vagy Ausztrália artézi medencéi (4.4., 4.5. ábra).
4.4. ábra: Tipikus rétegvíztartó szerkezet az ausztráliai Nagy-Artézi-medence egyszerűsített példáján 1 = vízzáró kőzetek, 2 = víztározó rétegek
47
4.5. ábra: Ausztrália fontosabb artézi medencéi Magyarországon az első artézi kutat 1830-ban nyitották Ugodon (NyugatDunántúl), de az artézi vizek nagyarányú hasznosítása csak az 1860-as években kezdődött el Zsigmondy Vilmos, később unokaöccse, Zsigmondy Béla kutatásaival. Az Alföld rétegvíz-készlete nagyon jelentős. A készletek a medencét változatosan kitöltő felső-pannon tavi és negyedidőszaki folyóvízi üledékekben helyezkednek el. A vízzáró és víztartó rétegek nem szabályosan, összefüggően váltakoznak, mivel az Alföld nem egységes süllyedékként töltődött fel, hanem egymástól független kisebb medencékként (4.6. ábra). A leggazdagabb készletek a Duna-völgyében, a Szatmár-Beregi-síkságon, a Bodrogközben és a Sajó-völgy alsó szakaszán találhatóak. A készletek egy része a hegységperemek felől folyamatos utánpótlást kap (dinamikus vízkészlet), nagy része azonban fosszilisnek tekinthető, mivel az utánpótlásuk a nagy mélység és a jó vízzáró rétegek miatt gyakorlatilag teljesen lehetetlen (statikus vízkészlet). 1980-ban Magyarországon 58 ezer mélyfúrású kút volt, ebből 43 ezer az Alföldön. A pozitív artézi kutak száma mintegy 9 ezer. A rétegvizek szennyező anyagoktól és fertőző mikroorganizmusoktól mentesek. Csaknem mindig tartalmaznak vasat és szén-dioxidot, viszont oxigént nem. Az esetlegesen jelen lévő ammónium-, szulfid- és kloridion geológiai eredetű. Az oldott sótartalmuk tág határok között mozoghat: 200 - 20 000 mg/l is lehet. Ásványvíznek nevezzük hőmérsékletétől függetlenül azt a vizet, amely több mint 1000 mg/l oldott anyagot tartalmaz, vagy 500-1000 mg/l közötti oldott anyag tartalom mellett egyes komponenseket meghatározott koncentráció felett tartalmaz. A vizek összetétele a víz oldó hatása és a felépítő kőzetek tulajdonságai alapján igen különböző lehet. Az ásványvizek minőség szerint tovább osztályozhatók: alkalikus vizek, keserű vizek, konyhasós vizek, földes-meszes vizek, vasas vizek, kénes vizek, jódos-brómos vizek, radioaktív vizek. A magyarországi (főleg alföldi) felszín alatti vizekben a Na+ fordul elő leggyakrabban. A kalcium- és magnézium-
48
hidrogénkarbonátos vizek ivásra alkalmasabbak. Helyenként a magas sótartalmú víz akadályozza a felhasználhatóságot.
4.6. ábra: Vízzáró és vízáteresztő rétegek váltakozása az Alföld közepén egy Ny-K-i metszetben 1 = vízáteresztő, víztartó rétegek, 2 = vízzáró rétegek, 3 = miocén és mezozoos képződmények, 4 = plio-pleisztocén határ, 5 = felső-pannóniai-pliocén határ, 6 = hőmérsékleti izovonalak, 7 = fajlagos vízhozamok (sorrendben: 1-5, 5-10, 10-20, 20-40, 40-60, 60-80, 80-100, 100-150, 150-200 l/p)
4.4. A hasadékos kőzetek vizei (résvíz) A résvíz alatt azokat a kőzetvíz előfordulásokat értjük, amelyek a kőzet kisebbnagyobb repedéseiben, hasadékaiban, törési síkok, vetők, egymástól elváló réteglapok mentén, hézagokban és üregekben találhatók. Azaz amíg a porózus kőzetek szöveti pórusterekhez kötődő víztározása diszperz jellegű, addig a résvíz azokhoz a belső strukturális síkokhoz kapcsolódik, ahol megszakad a kőzet folytonossága. A hasadékok, repedések kialakulhatnak már a kőzetté válás folyamatakor (diagenetikus kőzethézagok), és utólag is keletkezhetnek kéregmozgások, egyoldalú rétegterhelések, metamorfizáció, hőmérsékletváltozás, kiszáradás, oldás stb. hatására (posztgenetikus rések). A résvizek mozgása és utánpótlódása a pórusvizeknél jóval gyorsabb lehet, mivel kisebb belső kőzetsúrlódások fékezik. A kőzethasadékok egymással nagy távolságban is hidrológiai kapcsolatban állhatnak.
49
4.4.1. A nem karsztosodott kőzetek hasadékvize A nem karsztosodott kőzetek hasadékrendszerének kialakulása három fő okra vezethető vissza: a kőzet kihűlésére (magmás kőzeteknél), a tektonizmusra, valamint a fizikai és biológiai, alárendelten kémiai mállásra. A kőzet hűlése és a tektonizmus mikrorepedés-hálózatokat hoz létre, a szélesség csak ritkán haladja meg a néhány cm-t. A fizikai és biológiai mállás általában a tektonikailag preformált mikrorepedésekben indul el, hatása azonban csak a felső 10-20 m-re korlátozódik. A kémiai mállás szerepe nem jelentős, és szintén csak a felszíni rétegekben fejti ki hatását. A nem karsztosodó kőzetek víztároló képessége ezek alapján csak a felszín közelében jelentős. A nagy szerkezeti vonalak kiüregesedett részei képezik a kivételt, de ezek kiürülése után az utánpótlódás igen szegényes. A nem karsztosodó hasadékos kőzetek a felszín közelében talajvizet raktároznak. A későbbiekben ez a szint mélyebbre süllyedhet, ilyenkor a zónát kitöltő víz a rétegvíz tulajdonságaival rendelkezik. Mivel a nem karsztosodó kőzetek oldódása kis mértékű, lassú, szelektív, ezért a résvizek kevés oldott sót tartalmaznak, lágyak, gyakran agresszívak. 4.4.2. A karsztvíz A karbonátos kőzetek hasadékvizét karsztvíznek nevezik. Leggyakoribb előfordulási helyei a mészkőterületek, de előfordul a kevésbé jól oldódó dolomitban is. A jól oldódó kősó és gipsz belsejében is jelentős járatrendszert hoz létre a víz, ezért egyesek az ezekben tárolódó vizet is a karsztvizek közé sorolják. A karsztvizet mindenképpen szükséges elkülöníteni a nem karsztosodó kőzetek résvizeitől, annak speciális tulajdonságai miatt. A víz, különösen, ha magas szénsavtartalmú, nagyon hatékonyan tudja oldani a karbonátos kőzeteket. A karsztvizek tehát magas kalcium-tartalommal rendelkeznek, ennek megfelelően igen kemény vizek. A karsztos járatok kialakulásában a víz oldó hatása jelenti az első lépést a tektonikailag preformált hasadékok mentén, de a már kitágult üregrendszerek további szélesítését döntően a víz eróziós, és nem pedig oldásos munkája végzi. A víz oldó tevékenysége nem egyforma a teljes mészkőtömeg belsejében. A felső kőzetszintben a víz erősen oldó hatású, különösen, ha a mészkövet talaj borítja, ami a rajta keresztülszivárgó víz oldó hatását jelentősen megnövelheti a benne lévő CO2 és szerves savak által. Ezt a legfelső kőzetzónát oldásos karsztövezetnek vagy beszivárgási övezetnek nevezzük. E zóna vastagsága ritkán több 15-20 m-nél. A karsztok mélyebb szintjeibe szivárgó víz, mivel a megelőző oldás miatt telítődött, már csak passzívan halad lefelé, de nem oldóképes. A második karsztövezetet ezért semleges zónának nevezzük. A harmadik karsztvíz-zóna ott alakul ki, ahol minden rés vízzel kitöltött. Ez vagy a karsztos kőzet alján lévő vízzáró kőzettömeg felett halmozódik fel, vagy a helyi erózióbázis szintjében. A vízzel kitöltött résekben már
50
oldalirányban mozog tovább a karsztvíz. Ezt a harmadik zónát lencsezónának is nevezik, a karsztvíz lencseszerű feldomborodása miatt. Itt a hidrosztatikai nyomás és a különböző koncentrációjú telített karsztvizek összeelegyedése miatt fellépő keveredési korrózió miatt újra oldóképessé válik a karsztvíz. A helyi erózióbázis szintje alatt elhelyezkedő mélykarsztok vize az ún. holtkarszt övezetben helyezkedik el, ahol sem érdemleges vízmozgások, sem oldás nincs. (4.7. ábra)
4.7. ábra: A helyi erózióbázis (F) nívója fölé kiemelkedő karsztok szintjeinek vízmozgásai A = beszivárgási övezet, B = semleges övezet, C = lencsezóna, D = mélykarszt, F = karsztforrás, a helyi erózióbázis szintje
A karsztvíz helyzet szerinti osztályozása alapján elkülöníthető a sekély- és a mélykarszt. Előbbi a környező területekhez (az erózióbázishoz) képest magasabban fekszik, pl. egy vízzáró rétegre támaszkodva, utóbbi a helyi erózióbázis szintje alatt. A felszíni karszt vize a felszínnel közvetlen kapcsolatban áll, a vízmennyisége erősen függ a csapadéktól. A mélykarsztban viszont a csapadék hatása csak nagy késéssel jelentkezik. A karsztvízviszonyokat az is befolyásolja, hogy a karszt nyílt karszt (a mészkő közvetlenül a felszínen van és csupán talaj borítja) vagy fedett karszt. Ez utóbbi esetben a vízzáró rétegek által fedett mészkőtömegek vizére ható nyomás miatt gyakori, hogy a karsztvíz teljesen kitölti a mészkő üregrendszerét. Magyarországon az Aggteleki Karszt, a Bükk, a Mecsek és a Dunántúli-középhegység mészkövének jelentős területei nyílt karsztok. A mélykarsztok általában medencékben (pl. Tatabányai-medence) vagy mélyre süllyedt rögökben (pl. nagylengyeli kőolajtároló karsztblokk) gyakoriak. Az A-típusú, autogén karsztok (a mészkő tömege a környező nem karsztos kőzetekhez képest kiemelt helyzetben van) hidrográfiájában csakis a
51
karszttérszíneken beszivárgott víz vesz részt, mivel itt az alacsonyabban fekvő nemkarsztos kőzetek felől a karszt irányába folyó vízáramlások lehetősége kizárt. Az autogén karsztoknál csupán a karszt felől történik vízáramlás a nemkarsztos területekre (4.8. ábra). A B-típusú, allogén karsztok (a mészkőtömeg helyzete a környező nemkarsztos kőzetekből felépített területekhez viszonyítva olyan, hogy onnan vízfolyások juthatnak a karszt területére) hidrográfiájában a nemkarsztos térszínekről származó vizek is részt vesznek (4.8. ábra). Ez utóbbi esetben fokozottan ügyelni kell a környező nemkarsztos területekre jutó szennyeződésekre, mivel azok bejuthatnak a karsztvízbe.
4.8. ábra: Az A-típusú (I.) és a B-típusú (II.) karsztok változatai A karsztos járatokban a víz sokkal gyorsabban mozog, mint a porózus kőzetekben. Emiatt a csapadék és hóolvadék vize gyorsan hat a karsztvizek vízhozamának alakulására. A rövid felszín alatti átfutási idő miatt az öntisztulás lehetősége kisebb, és a porózus kőzetek szűrő hatása is elmarad. A karsztvíz emiatt sokkal érzékenyebb a felszíni szennyező hatásokra. Mivel a karsztvizek világszerte elterjedtek a vízellátás szempontjából, ezért a megfelelő minőség biztosítása érdekében elengedhetetlen a területek szennyező forrásainak felszámolása, a vízszennyezések megelőzése.
52
4.5. Források A felszín alatti vizek a nehézségi erőtől, a nyomásviszonyoktól vagy a domborzati adottságoktól függően helyenként a felszínre bukkannak. A felszínre lépés történhet areálisan, nagyobb felszínre kiterjedően, pl. a mocsarak, lápok esetében. A felszín alatti vizek pontszerű természetes felszínre bukkanási helyét forrásnak nevezzük. A források a történelem folyamán mindig is nagyon jelentős funkciót töltöttek be a társadalom vízszükségletének biztosításában. A megnövekedett vízigényeket ma már önállóan nem tudják ellátni, ezért a felszín alatti vizek egyre növekvő hányadát mesterségesen termeljük ki. A források összetételüket, hőmérsékletüket, vízhozamukat, vízjárási sajátosságukat, felszínre bukkanási módjukat tekintve nagyon különbözőek lehetnek. A talajvizek talajvízforrásokban, a rétegvizek rétegvízforrásokban, a karsztvizek karsztforrásokban bukkannak felszínre. A forrásokat csoportosítani lehet pl. a forrás és táplálóterülete magassági helyzetének az összehasonlítása alapján (4.9. ábra).
4.9. ábra: Forrástípusok A. Leszálló források: a-b = rétegforrás, c = törmelékforrás; B. Átbukó források: a = egyszerű átbukó forrás, b-c = szűkülő forrás; C. felszálló források: a = felszálló vetőforrás, b: réteggyűrődéses forrás, F = forrás
Ha a forrás vízgyűjtő területén a vízzáró feküréteg a víz felszínre lépési helyénél magasabban van, akkor leszálló forrásról beszélünk. Ez leggyakrabban akkor következik be, ha a víztartó réteget a lejtős felszín elmetszi, és a víz a réteghatáron át a felszínre jut. Ha viszont a vízgyűjtő területen a vízzáró réteg a forrás szintje
53
alatt található, és csak a víz szintje van magasabban a kőzetben, mint a forrásnívó, akkor átbukó forrás keletkezik. Ilyenkor csak a forrás szintje felett elhelyezkedő víztömeg kiürülésére van mód. A felszálló források esetén a víz kilépési helye magasabban van a forrást tápláló víz szintjénél, a víz felfelé haladva éri el a forrást. Többnyire a hidrosztatikai nyomás segíti elő a víz felemelkedését, de a benne oldott gázok felhajtó ereje is szerepet kaphat. A felszálló vizek rendszerint vetők, esetleg réteggyűrődések mentén törnek a felszínre. A felszálló vetőforrások különösen a karsztos területeken gyakoriak. Vízszolgáltatásuk folyamatossága alapján a források állandóak vagy időszakosak lehetnek. A talaj- és rétegvízforrások, valamint a karsztforrások általában állandó jellegűek. A talaj- és rétegvízforrások vízhozama többnyire csekély, néhány l/sec, és kapcsolatban állnak a terület csapadékviszonyaival. A karsztforrások vízhozama jóval meghaladhatja a talaj- és rétegvizekét, hiszen gyakran igen kiterjedt föld alatti járatrendszer gyűjti össze a vizet. A vízhozamok meglehetősen tág határok között mozoghatnak egy adott karsztforrást tekintve. Különösen a nyílt karsztok forrásai reagálnak érzékenyen a csapadék eloszlására. A francia-elő-alpokbeli Vaucluseforrás vízhozama átlagosan 17 m3/sec, bő csapadékhullás és tartós, erős beszivárgás után azonban elérheti a 120 m3/sec-ot. A forrás neve után a bővizű, ám erősen ingadozó vízhozamú karsztforrásokat vaucluse-öknek nevezik. A legtöbb vaucluse-forrás B-típusú karsztokban található. Hazánkban a Baradla-barlang vizeit felszínre hozó Jósva-forrás a legnagyobb. Tartósan száraz időszakban mindössze 0,5 m3/sec a vízhozama, ám áradásakor 16 m3/sec is lehet. Az időszakosan működő források lehetnek periodikusan ismétlődő működésűek (intermittáló források) és szabálytalan működésűek (epizodikus források). Intermittáló források olyan területeken fordulnak elő, ahol a csapadékhullás az év egy adott periódusára koncentrálódik (mediterrán vidékek, monszun vidékek). A karsztos területeken is gyakoriak a periodikusan működő források. Ahol a karsztforrás szintje alacsonyabban fekszik ugyan a tápláló üregrendszereknél, de a forrás mögött a felszínre vezető rés szivornya-szerű, ott a szifon mögött felgyülemlett víz csak akkor tud kiürülni, ha a tárolóban a víz a szifon legmagasabb szintje fölé emelkedik. Amikor ez bekövetkezik, beindul a szivornya-szerű leszívás, ami kiüríti az egyébként folyamatosan feltöltődő tároló üreget (4.10. ábra). Az epizodikus források általában szélsőséges körülmények hatására lépnek működésbe. Pl. hosszabb nedves időszak hatására annyira megemelkedhet a karsztvíz szintje, hogy az egyébként száraz forrásszájakból is megindul a vízfolyás. Az 1996. évi LIII. törvény a természet védelméről minden forrást védelem alá helyez. Egy forrás külön védetté nyilvánítási határozat nélkül védett, ha a forrás vízhozama tartósan meghaladja az 5 l/percet, akkor is, ha időszakosan elapad. A források értékét növeli, ha egyedi előfordulásúak, ha jellegzetes, típusos előfordulásúak, ha földtani szempontból értéket képviselnek, ha élőhely-funkcióval
54
rendelkeznek, ha kultúrtörténeti jelentőségük van, vagy ha víznyerési helyként (kirándulóknak stb.) funkcionálnak.
4.10. ábra: Intermittáló forrás szifonnal
55
5. VÍZRENDEZÉS 5.1. Folyó- és tószabályozás A folyó- és tószabályozások célja a vizek kártétele elleni védekezés (árvizek, jég, hordalék levonulása a folyókon, partvédelem a tavaknál), valamint a vízi közlekedés és egyéb vízhasználatok (vízkivétel, halászat, üdülés, sportolás) számára a feltételek megteremtése vagy javítása. A folyók szabályozása teremtette meg az ókori folyóvölgyi civilizációk alapjait, mivel a szabályozások megvalósítása és működtetése társadalmi szervezettséget kívánt. A folyószabályozás módszerei együtt változtak a tudomány és a gazdaság fejlődésével. A gazdasági-társadalmi célok és az alkalmazott technológiák szerint a folyószabályozások történetében 4 korszakot lehet megkülönböztetni (a 4. korszak most van kialakulóban). A naturális (ártéri vizes) gazdálkodás a történeti újkorig (Magyarországon a 18. századig) tartott. Ebben a korszakban az ember minden tekintetben alkalmazkodott a környezeti adottságokhoz, és a cél a folyók hozamainak egyszerű eszközökkel történő, maximális kiaknázása volt. Elsősorban halászatra és öntözésre használták fel a folyókat. A fokszabályozás módszerével vezérelték az árvizek kiöntését és visszavezetését. Az alkalmazkodó gazdálkodás során szigorúan betartott rendelkezések védték a folyók azon tulajdonságait, amelyeknek közvetlen gazdasági, használati értéke volt. Érdekellentétek azonban már ekkor is felléptek, különösen a hajózás és a halászat illetve vízimalmok között. Ez utóbbiak az új elöntések, mocsarak létrehozásával a mezőgazdaság- és településfejlesztés korlátjává váltak. A 17-18. században új célok fogalmazódtak meg Európa fejlett országaiban. A népesség gyarapodása egyre több élelmet és biztonságos lakóhelyet kívánt, az árutermelés fejlődése pedig mind nagyobb mértékben igényelte az áruk mozgatását. (Pl. a spanyol örökösödési háború hadseregeinek ellátása igényelte és nagyobb hasznot hozóvá tette a gabona termesztését a nehezebben "szállítható" élő állatoknál. Emiatt sok helyütt feltörték az ártéri legelőket a gabonatermesztés számára.) Meg kellett teremteni tehát az ártereken a szántóföldi művelés, a folyókon pedig az áruszállítás biztonságos feltételeit. A 19. századtól indultak el Európa-szerte az átfogó mederszabályozási és árvízmentesítési módszerek. A folyók társadalmi megítélése alapvetően megváltozott. Az első korszakban a folyókat olyan erőforrásoknak tekintették, amelyek használati értékét az árvizek ismétlődése és mértéke határozta meg. Az árvíz elmaradásának éhezés volt a következménye. Ezzel szemben a következő korszakban az árterek szántóföldi művelésével és területhasználatával a folyók veszélyforrássá váltak, az árvizek kárt okoztak. A folyók szabályozása megváltoztatta a természetet is.
56
A Tisza szabályozási munkái 1846-1937 között zajlottak le. A Tisza vízszabályozása a korabeli feudális társadalom olyan politikai és gazdasági szervezettségű, egységes műszaki előkészítettségű vállalkozása volt, amelyhez hasonlót csak évtizedek múlva lehetett találni a többi európai országban. Az alföldi folyószabályozási munkák, a gátrendszerek kiépítése és a mocsarak, lápok lecsapolásának célja a mezőgazdaságilag hasznosítható területek növelése, a lakott területek elöntés elleni védelme volt. A környezetjobbítás el is érte elsődleges céljait, azonban számos kedvezőtlen, máig tartó mellékhatást is eredményezett. Ezek az idő múlásával az utólagos visszacsatolások során egyre kedvezőtlenebb irányú tájfejlődést okoznak. A rendszeres árvízi elöntések elmaradásával tartósan deficites lett az Alföld vízháztartási mérlege. A lecsapolt mocsarakból (amely egészségügyi okokból kívánatos volt) számos növény- és állatfaj eltűnt. A mederszabályozások következtében lecsökkent a folyók fajgazdagsága. A szélsőségesebbé váló vízjárás (vízállás) miatt megváltoztak az élővilág feltételei, és a területre korábban nem jellemző, esetenként nem kívánatos élőhely-társulások alakultak ki. A fokgazdálkodás idején sokszínű, mozaikos táj az erdők és fasorok kiirtása miatt egyhangú mezőgazdasági kultúrtájjá alakult át. A vizes élőhelyek visszaszorultak. A folyókanyarulatok átvágásával alföldi folyóink jelentősen lerövidültek. A Tisza a szabályozott szakaszokon a munkálatok előtt 1211 km hosszú volt, ezt 758 km-re rövidítették le. A Szamos 187 km-es szabályozott szakaszán 108 km-re, a Bodrog magyarországi szakaszán 76 km-ről 56 km-re csökkent a mederhossz. A Berettyó 269-ről 91 km-re, a Fehér-Körös 126-ról 67 km-re, a Fekete- Körös 166-ról 90 km-re, a Sebes-Körös 162-ről 86 km-re rövidült a szabályozott szakaszon. Ennek következtében megnőtt a folyók átlagos esése. A Tisza esetében majdnem a duplájára nőtt: a szabályozások előtt 3,6 cm/km volt, utána 6 cm/km lett (5.1. ábra).
5.1. ábra: A Tisza alföldi szakaszának mederrövidülése és esésnövekedése a szabályozások hatására Ennek hatására a kis- és középhozammedrek szakaszjellege eltolódott a felsőbb szakaszjelleg irányába, így a medrek fokozottabb eróziója miatt túlmélyülés
57
következett be. A túlmélyülés a környező talajvizek fokozottabb lecsapolását eredményezte. A folyószabályozások előtt Magyarország területének 24 %-a ártér volt. Ma a töltéssel körbevett folyók hullámtere 150 ezer hektár (az ország területének 1,6 %-a), a patakok és kisvízfolyások mentén pedig 430 ezer hektár. A 20. században alakult ki a folyóvölgyi vízgazdálkodás újabb szakasza. A folyók vízjárását duzzasztóművekkel szabályozzák, csatornarendszerekkel bővítik a vízi úthálózatot és osztják el a vízkészletet. (Magyarország legjobban kiépített vízgazdálkodási rendszere az Alföldön található: a tiszalöki és a kiskörei vízlépcsőből, a Keleti- és a Nyugati-főcsatornából, a Hortobágy-Berettyóból, a Körösökből, több kisebb mellékfolyóból, valamint a belvízlevezető és öntözőcsatornákból tevődik össze.) Ma már az európai folyók többsége a hegyvidéki szakaszokon völgyzáras tározókkal, a sík területeken pedig vízlépcsőkkel szabályozott. A folyóvölgyek lépcsőztetése gyakran a komplex vízhasznosítás céljából történik. Öntözési célra már több évezreddel ezelőtt is építettek vízlépcsőket, duzzasztóműveket. Az utóbbi évszázadban az öntözésen kívül a hajózás és a vízerő-hasznosítása indokolja a vízlépcsők építését. A ma épülő vízlépcsők több feladatot is ellátnak, és kétségkívül számos előnnyel járnak: • víztározás (általa megvalósítható a kisvízi hozamok növelése) • árvízvédelem (az árhullámok visszatartása, az árvízi hozamok csökkentése) • öntözővíz-ellátás, halastavak vízellátása (a magas duzzasztási szint kedvező gravitációs vízelvezetést biztosít) • hajózás (a szükséges vízmélység biztosítása a vízlépcső segítségével) • vízerőhasznosítás • lakossági vízellátás • ipari vízellátás, hőerőművek hűtővízzel való ellátása • talajvízszint szabályozása • üdülés, vízisportok. Ezek mellett meg kell jegyezzük, hogy a tapasztalatok alapján a folyók medersüllyedése tartósan és gazdaságosan csak duzzasztással gátolható meg, és a duzzasztás növeli a hullámterek vízellátottságát is. A Rábán, a Hernádon és a Tiszán épült vízerőművek nemcsak anyagilag térítették meg a beruházott tőkét, hanem folyószakaszuk gazdag élővilágú, keresett kirándulóhely is. A duzzasztás álló vagy mozgó gáttal valósítható meg. A folyók felső szakaszán, ahol az árvíz túlduzzasztása nem okozhat kárt, álló gátakat létesítenek. A kis esésű alsóbb folyószakaszokon mindig mozgó gátakat építenek, amely az árvizeket is káros duzzasztás nélkül képes átbocsátani. A duzzasztás lehet folyamatos vagy időszakos. A vízerő hasznosítása céljából létesült duzzasztás folyamatos, míg az öntözési célú vízlépcső csak a tenyészidőszak során duzzaszt. Akárcsak a korábbi folyószabályozási munkálatok, a duzzasztógátak is számtalan kedvezőtlen hatást váltanak ki a környezetünkben. A gátak mögötti tavak
58
megemelik a környező területek talajvízszintjét. Ennek elkerülésére a töltések külső oldalán szivárgórendszereket létesítenek. A víztározó tavak igen gyorsan feltöltődnek. A hegyvidéki tározók feltöltődése különösen gyors folyamat, mivel a felsőszakasz jellegű folyók hordalékszállítása jelentősebb. Mivel a tározókban a szállított hordalék nagy része lerakódik, ezért a gátak alatt a vízfolyás erőteljesebb erózióra képes, ami a mederfalak alámosásához, partfalomlásokhoz, medermélyítéshez vezethet. A lecsökkent hordalékszállítás a folyók deltaképződésére is hatással van. Nemcsak a delták épülése szűnhet meg, de a torkolatok rombolása, tölcséresedése is megfigyelhető. A Tigris és az Eufrátesz vizét az öntözőcsatorna-hálózatok és víztárolók annyira leapasztják, hogy már alig jut víz a deltához. És bár a folyók torkolata a zárt Arab-öbölben van, ahol nincs tengerjárás és erős hullámzás, a torkolat mégis pusztul. Az asszuáni gát Egyiptomban hasonlóképpen hat a Nílus deltájára. A tározótóban lerakodó hordalék egyrészt folyamatosan feltölti a mesterséges tavat, másrészt a folyó lecsökkent hordalékszállítása már nem elég a delta továbbépüléséhez, de még egyensúlyának fenntartásához sem. A gát következtében elmaradó nílusi áradások és azok hordaléklerakása a korábban elöntött területeken pedig a föld termékenységének csökkenéséhez vezettek. A bős-nagymarosi vízlépcső is a folyóátalakítások napjainkban zajló problémáira hívja fel a figyelmet. A rendszer eredetileg magyar-szlovák közös tulajdonban és üzemeltetésben működött volna. Az erőmű körüli vita egyik következménye az lett, hogy az eredetileg Dunakilitinél (Magyarország) tervezett és csaknem elkészült víztározó helyett a szlovákok Dunacsúnynál (Szlovákia) építették meg a Duna természetes lefolyását lezáró gátat („C” változat). 1992 októberében kezdődött el a Duna elrekesztése. A gát a víz nagyobb hányadát szlovák területen egy tározóba irányítja, ahonnan az üzemvízcsatorna a bősi (Szlovákia) erőműbe szállítja azt. A hajózás, amely korábban az Öreg-Dunán bonyolódott, átterelődött az üzemvízcsatornába. A dunacsúnyhoz érkező vízhozamot megosztják az Öreg-Duna meder és az üzemvízcsatorna között: a régi mederbe a korábbi közepes vízhozamnak csupán 20 %-a, 400 m3/s kerül. Az 1995 májusa óta üzemelő fenékküszöb hatásos vízpótló rendszernek bizonyul, a száraz időszak okozta károk lassan eltűnnek. Azonban még mindig több probléma vár megoldásra. Gondot jelent, hogy a régi meder és az ágrendszer között nincs meg az elterelés előtt jellemző kapcsolat. A mellékágrendszerek vízutánpótlásában fennálló hiányosságok különösen az Ásványráró alatti szakaszokon jelentkeznek. Ökológiai és erdőgazdasági szempontból egyaránt kedvezőtlen, hogy a korábbi árvizekre jellemző vízszint nem állítható elő. A beavatkozások következtében lecsökkent a talajvíz szintje, különösen a régi meder part közeli sávjában. A talajvízszint több szakaszon ugyan ma már emelkedik, ám nem érte el a beavatkozások előtti szintet. Az erőművet elhagyva a víz Szap alatt teljes mennyiségében visszatér a Dunába. A rendszer másik erőműve magyar szakaszon, Nagymaros és Visegrád között épült volna meg, de abbahagyták, és az addig részben felépült gátat lebontották.
A folyószabályozási művek két nagy csoportba sorolhatók. A hosszirányú művek közé tartoznak a terelő és vezető művek, kődepóniák, átmetszések, partburkolat, partbiztosítás. A keresztirányú műveket a sarkantyúk, bekötő keresztgátak, mederelzárások, iszapoltató művek, fenékgátak jelentik (5.2., 5.3. ábra).
59
5.2. ábra: Szabályozási művek elrendezése
5.3. ábra: Főmeder vonalvezetésének tervezése Az árterületek és a folyók hasznosításának fejlődése megtorpant az utóbbi évtizedekben. Az iparszerű mezőgazdaság, amely egyre több vizet, energiát és tápanyagot igényel, zsákutcának bizonyul. Szerkezeti változáson esik át az áruszállítás és a villamosenergia-termelés. A folyók vízminősége romlik, a vízi életközösségek pusztulnak. A megváltozott körülmények ellenére a folyószabályozás klasszikus célkitűzése ma is egyfelől a víz, a hordalék és a jég kártétel nélküli levezetésének biztosítása, másrészt a fellépő vízigények mennyiségi és minőségi kielégítésének biztosítása. A régi célokat azonban új módszerekkel, új eljárásokkal kell elérni. A továbblépésre két irányzat alakult ki. Az egyik ellenez minden vízépítési munkát. Azonban a múltba fordulás a korabeli életmód visszaállítását is megkövetelné. A másik, a fenntartható fejlődés irányzata elsősorban a tudományos fejlődést tekinti a továbblépés kulcsának. Az ökológia, az ökonómia és a szociológia összehangolt fejlesztésével alakíthatók ki azok a gazdálkodási és életmódbeli feltételek, amelyek megállítják környezetünk degradálódását, valamint biztosítják a folyó jó ökológiai állapotát és fenntartható
60
hasznosítását. Ehhez az ökológiai hatásmechanizmusnak, valamint a folyók anyagés energiaforgalmi dinamikája élettani szerepének megbízható feltárása szükséges. A kialakulóban lévő 4. korszakban a cél már nem az árvizek minél gyorsabb levezetése egy minél szűkebb, kis mederben, hanem a folyók többfunkciós (gazdasági-ökológiai-társadalmi) használatának és a folyórendszer természetközeli állapotának helyreállítása. Mivel minden funkció hatással van a többire, így a folyószabályozás integrált megközelítést igényel. Az ökológiai alapú vízgazdálkodás lényegi eleme a vizek visszatartása és sokszoros hasznosítása. A társadalmi igényeket meg kell próbálni hozzáigazítani a folyórendszerek természetes állapotához. A Vásárhelyi Terv Továbbfejlesztése, amelyre a következő fejezetben visszatérünk, ezt az ökológiai alapú vízgazdálkodást tűzi ki jövőképnek. Magyarországon a jelentősebb folyók mindegyike szabályozott, a szabályozott folyószakaszok hossza 1848 km (1997-ben). Mintegy 700 km-nyi folyószakasz csatornázott (duzzasztott). A hazai folyók szabályozásának és hasznosításának további iránya az ökológiai és a társadalmi-gazdasági célok együttes figyelembe vételével kell történjen. A természetvédelem oldaláról a törekvés arra irányul, hogy a hullámtereken uralkodjon a természetszerű állapot, biztosítva legyen a folyó háromdimenziós rendszere, azaz a folyó hosszirányú és keresztirányú átjárhatósága. Ennek elérése érdekében biztosítani kell a természetes élővilág életterét, a természetközeli vízszintek és vízjárás helyreállításával. A szárazföldi élőlények vándorlásának feltételeit zöld folyosó, a vízi élőlények vándorlásának feltételeit kék folyosó kialakításával (pl. hallépcsők) kell biztosítani. Jelentős társadalmi és gazdasági igény az árvízi és belvízi biztonság területfejlesztéssel arányos növelése, azaz a hullámtér biztosítsa az árvízi víz- és jéghozamok károkozás nélküli levezetését. (A hullámterek, a parti sávok, a vízjárta, valamint a fakadó vizek által veszélyeztetett területek használatáról és hasznosításáról a 46/1999. (III. 18.) kormányrendelet rendelkezik.) Az aszály elleni védekezés feltételeinek biztosítása ma már nem csupán mezőgazdasági, hanem természetvédelmi érdek is, a nagyszámú vizes élőhely életfeltételeinek biztosíthatósága miatt. A folyókból történő vízellátás is alapvető szükséglet. Mivel az Alföld vízellátottságát legalább a jelenlegi szinten fenn kell tartani, és nőnek a tájfejlesztési és életminőségi igények is, ezért indokolt lehet a folyókból táplálkozó vízelosztás fejlesztése. A vízminőség javítására, a parti szűrésű víztermelés fejlesztésére irányuló intézkedések hatékonyságát csökkenti a meder és a vízjárás változása. Alapvető szükséglet tehát a folyók medrének és vízjárásának stabilizálása. A hajózás biztosítása egyes folyóinkon nemzetközi kötelezettségünk. Alapvető ökológiai, gazdasági és politikai érdek a Duna vízgyűjtő területén lévő országok és az Európai Unió folyógazdálkodási irányzatához való alkalmazkodás. A célok megvalósításához elengedhetetlen az érdekegyeztetés korábbinál nagyobb feladatának végrehajtása.
61
Hasznosítható adottságaink elsősorban az üdülés, az idegenforgalom, a víziutak és a vízerőkészlet. A hajózás fejlesztése egyre inkább környezetvédelmi üggyé is válik. A magyarországi levegőminőségi térképen jól kivehető főbb közúti áruszállítási vonalak sürgetik a közel kétezer km összhosszúságú, nagyrészt kihasználatlan víziutak fejlesztését. A vízrendezési munkálatok során megváltoztatták a kisvízfolyások természetes viszonyait is. A patakokat néhány méteres sávba kényszerítették, a partmenti növényzetüket kiirtották. Mederszelvényüket többnyire trapéz formájúra alakították ki, holott a természetes vízfolyások medrei változatos keresztmetszetűek. A mezőgazdasági területeken földmederrel rendelkeznek, ám a belterületi szakaszokon igen gyakran betonlappal borítottak a medrek. A patakoknak ki kell elégíteniük az árvízi biztonság feltételeit, biztosítaniuk kell az esetleges vízhasználatok vízigényét, és mindezek mellett meg kell felelniük az ökológiai élettér igényének is. A kisvízfolyások rehabilitációjának igénye és szükségessége egyre inkább előtérbe helyeződik. A revitalizációs rendezések során törekedni kell a változatos mederszelvények kialakítására (sekély öblök, holtágak stb.) és az élőhely-rekonstrukcióra (az élőhely-adottságok, a területi lehetőségek és a növények igényeinek figyelembevételével történő növénytelepítés) is. A településhálózatok sűrűsége sokszor nehézségeket támaszt: nincs elegendő hely a meanderező vonalvezetés kialakítására. A magyarországi körülmények a kisvízfolyások revitalizációja során jelenleg a mesterségesen fenntartott természetközeli patakmedrek és partok kialakítását, a partvédő művek természetközeli anyagokból történő megépítését jelentheti. A belterületi szakaszokon a mederburkolat eltávolítása után a parti rézsű lankásítása és növényzettel való betelepítése lenne célszerű. A tavak számos vízhasználati igényt elégíthetnek ki: ivó- és ipari vízellátást, öntözést, halászatot, horgászatot, nádgazdaságot, vízi közlekedést, üdülést. Ezen igények kielégítésére szükséges a tavak hidrológiai szabályozása, szabályozási művek építése és a tó vízminőségének védelme. A hidrológiai szabályozás célja az optimális vízszint biztosítása. Ennek érdekében a tó vízháztartását meghatározó csapadék-, párolgási-, hozzáfolyási- és elfolyási viszonyok ismeretében szükség szerint módosítják az utánpótlódást vagy a lefolyást. A szabályozási művek a hordaléklerakódást, feliszapolódást küszöbölik ki, valamint olyan partvonal kialakítását teszik lehetővé, amely az igényeknek megfelel (pl. sekély víz a fürdőterületen, mély víz a vízkivételi helyeken). A szabályozási művek közé a partvédő művek (a víz és a jég partrombolása ellen), a mólók, kikötők (hajózás), vízfolyások torkolati művei (a hordalék megfogása a tóba ömlés előtt a feliszapolódás meggátolására) és a vízkivételi művek tartoznak. A tavak vízminőségének megóvásához a bejutó hordalék és szennyező anyagok mennyiségének csökkentése, a tó biológiai egyensúlyának megőrzése szükséges.
62
5.2. Árvizek, árvízmentesítés, árvízvédelem Árvízkor a vízfolyások vízhozama olyan mértékben megnő, hogy a folyó kilép medréből. Ha tágas, lapos fenekű völgyben folyik, akkor a vize az ártéren széles sávot elönt. Az ártéren a víz mélysége természetesen már lényegesen kisebb, mint a mederben volt. A medret elhagyó víz a meder pereménél a lelassuló mozgása miatt hordalékanyagai nagy részét lerakja. Ezekből épülnek fel a folyómedreket kísérő övzátonyok. Az árvizek kialakulásának oka a vízgyűjtő terület lefolyásában bekövetkező olyan mértékű növekedés, amelyet a középvízi meder már nem képes befogadni. Ezt a bő csapadék, a tavaszi hóolvadás okozhatja, de a vízgyűjtő terület lefolyási viszonyaiban bekövetkezett változás (erdőirtások hatása, ld. korábban), és a vízfolyások jege (ld. korábban) is elősegítheti az árvizek kialakulását. Azokat a munkálatokat, amelyek célja a folyók árterének mentesítése az időszakos elöntésektől, árvízmentesítésnek vagy ármentesítésnek nevezzük. Ez tehát egy megelőző tevékenység, amely egyrészt új védelmi rendszer létrehozására, másrészt a már meglévő művek védekezőképességének fokozására szolgál. Az árvízvédelem vagy árvédelem viszont az a tevékenység, amelyet az árvíz ideje alatt végeznek annak érdekében, hogy az árvízvédelmi létesítmények a feladatukat megfelelően lássák el. A magyarországi árvízmentesítés és -védelem már a 15. században elkezdődött. A Duna, Tisza és mellékfolyóik mentén 1845-ig 800 km hosszan épültek helyi védelmi vonalak. A rendszeres árvízi szabályozás és gátépítés a Tisza völgyében az 1845. évi nagy tiszai árvíz után indult meg. 1876 és 1899 között 8 katasztrofális árvíz volt a Dunán és a Tiszán. Ekkor ugyan már sok helyütt gátak védték a folyókat, ám a gátak közé szorított folyókon olyan mértékű vízszintemelkedések következtek be, hogy a víz átlépte a töltéseket. A kedvezőtlen tapasztalatok birtokában megkezdődött - egységes műszaki szempontok alapján - a töltésméretek megállapítása, a legfontosabb védvonalak kiépítése. 1945 után újabb katasztrofális árvizek sújtották hazánkat: 1954. és 1956. évi dunai árvíz, 1970. évi tiszai árvíz. A 20. század utolsó 3 évében a Felső-Tisza mentén volt árvízveszély, 2001-ben pedig árvízi elöntés is. Magyarország árvíz-veszélyzetetettségét alapvetően meghatározza, hogy zömében sík területű ország, a Kárpát-medence legmélyebb részén fekszik. Területének csaknem egynegyede található a mértékadó árvizek szintje alatt. Az ország 93 032 km2-nyi területéből 20 713 km2 árvizekkel veszélyeztetett. Ezen árvízzel veszélyeztetett területen kb. 2 millió ember él, 700 település, a megművelt földek harmada, a vasutak 32 %-a, a közutak 15 %-a található a területen. Az ország GDP-jének 30 %-át itt termelik. Az árterület 97 %-a ármentesített.
63
Európában Magyarország, azon belül az Alföld árvízi veszélyeztetettsége a legnagyobb (ehhez egyedül Hollandia helyzete hasonlítható). Az ország árvízzel veszélyeztetett területének 74 %-a a Tisza magyarországi vízgyűjtőjén található. A magyarországi folyókon 2-3 évenként átlagos, 5-6 évenként jelentős, 6-12 évenként rendkívüli árvizekkel kell számolni. Az árvízmentesítés legfontosabb módszerei a folyók mentén gátak (töltések) építése, a vízgyűjtőterület rendezése, a tározás és a részleges ármentesítés. Az ármentesítés leggyakoribb módja, hogy a folyó árterén, a középvízi medertől távolabb, általában mindkét oldalon árvédelmi gátakat építenek. Az elöntéstől ilyen módon megvédett területeket öblözetnek nevezik. (Ártéri öblözet: olyan természetes domborzat vagy mesterséges létesítmény(ek) által határolt terület, amelyet az árvíz elönthet anélkül, hogy a kitört víz másik öblözetbe jutna.) Az ártér gátak közötti része a főmederből (középvízi meder) és a jobb és baloldali hullámtérből áll (5.4. ábra).
5.4. ábra: Ármentesítés gátak építésével A gátak közé szorított folyó árvízszintjéhez tartozó vízszélesség csökken, az árvízszint magassága viszont nő. Minél közelebb épül a két gát egymáshoz, annál magasabbra kell őket emiatt építeni, viszont annál nagyobb lesz a visszahódított ártér területe. A tervezés alapvető kérdése tehát a gátak helyszínrajzi és magassági elrendezése az árvízvédelmi biztonság és a gazdaságosság függvényében. Az ideális esetben a gátak enyhe ívben követik a folyó kanyarulatait, a hullámtér szélessége nem változik lényegesen, és a folyó medre nem közelíti meg túlságosan a gátakat (5.5. ábra). A hullámtér szűkítését, átmenet nélküli kiszélesítését mindenképpen kerülni kell.
64
5.5. ábra: Árvédelmi gátak vonalvezetése A hullámtérre telepített véderdő lefékezi a szelet, így védi a töltéseket a hullámzástól (5.6. ábra). A túl bozótos és sűrű növényzet viszont akadályozza az árhullám levonulását. A folyó mindkét partján hagyni kell erdő- és bozótmentes sávot, különösen, ha jégjárással is kell számolni. Az árvízvédekezés közbeni hajózás (védekezési anyag szállítása a veszélyeztetett gátszakaszra stb.) biztosítására a töltések előtt kb. 10 m széles hajózási sávot is szabadon kell hagyni (5.7. ábra).
5.6. ábra: Hullámtéri erdősávok
5.7.ábra: Hajózás biztosítása a töltés mentén
65
A töltések magasságának meghatározására megbízható elmélet nincs. Az ún. mértékadó árvízszintet veszik figyelembe, amelyhez hozzáadják a magassági biztonság értékét. A mértékadó árvízszint azt a deklarált árvízszintet és tartósságot jelenti, amellyel szemben az adott társadalomban biztonságos védelmet nyújtanak a területen élők számára, és amelynek elviselésére az árvízvédelmi műveket méretezni kell. A mértékadó árvízszint értékére vonatkozó előírás szerint hazánk folyóira a számított 100 éves átlagos visszatérési idejű jégmentes árvizet kell mértékadónak elfogadni. Kivételnek minősül Győr, Budapest, Szeged és az algyői olajmező védvonalai, amelyeket az 1000 év visszatérési időre méreteznek, valamint az Esztergomtól a déli országhatárig tartó Duna-szakasz, amelynél a védműveket az eddig előfordult legmagasabb jeges árvizek burkoló felszíngörbéjére tervezik. A mértékadó árvízszint felett a magassági biztonság értéke 1-1,5 m. A deklarált mértékadó tartósság az adott szinteket 1%-os valószínűséggel meghaladó vízállások tartósságának napokban kifejezett időtartama. A mértékadó árvízszinteket az új hidrológiai eseményeknek megfelelően időnként helyesbíteni kell. Az árvizek tetőző vízállásai emelkedő tendenciát mutatnak, és tartósságuk is növekszik (5.8. ábra). A XX. században a Tisza-völgyben egyes szelvényekben akár 1,5 m-rel is emelkedtek a legnagyobb (és mértékadó) árvízszintek. Emiatt a gátak magasságát és erősségét is folyamatosan növelni kell.
5.8. ábra: Mértékadó árvízszintek növekedése A gátak vízzáró anyagból készülnek. Legkedvezőbbek a 2/3 rész homokból, 1/3 rész kötött talajból álló földtöltések. Ennek biztosítása nem mindenütt lehetséges, ezért gyakran el kell tekinteni a gát ideális anyagból történő építésétől. A gátépítés előtt a jövőbeni gát alatti talaj gyökerekkel átszőtt, humuszos részét el kell távolítani, mert ott maradása esetén elősegítené a szivárgást. A töltések fő méreteit az árvízvédelem biztonsága és hatósági előírások szabják meg, azonban a töltés mérete és teherbírása utólag szükség szerint növelhető ill. növelendő. A hullámverés elleni biztosítás érdekében a töltések víz felőli rézsűje 1:3 lejtésben épül (5.9. ábra). Minél kisebb a lejtése, a nekicsapódó hullám ereje annál kisebb, és annál könnyebben tud a gyepszőnyeg megtelepedni rajta.
66
5.9. ábra: Árvédelmi gátak jellemző keresztszelvényei A vízzárás fokozására a hullámtér felőli oldalon agyagmagot, beton- és vasbeton magot lehet beépíteni a gátakba, valamint vízzáró rézsűburkolatokkal (agyagszőnyeg, kő- és betonlapburkolat) lehet fokozni a vízzáró képességet (5.10. ábra). A mentett oldalon talpszivárgó beépítésével lehet erősíteni a töltést, amellyel a szivárgási vonal (a töltésben szivárgó víz metszeti vonala) mentett oldali végét el tudjuk szállítani, így csökken a töltés átázásának veszélye (5.11. ábra).
5.10. ábra: Agyagmag beépítése a töltésbe és agyagszőnyeg kialakítása
5.11. ábra: Talpszivárgó a mentett oldalon A gátak rézsűit és koronáját a csapadéktól, árvíz esetén a hullámveréstől és az áramló víztől óvni kell. A szilárd burkolat igen költséges lenne, ezért általában gyepszőnyeggel védik a gátak felületét. A több évtizede épült töltéseink nagy részénél a gátépítés és az azt követő sorozatos erősítések nem mindig történtek helyesen: nem a megfelelő anyagból erősítették, nem távolították el a régi gátfelszín laza, gyökerekkel átszőtt részeit stb. A gátak állandó felügyeletet és fenntartást igényelnek, ezért számos kiegészítő létesítmény csatlakozik a töltésekhez: gátőrtelep, árvízvédekezési rakodók a mentett oldalon, útátjárók. A védvonalat vasút, közút, kábelek, csövek keresztezhetik, amelyek építése szintén meghatározott szabályokhoz kötött.
67
Hazánkban 1998-ben 4173 km volt az árvízvédelmi fővonalak hossza, amelyből 2251 km az előírt méretre kiépített (54 %). A kormány a 2005/2000. (I. 18.) számú határozatában rögzítette, hogy 10 év alatt 740 km töltés fejlesztését kell elvégezni. Ezzel a megfelelően kiépített védvonalak aránya 80,5 %-ra nő. A határozat azt is rögzítette, hogy a korábban megállapított mértékadó kiépítettség szintjét nem változtatják meg. Ebben a gazdaságossági hatékonyság mellett a természetvédelem szempontjai is érvényesülnek. A biztonság növelése érdekében szükség van a töltések rekonstrukciójára, fejlesztésére, sok helyütt a megfelelő burkolására, valamint a gátőri és védelmi központi épületek korszerűsítésére is. Az árvízmentesítések közé tartozik a vízgyűjtőterület rendezése is. Ezek célja a lefolyási tényező csökkentése, módszerei az erdősítés, lejtőirányra merőleges szántás, sáncolás, árkolás stb. Az árvízhozam csökkentésére szolgál a tározás is. A síkvidéki tározásnál mesterséges tavat létesítenek a töltések között. A tó árvízszintcsökkentő hatása annál nagyobb, minél közelebb van a folyóhoz és minél nagyobb a területe. A tározókat általában komplex hasznosítás céljából építik: az árvízszint csökkentése mellett öntözési, ipari, idegenforgalmi célja is van. Az ún. árvízi szükségtározó olyan, műszaki létesítményekkel időszakos tározásra alkalmassá tett terület, amelynek igénybevételére csak rendkívüli helyzetben, a fővédvonal kritikus állapota esetén, a nagyobb károk és az árvízkatasztrófa elkerülése érdekében, azaz - jogi értelemben - szükség esetén kerülhet sor. Ezen szükségtározók alapvető rendeltetése más (pl. mező- és erdőgazdálkodás), és nem is kerülnek kisajátításra, hanem jogi úton jelölik ki őket az ilyen célú felhasználásra. Két egymáshoz közel eső folyó esetében úgy is történhet árvízmentesítés, hogy a két vízfolyást árapasztó csatornával összekötik. Pl. a Rába és a Répce folyót összekötő árapasztó csatornán át a Répce árhullámai levonulnak a Rábába, rendszerint megelőzve annak árhullámait. A nyári gátak (csak bizonyos magasságú árvizek ellen épül ki) és körgátak építése a részleges ármentesítések közé tartozik. A nyári gátakkal a nagyon széles hullámterületek értékesebb mezőgazdasági területeit védik a nyári, rendszerint alacsonyabb vízállású árvizek ellen. A körgátak a teljes magasságú árvíz ellen védenek, de csak egyes helyeken, pl. egyegy település körül. Az árvízmentesítő munkálatok nemcsak pozitív hatásúak. A hegyvidéki vízgyűjtő területekről az Alföldre kilépő folyók esése lecsökken, így hordalékuk nagy részét lerakják. A gátépítések előtt a hordaléktömegek széles sávban tudtak szétterülni az Alföldön. A gátak közé zárt folyók viszont a hullámterekben kényszerülnek hordalékuk lerakására. Az Alföld nagy része ma is süllyed, amit a folyók korábbi feltöltő munkája már nem egyenlít ki. A hullámterek azonban fokozatosan feliszapolódnak, a medertalpak egyre magasabban helyezkednek el, így a gátakat egyre inkább meg kell magasítani. Ez oda vezet, hogy a folyó gátrendszerén belül a
68
fenékszint jóval magasabb a gátakon kívüli területek magasságánál. A Duna-völgy alföldi szakaszain az ártér már 3-4 m-rel magasabb a mentett oldalak szintjénél. Az olaszországi Pó medre Ferraránál ma már egy magasságban van a város tornyának gombjával. Az ilyen feltöltött gátakról lezúduló víz sokkal súlyosabb katasztrófával fenyeget, és az áradmányvizek gravitációsan nem is vezethetők vissza kiemelt medrükbe. A magasra emelt medrekből a talajvizet tápláló szivárgó víz mennyisége megnő, ami több tényezővel együtt oda vezetett, hogy ma már az Alföldön ismét a talajvízszint növekedése figyelhető meg. A folyó jellemző vízszintjeinek változása alapvetően a hordalékviszonyokkal függ össze. Azokon a szakaszokon, ahol a folyó szabad energiával rendelkezik, az erózió következtében a meder mélyül. (Duzzasztóművek, vízerőművek alatti szakaszokon gyakori a jelenség.) Ez a kis- és középvízhozamok szintjének csökkenéséhez vezet, amely a térség talajvízszint csökkenését okozhatja. A középvízi meder mélyülése, különösen szűk hullámterek esetében, javíthat az árvízlevezetés feltételein. Ha a medermélyülés miatt az árvízlevezető keresztszelvény összességében nő, akkor ez az árvízszintek csökkenésével járhat. Gyakoribb viszont, hogy a medersüllyedés következtében létrejövő árvízlevezető szelvény növekedése kisebb, mint a hullámtér ill. az ártér feltöltődése miatti szelvénycsökkenés. Azaz összességében az árvízlevezető keresztszelvény lecsökken, így az árvízszint nő. Az árvízszintek növekedése, a kis- és középvízhozamok vízszintjének csökkenése miatt a vízjárás szélsőségessé válik, ami megváltoztatja a környező élővilág létfeltételeit is. Azokon a szakaszokon, ahol az érkező hordalék több, mint amennyinek az elszállításához szükséges energiával a folyó rendelkezik, a felesleges hordalék lerakódik, a meder és a hullámtér feltöltődését okozva. Ez a kis- és középvízhozamok szintjeinek növekedésével jár együtt, amely a környező területek talajvíz szintjének megemelkedését okozhatja. A meder feltöltődése az árvízlevezető keresztszelvény csökkenéséhez, ezzel pedig az árvízszintek növekedéséhez vezet. Az árvízvédelem célja a gátak karbantartása és a jelentkező hibák azonnali kiküszöbölése az árvíz ideje alatt. Ezen kívül az árvízvédelem keretében kell gondoskodni a veszélyeztetett területek kiürítéséről, az ártérbe beömlő vizek összeszorításáról, lokalizációjáról, a károk lehetőség szerinti minimálisra csökkentéséről. Az árvíz idején a gátak állékonyságát leginkább a töltések átázása, roskadása, szakadása, a fakadó vizek és a buzgárok keletkezése, valamint a hullámtörés és átömlés veszélyezteti. Az átázott töltés stabilitása lecsökken, a nyomás miatt szétfolyhat, elcsúszhat az átázott töltés. Megakadályozására homokzsákokkal, homokos kavics szivárgó padkákkal terhelik le a talajt vagy szorító gátakkal ellennyomó medencét hoznak létre a mentett oldalon. A harmadik módszer a vízoldalon végrehajtott szádfalazás, amely azonban meglehetősen költséges (5.12. ábra).
69
5.12. ábra: Védekezés töltésátázásnál A víznyomás hatására megcsúszó vagy roskadozó töltést a koronában levert cölöpsorral erősíthetjük meg. Töltésszakadáskor az átáramló víz eleinte túl nagy sebességű ahhoz, hogy a töltés elzárására vagy a vízhozam csökkentésére mód lehetne. Azonban a töltésvégek túlságos elmosását, a szakadás kiszélesedését meg kell gátolni. Ez szádlemezekkel, falakkal, cölöpsor leverésével biztosítható. Később, az átáramló víz sebességének csökkenésekor (a töltés két oldalán elindul a vízszintek kiegyenlítődése, ami csökkenti a víz sebességét) lehet megkísérelni a töltésszakadás elzárását cölöpsor elé helyezett deszkalappal vagy szádfalazással. A fakadó vizek a töltés mellett keletkeznek a mentett oldalon: a töltés mögött belvízszerű tócsák jelentkeznek. Fokozódik a veszély, ha talajszemcsék is kimosódnak a töltés alatti vízáteresztő rétegből. Ekkor buzgárról beszélünk. A fakadó vizek ellen szivárgó paplan építésével lehet védekezni: a talaj felszínére homok ill. kavicsszűrő kerül, amelyet vízáteresztő durva kavics vagy kőzetréteggel terhelnek le. A buzgárok köré homokzsákokból körtöltést építenek olyan magasságig, hogy a kialakuló ellennyomás lecsökkentse a vízátáramlást annyira, hogy a víz ne szállítson talajt, csupán a tiszta víz törjön fel (5.13. ábra). A hullámverés okozta erózió ellen a töltéseket a töltéshez erősített úszó anyagokkal (pl. rőzsekévék), ill. álló hullámvédekkel (rőzseterítés) védik. Ha a gátak koronája nem elég magas, és a gátakat az átömlő víz veszélyezteti, akkor szükség van a töltések magasítására. Az árvízvédekezés kezdete és befejezése közti készenléti időszak az árvízvédekezési készültség. Három készültségi fokozat van: az I.-es fokozat az
70
őrkészültség, figyelőszolgálat, felkészülés, a II.-es a tényleges védekezés, a III. a fokozott védekezés.
5.13. ábra: Védekezés buzgár kialakulásakor A Dunának két árvize van. A tavaszi a Kárpátok és az Alpok alacsonyabb szintjeinek hóolvadásából táplálkozik, a koranyári (ún. zöldár) a Kárpát-medence nyár eleji esőzési maximuma és az Alpok magasabb szintjein kezdődő hóolvadás együttes hatására alakul ki. A tavaszi árvizek alacsonyabbak, magasabb vízszinteket általában csak akkor eredményeznek, ha az áradások közvetlenül a jéglevonulás után jönnek, és még a jégtorlódásoktól felduzzasztott vizet találnak maguk előtt. A nyári árhullámok magasabbak, időben elnyúlnak, lassan emelkednek és hosszabb ideig tartanak. A 2002. augusztusi dunai árvíz vízállásai meghaladták az eddigi legnagyobb vízállásokat, az eddigi legnagyobb vízhozamokat azonban nem. Azaz ugyanazon vízállás kisebb vízhozam levezetésére képes, mint korábban. A Tiszát Magyarország területén a vízjárás alakulásától függően két szakaszra, a Felső- és Közép-Tiszára lehet osztani. A Szamos torkolata feletti felső-Tiszán három nagyobb árhullám szokott kialakulni: a hóolvadásból származó tavaszi, a májusi és az őszi árhullám. A Szamos torkolata alatt az első kettő azonban összeolvad, és általában találkozik a Körös és a Maros árhullámával. Emiatt a Közép-Tiszán magas és hosszan elnyúló árvizek lehetségesek. A 20. század végén több alkalommal is árvízveszély, illetve katasztrófahelyzet alakult ki a FelsőTiszán. 1998 októberének végén és novemberében két heves árhullám vonult le a Felső-Tiszán. 1999 márciusában a Tokaj-Tiszaug folyószakaszon az addigi legnagyobb vízállásokat meghaladó árhullám vonult le, 2000 áprilisában a TokajMindszent szakaszon az előző évit is felülmúló vízállások voltak. Mindkét tavaszon sikerült a folyót a magyarországi szakaszon a töltések között tartani. 2001 márciusában viszont a beregi öblözetben átbukott a töltéseken a víz, és töltésszakadás is bekövetkezett. Az árvizek okai sokrétűek, és látnunk kell, hogy statisztikailag nem tekinthetők rendkívülinek ezek az események, mivel a kontinentális éghajlatnak velejárója a szélsőséges csapadékeloszlás. A Tisza vízgyűjtőjének sajátossága, hogy míg a felső-Tiszán és a mellékfolyók határhoz közeli szakaszain az árhullámok rendkívül hevesen és néhány nap alatt vonulnak
71
le, addig a Tisza középső és alsó szakaszán a hosszú ideig tartó magas vízállások jellemzőek. Ha az okokat kutatjuk, több ténnyel is szembe kell néznünk. A Tisza és mellékfolyói határainkon túli szakaszainak szabályozása és töltésezése következtében a magyarországi szakaszokon is növekedtek az árvízszintek és lerövidült az árhullámok levonulási ideje. A Tisza országhatárainkon túli vízgyűjtőterületein az utóbbi 2-3 ezer évben jelentős területhasználati változások következtek be. Az erdőborítás egykori átlag 2/3-os aránya mára már csak a hegyvidékek egyes kisebb részvízgyűjtőin haladja meg az 50 %-ot. A Kárpátalján az eredeti, természetes erdősültség 90-95 %-os volt, ma kb. 50 % az erdősültség mértéke. Ez a vízjárási szélsőségek fokozásához, a kisvízhozamok csökkentéséhez és az árvizek hevességének és hordalékhozamának növekedéséhez vezetett. Ám látnunk kell, hogy ez a folyamat nem az utóbbi néhány év alatt játszódott le, sőt, a Kárpátalján 1966-tól nem lépték túl a vágási normát, az utóbbi években pedig a meghatározott optimális mennyiségnél kevesebb is vágnak ki, így az erdőterület 10 ezer hektárral nőtt. Egyes vélemények szerint az erdők az árvízi hozamok csökkentéséhez hozzájárulnak ugyan, de nem tartoznak az árvízmentesítés és árvízvédelem döntő eszközei közé. Az erdők alatti talajok víztározására vonatkozó számítások szerint a jelenlegi erdőterületek a Tisza csupán félnapi vízhozamával egybemérhető vízmennyiséggel késleltethetik az árvizeket. A II. világháborút követő időszakban jelentősen bővültek a hegy- és dombvidéki tározók kapacitásai. Az országhatárokon túli vízgyűjtőterület víztározó kapacitása 2,2 milliárd m3. Az üzemelő tározókban az évi lefolyás mintegy 10 %-ának megfelelő mennyiségű vizet lehet visszatartani. Az utóbbi évek egyre magasabb árhullámai ellen nem lehet igazán megfelelő lépés a gátak további emelése. A megoldási lehetőségeket kutató Vásárhelyi Terv Továbbfejlesztése című koncepció-terv kidolgozása folyamatban van. Az árvízvédelmi fejlesztési koncepció célkitűzése az, hogy a Tisza mentén az érvényes mértékadó árvízszinthez képest 1 méterrel magasabban levonuló árvíz szintjét legalább 1 méterrel csökkentsék, vagyis a mértékadó árvízszinteknél magasabb vízszintek kialakulását a Tiszán nagy biztonsággal ne engedjék meg. A terv kidolgozói egy olyan rendszer kialakítását javasolják, amely hazai beavatkozásokkal - síkvidéki árvíztározás, a nagyvízi vízszállító képesség javítása, egy kisebb szakaszon pedig a töltések megemelése - oldja meg a Tisza menti területek árvízvédelmét. A megoldás tehát az árhullám nagy mennyiségű vizének a szétterítése lehet. Ez a települések miatt természetesen nem valósítható meg az egykori ártér területén. A Tisza mentén azonban vannak olyan öblözetek, amelyek alkalmasak vagy azzá tehetők nagy mennyiségű víz vésztározására. 10-12 új tároló építését tervezik, amelyek kb. 70 ezer hektáros összkiterjedése 1,7 milliárd m3 víz tározására lenne alkalmas. (Nagyobb árhullámok esetében kb. 10 milliárd m3 a levonuló víz mennyisége.) A vésztározók természetvédelmi hatása is igen jelentős lehet, mivel növelnék a vizes élőhelyek kiterjedését. A vésztározók kiválasztása során több szempontot is figyelembe kell venni:
72
• • • • •
a terület hidrológiai és hidraulikai szempontból megfelelő helyen legyen fajlagos beruházási költség minél alacsonyabb legyen a terület átlagos talajértéke alacsony legyen a belvíz veszélyeztetettségi mutató magas legyen a területen található mezőgazdasági érték minimális legyen.
Az árvízszintek csökkentése (egyúttal a vízszintváltozások csökkentése) érdekében következő beavatkozások lehetségesek: • a folyókanyarulatok és a régi folyóágak helyreállítása • az árvízvédelmi töltések áthelyezése, a hullámtér növelése • az árvízvédelmi töltések magasítása • a hullámtér magasságának csökkentése kotrással • a folyószabályozási művek lehetőség szerinti átalakítása • a főmeder mélyítése, kotrása • mellékágak kotrása, rehabilitálása, új, párhuzamos medrek kialakítása a hullámtéren • épületek, egyéb létesítmények eltávolítása a hullámtérről • a hullámtéri területhasználat, művelési ág megváltoztatása, optimalizálása • nyári gátak eltávolítása a hullámtérből • szükségtározók kialakítása. Ezen beavatkozások igen jelentős beruházásokat igényelnek, így nagyobb folyók teljes folyószakasza mentén való végrehajtásuk nem reális cél. Kisebb folyóink esetében azonban kivitelezhető lehet. Az ország árvízvédelmi fejlesztései érdekében erősíteni kell a két- és többoldalú nemzetközi vízügyi együttműködést. A hegyvidéki vízgyűjtőkön folyó gazdasági tevékenységek lefolyás-módosító hatása, a tározók üzemeltetése, a folyók felső szakaszán lévő művek állapota, kezelése, karbantartása a magyarországi árvízvédelemre nagyon jelentős hatással van. Az árvízi biztonság növelése érdekében a fentieken kívül szükség van az észlelés és előrejelzés rendszerének fejlesztésére (nemzetközi szinten is), a védelmi művek fejlesztésére, rendben tartására, az árvízvédelemhez kapcsolódó intézményrendszer továbbfejlesztésére, az árvizek kialakulásának genetikai kérdéseit, és az egyéb árvízmentesítési és árvédelmi kérdéseket vizsgáló kutatófejlesztő munkák továbbvitelére.
5.3. Belvizek, védekezés a belvizek ellen A belvizek eredetüket tekintve kétfélék lehetnek. Magas talajvízállású területeken a tavaszi hóolvadáskor vagy nagy esőzések idején a talajvíz szintje annyira megemelkedhet, hogy eléri a felszínt. Kisebb-nagyobb területeken, a
73
felszín mélyebben fekvő területein összefüggő felszíni vízborítás alakul ki. A felszínre kerülő talajvizet belvíznek nevezzük. A másik, összegyülekezési típusú belvíz eredete más: heves csapadék vagy gyors olvadás után alakul ki, ha a talajba történő beszivárgás nem tud lépést tartani a csapadékkal, vagy ha a beszivárgást a fagyott talaj megakadályozza. Belvíz keletkezik akkor is, amikor a felszínhez közeli agyagos, márgás rétegek nagy esőzésekkor megtelnek vízzel, és a víz hatására megduzzadnak, impermeábilissá válnak. Ilyenkor a csapadék nem tud a mélybe szivárogni, hanem megtölti a felszín mélyedéseit. Az összegyülekezés során keletkező belvíz tehát nincs kapcsolatban a talajvíz övezetével. Az összegyülekezési típusú belvizek időbeli megjelenése igen gyors, és ha nagy csapadékhoz kapcsolódnak, akkor kiszámíthatatlanok. A belvíz nagy károkat okoz hazánkban: az ország területének több mint egyharmadát veszélyezteti. Az utóbbi években az elöntött területek nagysága többször meghaladta a 300-400 ezer hektárt. A belvízzel veszélyeztetett területek nagy része korábban árterület volt, így a belvíz a folyószabályozások előtt sokkal kevesebb problémát jelentett. A Tiszántúl intenzíven művelhető területeinek mintegy 30 %-a belvizes, tehát ilyen helyeken nem feltétlenül célszerű túlzott erőfeszítéseket tenni a belvíz megakadályozására. A földhasználat - más okok által egyébként is motivált - megváltoztatása lehet célravezető (pl. szántóterületből legelő, vizes élőhely kialakítása, belvíztározás öntözés céljára, halastavak létesítése stb.). A belvíz elleni védekezés belvízlevezető csatornákkal történik. Ezek többnyire kettős funkciójúak: nedves időszakban a belvíz elvezetésére, szárazság idején öntözésre szolgálnak. A csatornákkal elvezetett belvizet gravitációsan vagy szivattyúkkal juttatják a befogadókat jelentő folyókba. A csatornák folyamatos karbantartást igényelnek, ami azonban gyakran nem valósul meg. A feltöltődő, feliszapolódó csatornák így nem tudják a funkciójukat megfelelően ellátni, ami a belvízi kockázat növekedését okozza. A csapadékvíz elvezető hálózatok állaga különösen a kis településeken - ahol az önkormányzat költségvetéséből nem telik a karbantartásra - romlott le, szállító kapacitása lecsökkent, helyenként/időnként megszűnt. A felszíni vízelvezetés megoldása, fenntartása ugyan az önkormányzatok feladata, de nem alapfeladata, amelyet minden áron el kell látni. Ráadásul az 1990-es évek elején, az önkormányzatiság kezdetén száraz, ill. a csapadékviszonyokat illetően kiegyenlítettebb esztendők voltak, amikor ez a feladat hátrasorolhatónak tűnt egészen a feledésig. A következmények drasztikusan mutatkoznak az 1990-es évek utolsó harmada óta. Nagy csapadékok idején amelyek most (a klímaváltozásokkal összefüggésben) nagyobbak és gyakoribbak, mint korábban - az Alföld kötött talajú (kis)települései belvízben állnak. A belvízcsatornák hossza hazánkban mintegy 43 ezer km (2000-ben). A csatornák állami (vízügyi igazgatóságok, vízi társulatok kezelésben), önkormányzati és magántulajdonban vannak). A 83 belvízöblözetből 25 olyan, amelynél a
74
belvízvédelmi rendszer fejlesztésére lenne szükség. A többinél az elsődleges feladatot a rekonstrukció jelenti, ami különösen a szivattyútelepek és a belvízcsatornák esetében sürgető feladat. Az öntözésre is használt belvízelvezető csatornák vize nyáron a párolgás miatt betöményedik, minősége leromlik. A vízben oldott kalcium- és magnézium-sók mennyisége lecsökken a nátriumsókéhoz viszonyítva. Az ilyen öntözővíz szikesítő hatású. Az Alföld talajainak szikesedésében ez az egyik fő ok. (Megjegyezendő, hogy az Alföldön az öntözés kiterjesztésére a mocsarakat, de a belvizeket is lecsapoló csatornahálózatok talajvízszint-csökkentő hatása miatt volt szükség. A kedvezőtlen sóösszetételű, de szükséges öntözővizet pedig ezekből a csatornákból nyerik.)
75
6. A FELSZÍNI ÉS FELSZÍN ALATTI VIZEK MINŐSÉGE 6.1. A vizek minősége A vizek minősége a víz fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságainak összessége. A víz minőségének meghatározásakor szakszerű mintavételezés, majd helyszíni és laboratóriumi fizikai, kémiai és biológiai vizsgálatok elvégzése történik. A vizeket a különböző célokra való alkalmasságuk alapján osztályozzák, így megkülönböztetünk ivóvízellátásra, ipari vízellátásra, öntözésre és egyéb vízhasználatra alkalmas vizeket. A felhasználás szűkebb céljának ismerete is szükséges, mivel a különböző iparágak más-más minőségi követelményeket állítanak a felhasználni kívánt vizekkel szemben. 6.1.1. Kémiai és fizikai vízminősítés A kémiai vízminősítés az ún. klasszikus komponensek mellett a mikroszennyezők, a hőszennyezés és a radioaktivitás vizsgálatát jelenti. A klasszikus komponensek közé tartozik a vizek só-, oxigén-, és szervesanyagtartalma, valamint nitrogén- és foszforvegyületei. A vizek sótartalma az ipari célú vízellátásban okoz problémát, számos célra (pl. kazántápvíz) lágyítani kell. Az öntözésre használt vizekben a teljes sótartalom nem lehet több 500 mg/l-nél, és a nátrium mennyisége 45 egyenérték % alatt kell legyen. A gyakorlatban az összes sótartalmat, a keménységet, a főbb kationok és anionok (Ca2+, Mg2+, K+, Na+, CO32-, HCO3-, Cl-, SO42-) százalékos előfordulását és egy-egy jellemző ion mennyiségét adják meg. A vízben oldott oxigén a vizekben végbemenő életfolyamatokhoz elengedhetetlenül szükséges. Az elviselhető határérték fajtól függ, általában 3-4 mg/l, de pl. a pisztrángok már 6-7 mg/l, a pontyok 4-5 mg/l alatti oxigénkoncentrációnál légzési nehézségekkel küzdenek. A szennyvízzel bejutó szerves anyagokat a vízben lévő heterotróf baktériumok lebontják (oxidálják), és ehhez oxigénre van szükségük. A vizek, és különösen a szennyvizek nagyon sokféle szerves anyagot tartalmaznak. Ezek külön-külön történő meghatározása igen nehéz lenne, ezért a szerves anyagok mennyiségét azzal az oxigénmennyiséggel jellemezzük, ami adott körülmények között az oxidálásukhoz elfogy. A biokémiai oxigénigény (BOI) az az oxigénmennyiség, amely a vízben lévő szerves anyagok meghatározott idő (általában 5 nap: BOI5) alatt aerob úton történő biokémiai lebontása (mikroorganizmusok által) során elfogy. Értékét mg/l-ben adjuk meg. A teljes biokémiai oxigénigény (TBOI) a szerves szennyezők teljes biokémiai lebontásához szükséges oxigén mennyisége. Az elméleti oxigénigény (EOI) a
76
szerves anyagok szén-dioxidig és vízig történő teljes oxidálásáig elméletileg szükséges oxigénmennyiség. A biokémiai oxigénigény meghatározása igen időigényes feladat, bár a természetben lejátszódó folyamatokat jobban közelíti, mint az egyszerűbbsége és gyorsasága miatt elterjedtebben használt kémiai oxigénigény. A kémiai oxigénigény (KOI) a minta kálium-permanganáttal (KOIps) vagy kálium-dikromáttal (KOIk) történő egy órás forralása során elhasználódott vegyszerrel egyenértékű oxigénfogyasztást jelenti. Mivel a kálium-dikromát erősebb oxidálószer, vele az elméleti oxigénfogyasztás jobban közelíthető. A kommunális szennyvizekben BOI5 : KOI ≅ 1:3 általában, de ez függ a szerves anyag összetételétől is. A nitrogénvegyületek közül a fehérjék bomlásakor képződő ammónium a legkárosabb. Zavarja a vízelőkészítést, mert a klórozás során szag- és ízkárosító klór-aminok keletkeznek, ezen kívül magasabb pH-n a szabad ammónia halpusztulást okoz. Az ammónium a vizekben gyorsan oxidálódik nitritté, majd nitráttá (ez a biokémiai folyamat a nitrifikáció), miközben oxigént von el a vizekből. A nitráttartalom a csecsemőkre jelent veszélyt, és elősegíti az idősebbek rákos megbetegedését. A vizekben lévő szervetlen N-formák és a foszfor feldúsulása az állóvizekben az eutrofizációt sietteti. A mikroszennyezők azok az anyagok, amelyek már viszonylag kis mennyiségben is káros hatásúak. Az íz- és szagrontó hatásuk mellett többnyire mérgező, rákkeltő anyagok, amelyek a tápláléklánc összes résztvevőjét károsíthatják. Természeti folyamatok eredményeként eddig is bejuthattak mikroszennyezők a vizekbe, pl. a kőzetek bomlásakor felszabaduló fémionok, a növényi részek korhadásakor keletkező fenol, az algák anyagcseretermékei. A különféle emberi tevékenységek következtében azonban mennyiségük jelentősen megnőtt. Különösen a szerves mikroszennyezők száma és koncentrációja emelkedett meg. A Rajnában például több ezer szennyező anyagot mutattak ki eddig, és nyilvánvaló, hogy még nem is mindegyiket. Sokuknak az élővilágra, az emberi szervezetre gyakorolt hatását sem ismerjük még. Növeli veszélyességüket, hogy a hagyományos szennyvíztisztítási és vízelőkészítési eljárásokkal többségük nem távolítható el. A leggyakrabban előforduló szerves mikroszennyezők a kőolajszármazékok. Ezek kisebb koncentrációban is mérgezők és ízrontók, az olajhártya pedig meggátolja a víz légkörből történő oxigénfelvételét. Az aromás szénhidrogének emellett rákkeltő hatásúak. A szintetikus mosószerek (detergensek) a felszíni vizek habzását okozzák, ami megnehezíti az oxigénfelvételt és esztétikailag is romboló látvány. Emulgeáló tulajdonságuk miatt megakadályozzák más káros anyagok kicsapódását és ülepedését, így azok az oldatban maradva az ivóvízhálózatba kerülnek. Hazánkban főleg anionaktív detergenseket használnak. A mezőgazdaság kemizálásával elterjedt peszticidek szintén káros vízszennyezők. Lebomlásuk lassú, így feldúsulnak a táplálékláncban, veszélyes hatásuk esetleg
77
csak évek múlva jelentkezik. A rovarirtók (inszekticidek), gyomirtók (herbicidek) és gombairtók (fungicidek) tartoznak közéjük. A növényvédelem fejlődésének egyik iránya, hogy a lassan lebomló mérgező vegyületek helyett a vízben jól hidrolizáló és gyorsan bomló vegyületek kerülnek előtérbe (pl. a klórozott szénhidrogének helyett szerves foszforsavészterek). A fenolvegyületek is a káros mikroszennyezők közé tartoznak. A halhús ízét élvezhetetlenné teszik, az ivóvíz klórozásakor pedig igen kellemetlen szagú és ízű klór-fenolok keletkeznek belőlük. A szervetlen mikroszennyezők közül a vas, mangán, cink elsősorban ízrontó hatású (organoleptikus elemek). A mérgező elemek közül a higany, a kadmium és az ólom különösen veszélyes az emberi szervezetre. Egyes nehézfémek már µg/l koncentrációban mérgező hatásúak. Különböző szinorganikus hatások fokozzák az egyes fémek toxikusságát. (Pl. a réz és a higany együttes jelenléte növeli az egyedi mérgező hatást, a réz toxikussága a víz keménységének és szén-dioxid tartalmának függvénye.) A hőszennyezés a víz hőmérsékletének mesterséges megváltoztatásával okozott kár. A vízi élőlények természetes hőmérsékleti körülményekhez alkalmazkodott életközösségének egyensúlyát a folyóvizekbe vitt hőmennyiség felborítja. A felmelegedés különbözőképpen hat az élőlényekre: pl. kedvez a kékalgák elszaporodásának. A hőmérséklet-emelkedés ezen kívül csökkenti az oxigén oldhatóságát, ami megnehezíti a biológiai lebomlást, a folyó öntisztulását. Magasabb hőmérsékleten gyorsul a vízi élőlények anyagcseréje, érzékenyebbek a mérgező anyagokra. A fokozott párolgás és az oldhatóság növekedése következtében az állóvizek sótartalma nőhet. Különösen jelentős hőszennyezők a hőerőművek és az atomerőművek, hűtővizeik vízfolyásokba engedése következtében. A hűtővíz okozta helyi hőmérséklet-emelkedés nem haladhatja meg a 3 °C-ot. A Paksi Atomerőmű esetében a hűtővíz bevezetésétől 500 m-re a hőmérséklet-emelkedés nem haladhatja meg a 2 °C-ot, és a víz hőmérséklete nem emelkedhet 30 °C fölé. A radioaktív anyagok azért különösen veszélyesek, mert érzékszerveinkkel nem észleljük őket, és biológiailag irreverzibilis elváltozásokat okoznak. A kőzetek természetes radioaktivitása miatt a velük érintkező vizek mindig tartalmaznak kis mennyiségben (0,1 Bq/l nagyságrendben) radioaktív izotópokat. A tengervíz sótartalma a 40K miatt ennél magasabb. A hatvanas évek elején a légköri atombomba kísérletek miatt az európai folyóvizekben többszörösére emelkedett a radioaktivitás. A kísérletek beszüntetése után visszaállt a korábbi értékekre. Potenciális veszélyt az izotópokat felhasználó laboratóriumok (térbeli szétszórtságuk következtében) és a nagy aktivitás miatt az atomreaktorok jelentenek, de utóbbiak a legszigorúbb előírások betartása esetén biztonságosak.
78
6.1.2. Biológiai vízminősítés A biológiai vízminőség a víz azon tulajdonságainak összessége, amelyek a vízi ökoszisztémák életében fontosak, létrehozzák és fenntartják azokat. A biológiai vízminőség jelenségei, változásai és mutatószámi 4 tulajdonságcsoportba sorolhatók: halobitás, trofitás, szaprobitás és toxicitás. A halobitás a víz azon szervetlen kémiai tulajdonságainak összessége, amelyek biológiai szempontból fontosak (összes sótartalom, ionösszetétel). Ha a víz halobitása megváltozik, akkor a benne élő szervezetek minőségi és mennyiségi összetétele is megváltozik. A trofitás a vízi ökoszisztéma elsődleges szervesanyag-termelésének a mértéke. Alapját a fotoszintézis biokémiai folyamata jelenti, amelyhez fény, szervetlen növényi tápanyagok, megfelelő hőmérséklet és klorofilltartalmú növényzet (alga, hínár) szükséges. Ha a növényi sejtek felépítéséhez szükséges elemek közül csak egy is hiányzik (C, H, O, N, S, P), az gátló tényezőként hat. Legtöbbször a foszfor a minimumfaktor, emiatt a foszfort tartalmazó szennyvizek élővizekbe engedése a vízi növényzet elburjánzását okozza. A trofitás fokának jellemzésére a vízben élő algák száma, a klorofilltartalom, valamint a foszfor- és nitrogénformák alkalmasak. A szaprobitás a vízben lévő holt anyagok lebontásának a mértéke. Ez a heterotróf vízi szervezetek számára alkalmas, nem mérgező, hozzáférhető (biokémiailag lebontható) szerves anyagok mennyiségétől függ. A szaprobitás fokának növekedésével a fajok száma csökken és az egyedszám nő. Mértékét az emberi tevékenység is fokozhatja. A szaprobitás jellemzése a KOIps KOId, BOI5 és a Pantle-Buck index (szaprobitási index: az indikátor szervezetek relatív gyakoriságából számítható) értékével egyaránt lehetséges. A toxicitás a víz mérgező képessége. Olyan mérgek jelenléte tartozik ide, amelyek zavarják a vízi élőlények életműködését, veszélyeztetik azok életét, csökkentik a víz öntisztuló képességét, korlátozzák az ivóvízként történő felhasználását. A kékalgák toxinjai, bomlástermékek (kén-hidrogén, ammónia) magában a vízben is keletkeznek, azonban a toxicitás nagyobb mértékben az ember szennyező tevékenysége által nő. A toxicitás mérésére biológiai tesztmódszereket alkalmaznak. Mértékét azzal a hígítással jellemzik, amilyen hígítású vízben adott idő alatt a kísérleti élőlények fele életben marad. A fenti tulajdonságok egymással szorosan összefüggnek. Pl. a szerves szennyvizekkel terhelt, nagy szaprobitásfokú vízben a heterotróf élőlények elbontják a szerves anyagokat szervetlen vegyületekre, ami által megnő a halobitás. Az így keletkező tápanyagban dús vízben sok alga-szervesanyag keletkezik. Az ebből élő mikroorganizmusok sok oxigént fogyasztanak. Az oxigén hiánya miatt
79
sok élőlény elpusztul, esetleg elvándorol, és a redukáló környezetben keletkezett bomlástermékek (H2S, NH3) miatt megnő a toxicitás. A hagyományos szennyvíztisztítással (mechanikai és biológiai tisztítás) a vízben oldott szervetlen tápanyagokat nem lehet eltávolítani. A folyókban ez általában nem okoz gondot, mert nincs elegendő idő az algák növekedéséhez, valamint a magas lebegőanyag (hordalék) tartalom csökkenti a víz átlátszóságát. Az állóvizekben azonban a hordalék kiülepszik, javulnak a fényviszonyok, hosszú a tartózkodási idő - ez kedvező a trofitás szempontjából. Az eutrofizáció természetes folyamatának emberi tevékenység (műtrágyázás, állattenyésztés, kommunális szennyvíz) miatt bekövetkező felgyorsulása igen nagy fokú lehet. Az algaszaporodás, az oxigénhiány, a halpusztulás, az üdülésre való alkalmatlanság, a vízellátási zavarok megakadályozása érdekében csökkenteni kell a szennyvizekben lévő szervetlen tápanyagok mennyiségét. 6.1.3. Bakteriológiai vízminősítés A felszíni vizek és az ivóvizek nem tartalmaznak kórokozó baktériumokat, azonban a háztartási szennyvizekkel patogén baktériumok is kerülhetnek a vizekbe. Ha ezek a kutakba vagy vezetékes vízellátásba jutnak, közegészségügyi ártalmakhoz, járványokhoz vezetnek. A fertőzések meghatározása alkalmasan kiválasztott (steril) táptalajon történő tenyésztéssel történhet. Ez azonban nagyon időigényes, és kis baktériumszám esetén a kitenyésztés csak nagy mennyiségű vízből (akár 5-10 l) lehetséges. Emiatt a biztonságosan kimutatható kólibaktériumokat (pl. Escherichia coli) határozzák meg. A kólibatériumok az ember béltraktusának természetes, az emésztéshez nélkülözhetetlen flórájához tartoznak, így a fekáliában is jelen vannak. Ha a vízben kólibaktériumok jelennek meg, az azt jelzi, hogy a víz a közelmúltban fekáliával szennyeződött. Ilyenkor megkísérlik az egyes betegségeket (hastífusz, kolera, dizentéria) okozó baktériumokat is kitenyészteni. A vizet a kóliliter vagy a kóliszám alapján minősítik. A kóliliter az a legkisebb vízmennyiség ml-ben, amiből a kólibaktérium kitenyészthető. Ha 1 kólibaktérium található 100 ml vízben, akkor a víz tiszta, ha 10 ml-ben, akkor elég tiszta, ha 1 mlben akkor gyanús, ha 0,1 ml-ben, akkor szennyezett, használatra alkalmatlan. A kóliszám (coliformszám) a 100 ml-ből kitenyészthető baktériumtelepek száma. Az 1 ml mintából 20 és 37 °C-on kitenyésztett kólibaktériumszám meghatározása szokásos. A vírusok jelenléte ugyancsak problémát okoz, különösen amiatt, hogy azok a baktériumoknál is nehezebben hatástalaníthatók.
80
6.1.4. Vízminőség-ellenőrző hálózatok Hazánkban 1954-ben indult el az országos felszíni vízminőség-ellenőrző hálózat kiépítése. A kb. 250 törzshálózati mintavételi helyen (jelentősebb vízfolyásaink és állóvizeink mentén) bizonyos gyakorisággal (6-52 minta/év, általában kéthetente) vesznek vízmintát, évente összesen mintegy 8 ezret. Minden mérőhelyre van egy ún. szabványcsomag, amely tartalmazza az adott helyen mérendő komponenseket, azok határértékeit és a minősítés módját. Az így nyert vízminőségi adatok száma évente meghaladja a 300 ezret. A vizsgálatokat a környezetvédelmi felügyelőségek, a bakteriológiai vizsgálatokat az ÁNTSZ laboratóriumai végzik. A mintavételi szelvényeket, a vizsgálandó paramétereket, a vizsgálatok gyakoriságát, a mérési módszereket és a vízminősítés elveit az MSZ 12749 számú magyar szabvány írja elő (6.1. táblázat). A rendszer a vizsgált paramétereket 5 csoportba sorolja (oxigénháztartás, tápanyagtartalom, mikrobiológiai, mikroszennyező és egyéb mutatók). A csoportokat a 90 %-os tartósságú koncentrációk alapján ötosztályos rendszerben minősítik. Az egyes csoportba tartozó paraméterek közül a leggyengébb osztályzatot kapó paraméter határozza meg a csoport osztályba sorolását. A vízminőségi csoportok a következők: • I. osztályú, „kiváló” minőségű víz: gyakorlatilag a természetes állapotot jelenti. • II. osztályú, „jó” minőségű víz: külső szennyező anyagokkal és biológiailag hasznosítható tápanyagokkal kismértékben terhelt víz. • III. osztályú, „tűrhető” minőségű víz: mérsékelten szennyezett, eutrofizálódást eredményező mértékben tartalmaz szerves-, szervetlen és tápanyagokat. • IV. osztályú, „szennyezett” minőségű víz: nagy mennyiségben tartalmaz szennyező anyagot és szennyvízbaktériumokat. • V. osztályú, „erősen szennyezett” minőségű víz: erősen terhelt, esetenként toxikus jellegű víz A felszíni vizek vízminőségi állapotáról évente vízminőség térkép készül. A felszín alatti vizek állapotára vonatkozó adatok nagy részét a mélyfúrású kutak vízföldtani dokumentációi és az ezen adatokat nyilvántartó Országos Kútkataszter (évenkénti kiadvány) tartalmazzák. A felszín alatti vizek mennyiségi és minőségi változásainak országos áttekintését két törzshálózat biztosítja. A felszínközeli és felszín alatti vízszintészlelő törzshálózat az állami vízügyi és földtani szervek kezelésében üzemel. A talajvízszint-észlelő hálózat az 1930-as évek óta épült ki fokozatosan, ma közel 1600 kút tartozik hozzá. A karsztvízszint-észlelő törzshálózat az 1950-es évektől alakult ki, elsősorban a Dunántúli-középhegységben, főként a bányászat kapcsán.
81
6.1. táblázat: A vízminőségi jellemzők és határértékek (kivonat az MSZ 12749 sz. szabványból) vízminőségi jellemzők A. Oxigénháztartás jellemzői oldott oxigén oxigéntelítettség biokémiai oxigénigény (BOI5) kémiai oxigénigény (KOIps) kémiai oxigénigény (KOIk) szaprobitási (Pantle-Buck) index B. Tápanyagháztartás jellemzői ammónium (NH4-N) nitrit (NO2-N) nitrát (NO3-N) összes-foszfor összes foszfor* ortofoszfát (PO4-P) ortofoszfát (PO4-P)* klorofill-a C. Mikrobiológiai jellemzők coliformszám D. Mikroszennyezők és toxicitás D1. Szervetlen mikroszennyezők alumínium arzén cink higany kadmium króm króm (VI) nikkel ólom réz D2. Szerves mikroszennyezők fenolok (fenolindex) anionaktív detergensek kőolaj és termékei D4. Radioaktív anyagok összes β-aktivitás E. Egyéb jellemzők pH
I.
mg/l %
7 80-100
mg/l mg/l mg/l -
4 5 12 1,8
mg/l mg/l mg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l
0,2 0,01 1 100 40 50 20 10
0,5 0,03 5 200 100 100 50 25
1,0 0,1 10 400 200 200 100 75
2,0 0,3 25 1000 500 500 250 250
>2,0 >0,3 >25 >1000 >500 >500 >250 >250
i/ml
1
10
100
1000
>1000
µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l
20 10 50 0,1 0,5 10 5 15 5 5
50 20 75 0,2 1 20 10 30 20 10
200 50 100 0,5 2 50 20 50 50 50
500 100 300 1 5 100 50 200 100 100
>500 >100 >300 >1 >5 >100 >50 >200 >100 >100
µg/l µg/l µg/l
2 100 20
5 200 50
10 300 100
20 500 250
>20 >500 >250
Bq/l
0,17
0,35
0,55
1,1
>1,1
-
6,5-8,0
8,0-8,5
6,0-6,5 8,5-9,0 1000 0,5 0,1
5,5-6,0 9,0-9,5 2000 1 0,5
<5,5 >9,5 >2000 >1 >0,5
500 fajlagos vezetőképesség (20 °C-on) µS/cm vas mg/l 0,1 mangán mg/l 0,05 *Tározásra vagy állóvizekbe kerülő folyóvizek esetén
82
Határérték III. osztály
mértékegység
II.
IV.
6 4 3 70-80 50-70 20-50 100-120 120-150 150-200 6 10 15 8 15 20 22 40 60 2,3 2,8 3,3
700 0,2 0,1
V. <3 <20 >200 >15 >20 >60 >3,3
Jelenleg mintegy 250 kúttal üzemel. A rétegvízszint-észlelő törzshálózatot az 1970es évektől fejlesztik, mára közel 400 kutat észlelnek. A Felszín Alatti Vízminőségi Törzshálózat az 1980-as évek közepe óta működik. A hálózatba tartozó kutakból és forrásokból évente 1-12 alkalommal vesznek vízmintát. A hálózat lényegében az üzemi adatszolgáltatásokban is megjelenő vízminőségi információk egy részére támaszkodik, és nem felel meg az országos felszín alatti vízminőségi törzshálózat követelményeinek. Elsősorban a sérülékeny talaj- és sekély rétegvizekre vonatkozó, kimondottan ilyen célra létesítendő vízminőségi megfigyelő hálózat hiányzik. Ilyen hálózatok eddig csak egyes területeken (Szigetköz, távlati vízbázisok) létesültek. A monitoring rendszer hiányának megszüntetésére már az 1980-as évek közepén elkészült a Felszín Alatti Vízminőségi Mérő és Megfigyelő Monitoring Rendszer (FAVI) hálózatának koncepciója. A FAVI kiépítése és üzemeltetése információkat biztosítana a felszín alatti vizek minőségi állapotáról, a vizeket szennyező tevékenységek károsító hatásairól, és kiegészítené a felszín alatti vizek mennyiségi állapotáról meglévő ismereteinket is. Anyagi források hiányában a FAVI kiépítése csak 1996-ban indult meg, a Duna-Tisza közén, majd 2000-ben megkezdődött 100 talajvíz megfigyelő kút létesítése a mikroszennyezők mélybe szivárgásának nyomonkövetésére, valamint havária monitoring rendszer kiépítése a nagy felszíni vízfolyásaink mentén. A továbbfejlesztés a környezetvédelmi tárca kiemelt célja és feladata.
6.2. Magyarország felszíni és felszín alatti vizeinek minősége 6.2.1. A felszíni vizek állapota A Magyarországon átfolyó átlagos vízmennyiség az ország medencejellegéből adódóan igen sok, 120 milliárd m3/év, aminek egy lakosra vetített értéke a világ országai közül nálunk a legmagasabb. Hazánk a vizeket illetően is jellegzetes tranzitország, így vízkészleteink mennyisége és minősége is döntően a szomszédos országokban tett beavatkozásoktól függ. Felszíni vizeink 95 %-a a határainkon kívülről származik, csupán a Zala, a Kapos és a Zagyva vízgyűjtője tartozik teljes területében Magyarországhoz. A szomszédos országokból érkező felszíni vizek 99,2 %-a a három fő vízfolyásban - Duna, Tisza, Dráva összpontosul. Hidrográfiai jellegzetesség, hogy több nagy (Duna, Tisza, Dráva, Rába, Maros, Körösök, Ipoly, Sajó, Hernád, Bodrog, Szamos, Kraszna stb.) és számos kisebb vízfolyás érkezik az országba, viszont a kilépő felszíni vizek csupán 3 vízfolyáson, a Dunán, a Tiszán és a Dráván távoznak. A belépő felszíni vizeink évi közepes együttes vízhozama a Duna vízrendszere esetében kb. 5-10 %-os csökkenő tendenciát mutat az 1960-as évektől az 1990-es évek közepéig számítva. A Tisza vízrendszerében ugyanezen időszak alatt 15 %-os volt az össz-csökkenés.
83
A nagyobb folyók hazai szakaszának összes hossza több mint 3000 km. A kisvízfolyások száma kb. 2500, együttes hosszuk meghaladja a 25 000 km-t. A Magyarországra belépő Duna vízminősége jelentősen leromlott az 1950-es évek végétől kezdődően. Fürdésre alkalmatlanná vált, fenolszagú, jól érzékelhető szennyvíz áramlott a mederben, különösen kisvíz idején. A német, osztrák, pozsonyi és észak-pesti szennyvíztisztítók üzembe helyezése, az osztrák és szlovák cellulóz ipar korszerűsítése, valamint a szlovákiai olajszennyezés csökkenése következtében az utóbbi években megállt a vízminőségromlás üteme, egyes paraméterekben pedig javulás következett be. A legnagyobb vízminőségi javulás a Duna vízrendszerénél az ammónium-N esetén volt tapasztalható. A Duna tápanyagterhelésének növekedési üteme és a bakteriális szennyezés azonban nem csökkent. Az oxigén- és tápanyagháztartás szempontjából III. osztályú, bakteriológiai szempontból pedig IV. osztályú a folyó a magyar szakaszon. A szlovák határ közelében oldott vassal terhelt a folyó. Nő az időszakos algásodás és a nitráttartalom is. A folyószabályozás, kavicskotrás miatt egyes parti szűrésű kutak körzetében iszapfelhalmozódás figyelhető meg, és a bekövetkező szervesanyag-bomlás miatt megnőtt a vas-, mangán- és szervesanyag-tartalom a kutak vizében. A Tisza vízminőségét elsősorban a külföldről érkező mellékvízfolyások terhelt vizei határozzák meg (a romániai vízgyűjtőterületén az ipari objektumok szennyvíztisztítása nagyon alacsony színvonalú). A vízminőség a legtöbb paramétert figyelembe véve javuló tendenciát mutat (ammónium-N, anionaktív detergensek, BOI5, oldott oxigén), viszont az orto-foszfát tartalom nagymértében növekedett. A bakteriális szennyezés IV. osztályú csaknem az egész folyószakaszon. Az oxigénháztartás a hossz-szelvényben romlást mutat: belépéskor III., kilépéskor IV. osztályú a folyó. A tápanyagháztartás szempontjából III. osztályú a víz. A folyó felső szakasza mikroszennyezőkkel (elsősorban cink) terhelt, amit a romániai színesfémbányászat tisztítatlanul bevezetett bányavizei okoznak. Kilépéskor mindkét folyó több komponens tekintetében is szennyezettebb, mint az országba való belépés előtt, ami a hazai szennyezés-kibocsátások mellett a külföldről érkező mellékvízfolyások által szállított szennyezésekből adódik. A Dráva vízminősége majdnem minden paraméter alapján „jó” és „tűrhető” besorolású. A mellékvízfolyások általában szennyezettek. A kis vízfolyásoknál a csekély hígító képességük miatt a viszonylag kis szennyezőanyag-terhelések is jelentősen lerontják a vizek minőségét, különösen a szennyvízbevezetések alatti szakaszokon. Az oxigénháztartás mutatói alapján szennyezett az Ikva, VeszprémiSéd, Nádor-csatorna, Sió-csatorna, Pécsi-víz, Kraszna, Kösely, HortobágyBerettyó, a nitrogén- és foszforháztartást tekintve az Ikva, Által-ér, Kapos, Baranya-csatorna, Veszprémi-Séd, Nádor-csatorna, Sárvíz-Malom-csatorna, Sió-
84
csatorna, Principális-csatorna, Pécsi-víz, Kraszna, Lónyai-csatorna, Ronyva, Hernád, Eger-patak, Kösely, Hortobágy-főcsatorna, Hortobágy-Berettyó. A mikroszennyezőket vizsgálva a Veszprémi-Séd, Pécsi-víz és Kösely, az egyéb jellemzőket tekintve a Veszprémi-Séd szennyezett. A három nagyobb, kizárólag hazai vízgyűjtőjű vízfolyás (Zala, Kapos, Zagyva) vízminőségi paraméterei között több a javuló, mint a romló. A folyóvízi fürdőhelyek többsége a bakteriológiai szennyezettség miatt fürdésre alkalmatlan. Ez vonatkozik a Duna teljes hazai szakaszára, a Rábára, az Ipolyra, a Tisza felső és alsó szakaszára, a Túrra, a Hernádra, a Körösökre (kivéve a HármasKöröst Kunszentmártonnál) és a Marosra. Fürdőzésre megfelelő vízminőségű folyóvízi fürdőhelyek pl. a Bodrog Sárospataknál, a Dráva Barcsnál, a MosoniDuna Győr felett (Aranypart). Az ipari termelés visszaesése, majd az ipar szerkezetváltása, a korszerűbb gyártási technológiák alkalmazása, a nagyobb települések szennyvíztisztítóinak üzembe helyezése és fejlesztése következtében az elmúlt évtizedben vízfolyásaink minősége több komponens tekintetében is javuló tendenciát mutat. A kis hígító képességgel rendelkező, nagy mennyiségű terhelést elszenvedő kisvízfolyások azonban általában erősen szennyezettek. Vízfolyásaink minőségét időszakosan jelentősen ronthatják a rendkívüli vízszennyezések (haváriák) során a vízbe kerülő szennyező anyagok. Az utóbbi években az eredményes vízvédelmi tevékenység és a határvízi egyezmények következtében lényegesen csökkent a külföldi és a hazai területről kiinduló rendkívüli vízszennyező esetek száma. 2000-ben a Tisza romániai vízgyűjtő területén, Nagybánya térségében, az aranybányászat kapcsán 2 súlyos havária is történt. A cianid-tartalmú zagyot befogadó tározó elhanyagolt gátja a heves esőzések és a hóolvadás miatt átszakadt. Mintegy 100 ezer m3 nagy cianid tartalmú szennyvíz került a vízrendszerbe, aminek következtében a Szamos és a Tisza élővilágának nagy része elpusztult. A mérgező anyaghullám egy-egy szelvényben 28-36 óra alatt vonult le. A Szamos magyar határszelvényében a legmagasabb cianid-koncentráció 32,6 mg/l volt. A jelentős hígulás eredményeként a Tisza vizében Szolnoknál 2,8 mg/l, Szegednél 1,5 mg/l volt a cianid-koncentráció, ám ezek az értékek is többszörösen meghaladták a megengedett 0,1 mg/l-es határértéket. Nem sokkal az első szennyeződéshullám levonulása után egy másik tározó gátszakadása miatt nehézfémeket tartalmazó szennyvíz haladt le a Szamos közvetítésével a Tiszán.
A 0,5 hektárnál nagyobb felületű állóvizeink száma több mint 1000, területük az ország területének 1 %-a. A Balaton, a Velencei-tó és a Fertő-tó magyarországi része együttesen mintegy 700 km2.
85
Állóvizeink vízminősége a tápanyagtartalomtól és a hidrometeorológiai körülményektől függ. Többségük vízminősége alkalmas a fürdőzésre. A Fertő-tó, a Balaton és számos kis tavunk vízminősége általában kiváló és jó. A Balaton mikrobiológiai szempontból nem szennyezett. A tó az 1970-es években eutróffá vált. A vízgyűjtőkre kiterjedő szennyvíztisztítási program, a tisztított szennyvizek más vízgyűjtőbe történő elvezetése, az egykori természetes szűrőként működő KisBalaton védőmű szakaszos üzembe helyezése, a vízgyűjtőn a műtrágya felhasználás csökkentése és a hígtrágya telepek bezárása, valamint a vízfolyások torkolatába épített szűrőrendszer hatásosnak bizonyult a foszfor- és nitrogénterhelés csökkentésében, így mára sokat javult a vízminőség. Azonban növekedett a nitrogénmegkötő kék algák mennyisége, amelyek a víz időszakos nitrogénterhelésének növekedését okozzák. A Balaton parti sávjában, különösen nyáron, a strandok területén a vízminőség sokkal kedvezőtlenebb a nyílt víziéhez képest. A Velencei-tó vízháztartása az 1990-es évek elején erősen deficitessé vált. A kiszáradás veszélyének megakadályozására idegen vízgyűjtőből, karsztvízzel kellett pótolni a tó vízkészletét. A tó eutrofizációja igen előrehaladott állapotban van, nagy koncentrációban tartalmaz oldott sókat és szervesanyagot. Az üdülési hasznosításra alkalmas kisebb tavak, holtágak, morotvák megújuló vízkészletei még megfelelőek a meglévő állapot fenntartásához, azonban nagyobb igénybevétel esetén jelentős vízminőségromlás következhet be. A kavicsbánya tavak vízminőségét a felszín alatti vizek minőségének megőrzése érdekében fokozottan védeni kell a tápanyag-bemosódás és más szennyeződések ellen, mivel ezek a mesterséges tavak a felszín alatti víz védőrétegének eltávolításával jöttek létre. A rekreációs célokat szolgáló, ám infrastruktúrával (szennyvízelvezetés, hulladékelszállítás stb.) nem rendelkező bányatavak vize intenzív használat esetén néhány év alatt tönkremehet (eurtofizáció, bakteriális szennyezettség). Az öntözésre és belvízelvezetésre létesített csatornák sok esetben a települések szennyvizeinek elvezetésére is szolgálnak, ami jelentősen lerontja vízminőségüket, ezáltal korlátozza az öntözési célú felhasználást. Az Alföldön a tartós szárazság és a talajvízszint csökkenése a felszíni vízkészletekre is hatással van: a kisesésű csatornákban kialakuló alacsony lefolyás és a szennyvízbevezetések erősen romló vízminőséghez, valamint a szikes tavak erőteljes vízszintcsökkenéséhez vezetnek. 6.2.2. A felszín alatti vizek állapota Az ország felszín alatti vizei alapvető fontosságúak az ivóvízellátás szempontjából, amely több mint 90 %-ban rájuk alapszik. A talajvizek és a rétegvizek egy részének kivételével a hideg vizet tároló képződményekből feltárható víz minősége általában
86
megfelel az ivóvízszabványban előírtaknak, vagy egyszerű kezeléssel megfelelővé tehető. A felszín alatti vizeink mintegy 2/3-a sérülékeny a felszíni eredetű szennyeződésekkel szemben. Azok a felszín alatti vízadók sérülékenyek, amelyeket elérhetnek a felszíni eredetű szennyeződések. Ez bekövetkezhet, ha nincs vízzáró fedőréteg, valamint ha a talajvíz (illetve a beszivárgó csapadékvíz) lefelé áramlik. Ha nincs vízzáró fedőréteg, de a talajvíz nem áramlik lefelé (regionális feláramlású térség), akkor feltételes érzékenység jelentkezik: pl. vízkivétel miatt megfordulhat az áramlási irány. A nagyfokú sérülékenység ellenére az ivóvízellátásra igénybe vett felszín alatti vizeink szennyezőanyag-koncentrációja általában kisebb mértékű, mint számos európai országban. A múltbéli adatbázis minőségi adatainak hiánya miatt a felszín alatti vizek károsodásának mértéke nem mérhető fel pontosan, az azonban bizonyos, hogy egyes területeken a vízbázisok jelentős károsodásokat szenvedtek. A Dunántúliés az Északi-középhegység területén, a Mecsek térségében és Budapest környékén a felszín alatti vizek minősége általában nem megfelelő. A parti szűrésű vízmennyiség az összes felszín alóli vízkivétel 32 %-a. A legjelentősebb parti szűrésű vízkészletek a Duna, Rába, Ipoly, Sajó és Hernád folyók mentén, a folyóvízi üledékekben, vízadó rétegekben találhatóak. A parti szűrésű vizek minősége általában a folyó vízminőségével van összefüggésben. A háttér talajvizeinek szennyeződése és egyes területeken a folyók medrében a finomszemcsés lerakódások által okozott anaerob folyamatok vízminőség-romlást okoznak. A talajvizek 5 %-kal részesednek a felszín alatti vízkivételekből. Az ország síkvidéki területein a talajvízszint süllyedése átlagosan 0,1 m/év, a Duna-Tisza közén azonban ennél nagyobb, a 0,3 m/év-et is meghaladta. A csökkenést többek közt a csapadék- és beszivárgáshiány, valamint a jelentős rétegvíz-kitermelések okozzák. Az 1990-es évek második felének csapadékosabb időjárása mérsékelte a Duna-Tisza közi talajvízszint süllyedést, sőt, egyes helyeken már a talajvízszint emelkedése is tapasztalható. A karsztvíz mellett a talajvíz a legérzékenyebb a szennyeződésekre. A csatornázatlan települések és állattartó telepek környezetében a bakteriális szennyezettség és az ammónia, nitrit, nitrát mennyiségének növekedése jellemző. A műtrágyázás és trágyázás is rontja a talajvizek minőségét. A talajvíztartó rétegekben bekövetkező bomlási folyamatok miatt az ivóvíz szabvány határértékét többszörösen meghaladó vasat és mangánt tartalmazhatnak a talajvizek. Az Alföldön a fő gondot a talajvízkutak baktériumszennyezettsége és természetes eredetű arzéntartalma jelenti. A rétegvizek minősége általában a vízadó réteg és a víz-kőzet kölcsönhatás következménye. A rétegvizek minősége emberi beavatkozás nélkül sem minden esetben felel meg az ivóvízszabványnak, elsősorban a metán, vas, mangán, ammónia és arzén jelentkezik nagyobb mennyiségben. Az ország területének nagy
87
részén jellemző a 0,8 dm3/m3-nél magasabb metántartalom (normál nyomáson). A legnagyobb problémát a természetes eredetű arzén okozza. Az eddig megvizsgált több mint 4200 felszín alatti vízminta 20 %-ában haladja meg az arzéntartalom az 50 µg/l-t, és közel felében magasabb a koncentráció a 98/83/EK EU-irányelvben javasolt 10 µg/l-nél. A fokozódó rétegvíz-kitermelés miatt megnövekedett a talajvízből történő leszivárgás, ami növeli a rétegvizek felszíni szennyeződésekkel szembeni érzékenységét. A készletek csökkenésének kérdése jogosan vetődik fel, hiszen a vízszint változása az éves ingadozások mellett lefelé tartó. Tudatában kell lennünk a vízkészlet végességének, nem szabad pazarlóan bánnunk a nagyon jó minőségű, közegészségügyileg és gazdaságilag is felbecsülhetetlen rétegvíz készletünkkel. A karsztvizek a kitermelt vízmennyiség 17 %-át jelentik. A legjelentősebb karsztvíz készletek az Aggteleki és Rudabányai hegység, a Bükk és a Dunántúliközéphegység területén találhatóak. A karsztforrások vizének hasznosítása mellett a mesterséges vízkiemelések is elterjedtek. Ez utóbbiakat sokszor a bányászat teszi szükségesé, hiszen a karsztvízbetörések jelentős károkat okozhatnak a bányákban. A Dunántúli-középhegységben is szükséges volt a karsztvíz szintjének csökkentése a bányászat miatt. Azonban a vízkivétel meghaladta a természetes visszapótlódás nagyságát, ami miatt a karsztvízszint az egész hegység területén lesüllyedt. Ez a karsztforrások vízhozamának nagy mértékű lecsökkenésében nyilvánult meg (pl. a Hévízi-tó forrása). Nem csupán a közvetlen gazdasági veszteségek (pl. idegenforgalom bevételkiesése), de az ökológiai egyensúly megbomlásával járó következmények is a felelősségteljes, fenntartható karsztvízgazdálkodás irányába kell tereljék a gondolkodást. A Dunántúli-középhegység bányabezárásait követően a karsztvíz szintje újra megemelkedett (6.1. ábra).
6.1. ábra: A Dunántúli-középhegység karsztvízszintjének megváltozása a nagyarányú bányászati vízkitermelés hatására A karsztvizek vas-, mangán- és alumíniumtartalma közel egy nagyságrenddel kisebb, mint a többi víztípusé. A karsztvizek nitráttartalma csak igen kevés esetben
88
haladja meg a határértéket. A hideg karsztvizek ivóvízellátásra általában megfelelnek. A kalcium-hidrogénkarbonátos jelleg miatt esetenként a nagyobb vízkeménység okozhat gondot. A nyílt karsztok vize a felszíni szennyeződésekre nagyon érzékeny. 6.2.3. Magyarország termálvizei Magyarország kedvező geotermikus adottságú ország. A geotermikus grádiens értéke átlagosan 5°C/100 m. Ennek oka az, hogy a Pannon-medencében a földkéreg vékonyabb, mint a világátlag, így a magma közelebb van a felszínhez, valamint a medencét jó hőszigetelő üledékek töltik ki (agyagok, homokok). A geotermikus grádiens a Dél-Dunántúlon és az Alföldön nagyobb, a Kisalföldön és a hegyvidéki területeken pedig kisebb az országos átlagnál. Hazánkban a 30 °C-nál magasabb hőmérsékletű kifolyó kutakat és forrásokat tekintik hévízkutaknak illetve hévízforrásoknak (termálvizeknek). Az ország területének 70 %-án feltárható ilyen hőmérsékletű víz. A termálvizek kétféle hévíztározóból származnak: medencebeli törmelékes, porózus, valamint hegységbeli hasadékos hévíztározókból. Ez utóbbiak karsztos kőzettömegeket jelentenek (termális karsztvizek). A medencebeli porózus hévíztárolók kiterjedtebbek hazánkban: az ország területének több mint felén megtalálhatóak, javarészt az Alföldön (6.2. ábra). Nagyobbrészt felső pannon, kisebb részben pleisztocén homokok és homokkövek ezek, amelyek agyag- és márgarétegekkel váltakozva települtek. Az üledékösszlet teljes vastagsága helyenként eléri a 2-2,5 km-t is. A legnagyobb vastagságban a Tisza-völgy déli részén, valamint a békési és baracskai süllyedékben található, ahol ennek megfelelően a hévízkutak nagy hányada 80-100 °C-os vízhőmérséklettel rendelkezik. A Tiszától nyugat felé haladva és a Nyírség területén a tárolóösszletek kivékonyodása miatt lecsökken a feltárható hévizek hőfoka. Az agyag- és márgarétegek a medence mélyebb részein elszigetelik egymástól a hévíztároló homokkőrétegeket, ám a mélység csökkenésével egyre jobb a függőleges kapcsolat a homokkőrétegek között. Az összefüggő porózus hévíztárolókban a víz állandó áramlásban van, ez a mozgás azonban igen lassú: évente néhány méter. A felszín közeli hideg és a mélyebb szintek meleg vizei között nincs éles határ. Ezen hévizek általában alkáli-hidrogénkarbonátosak, a mélyebb rétegekben egyre inkább kloridosak. Az összes só mennyisége 1000-3000 mg/l, de elérheti a 10 g/l-t is. A nagyobb mélységben lévő vizek sokszor szénhidrogénekkel együtt fordulnak elő, és a vízzel nagy mennyiségű gáz is a felszínre kerül. Ez főként metán, ami robbanásveszélyt okoz. Egyes kutak vizében előfordul olaj és fenol is. A kútban feláramló víz csökkenő nyomása miatt abból széndioxid szabadul fel, amely miatt az oldott mésztartalom kiválik. A lerakódás nehezíti az üzemeltetést, ezért vagy vegyszeradagolással megelőzik, vagy utólag savazással eltávolítják.
89
6.2. ábra: Magyarország hévíztárolói A történelmileg ismert hévízforrások, amelyeket már a rómaiak, később a törökök is hasznosítottak, karszthegységeink peremén fakadnak. Az itt fakadó melegvizek a karszthegységek területén beszivárgó csapadékvízből kapják utánpótlódásukat, és több ezer éves tartózkodás után törnek a felszínre (6.3. ábra). Az egyre nagyobb mélységű hegységperemi fúrásokkal azt a meleg karsztvizet tárják fel, ami a mészkő repedéshálózatán keresztül a hévforrások felé mozog. Főképp triász, kisebb mértékben kréta mészkő- és dolomittömegek tárolják a hévizet, amelyek nemcsak kiemelt hegységként, hanem a fiatalabb vízzáró medenceüledékek alatt távolabb és nagyobb mélységben is megtalálhatóak. Ez utóbbi tárolókőzetek általában hidrodinamikai kapcsolatban állnak a karsztterületekkel, de egyes előfordulások esetében ez a kapcsolat nem áll fenn (pl. Igal, Zalakaros, Bük). Összetételüket tekintve a kalcium-hidrogénkarbonátos jelleg dominál, helyenként azonban alkáli-hidrogénkarbonátosak is lehetnek, a repedéseket kitöltő agyagásványok oldódása révén. A mélyebb, zárt tárolókban a NaCl mennyisége elérheti az eredeti bezárt tengervíznek megfelelő néhány 10 mg/l-t is. A termális karsztvizekben előforduló gázok nagy része szén-dioxid, amely bizonyos
90
mennyiségen felül agresszívvá teszi a vizeket, így azok megtámadják a fémeket (azaz a kutak csöveit és szerelvényeit).
1. Karsztos hévforrás, 2. A nyitott, hidegvízű karsztrendszerrel összefüggő hasadékos hévíztárolót megcsapoló kút, 3. A sekély, hidegvízű rétegekkel hidraulikailag összefüggő porózus hévíztárolót megcsapoló kút, 4. Zárt, utánpótlás nélküli porózus réteget megcsapoló kút, 5. Zárt, utánpótlás nélküli karsztos képződményt megcsapoló kút
6.3. ábra: A hévíztárolók típusai A hévízfeltárások a 19. században kezdődtek meg az országban, de a hévízkutak száma a szénhidrogén-kutatás során nőtt meg jelentősen. A kutak számát és a víztermelési kapacitást tekintve az 1950-es évektől fellendülés, a ’60-as években tetőzés, majd erőteljes csökkenés a jellemző. A 6.2. táblázat a 2000. január 1-én nyilvántartott kutak hőfokáról és hasznosításáról ad felvilágosítást. Az üzemelő kutak 1/4-e ivóvízellátást szolgál, vízműkútként üzemel. Vizüket hidegebb vizű kutakéhoz keverik. Az ipari hasznosítók elsősorban üzemi épületeik fűtésére vagy technológiai célokra (kenderáztatás, élelmiszeripari technológia stb.) használják a hévizeket. Az olajbányászatban a szénhidrogéntároló rétegek nyomásának megőrzése céljából hévizet sajtolnak vissza (Algyő). A mezőgazdaságban az alacsonyabb hőmérsékletű kutak nagyobbrészt vízellátási célokat szolgálnak, míg a magasabb hőmérsékletű vizekkel kertészeteket, állattartó telepeket fűtenek. Az üzemelő hévízkutak 30 %-a balneológiai célú, de csupán 1/3-ukat nyilvánították gyógyvízzé. A 6.4. ábra Magyarország minősített gyógyvízzel rendelkező településeit mutatja be. A természetes gyógytényezőkről szóló 74/1999. (XII. 25.) EüM rendelet a gyógyvizet olyan ásványvíznek határozza meg, amelynek természetes, orvosilag bizonyított gyógyhatása van külső vagy belső használat esetén.
91
6.2. táblázat: Hévízkutak hasznosítás szerinti megoszlása a kifolyóvíz hőmérséklete szerint, 2000. január 1-i állapot (Liebe 2001) Hőfok (°C) 30-39,9 40-49,9 50-59,9 60-69,9 70-79,9 80-89,9 90-99,9 > 100
Kutak száma (db) 581 283 132 121 70 50 48 3
Hasznosítás (kút db) % 42 20 11 10 7 5 5 0,2
F
V
M
I
K
T
R
Z
E
S
59 91 45 32 8 4 4 0
183 22 7 0 0 0 0 0
72 16 17 17 23 33 31 1
29 17 10 6 4 3 1 0
1 2 2 1 6 2 5 1
9 20 14 25 16 1 0 0
0 0 4 7 2 0 0 0
84 36 13 18 8 6 5 1
40 45 12 3 2 1 0 0
101 27 7 10 1 0 2 0
Összesen 1289 100 243 212 210 70 20 85 13 172 103 148 Jelmagyarázat: F: Fürdő, V: ivóvízellátás, M: mezőgazdasági, I: ipari, K: kommunális, T: többcélú, R: visszasajtoló, Z: lezárt, E: észlelőkút, S: selejt
6.4. ábra: Minősített gyógyvizekkel rendelkező települések A komplex hasznosítás sajnos még nem eléggé széleskörűen alkalmazott. Néhány helyen a magas hőmérsékletű víz energiáját fűtőradiátorokban csökkentik, azután használati melegvizet melegítenek vele, majd padlófűtésbe vagy strandfürdőbe juttatják (Szeged, Szentes, Hódmezővásárhely). Ugyanezen településeken találunk
92
példát arra is, hogy a kertészetekből és távfűtőművekből kikerülő, lehűlt vizeket strandokon, fóliasátrak talajfűtésében vagy szénhidrogéntároló rétegek nyomásfenntartásában használják fel. A hévízhasznosító rendszerek műszaki állapota és működési hatásfoka általában alacsony színvonalú. Indokolatlanul nagy a hévízhasznosító rendszerek hővesztesége és vízpazarlása. Az utóbbi években 340 ezer m3/nap az átlagos termelés. A porózus hévíztárolók közül az 500 m-nél mélyebb vízadókból 200 ezer m3/nap-ot termelnek, az ennél sekélyebbekből 60 ezer m3/nap a kitermelés. A termális karsztvizek a Hévízi-tó vízhozamával együtt 80 ezer m3-t tesznek ki naponta. A hévízkutak több mint 3/4-énél gázos a kitermelt víz, de gáztalanítás csak a kutak alig több mint felénél történik. A kutak kevesebb mint 1/4-e üzemel szabad kifolyással. A szabadkifolyású termelés arányának csökkenése (ami a hévízkészletek utánpótlódásánál nagyobb fokú igénybevétel következménye) és a búvárszivattyús üzemmód elterjedése miatt csökken a kutak leállásának veszélye. A használat során lehűlt vizeket többnyire közcsatornákba, belvízelvezető csatornákba, esetleg tavakba, tározókba juttatják. A hévizek a használat során általában olyan mértékig lehűlnek, hogy a hőfokuk miatt külön kezelést nem igényelnek. Biztonsági okokból azonban a hévízhasznosító és –elvezető rendszereket egy hűtőtó közbeiktatásával építik meg. A felszíni vizekbe jutó használt hévizek (csurgalékvizek) hatást gyakorolnak a környezetre. A környezethez képest melegebb víz hőszennyezést okoz, ami kedvezőtlenül hat a vizek biológiai állapotára. A hévizekben lévő fenolszármazékok a halhúsnak kellemetlen fenolos mellékízt adnak. Egyes esetekben a magas ammóniumtartalom jelenthet gondot, ugyanis a magas ammónia-koncentráció a halpusztulás közvetlen előidézője lehet. A hévizek jelentős részénél az összes sótartalom és a nátrium egyenérték % meghaladja a közcsatornákba szennyvízbírság nélkül bevezethető termelési határértéket. A magas sótartalom az öntözéses hasznosításnál is gondot jelent. A lehűlt hévizek közvetlenül öntözésre emiatt nem használhatók fel, illetve hígítással olyan mértékig, hogy az öntözővíz minősége határérték alatt maradjon. A használt hévizek elhelyezési módja azok átmeneti tározása, majd az öntözési idény befejeztével nagyobb, jelentős hígítóképességű vízfolyásokba engedése lehet. Ez azonban nem szünteti meg a környezetterhelést és nem pótolja a fogyatkozó hévízkészleteket. A leghatékonyabb megoldás a hévíztároló rétegekbe való visszajuttatás. Ez természetesen csak bizonyítottan nem szennyeződött, zárt rendszerű energetikai célú hévízhasznosításnál lehetséges. Balneológiai célú vízhasználat esetében csak akkor kerülhet sor a víz visszatáplálására, ha az minden környezetvédelmi és közegészségügyi előírásnak megfelel. A visszajuttatás ugyan költséges beruházást és üzemelést kíván, ám a környezetvédelmi cél mellett a hévíz kinyerése szempontjából is előnyös, mert a rétegek nyomásának fenntartását segíti elő. A karsztos tárolókba történő visszasajtolásnak jelentős nemzetközi és hazai tapasztalata van. A porózus kőzetekbe történő visszasajtolás nehezebben oldható meg, ám hazánk élen jár az
93
ilyen irányú kezdeményezésekben: Szegeden, Szentesen és Hódmezővásárhelyen visszasajtolják a hévizeket a porózus vízadókba. A visszasajtolás általában egy magasabb fekvő víztároló rétegbe történik (6.5. ábra).
6.5. ábra: A hévíz-visszatápláló kutak fajtái A karsztrendszerek hévíztárolóiban a nagy mértékű kitermelések, a fúrt kutakkal megnövelt vízhozamok tartós nyomáscsökkenést okoznak. A nyomáscsökkenés bekövetkeztekor a környezet hidegebb és esetleg szennyezett felszín alatti vizei a körzetbe áramolnak, a forrásvíz lehűlését és esetleges szennyeződését okozva. A budai termálrendszer egyes forrásai esetében megfigyelhető ez a folyamat. A helyzetet súlyosbítja, hogy a források vízgyűjtőjét jelentő Dunántúliközéphegységben a bányászat miatt erőteljes volt a vízkivétel. Ezek a meleg termálkarsztrendszerrel hidraulikai kapcsolatban álló hideg karsztvíztárolókat csapolták meg, és lerontották a hegységperemi források és kutak vízhozamait is. A bekövetkezett állapotromlásban szerepe volt az 1980-as évek csapadékhiányának is. A bányászati vízkivételek megszűntek, de a karsztvízrendszer regenerálódása évtizedeket vesz igénybe (6.6. ábra).
6.6. ábra: A hévízi termálkarszt vízszintváltozásai
94
A porózus medencebeli hévíztárolók lazább kapcsolatban állnak a felszínközeli utánpótlási forrásokkal, mint a karsztos hévíztárolók, így ezekben a hévíztermelés hatására jelentősebb nyomáscsökkenés jön létre. Minél mélyebb és zártabb jellegű a tároló, annál nagyobb mértékű a nyomáscsökkenés. Az alföldi porózus hévíztároló rétegekben a 20. század eleje óta átlagosan 10 m vízoszlopnak megfelelő mértékű nyomáscsökkenés következett be, ami a koncentrált hévízkitermelő helyeken meghaladhatja az 50 m-t is. A nem teljesen zárt hévíztárolókban az utánpótlás a sekélyebb homokrétegeken keresztül végső soron a felszíni vizekből vagy a talajvízből történik. Medenceterületeink nagy részén a hévíztermelés jelentősen meghaladja az utánpótlódás mértékét, emiatt a nyomáscsökkenés hatására sokkal több víz szivárog le a felszínközeli rétegekből a hévíztároló rétegekbe, mint a kitermelés előtt. Ez a felszínközeli vizek szintjének süllyedését és a termálvizek esetleges elszennyeződését okozza. A Duna-Tisza közi talajvízszint csökkenésének egyik oka a délalföldi hévíztermelés is lehet. Ahol a hévíztároló rétegek a felszíntől hidraulikailag elszigeteltek, ott a felette elhelyezkedő vízszintek csökkenésének és az elszennyeződésnek a problémája nem lép fel, azonban ez esetekben az utánpótlódás hiánya miatt a nyomáscsökkenés tartós és nagymértékű lehet. A hatóságok nem adnak korlátlanul engedélyt a hévíztermelésre és hasznosításra. Ahol a vízkészletek terhelését a nyomáscsökkenések jelzik, ott a balneológiai és használati melegvízként történő vízhasznosítás céljából is csak korlátozottan adnak ki újabb vízkivételi engedélyeket. Újabb vízkivételekre csak ott adható ki engedély, ahol a prognózisok nem jeleznek hosszabb időtávon sem káros környezeti hatásokat. Energetikai célból új hévízkivétel visszatáplálás nélkül gyakorlatilag nem engedélyezhető. A hévizek és a környezet védelmét szolgálja a vízkészlet-használati díj bevezetése, amelyet azoknak a hévíztermelőknek kell fizetniük, akik felszíni befogadókba engedik használt hévizüket. A visszasajtolt – a felszín alatti vizeket nem veszélyeztető – vízmennyiség után nem kell vízkészlet-használati díjat fizetnie a vízhasználónak. A termálvizek minőségének felmérésére 2000-ben mintegy 40 kútra kiterjedően részletes állapotfelmérés kezdődött el.
95
7. VÍZKÉSZLET-GAZDÁLKODÁS A vízkészlet-gazdálkodás a természetes és felhasználható vízkészletek időben és térben megoszló mennyiségének és minőségének feltárása, számbavétele, a társadalom igényeivel való egybevetése és elosztása. A készletek és szükségletek közti egyensúlyt úgy kell létrehozni, hogy a társadalmilag elismert növekvő szükségletek minél teljesebben s minél jobb műszaki-gazdasági hatásfokkal kielégíthetők legyenek, ugyanakkor a vízkészletek minőségi és mennyiségi védelme is biztosított legyen. A vízkészletek lehetnek statikusak és dinamikusak. A dinamikus készlet állandóan pótlódik, rövidebb-hosszabb időszakonként rendszeresen megújul, míg a statikus készlet pótlódása, újratermelődése legfeljebb geológiai időméretekben lehetséges. Dinamikus vízkészletnek nevezzük valamely terület vagy víztartó természetes utánpótlódásának az időegység alatt többnyire m3/s-ban vagy m3/évben kifejezett mértékét, amely hosszú időszak átlagában és nagyobb területre vonatkoztatva többnyire megegyezik a természetes vízfelhasználás (párolgás, lefolyás, elszivárgás) mértékével. A statikus vízkészlet az adott időpontban vagy hosszabb időszak átlagában tározódott vízmennyiség, m3-ben kifejezve. A statikus vízkészletet a mélyben elhelyezkedő, utánpótlással nem rendelkező rétegvizeken kívül a folyók, állóvizek és a felszín közeli víztartók esetében is lehet értelmezni. Vízkészlet-gazdálkodási szempontból csak a dinamikus készletekre lehet tartósan számítani. Folyók esetében a statikus vízkészletet a mederben a vízfolyás teljes hosszában egyidejűleg tározható középvízi készlet jelenti. A vízfolyások dinamikus vízkészlete a torkolati szelvényben lefolyó sokévi átlagos vízhozamot jelenti, míg a folyók adott szelvényének dinamikus vízkészlete a mindenkori vízhozam, amelynek jellemzői az évi és havi átlagok és a különböző előfordulási valószínűségű kisvízi értékek. Állóvizek esetében a dinamikus vízkészlet csak természetes lefolyású tavak esetében értelmezhető. A mértékadó vízkészlet definíció szerint a sokéves augusztusi 80 %-os tartósságú felszíni vízhozam. A mértékadó vízkészlet vízfolyás hosszmenti változását a hidrológiai hossz-szelvény írja le. A hasznosítható természetes vízkészlet a vízfolyások vízkészletének azon része, amely adott helyen a vízhasználat számára a mederből kivehető. A mederben hagyandó vízkészlet nagysága elsősorban az ökológiai igényektől, a mederbeli vízhasználatoktól és a más térségek vízigényei kielégítésére fenntartott vízmennyiségtől függ. A ténylegesen hasznosítható vízkészletet a tározásból és a különféle vízbevezetésekből eredően megnövelt hasznosítható vízkészlet adja. A felszíni és a felszín alatti vizek ténylegesen hasznosíthatóvá csak a megfelelő műszaki létesítmények (vízkivételi művek, kutak, kutakra telepített közművek) megléte esetén válnak.
96
Magyarország vízkészletének 3 forrása van: a csapadék, a határokon a felszínen és a felszín alatt befolyó vizek és a litoszférában tárolt víztömeg. Vízfolyásaink felszíni vízkészletének 95 %-a külföldről származik. A Duna vízgyűjtőjén keresztül érkező vízmennyiség duplája a Tisza vízgyűjtőjén és négyszerese a Dráva vízgyűjtőjén belépő éves vízmennyiségnek (7.1. táblázat). Az ország vízkészletére vonatkozó adatokat a 7.2. táblázat tartalmazza. A sokévi átlag alapján hazánk összes felszíni édesvízkészlete 120 milliárd m3, azaz 120 km3. Az ország felszín alatti vízkészlete 3000 km3. 7.1. táblázat: A Magyarországra belépő vízfolyások 1999 (VITUKI Rt. Hidrológiai Intézet) Vízgyűjtők Duna vízgyűjtő Tisza vízgyűjtő Dráva vízgyűjtő mindösszesen
belépő vízhozam m3/s 2 568 977 554 4 099
belépő vízmennyiség millió m3 81 000 30 809 17 459 129 268
7.2. táblázat: Magyarország megújuló vízkészletei (VITUKI Rt. Hidrológiai Intézet) Megnevezés Csapadék (+) Evapotranspiráció (-) Az országba belépő éves vízmennyiség (+) Az országot elhagyó éves vízmennyiség (-) Összes édesvízkészlet
Sokévi átlag (millió m3) 58 000 52 000
1999 (millió m3) 75 702 56 730
114 000
129 269
120 400
143 514
120 000
148 241
A vízigényeket számos szempont szerint lehet csoportosítani. A gazdaságitársadalmi tevékenység szerint megkülönböztetjük a lakossági, ipari, mezőgazdasági, hajózási, vízerőhasznosítási stb. vízigényeket. A vízminőségi követelmények szerint ivóvíz minőségű, ipari vízminőségű és öntözésre alkalmas vizeket különböztetünk meg. A felhasználás jellege szerint vízhasználókról és vízfogyasztókról beszélhetünk. A vízhasználók a vizet természetes tartózkodási helyükön használják, de nem használnak el belőle semmit (hajózás, vízierőművek, rekreáció). A vízfogyasztók az eredeti természetes tartózkodási helyéről kivett vizet részben elhasználják, csupán egy részét adják vissza a vízkészletbe. A különbözet a használat során elpárolog a légtérbe vagy beépül a növényekbe, termékbe stb.
97
A vízkészlet és a vízigények időben és térben is igen aránytalanul oszlanak el. Az öntözés vízigénye pl. a szezonális változásokkal függ össze. Az országos vízigény maximuma általában augusztusban lép fel, amikor a felszíni vízhasználat zömét biztosító folyók vízhozama kicsi. Az időbeli aránytalanságok mérséklésére a tározótavak, vízlépcsők szolgálnak. A Tisza vízgyűjtő kisvízi készlete csupán 10 %-a az országosnak, ám a lakosság 40 %-a itt él. Az egyenlőtlen térbeli eloszlás miatt elsősorban a felszíni vízhasználati igények kielégítése (öntözés, halastavak, rekreációra szolgáló tavak, ipari (pl. hűtővíz) vízigények) lehet gond, és egyes vízhiányos területekre regionális vízellátási rendszerekkel juttatják távvezetékeken vizet. A vízátvezetés másik fajtája, amikor az adott vízkészletfajtából kivett vizet más vízkészletfajtába bocsátják vissza. Megfelelő vízminőség-szabályozással a már egyszer használt víz ismételt (ugyanazon felhasználó általi) vagy többszöri (más vízfelhasználók általi) használata is lehetséges. A Duna és a Tisza vízgyűjtője között mind a rendelkezésre álló készletekben, mind a vízhasználatokban jelentős a különbség. A Duna vízgyűjtőjének hasznosítható vízkészletei minden fajtánál meghaladják a Tiszáét: a felszíni készletek 2-5-ször, a parti szűrésűek 50-szer, a talaj- és rétegvízkészletek közel kétszer, a karsztvízkészletek hétszer nagyobbak. A Duna vízgyűjtőjén az erőműveket is figyelembe véve közel háromszor akkora a vízkivétel, mint a Tisza vízgyűjtőjén (erőművek nélkül is mintegy 45 %-kal több). A Duna vízgyűjtőjén belül a mezőgazdasági és ipari vízfogyasztás közel egyforma, a Tisza vízgyűjtőjén az arány 3:1. A Tisza vízgyűjtőjén közel teljes (87 %) a felszín alatti készletek kihasználtsága, és a szabad felszíni készletek mennyisége is kisebb mint a Duna vízgyűjtőjén. A vízgazdálkodási mérleg valamely vízgazdálkodási egység meghatározott időszakban hasznosítható vízkészlete és az azt terhelő vízigények összemérése. Amennyiben a vízkészlet meghaladja a vízigényeket, szabad vízkészletről beszélünk, ellenkező esetben vízhiány lép fel. A vízgazdálkodási egység vízkészletének és az adott egységen belül azt terhelő valamennyi vízigénynek az összemérése a területi vízgazdálkodási mérleg. A vízgazdálkodási egység lehet maga a vízfolyás. Ebben az esetben a vízfolyás mentén változó vízkészletek és a vízigények teljes vízfolyásra történő összemérése a vízgazdálkodási hosszszelvény. Erről leolvashatók a vízfolyás mentén a szabad vízkészletek és a vízhiányok területei. A 7.1. ábra Magyarország mértékadó vízmérlegét tünteti fel. Az ország mértékadó természetes vízkészlete kb. 2400 m3/s. Részben az élővíz fenntartása céljából (ökológiai vízkészlet), részben a külföldi lekötések miatt ennek több mint fele a mederben hagyandó vízkészlet. Az így megmaradó hasznosítható vízkészletet a tározások, a csatorna- és szennyvízművekről, ipartelepekről és bányákból bevezetett felszín alatti vízkivételekből származó vizek növelik. A
98
vízkészletet csökkentő vízhasználatok az öntözés, a halastavi vízkivételek, valamint a kommunális és ipari vízkivételek.
7.1. ábra: Magyarország mértékadó vízmérlege (m3/sec), 1994
99
A vízelhasználások az ország vízkészletének 16 %-át teszik ki. A készletkihasználtsági mutató a Duna vízgyűjtőjében 8 %, a Tiszáéban 56 %. A területi vízgyűjtő körzetek hasznosítható vízkészletének kihasználtsága a Tisza menti vízgyűjtő körzetekben a legnagyobb. Az ország vízfogyasztása átlagosan 6 milliárd m3/év (a 120 milliárd m3/év sokévi átlagos felszíni vízkészletből), azaz a vízmennyiségek összeterhelése 5 %-os felhasználási intenzitással fejezhető ki. Ez jóval az OECD-átlag alatt van. Az egy főre jutó vízfogyasztás 600 m3/év, ami nagyjából egyenlő az európai OECDátlagával. A víztermelés erősen emelkedő tendenciát mutatott 1981 óta, ami a vízigényes iparágak térhódításával magyarázható. Az összes vízfogyasztás 1970 és 1992 között a háromszorosára nőtt. A vízkivétel 1987-ben érte el a maximumot (7.2. ábra).
7.2. ábra: Vízkivétel források szerint, 1980-1998 Az 1980-as évek második felében a bauxit- és szénbányászat leépítése miatt intenzíven csökkent a bányavízkivétel és a vízhasznosítás. Az ipari tevékenység nagyméretű csökkenése és a vízárak emelése is csökkentette a vízfelhasználást. 1993-ban ugyan megállt az ipari termelés csökkenése, azonban a vízigényes ágazatok (vegyipar, textilipar, bányászat) veszítettek pozíciójukból, így a vízkitermelés tendenciája csökkenő maradt. Folyamatosan csökkent a lakossági vízfelhasználás is (az 1990-es évtized folyamán átlagban 35-40 %-kal), a vízdíjak árának emelésével párhuzamosan. 1992-ig minden háztartásra érvényes automatikus ártámogatási rendszer volt érvényben. Ennek megszűnte után a háztartási vízdíjak jelentősen emelkedtek: 1986 és 1996 között évi 18,7 %-kal. A díjakat 1994. január 1-től a települési önkormányzat képviselő testülete állapítja meg, kivéve az állami tulajdonú regionális vízművekét, amelyek számára minden
100
évben jogszabály határozza meg a legmagasabb árat. Az önkormányzatoknak még most is nyújtanak állami támogatást, hogy a vízdíjakat elfogadható mértéken belül tartsák. A víz árképzésének alapja a legtöbb esetben egyszerűen a térfogat. Néhány esetben az ár progresszív: a m3-enkénti ár a fogyasztott vízmennyiséggel nő. A vízés csatornadíjak 12 % ÁFÁ-t tartalmaznak. Az öntözött területek nagysága is elsősorban az öntözővíz árának nagymértékű növekedése miatt csökkent le. Az 1990-es évek elején 200 ezer hektár volt az öntözött terület, ez 1997-re 82 ezer hektárra, az összes művelt terület 2 %-ára csökkent. Jelenleg öntözésre kb. 70-100 millió m3 felszíni vizet és 150 millió m3 felszín alatti vizet használnak évente. A vízkivétel kb. 70 %-át az ipar és az energetika igényli, 18 %-át a mezőgazdaságban (halastavak, kisebb mértékben öntözés) használják fel. A fennmaradó 12 %-ot ivóvízként hasznosítják. Az ipari vízhasználatok 98 %-át felszíni vizekből biztosítják. Ennek legnagyobb része átfolyó és ismételt vízhasználat. A legnagyobb vízigénye a villamosenergia-iparnak van. Az általa igényelt víz 95 %-a hűtővízként szolgál, és visszakerül a befogadóba. (A villamosenergia-ipar átfolyó vízhasználatának 60 %-át a Paksi Atomerőmű teszi ki.) A legnagyobb fogyasztó a feldolgozóiparon belül a kohászat, az élelmiszer- és vegyipar (7.3. táblázat). A felszíni vízkivétel a nagy folyókból (Duna, Tisza), csatornákból (Keleti-főcsatorna), tavakból (Balaton), völgyzárógátas tározókból (észak-magyarországi tározók) történik. 7.3. táblázat: Ipari vízfelhasználás (Hajós 2000) Ipari vízfelhasználás A különböző forrásokból kitermelt, illetve beszerzett saját felhasználásra kerülő vízmennyiség ebből ivóvíz minőségű víz Átfolyó vízhasználat ebből hűtésre használt víz Ismételt vízhasználat ebből hűtésre használt víz Teljes vízhasználat összesen Az országos felhasználáson belül a villamosenergia-ipar adatai Átfolyó vízhasználat Ismételt vízhasználat A Paksi Atomerőmű átfolyó vízhasználata a Dunából Jelentősebb vízhasználók teljes vízhasználata Kohászat Élelmiszeripar Vegyipar
millió m3/év (1998) 4619 111 4239 4032 3061 2563 7519 4187 1567 2524 363 225 750
101
A teljes vízkivétel kb. 15 %-a (közel 1 milliárd m3/év) a felszín alatti vizekből származik. Ezen belül a rétegvizek 46 %, a parti szűrésű kutak 32 %, a karsztvíz 17 %, a talajvíz pedig 5 %-ot képvisel (7.3. ábra). Ezek a vízkivételek elsősorban ivó-, öntöző- és ipari víz igényeket elégítenek ki. Az ivóvíz több mint 90 %-át felszín alatti vízkészletekből termelik ki. Az 1980-as évek közepétől 1/3-ával csökkent a felszín alatti vizek felhasználásának intenzitása. A vízkivételek jelenleg az összes rendelkezésre álló felszín alatti vízkészlet kb. 1/3-át teszik ki.
7.3. ábra: Vízellátás a felszín alatti vizekből, típus szerint, 1987-1997 A víz társadalmi és gazdasági igénybevétele miatt a víz természetes körforgása mellett kialakult a víz társadalmi és gazdasági körforgása is. Ez utóbbi körforgást nem a természet erői, hanem az emberi tevékenység tartja mozgásban. E mesterséges körforgás folyamata a következő: • vízkivétel • a nyers víz szállítása • a nyers víz tározása • a nyers víz tisztítása • a tisztított víz tározása • a víz szállítása a fogyasztókhoz • vízfogyasztás • a szennyvizek összegyűjtése • a szennyvíz tisztítása • a felhasznált tisztított és nem tisztított szennyvíz visszajuttatása a természetbe. Az utolsó három szakaszban a víz "csak" a szennyezőanyagok hordozójaként funkcionál. A körforgás egyes elemei természetesen hiányozhatnak. Fontos, hogy észrevegyük: a vizek felhasználói körfolyamatában, ahol az emberi tevékenység elszennyezi a vizeket, technológiáját tekintve tulajdonképpen ugyanaz, ha a
102
felhasznált vizet megtisztítjuk, mielőtt az élővizekbe juttatjuk, illetve ha tisztítatlan vizeink élővizekbe vezetése után, a szennyezett közegből kivett vizet a felhasználás előtt megtisztítjuk (7.4. ábra). A technológia hasonló, de az élővilág szempontjából természetesen a tiszta közeg megléte a kívánatosabb.
7.4. ábra: A víz társadalmi és gazdasági körforgása
103
8. KOMMUNÁLIS VÍZHASZNOSÍTÁS 8.1. Vízellátás és csatornázás A települési vízgazdálkodás a vízbázisok megfelelő védelmét, a vízszerzést, az ivóvíz tisztítását, szállítását és eloszlását, valamint a szennyvizeket összegyűjtő csatornahálózatot és a szennyvíztisztítást foglalja magában. Elsőként az ipari forradalom kibontakozásának időszakában, a népesség gyors ütemű városokba koncentrálódása és az ipar nagy arányú fejlődése következtében vált halaszthatatlanul megoldandóvá a probléma, hogy elegendő, jó minőségű ivóvíz álljon rendelkezésre, és a keletkezett szennyvizek elvezetése is megoldott legyen. A világ fejlett nagyvárosai az elmúlt másfél évszázad alatt megtalálták a megoldást, és kiépítették az elegendő mennyiséget előállító és szolgáltató vízellátó rendszereket, a zárt csatornás szennyvízelvezetést és a szennyvíztisztítási technológiákat. A megoldás működik, ám ennek nagy ára van: igen nagy fajlagos vízfelhasználást okoz, és magasak a megvalósítás és üzemelés költségei. A fejlődő országok robbanásszerű népességnövekedése és hatalmas tömegek városokba áramlása az ipari forradalmak idején fellépő problémákkal állítják szembe ezen országok városait. A kevés és/vagy nem megfelelő minőségű ivóvíz, valamint a szennyvizek hiányzó vagy részleges elvezetése betegségek és járványok megjelenésével jár. A koncentrálódott népesség és az ipari termelés olyan mennyiségű és minőségű szennyeződést bocsát ki, amely meghaladja a környezet elimináló képességét. A környezet tönkretétele a városokon kívül azok tágabb térségeire is kiterjed. A tőkehiány és a fizetésképtelen vízfogyasztók miatt a fejlődő országok nem tudják alkalmazni a fejlett világ technikai megoldásait. Magyarországon a gazdaság és a közegészségügy fejlettsége, valamint a lakosság higiénés kultúrája jóval meghaladja a fejlődő országokét. Hazánk sikeresen alkalmazta a fejlett világ vízellátási megoldásait. Gyakorlatilag már a teljes lakosságnak rendelkezésére áll az ivóvíz minőségű vezetékes víz, és ivóvíz eredetű tömeges megbetegedés csak alig néhány esetben fordult elő az elmúlt évtizedekben. A lakosság 98 %-a egészséges ivóvízzel ellátott: 91 %-a részesül vezetékes vízellátásban, 7 %-a közkifolyós ellátásban. Kisebb ellátási hiányok vannak még egyes belterületi településrészeken, illetve külterületi lakott helyeken. (1990-ben még 599 településen hiányzott a közüzemi vízellátás, és 2/3-uknál szállított ivóvízzel kellett megoldani a vízellátást, mert a településen nem volt ivóvíz minőségű vizet szolgáltató kút.) Az ország egyes régióiban a vízellátás regionális rendszereken át történik, mivel a készletek alulmúlják a vízigényeket (Balaton környéke, Dunakanyar, Dunántúli-középhegység, Észak-Magyarország). A mennyiségi igények tehát kielégítettek az országban, ám több száz településen szükség lenne a vízminőség javítására.
104
Az ivóvíz minőségére vonatkozó határértékeket a 201/2001. (X.25.) kormányrendelet (az ivóvíz minőségi követelményeiről és az ellenőrzés rendjéről) tartalmazza, amely már teljes mértékben megfelel az EU ivóvíz minőségi követelményeit előíró irányelvnek. A korábban érvényben lévő az MSZ 450-1989 magyar szabványnak az ország 410 településén nem felelt meg az ivóvíz minősége. Az új rendelet egyes komponensek határértékének betartására türelmi időt ír elő. A gondot a határértéket meghaladó vas-, mangán-, ammónia-, nitrit-, nitrát-, arzénés metántartalom jelenti általában (8.1. táblázat). 8.1. táblázat: A nem megfelelő minőségű ivóvízzel rendelkező települések megoszlása a kifogásolt komponensek szerint megyénként, 1997 (Horváth L.-né 2000) Megye Baranya Bács-Kiskun Békés Borsod-Abaúj-Zemplén Csongrád Fejér Győr-Moson-Sopron Hajdú-Bihar Heves Jász-Nagykun-Szolnok Komárom-Esztergom Nógrád Pest Somogy Szabolcs-Szatmár-Bereg Tolna Vas Veszprém Zala
Ország összesen
Fe 9 29 7 35 15 12 1 4 15 4 3 80 38 19 12 -
agr. össz. bakteSO4 NH4 NO2 NO3 CO2 kem. riális Kifogásolt komponens révén érintett települések száma 16 6 6 1 12 4 3 2 3 4 6 32 1 14 1 19 1 1 9 3 8 9 1 1 1 1 2 2 2 1 14 1 7 1 2 1 2 1 1 1 1 2 7 55 7 36 12 26 3 5 3 19 2 1 16 2 3 16 13 -
Mn As CH4
284 187 17
27
1
86
13
59
2
1
39
C 1 9 -
10
A WHO 1993-ban szigorított ivóvízminőségi határérték ajánlásai és a 98/80/EK EU-irányelv ajánlásai több komponens esetében (vas-, mangán-, ammónium-, nitrit-, cianid, bór-, arzén-, bárium, ólomtartalom) szigorúbb határértékeket jelöltek meg (8.2. táblázat). A magyar szabványt az EU-s csatlakozás miatt igazítani kellett az EU-előírásokhoz. A nyilvántartott vízműtelepek több mint 60 %-a olyan felszín alatti vízzel rendelkezik, amelynek vas- és mangánkoncentrációja meghaladja a korábban érvényben levő ivóvízszabvány határértékeit. Az arány 70 % fölé emelkedik, ha az EU direktívákhoz igazodó új kormányrendeletet vesszük figyelembe (de a vas- és mangán esetében az EU csatlakozás időpontjáig a korábbi szabvány határértéke van érvényben, ld. 8.2. táblázat). Több száz vízműtelepen
105
lesz szükség a megfelelő vas- és mangántalanítást biztosító technológia bevezetésére. 8.2. táblázat: Főbb vízminőségi mutatók megengedett határértékei az érvényes 201/2001. kormányrendelet, a 98/83/EC számú EU direktíva és a WHO 1993-as ajánlása szerint Mérték201/2001. WHO 98/83/EC egység korm. rend. 1993 Nátrium mg/l 200 200 200 Vas* mg/l 0,2 (0,3) 0,2 0,3 Mangán* mg/l 0,05 (0,1) 0,05 0,1 Ammónium mg/l 0,5 0,5 1,5 Nitrit mg/l 0,5 0,5 3 Nitrát mg/l 50 50 50 Klorid mg/l 250 250 250 Szulfát mg/l 250 250 250 pH 6,5-9,5 6,5-9,5 Fajlagos el. vez. kép. 2500 2500 µS/cm Fluorid mg/l 1,5 1,5 1,5 Cianid mg/l 0,05 0,05 0,07 Bór mg/l 1 1 0,3 Arzén** 10 10 10 µg/l Alumínium 200 200 200 µg/l Kadmium 5 5 3 µg/l Króm 50 50 50 µg/l Réz 2000 2000 1000 µg/l Higany 1 1 1 µg/l Nikkel 20 20 20 µg/l Ólom* 10 (50) 10 10 µg/l Szelén 10 10 10 µg/l A *-gal jelölt anyagok esetében a határértékek az EU-hoz történő csatlakozásról szóló nemzetközi szerződést kihirdető törvény hatálybalépésével egyidejűleg lépnek érvénybe, addig a zárójelben megadott határértékek érvényesek. A **-gal jelölt arzénról bővebben a szövegben. Vízminőségi mutató
A legkritikusabb az arzén- és nitrogénvegyületek határértékeinek betarthatósága. Az arzéntartalom 7 település ivóvizében magasabb az 50 µg/l korábbi magyar szabványban előírtnál (kb. 24 ezer embert érint), de 385 település ivóvizében magasabb, mint az EU-s 10 µg/l-es határérték (több mint 1,3 millió ember ivóvizét érinti). A legtöbb magas arzéntartalmú vizet fogyasztó ember Békés, Bács-Kiskun, Csongrád, Jász-Nagykun-Szolnok és Hajdú-Bihar megyében él. (8.3. táblázat). Az EU-s arzénhatárérték betartásához óriási beruházásra van szükség. (Az EU országaiban egyébként a nagymértékű tengeri hal fogyasztás indokolja az alacsony határértéket; a magyar táplálkozási szokásokkal jóval kevesebb arzén kerül
106
élelmiszerekkel a szervezetünkbe, mint a nyugat- és dél-európai országokban.) A 201/2001.-es kormányrendelet alapján az 50 µg/l feletti és az 50-30 µg/l közötti koncentrációjú arzéntartalmú vízzel ellátott települések esetében legkésőbb 2006. dec. 25-étől kell az érvényben lévő 10 µg/l koncentráció betartását biztosítani, a 10-30 µg/l arzéntartalmú vízzel ellátott településeken pedig 2009. dec. 25-étől. 8.3. táblázat: Arzéntartalmú (> 10 µg/l) vizet fogyasztó lakosok száma megyék szerint, 1998 (Horváth L.-né 2000) Megye Baranya Bács-Kiskun Békés Borsod-Abaúj-Zemplén Csongrád Fejér Győr-Moson-Sopron Hajdú-Bihar Heves Jász-Nagykun-Szolnok Komárom-Esztergom Nógrád Pest Somogy Szabolcs-Szatmár-Bereg Tolna Vas Veszprém Zala Ország összesen
> 50 17 335 840 539 2 426 2696 23 836
As (µg/l) 31-50 10-30 7 515 5 016 50 007 194 791 30 564 293 281 6 772 36 654 9 642 158 502 6 689 7 579 15 583 133 544 4 183 16 242 25 331 125 060 61 205 20 401 2 224 82 682 4 605 54 696 3 284 151 821 1 154 231
együtt 12 531 244 790 341 180 43 426 168 984 6 689 8 118 149 127 20 425 152 817 61 205 20 401 84 906 7 301 4 696 3 284 1 329 888
Felszín alatti vizeink ammónium-tartalma magas, sok helyen meghaladja az EUdirektívában megjelölt 0,5 mg/l határértéket. A korábbi magyar szabvány rugalmas volt, védett rétegvizek esetében 2,0 mg/l volt a maximálisan megengedett érték. Ma már ez a határérték is igazítva van az EU direktívához, és az igazodás közegészségügyi szempontból is igen fontos: az ammóniumionok elreagálnak a fertőtlenítésre széles körben alkalmazott klórral, így ez utóbbi mennyisége csökken, és megszűnik a mikroorganizmusokat pusztító hatása. A következmény nem a vízműtelepeken, hanem a vízelosztó hálózatban jelentkezik. Az aktív fertőtlenítőszer hiánya következtében lehetővé válik a mikrobiológiai tevékenység a csőhálózatban, és ez számos egyéb kellemetlen hatás mellett (íz- és szagrontó bomlástermékek keletkezése) az ammóniumionok mikrobiológiai úton történő részleges oxidációjához (mérgező nitritionok) vezet.
107
Az emelkedő vízdíjak miatt helyenként a lakosság részben vagy teljesen elhagyja a közüzemi rendszereket. A régi ásott kutak vizének újbóli használata jelentős egészségügyi kockázatot jelent, a szakszerűtlenül fúrt egyedi kutak pedig veszélyeztethetik a rétegvizeket. Az ivóvízellátás tekintetében az ország nem marad el jelentősen az Európai Uniótól, nem így a csatornázás területén (8.4. táblázat). 8.4. táblázat: Magyarország víziközmű-ellátottsági adatainak összehasonlítása az EU-tagállamok adataival (Horváth L.-né 2000)
15 EU-tagország (1994.) Magyarország (1998.) Magyarország a 15 tagú EU átlaghoz viszonyítva
Közüzemben Ivóvízkitermelt víz ellátottság fajlagos értéke % (m3/év/fő) 93 97 55 91 60 %
94
Csatornaellátottság %
Tisztított szennyvíz aránya %
88 48
75 51
54
68
A szennyvizek gyűjtése és különösen a tisztítása évtizedeken át nem volt megoldott. Így a települések alatti talaj és talajvíz, valamint a felszíni vizek szennyezése egyre nagyobb mértékűvé vált. A nagy beruházási igények és a környezetszennyezés kezdetben nem jelentkező hatásai miatt kevés pénzt fordítottak a csatornázásra. Az 1980-90-es évekre azonban változott a helyzet. A környezetszennyezés következményei egyre nyilvánvalóbbá váltak: a felszíni vizek eutrofizálódtak, számos település alatt megnőtt a talajvízszint, a szennyeződések mélyebb vízadó rétegekbe is bejutottak, az ásott kutak vize bakteriálisan és nitráttal szennyeződött, olyannyira, hogy gyakorlatilag valamennyi településünkön alkalmatlan az emberi fogyasztásra. A csatornázás és szennyvíztisztítás fejlődését a külföldi befektetések - amelyek megfelelő infrastruktúrát igényeltek - és az EU csatlakozási szándék is elősegítette. Azaz hazánkban a csatornázás és szennyvíztisztítás fejlesztését nem a nagymértékű urbanizáció okozta katasztrofális egészségügyi viszonyok váltották ki, mint a fejlődő országokban, hanem a környezetszennyezés csökkentésének, valamint a terület- és településfejlesztésnek az igénye. Beindult egy országos léptékű csatornázás- és szennyvíztisztítás-fejlesztési program. Az uniós jogszabályok határidőkhöz kötött fejlettségi szint elérését kívánják meg, és Magyarország még mindig el van maradva az előírt szinttől. A fejlesztés azonban az uniós csatlakozástól függetlenül is szükséges. Az uniós szabályozás csak bizonyos településméret felett rendelkezik a csatornázásról, a hazai vízbázisvédelmi politika azonban ezen méret alatt is csatornázást kíván. Ennek beruházási szükséglete olyan mértékű, hogy reális kivitelezhetősége csak néhány évtizeden belül várható. A települések többségében a költségek nem fedezhetők csak az önkormányzatok
108
bevételéből és a lakossági befizetésekből, hanem költségvetési források bevonása is szükséges. Az állami szerepvállalást az is indokolja, hogy a vízi infrastruktúra nem csupán a gazdaság és társadalom működésének és fejlődésének alapfeltétele, hanem egyúttal környezetvédelmi - vízminőség-védelmi - létesítmény is. Az elmúlt évtizedben az ország több mint 200 milliárd forintot fordított a csatornázás és a szennyvíztisztítás fejlesztésére: nőtt a csatornahálózat hossza, a csatornázott települések száma és szennyvíztisztítási kapacitás (8.1., 8.2. ábra).
8.1. ábra: A vízvezeték- és közcsatorna-hálózat hossza, 1980-1998
8.2. ábra: A közcsatorna- és szennyvízhálózat hossza, 1980-1998 A közüzemi szennyvízelvezető hálózattal rendelkező települések száma az 19961998. években 566-ról 744-re, a szennyvíztisztító telepek száma 413-ról 477-re nőtt. A hazai szennyvízelvezető rendszereket a helyi (település szintű) kiépítés jellemzi, de gyakoriak a két vagy több települést illetve a várost és környékét kiszolgáló rendszerek is. Regionális (nagytérségi) szennyvízelvezetők csak főleg a vízminőségvédelmi és üdülő területeken (Balaton, Velencei-tó, Dunakanyar)
109
épültek. A szennyvízcsatornával ellátott területen élő népesség aránya (ami nem egyenlő a tényleges használók arányával) az 1980. évi 40 %-ról 1997-re 60 %-ra nőtt. Országos átlagban azonban a lakásoknak csak 47,6 %-a van bekötve a közcsatorna-hálózatba, azaz a szennyvízelvezetési kapacitás jelenleg jelentősen kihasználatlan. Mintegy 1 millió fő nem veszi igénybe az elérhető csatornaszolgáltatást. A kihasználatlansági arány különösen az 5000-10000 lakosú településeken magas, ahol a lakosok nagy része nem tudja megfizetni a rákötés költségeit és a magas csatornahasználati díjat (8.3. ábra).
8.3. ábra: Víziközmű-ellátottság települési kategóriánként A számítások szerint a költséghatékonysági elvek szempontjából az lenne a legkedvezőbb, ha az önkormányzatok illetve az állam a bekötések költségét támogatná az új csatornák egy részének építése helyett. A fizetőképes lakosokat pedig hatékonyan kötelezni kellene a csatlakozásra, amelynek jogi feltétele jelenleg is fennáll. A 8.5. táblázat az ivóvíz- és közüzemi hálózatba bekapcsolt lakások arányáról tájékoztat az egyes településkategóriák esetében. 8.5. táblázat: Az ivóvíz és közüzemi hálózatba bekapcsolt lakások aránya településkategóriánként (Buzás 2001) a település népessége Budapest >200 000 10 000 - 200 000 <10 000 ország összesen
ivóvíz közcsatorna hálózatba bekötött lakások aránya, % (1998) 98,3 90,7 97,7 71,2 88,9-98,1 37,9-76,1 79,5-86,6 0-22,0 91,1 47,6
A lakosság mindössze 22 %-ának a szennyvize kerül szennyvíztisztító telepekre, ami jóval az OECD-átlag alatt van. A meglévő szennyvízcsatorna- és szennyvíztisztító kapacitás több mint fele a nagyvárosokban van.
110
A fejlődés tehát nem elég jelentős, ha azt az EU átlaghoz viszonyítjuk, valamint ha a lakossági ellátást tekintjük. Az elsődleges közműolló (a vízvezeték hálózatra és a csatornahálózatra rákötött lakások arányának különbsége) a fejlett országok néhány százaléknyi értékéhez képest igen jelentős. Az 1990-es önkormányzati törvény a helyi önkormányzatok felelősségi körébe utalta a víziközmű-szolgáltatást: a vízellátást kötelező, a szennyvízelvezetést, szennyvíztisztítást nem kötelező feladatként megállapítva. Ennek eredményeként az 1990-es években jelentősen tágult a közműolló: 1980-ban 33,9 % volt a különbség, 1995-ben, a legnyitottabb állapotában 45,8 %. Lassan javuló tendenciát jelez, hogy 2000-re 42,1 %-ra csökkent a két arány közti különbség. A fejlesztések kapcsán felmerül az a kérdés is, hogy feltétlenül kell-e mindenhol mindenáron csatornázni. Környezeti-közegészségügyi szempontból más megoldás is lehetséges: bizonyos helyeken a csatornázást és a központi szennyvíztisztítást helyettesítheti, és azokkal egyenértékű megoldást nyújthat a telkenként, megfelelően kiépített és működtetett szennyvíztisztító, az oldómedencével egybekapcsolt szikkasztás. Tulajdonképpen csak a szennyezendő közeg más. Csatornázással és szennyvíztisztítással a felszíni vizeket, egyedi szennyvízelhelyezésekkel pedig a talajt és a talajvizeket terheljük, mindkét esetben a tisztítás mértékétől függően. A felszíni és a felszín alatti vizek bizonyos mértékig képesek a szennyező anyagok feldolgozására, az öntisztulásra. A nagy lakosságszámú és laksűrűségű településeken természetesen csak a csatornázás és a szennyvíztisztítás jöhet szóba, mivel a talaj és a talajvíz nem tudja befogadni és megtisztítani a koncentráltan jelentkező szennyezést. Azokon a kisebb településeken sem választhatjuk az egyedi szennyvízelhelyezést, amelyek sérülékeny ivóvízbázisokon fekszenek (így a szennyvízelhelyezés felszín alatti vizeket veszélyeztet) vagy ahol a talajvíz tartósan magasan helyezkedik el. A laza, családi házas beépítésű kistelepüléseken a szakszerű egyedi szennyvízelhelyezés alkalmazása indokolt lehet, sőt a csatornázott települések jelentős részénél sem gazdaságos a peremkerületek egy részének csatornázása. Meg kellene tehát határozni azokat a területeket, ahol az egyedi szennyvízelvezetés vízgazdálkodási, környezetvédelmi és közegészségügyi szempontból megengedhető. A kérdés az, hogy hogyan húzható meg a csatornázandó települések méretének határa. A támogatási politika előnyben részesíti az ún. kistérségi csatornázási rendszereket, azzal a motivációval, hogy a szennyvíztisztítás fajlagos költségei a telep méretének növekedésével bizonyos tartományon belül jelentősen csökkennek. A támogatásban érdekelt önkormányzatok számos ilyen társulást hoztak létre, amelyekben napi néhány száz köbméternyi szennyvizet akár több tíz km-nyi távolságra kell szállítani. Ennek azonban hátrányai is vannak: a hosszan szállított szennyvíz bomlása erős bűzképződéssel és korróziós hatásokkal jár. A csatornázás számtalan előnye mellett tehát számos hátrány is fellép. Az egyedi szennyvízelhelyezésű rendszerek azonban nem részesülnek állami támogatásban, így nem csoda, hogy az önkormányzatok akkor is a csatornázást erőltetik, amikor az egyedi elhelyezés is működőképes lenne.
111
Gazdasági szempontból a kis laksűrűségű területeken az egyedi beruházások olcsóbbak, mint a csatornázás, mivel a kisebb településeken és a peremterületeken ez utóbbi fajlagos költségei magasabbak az országos átlaghoz képest. Az egyedi megoldások ezen kívül tetszőleges rugalmassággal ütemezhetők, ami kisebb terhet eredményez az adott közösségnek. Az üzemeltetés viszont költségesebb lehet: a műszaki megoldások legdrágábbikát jelentő zárt tárolós eljárásnál a tartályokból elszállított szennyvíz lakossági költségterhei 20-30-szor magasabbak a csatornás szennyvízelvezetéshez képest. A megfelelő műszaki megoldások léteznek, ezeknek csak egyike (a legdrágább) a zárt tárolós eljárás, de egyéb, szikkasztásos, talajszűrős módszerek is jól alkalmazhatók. A környezet szempontjából bonyolultabb a haszon vagy veszteség megítélése. A talajvíz szikkasztásból eredő nitrátszennyeződése nem szüntethető meg, csak csökkenthető. Megfelelő ellenőrzés mellett ugyanakkor a szippantott iszap tápanyagtartalma hatékonyabban visszaforgatható a mező- ill. kertgazdaságba, mint a kommunális eredetű szennyvíziszapoké, amelyeknél az ipari eredetű szennyeződés (pl. nehézfém) nehezebben zárható ki. Előnyként hozható fel a felszíni vizek terhelésnövekedésének elmaradása is, viszont a talaj és a talajvíz többletterhelést kaphat. Az egyedi megoldások esetében az ellenőrzés (önkormányzat, vízügyi és egészségügyi hatóságok) nehezebb. Az egyedi rendszereknek közegészségügyi és környezeti kritériumoknak kell megfelelni. A hazai gyakorlat e téren igen rossz, hiányzik a szabályozás, az ellenőrző rendszer és főként a támogatás. A jelenkor lakossági vízfogyasztását nagymértékben az öblítéses toaletten alapuló vízi infrastruktúra határozza meg, párosulva azzal, hogy a közműves vízellátás csak egyféle, ivóvíz-minőségű vizet szolgáltat. Ivóvíz-minőségű vizet használunk WC-öblítésre, locsolásra, kocsimosásra stb. A palackozott ásványvízfogyasztás ugyanakkor világszerte nő. Kézenfekvő a gondolat: háztartási szinten is különböző minőségű vizet kellene szolgáltatni. A megvalósítás persze nem könnyű: problematikus a megoldás társadalmi elfogadtatása, a meglévő épületekben a kettős elosztóhálózat kialakítása, mérlegelni kell a közegészségügyi vonzatokat (pl. hogyan kerülhető el a vezetékes szürke víz fogyasztása.) A kérdés másik oldala az, hogy a háztartások mindennapi tevékenységei különféle, a vízforgalomhoz kötődő anyagok fel - és elhasználásával járnak. A szennyvíz összetétele szempontjából meghatározó az ember metabolizmusa: tápanyagokat viszünk be a szervezetünkbe és átalakításuk után ezek távoznak a szervezetünkből. Az öblítéses toalettel az átlagosan 1,5 l/fő/nap vizeletet két nagyságrenddel felhígítjuk, és a szennyvizet nagyméretű, összetett, drága csatornarendszeren juttatjuk a szennyvíztelepre. Itt a foszfort és újabban már a nitrogént is eltávolítjuk belőle, azaz rendkívül hasznos tápanyagokat pazarolunk el. Célszerű lenne a szennyvízkezelés terén a korszerű ipartól tanulni: a szennyvizek szétválasztása, tisztítás a keletkezés helyén, visszaforgatás és újrahasznosítás. Mindezt a háztartási szinten kell elkezdeni. Külföldön már elindultak az ilyen irányú, hosszú távon fenntartható, gazdaságos megoldások keresésére vonatkozó kutatások.
112
A rendszerváltozás előtt hazánkban a lakossági vízellátásért és csatornázásért az állam volt a felelős. A vízmű és csatornamű létesítmények állami tulajdonban voltak. A termelést, szolgáltatást, fenntartást és üzemelést kisebb részben állami, nagyobbrészt tanácsi alapítású vállalatok végezték. Az 1990-es önkormányzati törvény - mint azt a közműolló kapcsán már említettük - a helyi önkormányzatok felelősségi körébe tette át a lakossági víziközmű szolgáltatást. Az önkormányzatok átvették a tanácsi vállalatok vagyonát és az állami vállalatok vagyonából a műszakilag leválasztható települési víz- és csatornaműveket. Az állam kizárólagos tulajdonában a regionális víziközművek vannak. Az önkormányzati vagyonátadást követően az üzemeltető szervezetek száma a szétaprózódás miatt megtízszereződött. Jelenleg több mint 350 szervezet működik az országban. A települési csapadékvizek elvezetése nem kellően megoldott. A kisebb településeken általában a nyíltárkos csapadékvíz-elvezetés a jellemző, azonban ennek kiépítettsége hiányos, és a rendszer állaga a rendszeres karbantartás hiánya miatt nagyon leromlott, aminek következtében a vízszállító kapacitás lecsökkent. Rendezett csapadékvíz-elvezetés (zárt és nyitott hálózat) általában a városokban, de azoknak is csak egy részén jellemző. A települések burkolt felületéről összegyűlő csapadékvíz a közlekedési felületekről sok szennyeződést mos le (pl. közlekedési eredetű szénhidrogének, nehézfémek), tehát a települési csapadékvizek igen szennyezettek lehetnek. Mint azt már a belvizek kapcsán ismertettük, a felszíni vízelvezetés az önkormányzatok feladata. Az 1990-es évek elején, a rendszerváltozás kezdetén, száraz, illetve a csapadékvizeket illetően kiegyenlítettebb évek voltak, így ez a feladat nem került előtérbe.
8.2. A vízellátás technológiája A vízszerzésre igénybe vehető vízkészletek a felszínen vagy a felszín alatt helyezkednek el. A felszíni vizeket szívóaknával és vezetékkel, illetve közvetlenül a vízfolyásba épített nagyobb vízkivételi művel termelik ki. A parti szűrésű vízszerzés átmenet a felszín alatti és feletti vízkivételi módok között. A kitermelt víz zöme folyóvíz, ami azonban a parti talajrétegen szivárog át, így a vízszennyezések egy részét kiszűri a talaj. A felszín alatti vizek kitermelése többféle módon lehetséges. Az ásott kutak (1 m körüli belső átmérő) és az aknakutak (3 m körüli belső átmérő) a talajvizet termelik ki (8.4. ábra). A vízszerzés leggyakoribb eszközei a fúrt csőkutak, amelyekkel talajvizet, parti szűrésű vizet és rétegvizet egyaránt ki lehet termelni (8.5. ábra). A fúrt kutak másik típusa a mélyfúrású kút, amely mélységi vizek (mélyebben elhelyezkedő rétegvizek) kitermelésére alkalmas. A csáposkutakat nagyobb vízmennyiségek beszerzésére használják, jellegzetesen a parti szűrésű vízkivételeknél (8.5. ábra).
113
8.4. ábra: Ásott kút (balra) és aknakút (jobbra)
8.5. ábra: Csőkút (balra) és törpe csáposkút (jobbra)
114
A karsztaknákkal a karsztvizeket, míg forrásfoglalással a források vizét termelik ki (8.6. ábra). Ahol a nyomásviszonyok ezt szükségessé teszik, ott szivattyúkkal történik a víz felszínre emelése.
8.6. ábra: Karsztakna (balra) és forrásfoglalás (jobbra) A felszíni vizekből kitermelt nyersvíz általában nem használható fel közvetlenül a kívánt célra, azt előbb tisztítani kell. A felszíni vizek nagyobb méretű, úszó vagy lebegő szennyeződéseit a gerebekkel (rácsokkal) távolítják el. A kisebb lebegő anyagok eltávolítása szitaszűrővel történik, a kiviteli forma általában a dobszűrő (8.7. ábra).
8.7. ábra: Nyitott (gravitációs) dobszűrő A víznél nehezebb sűrűségű, zömmel szervetlen lebegőanyagokat ülepítőmedencékben ülepítik ki (8.8. ábra). Ülepítés helyett flotáció (a szilárd lebegő anyagok felúsztatása) is alkalmazható, amikor felületaktív anyagokkal
115
hidrofóbbá (víztaszítóvá) teszik a leválasztandó, víznél nagyobb sűrűségű anyagokat, majd légbuborékok segítségével úsztatják fel őket. Derítéssel a vízben lévő kolloidális méretű vagy a vízhez hasonló sűrűségű, nehezen vagy egyáltalán nem ülepíthető anyagokat távolítják el. Ilyenkor vegyszeres kezeléssel segítik elő a szemcsék összetapadását, a nagyobb méretű és sűrűségű szemcsék létrejöttét. Főleg alumínium- és vas-sókat alkalmaznak derítőszerként, ivóvízkezeléskor természetesen az emberre ártalmatlan vegyületeket választanak.
8.8. ábra: Hosszanti átfolyású ülepítőmedence Gyorsszűrést alkalmaznak a vízben lévő kis, részben kolloidális méretű lebegő anyagok eltávolítására (8.9. ábra). A szűrőközeg szemcsés anyag (pl. tiszta kvarchomok), a szűrési sebesség 4-10 m/h. Lassú szűréskor a szűrési sebesség 0,1 m/h, ezt biológiai, íz, szag, valamint biológiai oxidációval lebontható kémiai szennyeződések esetén alkalmazzák.
8.9. ábra: Zárt gyorsszűrő
116
Az oldott szennyeződések eltávolítása során, illetve íz- és szagszennyeződések megszüntetésére, valamint fertőtlenítésre oxidációt alkalmaznak. Ez lehet a víz levegőztetése, de a nehezebben oxidálható anyagokhoz káliumpermanganát, klór és vegyületei, ózon alkalmazhatók. A levegőztetés az oldott gázok eltávolítására is alkalmas (8.10. ábra). A mikroszennyezők (íz- és szaganyagok, szerves anyagok, vegyszerek, ásványolaj termékek) adszorpciós megkötésére aktív szenet használnak, szénpor adagolásával vagy aktív szén töltésű szűrők formájában. Szűréskor a víz igen nagy porozitású szemcsés aktív szén tölteten halad keresztül, miközben az aktív szén felületén adszorbeálódnak a szín- és szagokozó szerves anyagok, huminsavak, a fertőtlenítésből származó klórfelesleg stb. A fertőtlenítés során a vízben lévő patogén baktériumok és vírusok elpusztítása a cél. A fertőtlenítés többféleképpen is történhet: vegyszeres kezeléssel (pl. klór és vegyületei, ózon), sugárzásokkal (elektromágneses, akusztikus, UV) segítségével. Magyarországon a klórozás az általános, klórgáz, klórmész vagy nátrium-hipoklorit formájában. Terjedőben van az ózonos és az UV-sugárzásos fertőtlenítés is. Az ózon a klórnál sokkal gyorsabb és hatékonyabb oxidáló hatást fejt ki, és a nehezebben oxidálható szerves anyagokat is egyszerűbb vegyületekké képes lebontani. Alkalmazásakor nem keletkeznek íz- és szagrontó, színeződést okozó anyagok. Az UV sugarakkal történő fertőtlenítésnek is számos előnye van: egyszerűen, megbízhatóan alkalmazható, nem jár melléktermék, korrozív anyag- és csapadékképződéssel, nem rontja az ivóvíz ízét és szagát, vegyszermentes, környezetbarát eljárás. A fenti fertőtlenítő eljárások természetesen a szennyvízkezelés során is használhatóak.
8.10. ábra: A víz levegőztetési módjai A felszín alatti vizek leggyakoribb szennyezései az agresszív CO2, ami a vízellátó csőhálózat korrózióját okozhatja, valamint a vasés mangán-
117
hidrogénkarbonátok, amelyek nagyobb mennyiségben alkalmatlanná teszik a víz ivóvízként történő felhasználását és üzemeltetési nehézségeket is okozhatnak. A felszín alatti vizek ivóvízként történő felhasználásakor ezért a vizet először levegőztetik. Az oxidáció során a jól oldódó Fe(III)-hidrogénkarbonát rosszul oldódó Fe(III)-hidroxidként kicsapódik. A kicsapódott anyagot a gyorsszűrő fogja meg, amely a benne lévő magnézium-oxid szemcséi segítségével a szénsavat is megköti. A vastalanítás mellett a mangántalanítás is oxidációval történik, ehhez azonban már nem elég a levegőztetés: a mangántalanító szűrő felületén lévő MnO2 katalizálja az oxidációt. A mangántalanítás KMnO4 oldat adagolásával is elvégezhető: a Mn(II) oxidációjával képződő Mn(IV)-dioxid vízben oldhatatlan, jól szűrhető csapadék. A befejező lépés a felszíni vizek kezeléséhez hasonlóan a fertőtlenítés. (8.11. ábra).
8.11. ábra: Felszín alatti víz sav-, vas- és mangántalanítása A felszín alatti vizekben természetesen a fent említett, könnyen eltávolítható szennyeződéseken kívül olyanok is előfordulhatnak (metán, arzén, nitrát stb.), amelyek igényesebb és költségesebb víztisztítási technológiákat kívánnak. Szükség lehet a víz lágyítására (ipari célokra, pl. ioncserés vízlágyítás), sótalanítására, valamint egyes hiányzó anyagok pótlására is (fluorozás, keményítés, pHszabályozás). A kitermelt vizet raktározni kell, mivel a termelés és a fogyasztás időben változik. A tározás történhet magastározóval (víztorony) illetve vízműtelepi mélytározóval (tározó medencék) (8.12. ábra). A víz szállítása és szétosztása csővezetékekkel történik.
118
8.12. ábra: Hidroglóbusz
8.3. A csatornázás technológiája A települések csatornázásának célja a kommunális és ipari eredetű szennyvizek, valamint a csapadékvizek összegyűjtése és gyors, higiénikus levezetése a kezelés helyére, esetleg közvetlenül a befogadóba. A csatornázás több szempontból is igen nagy jelentőséggel bír: közegészségügyi, vízkészlet-gazdálkodási, városképi, termelési, települési, a lakosság kényelme, valamint az ivóvízkészlet védelme szempontjából. A csatornák helyük szerint épületen és telken belüli, valamint épületen és telken kívüli csatornákra oszthatók. A vízszállítás módja szerint megkülönböztetjük a gravitációs és a kényszeráramoltatásos csatornákat. A csatornázás történelme során kezdetben gravitációs csatornákat építettek: a csatornák folyamatosan lejtenek a vízelvezetés irányába, és ahol a csatorna túl mélyre kerül, ott szennyvízátemelőket iktatnak be. A gravitációs csatornák zárt és nyílt szelvényűek lehetnek. A gravitációs szennyvízcsatornákat időnként öblíteni kell. A települések térbeli fejlődésével topográfiai és/vagy gazdasági okok akadályozhatják a gravitációs csatornahálózat bővítését. Ilyen esetekben a szennyvíz elvezetése kényszeráramoltatású szennyvízelvezető rendszer segítségével oldható meg: nyomócsatornák és vákuumcsatornák használatával. A nyomás alatti szennyvízcsatorna rendszerek az 1960-as évektől terjedtek el világszerte. A vizet speciális szivattyúfajtákkal áramoltatják a csövekben. Ez a hálózat a csőátmérő és a fektetés mélységét tekintve szinte teljesen azonos a
119
vízhálózatokkal, csak a közeg áramlási iránya ellentétes (a fogyasztótól kifelé folyik). A szennyvízhálózatban kiülepedésre, zsírkiválásra és berothadásra hajlamos közeget kell áramoltatni, megfelelő áramlási sebességgel, hogy a szennyvíz minél rövidebb ideig tartózkodjon a kis átmérőjű nyomócsövekben. Ellentétben a gravitációs csatornákkal, létesíthetők olyan nyomás alatti szennyvízcsatornák, amelyek öntisztulóak, nem igényelnek rendszeres karbantartást. A nyomás alatti szennyvízcsatornázás az áramlás jellege (arányos ill. rugalmas), az alkalmazott szivattyú típusa (aprító előtéttel ellátott, dugulásmentes, nem dugulásmentes) és az üzemmód (hidraulikus ill. hidropneumatikus) szerint többféleképpen kivitelezhető (pl. PRESSKA, CSORBA RT, FLYGT, MEDIKERTURA rendszerek). A vákuumos szennyvízelvezető rendszer a szennyvíz szállításához a légköri nyomást hasznosítja. A működéshez szükséges energia külső forrásból származik. A vákuumközpontban lévő vákuumszivattyú az elé kapcsolt szennyvízgyűjtő vákuumtartályban az atmoszférával szemben 0,6-0,7 bar vízoszlopnak megfelelő vákuumot kelt. E vákuum hatása alá kerül a csatornarendszer, és a szennyvíz a vákuum-gyűjtőtartályba kerül, ahonnan a vákuumközpont szennyvízszivattyúival továbbítják a tisztítótelepre (8.13. ábra).
8.13. ábra: Vákuumos szennyvízcsatorna rendszer Az épületekből a szennyvíz gravitációs vezetéken áramlik egy szelephez, amely a gravitációs oldalon önműködően kinyílik (segédenergia nélkül), ha bizonyos mennyiségű szennyvíz összegyűlt a szelep előtti szakaszon. Miután a szennyvíz keresztüláramlott a szelepen, az önműködően bezárul. A szennyvíz csak addig áramlik a vákuumcsatornarendszerben, amíg a szelep nyitva van, ezért a szennyvíz szelepen történő átvezetése után légköri nyomású levegőt kell a szelepen át a hálózatba juttatni. A szelep lezárultával a csatornahálózatba került levegő a hálózati vákuum mértékének megfelelően kitágul, majd a szennyvízszállítás leáll. A szennyvíz csak a következő szelepnyitáskor halad tovább a vákuumos szennyvízgyűjtő tartály felé. Azaz a szennyvíz a vákuumos csatornahálózatban
120
nem folyamatosan, hanem "szennyvízdugók" formájában halad. A szennyvízdugók közt kiterjedt levegőszakaszok vannak. A szennyvízdugók létrehozására szifonokat kell beépíteni, amelyekben a szennyvíz a következő szelepnyitásig összegyűlik. A vákuumos szennyvízelvezetési rendszer típusai pl. az AIRVAC, ROEDIGER, ISEKI, VACUFLOW rendszerek.
A csatornahálózat jellege szerint megkülönböztetjük az egyesített, az elválasztott, a javított vegyes (egyesített) és a javított elválasztott rendszerű csatornázást. Az egyesített rendszerű csatornahálózat (egy csatornahálózat) a keletkezett szennyvizet és a csapadékvizet közös csatornákban szállítja. A szennyvíztisztító telep terhelésének csökkentése érdekében zápor és vészkiömlőket építenek a hálózatra, amelyek közvetlenül a befogadóba juttatják a vizet. A nem szennyezett vizek, mint pl. talajvízszint süllyesztésből, külterületekről, forrásokból és kutakból elfolyó vizek nem vezethetők be a rendszerbe, azokat közvetlenül a befogadókban kell elhelyezni. Az elválasztott rendszerű csatornázás esetén a szennyvizet szennyvízelvezető csatornák, a csapadékvizet csapadékelvezető csatornák szállítják (két csatornahálózat). A csapadékvíz elvezetésére nyílt, felszíni árokhálózatot vagy felszínközeli zárt árokhálózatot alkalmaznak. A szennyvízelvezetésre zárt csatornahálózatot alkalmaznak. A szennyvizet a szennyvíztisztító telepre, a csapadékvizet pedig általában közvetlenül a befogadóba szállítják (esetleg tárolás, beszivárogtatás és hasznosítás után csökkentve vezethető a befogadóba), függetlenül attól, hogy igényel-e tisztítást. A csapadékcsatornába bevezethetők a talajvízszint süllyesztésből, külterületekről, forrásokból és kutakból elfolyó vizek is. Ezen rendszer legnagyobb hátrányát a gyakori szabálytalan bekötések okozzák. Ha a településen egyidejűleg egyesített és elválasztott rendszer létesül és üzemel, akkor vegyes rendszerű a csatornázás. A javított vegyes (egyesített) rendszerű csatornázás (egy csatornahálózat) esetén a szennyvíz és a tisztítást igénylő csapadékhányad (a rövid idejű, nagy intenzitású esőzésből származó - erősen szennyezett - csapadékvíz vagy a hosszabb idejű csapadékból származó, kezdeti nagyobb szennyezettségű csapadékvíz) a szennyvízcsatornákon keresztül a szennyvíztisztító telepre folyik. A kevésbé szennyezett csapadékvíz, a talajvízszint süllyesztésből, külterületekről, forrásokból és kutakból elfolyó vizek tárolás, beszivárogtatás és hasznosítás után csökkentve vezethetők a befogadóba. A javított elválasztott rendszerben (két csatornahálózat) a szennyvíz a szennyvízcsatornán át a szennyvíztisztítóba, a tisztítást igénylő csapadékvíz pedig a csapadékcsatornán át a csapadéktisztító műbe, majd a befogadóba kerül. A tisztítást nem igénylő csapadékvíz a talajvízszint süllyesztésből, külterületekről, forrásokból és kutakból elfolyó vizekkel együtt tárolás, beszivárogtatás, újrahasznosítás után csökkentve kerül a befogadóba.
121
Az egyesített rendszer előnyei pl. a nagyobb szelvény miatti nagyobb vízelvezetési biztonság, a kisebb helyigény, az egyszerűbben megoldható vízszintes és magassági vonalvezetés, az egyszerűbb fenntartás és üzemeltetés, az összességében kisebb beruházási költség. Az elvezetés általában gravitációs. Az is kedvező, hogy a csapadékvizek időnként átmossák a hálózatot. Hátránya viszont, hogy kevésbé rugalmas az új területek bekapcsolása esetén, záporok alkalmával túlterhelődhet a szennyvíztisztító telep, a kisebb lejtés miatt számolni kell a feliszapolódás, a visszaduzzasztás és a hosszabb szállítási idő miatt a berothadás veszélyével, a kivitelezés kevésbé ütemezhető, ezért nagyobb indulótőke szükséges a beruházáshoz. Az elválasztott rendszer esetében kedvezőbb a szennyvíztisztítás (a csapadékvíz nem terheli túl a szennyvíztisztító telepet és egyenletesebb a telep terhelése), több különböző, a helyi adottságokhoz jobban alkalmazkodó műszaki megoldás lehetséges, jobban ütemezhető a beruházás, a csatornák nagyobb lejtése miatt kedvezőbbek a szennyvíz lefolyási feltételei. Hátrányos viszont, hogy nagyobb az összköltsége, szakszerű üzemeltetést és sok műtárgyat igényel, bonyolultabb a vízszintes és magassági vonalvezetés, szűk utcákban nehéz elhelyezni, nagyobb lejtés szükséges az önöblítő képesség fenntartása miatt. Nagyon fontos a csatornák kellő karbantartása. A hálózatban leülepedett iszap rontja a lefolyási viszonyokat, szervesanyag-tartalma bomlásnak indulhat, amely közegészségügyileg nem megengedett folyamatokkal, robbanásveszélyt is jelentő gázok felszabadulásával jár. A csatornahálózatba beengedett szennyvíz minőségét határértékek szabályozzák. Különösen az ipari szennyvizek esetében lehet szükség az ipartelepen való előtisztításra a csatornahálózatba való bevezetés előtt.
122
9. SZENNYVÍZTISZTÍTÁS A szennyvizek elhelyezésére két lehetőség adódik: az élővizekbe vagy a talajba juttatják őket. Mind a két közeg rendelkezik öntisztító képességgel, amely a vízminőségvédelem egyik legfontosabb lehetősége, ám a napjainkban termelődő szennyvizek mennyisége és minősége megkívánja, hogy a környezetünk védelme érdekében tisztítás előzze meg a vizek természetes körfolyamatba való visszajuttatását. A szennyvíz tisztítását a szennyvíztisztító telepeken végzik. Ügyelni kell arra, hogy a tisztítás minél gyorsabban, hatékonyabban és a környezetre minél kevesebb káros hatással menjen végbe. A szennyvíztisztító telepeket a településektől legalább 500-1000 m-re helyezik el. A területet kerítéssel kell körbezárni, és az egészségügyi szempontok miatt körbe kell fásítani.
9.1. A városi szennyvizek tisztítása A városi szennyvizek tisztítása általában két fő szakaszból, a mechanikai és biológiai tisztításból áll, ám a korszerű szennyvíztisztító telepeken a harmadlagos tisztítást is alkalmazzák. A szennyvíztisztítási technológiát összefoglalóan a 9.1. táblázat tartalmazza. A 9.1. ábra egy városi szennyvíztelep folyamatábráját tünteti fel.
9.1. ábra: A szennyvíztisztítás folyamatábrája A mechanikai (primer) tisztítás hatásfoka alacsony (1-15 %). A durva (>50 mm) és finom (10-50 mm) rácsok a városi szennyvíz uszadékának felfogására szolgálnak (9.2. ábra). A rácsok lehetnek állók és mozgók. A rácsszemetet általában gépi úton távolítják el, folyamatosan vagy periodikusan.
123
124
9.2. ábra: Gépi tisztítású íves rács A rácsszemét kezeléséről gondoskodni kell, általában az iszappal együtt rothasztásnak vetik alá. A következő lépést jelentő ülepítőmedencék olyan műtárgyak, amelyekben a víz sebessége lényegesen lecsökken, ezáltal adott szemcseátmérőnél nagyobb szennyeződések a medence aljára leülepednek. Az ülepítő berendezések közül a homokfogó az első, ami a szennyvíz 0,1-0,2 mm-nél nagyobb ásványi szemcséit távolítja el (9.3. ábra). Ezek többnyire hosszanti átfolyású medencék, amelyekben a szennyvíz sebessége lecsökken, legfeljebb 30 cm/s-ra. A kiülepedett homokszemcsék a fenéken gyűlnek össze, ahonnan kaparólemezek kotorják őket az e célra szolgáló aknába, az ún. zsompba. A kinyert homokot a rothadóképes szerves anyag kimosása után értékesíthetik.
9.3. ábra: Homokfogó
125
A lebegő szerves anyag kiülepedésének megakadályozására esetenként légbefúvást alkalmaznak, amely továbbúsztatja a szerves anyagokat az ülepítőből. A levegőbefúvatás az olaj- és zsírszennyeződések egy részének eltávolítására is alkalmas: a felfelé áramló buborékok magukkal ragadják az olaj- és zsírcseppeket, ami által azok a felületről lefölözhetők. A mechanikai ülepítőmedencékben ülepítik le a durvább iszapanyagot, kis (1 cm/s körüli) áramlási sebesség mellett (előülepítés). Az ülepítő medencék többfélék lehetnek (Dorr-, Dortmundi-, Graever-ülepítő) (9.4., 9.5., 9.6. ábra). Az iszapot az ülepítőtérből el kell távolítani, hogy a szennyvíz csak minél kevesebb ideig érintkezzen vele, bomlástermékeit ne tudja felvenni. A medence fenekéről az iszapot folyamatos működésű kaparólemezekkel vagy szakaszos működésű iszapolókocsival gyűjtik össze. A kiülepedett iszapot kezelni kell.
9.4. ábra: Sugárirányú átfolyású Dorr-ülepítő A mechanikai ülepítők teljesítményét különféle vegyszerek hozzáadásával növelni lehet. A szennyvízbe flokkuláló szereket adagolnak (elsősorban nagy molekulatömegű láncpolimereket), amelyek elősegítik a kolloidális méretű szemcsék nagyobb pelyhekké történő összetapadását, ami által gyorsabb és hatékonyabb a részecskék kiürítése. A kémiai derítés során a derítő anyagok csapadékképződést okoznak. Leggyakrabban Fe(III)-kloridot, alumínium-szulfátot vagy meszet használnak derítőanyagként. A vas- és alumínium-sók hátránya, hogy nehezen vízteleníthető kocsonyás hidroxidcsapadékok keletkeznek, nagy
126
mennyiségű klorid- és szulfát-ion kerül a szennyvízbe, valamint jelenleg még nincs megfelelő technológia a vas- és alumínium-sók visszanyerésére. Meszes kezelésnél még nagyobb az iszap mennyisége, és a lúgossá vált vizet CO2-dal vagy ásványi savval semlegesíteni kell.
9.5. ábra: Függőleges átfolyású Dortmundi-ülepítő
9.6. ábra: Graever-ülepítő
127
A mechanikai tisztítás után jelentős mennyiségű oldott és kolloid állapotú szerves anyag marad a szennyvízben. A másodlagos (szekunder), biológiai tisztítás a mikroorganizmusok tevékenységén alapul, hatásfoka 60-65 %-os. A vizek öntisztulási folyamatához hasonló aerob folyamatok játszódnak le a szennyvízben a tisztítás e szakaszában. Az aerob mikroorganizmusok a szerves vegyületek oxidatív lebontásakor keletkező energiát saját életműködésükhöz használják fel. A szerves anyag energiatermelésben részt vevő része szén-dioxiddá, szulfáttá, vízzé alakul át, míg más része az új sejtanyag felépítésére használódik el. A sejttömeg elkülöníthető a megtisztított szennyvízből, a szervetlen végtermékek egy része pedig nem káros. A folyamat aerob körülményeket kíván, amelyet folyamatos levegőztetéssel biztosítanak. A biológiai tisztítás lehet természetes (árasztásos, esőztető-öntözéses, halastavas módszer) és mesterséges (csepegtetőtestes és eleveniszapos eljárás). A mesterséges biológiai tisztításban a mikroorganizmusok környezeti formájától függően hártyás, pelyhes és diszperz rendszereket különböztetünk meg. A csepegtetőtestekben nagy fajlagos felületű anyagokkal (salak, bazalttufa, műanyagok) henger alakú műtárgyakat töltenek meg, és a szennyvizet a tölteten csörgedeztetik (9.7. ábra).
9.7. ábra: Csepegtetőtest A töltet felületén a mikroorganizmusok telepeiből kocsonyás állagú hártyás rendszer, az ún. biológiai hártya képződik, amelynek felületén adszorbeálódnak, majd lebomlanak az oldott és kolloid szerves anyagok. A biológiai hártya kialakulásához nyáron 3-6, télen 6-8 hét szükséges. Az oxigénellátásról természetes vagy mesterséges ventillációval gondoskodnak. A vastagodó hártya felületéről időről időre leválik egy-egy darab, ezért utóülepítő alkalmazása szükséges. A rendszer előnye a kis üzemelési költség és a kevés gépi berendezés. Hátránya viszont, hogy üzemzavar után több hét bedolgozási idő szükséges, valamint a szűrőtestek kellemetlen szagot árasztanak. A pelyhes rendszerben a mikrobák pelyhes szerkezetű iszapszuszpenzió formájában, ún. eleveniszapként lebegnek a szennyvízben. Egy hosszanti
128
átfolyású medencében élnek azok a mikroorganiumusok, amelyek a szennyvízből felveszik és életműködésükhöz felhasználják a - számukra tápanyagként szolgáló anyagokat. Az eleveniszap magából a szennyvízből alakítható ki, csakúgy, mint a hártyás rendszernél, s létrejöttéhez 1-2 hét szükséges. Az oxigénellátás és az eleveniszap lebegésben tartása céljából a tápanyagoldatot levegőztetik és keverik. A folyamatosan keletkező mikroorganizmusok feleslegétől ülepítéssel tisztítják meg a vizet (9.8. ábra).
9.8. ábra: Vasbeton eleveniszapos medencék elrendezése nagy telepeken Az eleveniszap tartózkodási ideje (az ún. iszapkor) alapján megkülönböztetjük a biológiai résztisztítást (iszapkor: 1-2 nap), a teljes biológiai tisztítást (iszapkor: 210 nap) és a teljes oxidációs tisztítást (iszapkor >10 nap). Az eleveniszapos rendszerek előnye a rugalmasság, azaz alkalmazkodni tud a terhelés minőségi és mennyiségi változásához. Hátránya a nagyobb üzemi költség. A levegőztetett szennyvíztisztító (különböző kivitelezésű, levegőztetett medencék) diszperz rendszerű. A természetes biológiai tisztítás során a víztisztításban a mikroorganizmusokon (baktériumok, algák, moszatok) kívül a lágy- és fásszárú növények is részt vesznek. Az árasztásos és a csepegtető-öntözéses módszer a szennyvíz tápanyagtartalmának talajban való hasznosításán alapul, a talajt borító növényzet tápanyagfelvétele által. Az eljárások során a növényzettel benőtt területet elárasztják a szennyvízzel, illetve csepegtető-öntözéssel juttatják a talajba a kezelendő vizet. A növények metabolizmusával szerves anyaggá átalakított tápanyagokat időnként be is lehet takarítani. Az árasztásos és az állóvízben történő (halastavas) kezelés között átmeneti forma a vízinövény-szűrés alkalmazása. A vízinövények közül igen eredményes szűrő hatással rendelkezik pl. a nád, káka, gyékény, vízijácint, békalencse. A növények gyökérzetében és szárában elszaporodó mikroorganizmusok biológiai szűrőként funkcionálnak.
129
A biológiai szennyvíztisztítás számos egyéb megvalósítási megoldást kínál. A terjedőben lévő Élőgépek technológia (Living Machines) pl. az eleveniszapos eljárásoknál szokásos levegőztetett reaktorokból és az azokra telepített mintegy 23 ezer fajból álló ökoszisztémából épül fel. A rendszer sokcellás felépítésű, és az egyes cellákban a lebontás előrehaladtával más és más összetételű ökoszisztéma jön létre. A növények a levegőztetett tartályok tetején lévő rácsra vannak telepítve, és a szennyvízbe 1-1,5 m mélyen benyúló gyökérzetük biztosítja a hatalmas felületet és a kiváló életteret a tisztításban részt vevő élőlények sokaságának. A növények mellett állatok – kagylók, halak – is részt vesznek az egyes tisztítási folyamatokban. A technológia üvegházban kerül elhelyezésre (mérsékelt övi viszonyok között), hogy a növények számára szükséges optimális hőmérséklet az év minden szakában biztosítva legyen. Az Élőgépek technológiai egyik speciális változata az úszó szerkezetre telepített tisztító berendezés, amelynél szivattyúk segítségével keringtetik a rendszeren keresztül a tó vizét és részben az iszapot. A berendezésre telepített ökoszisztéma egyrészt biológiai katalizátorként segíti a tó természetes biológiai rendszerének helyreállítását, másrészt az iszap mineralizálásával csökkenti a tóban felgyülemlett iszap mennyiségét. A technológia kiválóan alkalmas az élővizek, pl. holtágak biológiai rehabilitációjára, az eutrofizálódott tavak helyreállítására. Anaerob biológiai tisztítási folyamatokat a szennyvíziszapok kezeléséhez használnak fel. Az iszapot döntően pelyhes szerkezetű kolloidális szerves anyagok és fölös mikroorganizmusok alkotják. A nehezebben hozzáférhető szerves anyagot előbb savtermelő baktériumokkal cseppfolyósítják, majd metántermelő baktériumokkal bontják le a hozzáférhetővé tett szerves anyagot. Az utókezelés, azaz a harmadlagos (tercier, kémiai) tisztítás feladata a vegyi anyagok lebontása. Hatásfoka igen magas, 90 % feletti. Számtalan eljárásból állhat, a szennyvíz jellegétől függően (9.1. táblázat). A foszfor eltávolítására vegyszeres kicsapást, az ammónia eltávolítására ioncserélőt vagy molekulaszitás eltávolítást alkalmaznak. A tápanyagok együttes eltávolítására algás tó, a maradék kolloid anyagok visszatartására homokszűrés szolgál. A mikroszennyezőket aktív szénnel kötik meg. Gázok eltávolítására az intenzív kilevegőztetés alkalmas. A sótartalmat ioncserélőkkel, desztillációval, fordított ozmózissal, elektrodialízissel lehet csökkenteni. Ez utóbbi kettő a membrános elválasztó eljárások közé tartozik. A membrántechnológia a féligáteresztő membránok azt a tulajdonságát használja ki, hogy a vízmolekulákat áteresztik, de a vízben oldott sókat, ionokat visszatartják. Amikor a membrán egyik oldalán sóoldat, a másik oldalán pedig tiszta víz található, akkor a két oldal között fellép az ún. ozmózisnyomás, amely a két oldal közti koncentráció-különbség kiegyenlítésére törekszik: a vízből vízmolekulák áramolnak át a féligáteresztő hártyán keresztül a sóoldatba, csökkentve annak koncentrációját. Ha a sóoldatra az ozmózisnyomásnál nagyobb nyomást
130
gyakorolunk, akkor a sóoldatból a vízmolekulák áthaladnak a membránon, de a membrán az oldott sókat visszatartja. Ez az eljárás a fordított ozmózis. A fordított ozmózis segítségével a vízben oldott sók csaknem teljes mennyisége kiszűrhető. Az elvet eredetileg a víz sótalanítására fejlesztették ki, de számos szennyvízkezelési folyamat során alkalmazzák (pl. cellulózgyári szennylúgok töményítése, fémek visszatartása galvanizálók szennyvizeiből stb.). A membránok emellett a baktériumokat és vírusokat is csaknem 100 %-os hatásfokkal eltávolítják, de ennek ellenére nem lehet ezen berendezéseket sterilnek tekinteni. Membránt alkalmaznak az ultraszűréskor (a molekulák alakja és mérete szerinti elválasztás történik: a membránok pórusain az oldószermolekulák igen, de az elválasztani kívánt anyag molekulái nem férnek át), valamint az elektrodialízis (szelektíven bocsátja át az elektromos feszültség hatására mozgó ionokat) során is. A membrános eljárásoknál további feladat a koncentrált oldatok kezelése illetve elhelyezése. A membrántechnológiát az ivóvízkezelésben is lehet alkalmazni. A házi szennyvíz általában kórokozó baktériumokat, vírusokat, bélférgeket, gombákat tartalmaz. A mechanikai szennyvíztisztítási módszerek csökkentik a mikroorganizmusok koncentrációját, így jelentős részük elpusztul és az iszapba kerül a tisztítás során. A tisztított víz azonban még tartalmazhat kórokozókat, amelyeket fertőtlenítéssel pusztítanak el. A fertőtlenítő eljárások az ivóvízkezelésnél leírtakkal egyeznek meg. A szennyvíziszapok kezelése számos módszerrel történhet. Az iszapokat anaerob rothasztással és szikkasztással vagy mechanikai víztelenítéssel és szárítással (vagy égetéssel) kezelhetik, esetleg kombinálják a két eljárást. Gyakori megoldás ezeken kívül, hogy a szennyvíziszapot tőzeggel, mezőgazdasági hulladékkal, háztartási szeméttel együtt komposztálják. A kezelt iszapot a mezőgazdaságban hasznosítják vagy más célra alkalmatlan helyen deponálják.
9.2. Az ipari szennyvizek tisztítása Ha a települések ipari szennyvizeit a közcsatornákba engedik, akkor kevert szennyvíz keletkezik. Ennek van néhány műszaki és gazdasági előnye, ám káros hatása is. Előnyös, hogy a lökésszerűen jelentkező ipari szennyvizek mennyiségileg és minőségileg is kiegyenlítődnek, a mérgező komponensek felhígulnak, akár közömbösítés is bekövetkezhet. A házi szennyvíz jól lebontható szervesanyag- és ásványi tápanyagtartalma következtében az ipari szennyvíz szervesanyag-tartalma is jól lebonthatóvá válik. A házi szennyvíz jól pelyhesedő kolloidtartalma elősegíti az ipari szennyeződések flokkulációját. A gazdasági előnyt a kisebb költség jelenti. Hátrányos azonban, hogy egyes ipari anyagok károsak lehetnek a csatornák szerkezeti anyagára és az ott dolgozó emberekre, gátolhatják a mechanikai és különösen a biológiai tisztítás folyamatait (savas, lúgos anyagok, éles, szilárd hordalékok, szerves oldószerek, zsírok, ciános vizek, magas
131
sótartalom, magas hőmérséklet stb.). Gyakran csak az üzemen belüli előtisztítással válik alkalmassá az ipari szennyvíz arra, hogy beleengedjék a közcsatornába. Az ipari szennyvizek egy része a kommunális szennyvizekhez hasonló technológiákkal tisztítható, csupán az üzemelési paraméterek változnak (időtartam, méretek), vagy egyes kiegészítő elemekre van szükség. Számos ipari szennyvíz azonban speciális tisztítási eljárásokat igényel. A 9.2. táblázat a legfontosabb szennyező anyagokat és kezelési módokat foglalja össze. A rendkívül káros anyagok (nehézfémek, fenolok, cianid stb.) eltávolítására célszerű a technológiához közvetlenül kapcsolódó eljárást alkalmazni.
Kezelési mód
Szennyezés
Szűrés Ülepítés Semlegesítés Derítés, kicsapás Flotáció Adszorpció Sztrippelés (gázkiűzés) Extrakció Bepárlás, égetés Oxidéáció és redukció Emulzióbontás Ioncsere Sómentesítés Technológiai módszerek*
9.2. táblázat: Szennyvíztisztítási folyamatok (Moser - Pálmai 1992 alapján)
Szerves anyag X X X X X Olaj X X X X X X pH X X Oldott só X X X X Fenol X X X X X X Lebegő anyag X X X X X NH3 X X X X X Fe, Mn X X X X Detergens X X P X X X X NO3X X X S2X X X X Cl2 X X X FX X X X Cianid X X X X Nehézfémek X X X X X X X X Íz- és szagrontó anyagok X X X Színezőanyagok X X X Radioaktív anyagok X X X X *Új technológia - Átalakulatlan anyagok recirkuláltatása - Melléktermékek feldolgozása
132
A vegyiparban fontos a szennyvizek semlegesítése is. Lúgos szennyvizeknél ásványi savakkal vagy szén-dioxiddal történik a közömbösítés. A savas szennyvizeket általában mésszel kezelik, ám a keletkező és kicsapódó Ca-szulfát eltömítődést okozhat, ezért előnyösebb, bár költségesebb a Na2CO3 (szóda) és a NaOH alkalmazása. Elkerülhető a vegyszerek adagolása, ha a savas szennyvizeket mészkővel töltött oszlopokon vezetik keresztül. Kénsavtartalmú szennyvizeknél MgO-dal kell az oszlopot tölteni, mert mészkő esetén a szemcsék felületét beborító CaSO4 válna ki. A galvanizálóüzemek és gázgyárak szennyvizei sok cianidot tartalmaznak, amely rendkívül veszélyes, mérgező anyag, a szennyvízből még a keletkezés helyén ki kell vonni. Galvanizáláskor és fémfelületek maratással történő tisztításakor olyan savas és lúgos szennyvizek keletkeznek, amelyek a kezelt fém ionjain kívül további mérgező fémionokat (Cr, Cu, Zn, Cd, Sn stb.) tartalmaznak. A kis mennyiségben jelen lévő nehézfémeket vas(II)-szulfáttal, kén-dioxiddal, mésztejjel, ioncserével, flotációval, fordított ozmózissal távolítják el. Az olajtartalom eltávolítása igen gyakori feladat, és nem csupán a kőolajfeldolgozó és petrolkémiai iparban. Olajos szennyvizek, olajos emulziók keletkeznek pl. a gépjárműszervizekben, vasúti járműjavítókban, a közlekedési vállalatok telepein, az élelmiszeriparban (tej-, hús-, növényolaj-, baromfifeldolgozó-ipar stb.), gépgyártásban (hűtő-kenő emulziók) is. A rács és a homokfogó után a kevésbé diszpergált olajtartalom eltávolítására a szennyvizet mechanikai olajfogóra vezetik, amelyben a kisebb sűrűségű olajcseppek felúsznak, és a felszínen úszó olajréteget eltávolítják (9.9. ábra).
9.9. ábra: CPI típusú olajfogó
133
Az olajfogók után a vízben maradt kolloid méretű olaj és lebegő anyag eltávolítására a flokkuláció vagy a flotáció alkalmas. A flotáció során felületaktív anyagokat (pl. polielektrolitot) adagolnak az olajos vízhez (vagy emulzióhoz), majd a levegőbuborékok felemelik a rájuk tapadt olajcseppeket a víz felszínére, ahonnan az olajos habot lefölözik. A flokkulálás vagy a flotálás helyett a biológiai tisztítás is alkalmas lehet az olajfogókról távozó szennyvizek további tisztítására. Ezek után a még vízben maradó szennyeződéseket egy- vagy többrétegű homok-, műanyag vagy aktív szén szűrőkkel lehet eltávolítani. Az olajos szennyvizek tisztításakor 10-20 % olajtartalmú szennyvíziszapok keletkeznek, amelyeket víztelenítéssel, szárítással és égetéssel kezelnek.
9.3. Egyedi szennyvíztisztítási megoldások A 8.1. fejezet végén megindokolt és részletezett kérdéskör alapján egyes kis laksűrűségű, csatornahálózattal nem rendelkező területeken a derítőmedencékben történő szennyvíz-gyűjtésben, egyedi szennyvíztisztítási megoldásokban, kisberendezések alkalmazásában célszerű gondolkozni. Az önálló épületek (lakóházak, nyaralók, közintézmények stb.) szennyvizeinek tisztítására és a tisztított szennyvíz elvezetésére számos technológia áll rendelkezésre. A zárt tárolós megoldások során a derítőmedencékben összegyűlt szennyvizet időnként szippantással eltávolítják és elszállítják. Ahonnan a szennyvizet nem tudják szennyvíztisztító telepekre vezetni, ott a felszínközeli talajrétegbe történő elszivárogtatással oldják meg a víz elhelyezését. Az elszivárogtatással nagyrészt biztosítani lehet a környezet öntözővíz-igényét is (ha a magas talajvízszint vagy rendszeres elárasztás ezt nem gátolja meg). A szennyvizek talajban történő elhelyezésére a talaj öntisztuló képessége ad lehetőséget. A talaj pórusai megkötik a lebegő anyagot, a kolloidokat és a mikroorganizmusokat. A víz, gáz, ionok, íz- és szaganyagok a talajkolloidok felületén adszorbeálódnak. A szerves anyagok aerob és anaerob lebontását a talajmikrobák végzik. Az öntisztulási folyamat végtermékei különböző szervetlen sók és humusz. Az egyik műszaki megoldást az oldómedencékkel kombinált szikkasztóberendezés jelenti. Az oldómedencébe vezetett szennyvíz ülepíthető szennyeződései a fenéken halmozódnak fel, a víznél kisebb sűrűségű anyagok pedig a felszínen úszó réteget képeznek. E két réteg között a rothadáskor képződő gázbuborékok az iszapszemcséket folyamatosan felemelik, majd azok visszasüllyednek. Hogy a medencéből elfolyó szennyvíz minél kevesebb ilyen iszapszemcsét vigyen magával, az oldómedencék legalább két kamrával rendelkeznek. Az első kamra végzi a kiülepedett anyagok zömének visszatartását és kirothasztását, a második kamra pedig a felúszott iszaprészecskék elfolyását akadályozza meg. Az egyszerű oldómedence két kamrából áll, a bővített oldómedencének 3 kamrája van (9.10.
134
ábra). Az oldómedencék betonból, vasbetonból vagy téglából épülnek. Az oldómedencével megtisztított szennyvizet a szikkasztóberendezések juttatják a talajba. A legegyszerűbb szikkasztó berendezés a szikkasztó akna, de szikkasztó kutat, szikkasztó árkot és szikkasztó alagcsőhálózatot is alkalmaznak. Az öntisztuláshoz megfelelő vastagságú talajréteg és idő szükséges. Amennyiben az öntisztulás nem tud teljesen lejátszódni, úgy kórokozó mikroorganizmusok és lebomlatlan szerves anyagok juthatnak a talajvízbe, ezért fontos, hogy a talajvízszint legalább 1-1,5 m mélységben legyen a szikkasztó fenéksíkjától.
9.10. ábra: Egyszerű oldóakna kútgyűrűkből A csepegtetőtestes és eleveniszapos szennyvíztisztító kisberendezések is a csatornázatlan területek kommunális szennyvizeinek mechanikai és aerob biológiai kezelésre szolgálnak. Ezen rendszerek fő felépítői: előülepítő fázis iszaptárolóval, csepegtetőtestes/eleveniszapos fázis levegőztetéssel és utóülepítő fázis. Az utóülepítő medencében kiülepedett szennyvíziszap egy része periodikusan visszaszivattyúzásra kerül az előülepítő medencébe, ami által javul a tisztítás hatásfoka, és a csepegtetőtestek nedvesen tartása gyenge terhelésnél is biztosított. A tisztított szennyvíz a befogadóba (felszíni víz) vezethető vagy a talajba szikkasztható. A szennyvizek talajban történő elhelyezése egyrészt az élővizek tehermentesítése, másrészt a tápanyagok hasznosítása miatt előnyös. A szennyvízelhelyezés a szikkasztáson kívül öntözéssel is megvalósítható. A hígtrágya jellegű mezőgazdasági szennyvizek talajban történő elhelyezése ökológiai szempontból is kedvező. Korábban, amikor a növénytermesztés és állattenyésztés térben összefonódott, a növények által a talajból kivont tápanyagot az állatok trágyájával pótolták. A növénytermesztés és állattenyésztés kettéválásával felbomlott az addigi
135
egyensúly. A hígtrágya öntözéssel történő hasznosítása ezért jelentős lépés az ökológiai egyensúly helyreállítására. Az ipari szennyvizek öntözésre való alkalmassága toxikus anyagtartalmuktól és sókoncentrációjuktól függ. Az utóbbi a szikesedés veszélye miatt fontos. Az élelmiszeripari szennyvizeket magas tápanyagtartalom jellemzi, ugyanakkor mérgező anyag általában nem található bennük, ezért gyakran közvetlenül, esetenként előtisztítással öntözésre jól felhasználhatók. Amennyiben a költségek nem engedik meg a szennyvizek tisztítását, akkor egyéb szennyvízkezelési lehetőségeket kell alkalmazni. Megoldás lehet a szennyvizek tározása. Ennek során a szennyezés egy része kikerül a vízből a lebomlás és leülepedés által. A szennyvizet időnként bővízű befogadókba engedik, amely időtartam alatt a befogadóra települt vízhasználók szüneteltetik a vízkivételüket. A szennyvízhullám levonulása és bizonyos átöblítési idő után újból folytatható a vízkivétel. Amikor a befogadó vízfolyások vízhozamcsökkenése miatt a szennyező anyagok koncentrációja eléri azt a kritikus értéket, amikor a folyó már nem képes az öntisztulásra, akkor a víz minőségét hígítóvíz átvezetésével lehet javítani. A vízfolyások oxigénhiányát levegőztetéssel lehet csökkenteni, miáltal öntisztuló képességük nő. Kis patakok esetén bukógátakat építenek, nagyobb vízfolyásoknál a duzzasztóművek turbináinak járókereke alá nyomnak be levegőt.
9.4. Szennyvízkibocsátás és szennyvíztisztítás Magyarországon A vízszennyezések lehetnek pontszerűek és diffúz (szétterülő) szennyeződések. A pontszerű szennyeződések helye pontosan meghatározható (szennyvízcsatornák, gyárak, víztisztítók stb.), a szennyeződés összegyűjthető, így megfelelő technológiákkal többségük ártalmatlanítható. A diffúz szennyeződések eredetének helye konkrétan nem határozható meg, mert a szennyeződések nem valamely jól körülhatárolt forrásból, pl. szennyvíztelepről érkeznek a vizekbe, hanem a légkörből, a felszíni lefolyás közvetítésével a földekről, az utakról, a településekről, a talajvíz beszivárgásából stb. A diffúz terhelés jelentős hányada közvetlenül a mezőgazdasági termeléshez (talajból kimosódó műtrágyák, növényvédőszerek, az állattartó telepek szennyezőanyagai) és a települési lefolyáshoz (az utakról a vizekbe kerülő szennyezőanyagok) kötődik. A diffúz terhelés nagy területről kis koncentrációban érkezik, ezért sokkal nehezebb és drágább kezelni, mint a kis területen nagy koncentrációban képződő pontszerű terhelést. A pontszerű szennyezés növekvő hányadának kezelésével, a csatornázás és a szennyvíztisztítás fejlesztésével egyre nő a diffúz terhelés aránya. Pl. a tavak eutrofizálódása elleni védekezés legfőbb eszköze Európa szerte a szennyvíztisztítás fejlesztése volt. A mezőgazdasági területként használt vízgyűjtő területekről azonban változatlanul
136
sok diffúz szennyeződés érte a tavakat, a vízminőség csak csekély mértékben javult. Nyilvánvalóvá vált, hogy kulcsfontosságú a diffúz szennyeződések kezelése. A kielégítő megoldás még várat magára, ám az biztos, hogy az intézkedéseket a vízgyűjtő területén kell végrehajtani. A megelőző intézkedések közé tartozik pl. a műtrágya felhasználásának csökkentése, a szervestrágya felhasználás tilalmi időszakainak bevezetése a nitrogén és foszforveszteség csökkentése érdekében, a trágya-túladagolás elkerülése, hatékony tápanyagvisszaforgató rendszerek és ökotechnológiai módszerek alkalmazása (pl. vizes élőhelyek és más védőzónák helyreállítása a tájökológia elveinek megfelelően), oktatási programok az egyéni és közösségi felelősségérzet felkeltésére, a tápanyagok körforgásának megismertetésére. A vízszennyezésekért a háztartások, az ipar, a mezőgazdaság és a közlekedés különböző arányban - egyaránt felelősek (9.3. táblázat). 9.3. táblázat: A felszíni vizekbe vezetett szennyvizek megoszlása gazdasági ágazatonként, 1997 (KVM 2000) Gazdasági ágazatok Energetika Vill. energ. gáz-, gőz-, vízellátás Bányászat Ipar Feldolgozóipar Építőipar Közlekedés, szállítás Kereskedelem Szállítás Mező-, erdő- és vadgazdaság Mezőgazd., erdő-, vadgazd. Halászat Szolgáltatás Tel. szennyvíz tiszt. és közcsat. Egyéb Összesen
A szennyvizek mennyisége 1000 m3 mechanikailag+biológiailag Csak Tisztítatlanul mechanikailag részlegesen Összesen teljesen elvezetve tisztítva tisztítva 21 388 14 930 5 871 51 536 9 132
4 467
4 408
0
257
12 256 171 209 170 656 553
10 463 15 086 15 086 0
1 463 75 406 74 936 470
51 30 718 30 706 12
279 49 999 49 928 71
402
1
226
167
8
310 92
0 1
152 74
150 17
8 0
4 716
4 080
621
0
15
4 095
4 080
0
0
15
621 509 350
0 202 947
621 13 475
0 117 945
0 174 983
505 922
201 020
13 200
117 653
174 049
3 428 707 065
1 927 237 044
275 95 599
292 148 881
934 225 541
137
A felszíni vizek szennyezésében a kibocsátott szennyvíz mennyiségét tekintve (amennyiben a hővel szennyezett és egyéb tisztítást nem igénylő használt vizeket is figyelembe vesszük) az ipar a legnagyobb kibocsátó. A legnagyobb használtvíz kibocsátó ezen belül a villamosenergia-ipar, amely kb. 4,2 milliárd m3 hővel szennyezett és egyéb tisztítást nem igénylő használt vizet bocsát ki évente. A tisztítandó szennyvizet kibocsátó ipari ágazatok közül az élelmiszer-, gép-, vegy-, fafeldolgozó- és papíripar, valamint a bányászat a jelentős. Az ún. ipari szennyvizeknek több fajtája van: hűtővizek és gőzrendszerek lebocsátott vizei, üzemi szociális használt vizek, technológiai használt vizek, az üzem területéről elvezetendő csapadékvizek. A használt hűtővizek többnyire csak hővel szennyezettek. Az erőművek hűtővízigénye a legnagyobb, de a kohászat és a vegyipar is sok hűtővizet használ. Ha a víz a hűtésen kívül egyéb feladatokat is ellát - pl. gázmosás -, akkor a víz szennyeződik. A recirkulációs rendszerek vízrendszerének a betöményedés elkerülése végett lebocsátott hányada, valamint a gőzrendszerek lebocsátott vizei a hőszennyezésen kívül jelentős mennyiségű szennyező anyagot juttatnak vissza a befogadókba. Az üzemi szociális szennyvizek a házi szennyvizekhez hasonlóak, de általában kevésbé tömények. A különböző ipari technológiák nagyon különböző minőségű és mennyiségű szennyvizet termelnek. A vegyipar szennyezőanyagai igen változatosak a minőségüket tekintve. Szinte valamennyi vegyipari ágazat szennyvize savas vagy lúgos kémhatású, ezért semlegesíteni kell őket. A szennyvizek gyakran tartalmaznak olajszármazékokat, szénhidrogéneket és zsírokat. A kohászat és a gépipar kevésbé jelentős a szennyvízterhelés szempontjából, mivel a gyártás közben termelődő veszélyes anyagokat (cianidok, krómsók stb.) még az üzemben ki kell vonni a szennyvízből, nem szabad a csatornába engedni. Az élelmiszeripar jelentős mennyiségű vizet használ el, szennyvizei általában magas szervesanyagtartalmúak. A legszennyezettebb szennyvíz a szesz és takarmányélesztő gyártásakor keletkezik, a legkevésbé pedig a konzervgyár szennyezi el a használt vizét. A konzerv- és cukoripar szennyvizei felhasználhatók öntözésre. A húsiparban különös gondot kell fordítani arra, hogy a szennyvízbe minél kevesebb hulladék (vér, csont, szarudarabka) kerüljön. A tejipar a jobb vízgazdálkodással és a melléktermékek (író, savó) hasznosításával képes a szennyvizei csökkentésére. A könnyűiparban a cellulóz-, bőr- és textilkészítő ipar termeli a legszennyezettebb szennyvizet. A cellulózgyártásnál keletkező, főleg oldott szennyeződéseket tartalmazó ún. barna szennyvizet biológiailag is tisztítani kell. A bőripar szennyvizei magas üledék- és zsírtartalmúak, magas a szulfid- és krómionkoncentrációjuk, valamint a pH-juk is. A textilkészítő üzemek vegyi anyagokkal, színezékekkel, mosószerekkel szennyezett vizet termelnek. A papírgyártó és feldolgozó üzemekben kevésbé szennyezett vizek keletkeznek: a túlnyomóan
138
szilárd rostanyagot tartalmazó ún. fehér szennyvizeket elég mechanikailag tisztítani. Szintén a legkevésbé szennyezett szennyvizeket előállítók közé tartoznak a textilipar egyes ágazatai. A mezőgazdaság az agrokemizálás és az iparszerű állattartás következtében vált jelentős szennyvíztermelővé. A műtrágyák és növényvédő szerek ill. ezek elbomlatlan maradékai egyaránt szennyezik a talajt, a termelt növényeket és a vizeket is. A peszticidek káros hatásait korábban már kifejtettük. A műtrágyák megnövelik a vizek szervesanyag- és sótartalmát. Káros hatásukat a megfelelő időben történő és mértéktartó alkalmazásukkal lehet csökkenteni. Az 1990-es években a gazdasági körülmények hatására jelentősen visszaesett a műtrágyák alkalmazása, ami kedvezően hatott a talajok és talajvizek szennyeződésére. A nagyüzemi állattartás során az állati fekáliát és vizeletet öblítővízzel távolítják el. A keletkező hígtrágya igen veszélyes anyag, rontja a víz oxigénháztartási mutatóit, növeli a szervetlen anyag tartalmát és fertőző kórokozókat is tartalmazhat. Jelentős tápanyagtartalma miatt azonban előnyös lenne megoldani a hasznosítását. A legelőnyösebb a homogenizált hígtrágya folyamatos és ellenőrzött elöntözése lenne. A közlekedésből eredő szennyezések legjelentősebb forrásai a tankhajók katasztrófái, amelyek nagy mennyiségű olajjal szennyezik a tengereket, az úttestekről lemosódó szennyező anyagok, valamint a szervízhálózatok olajtartalmú szennyvizei. A lakossági, intézményi és közösségi szféra szennyvízkibocsátása jelenleg kb. 550 millió m3/év. A felszíni vizekbe vezetett szennyvizek 70 %-át a települési szennyvíztisztítók és a közcsatorna-hálózat bevezetése jelenti (amennyiben a villamosenergia-ipar hővel szennyezett és egyéb kezelést nem igénylő használt vizeit nem tekintjük). A háztartások házi szennyvizét a mosáshoz, mosogatáshoz, fürdéshez, WC-öblítéshez használt elfolyó víz adja. A városi szennyvíz a házi szennyvízen kívül a csapadékvizet és a települési csatornahálózatba kötött ipari üzemek szennyvizét is tartalmazza. Minőségére erősen hat a lakosság életmódja és a településeken található üzemek fajtája. A házi szennyvíz összetétele és mennyisége összefügg a vízfogyasztással. Nagyobb vízfogyasztás esetén a szennyvíz mennyisége is több, azaz a szennyeződés felhígul. A szennyezést nagyon sokféle anyag alkotja: szerves anyagok (fehérjék, zsírok, zsírsavak, cukrok, mosószerek, papír stb.), szervetlen anyagok (különféle sók, foszfátok, ammónia) oldott vagy lebegő állapotban. Emellett mikroorganizmusokat, esetleg féregpetéket is tartalmaznak. Járványügyi szempontból a házi szennyvíz a legveszélyesebb. Szárazanyag-tartalma 1-2 mg/l. A szennyező anyagok több mint felét kitevő szerves anyagok a jelenlévő mikroorganizmusok hatására lebomlanak, és szervetlen anyagokká alakulnak. A friss házi szennyvíz közel semleges pH-ja optimális a biológiai folyamatokhoz.
139
A háztartási és ipari szennyvíz folyókba történő kibocsátása a nagyvárosokra és az ipari területekre összpontosul. Az ipar hanyatlása következtében a felszíni vizek terhelése az 1970-es évek második felében csökkenni kezdett, és a csökkenő lakossági vízfelhasználás miatt a közcsatornákon elvezett szennyvíz mennyisége is csökken. A terhelés 80 %-át a Duna vízgyűjtő területén bocsátják ki, a fennmaradó 20 %-ot pedig a Tiszáén. A Dunát elsősorban a települési szennyvíz, a cukor-, papír- és cellulóziparból származó szerves kibocsátások, a szén- és olajtüzelésű erőművekből származó mikroszennyezők, valamint a vegyi-, vas- és acélipari üzemek kibocsátásai terhelik. Összességében a települési szennyvíztisztítók és a közcsatorna-hálózat bevezetése 70 %-, a feldolgozóipar 25 %-, míg a bányászat 1,5 %-, a villamosenergia-, gőz- és vízellátás 1,2 %-, a mezőgazdaság az erdő- és vadgazdálkodással együtt 1 %-kal részesül a felszíni vizekbe vezetett szennyvizek mennyiségéből (9.11. ábra).
9.11. ábra: A felszíni vizekbe vezetett szennyvizek mennyiségének megoszlása gazdasági ágazatonként, 1998 A felszíni vizekbe vezetett szennyvíz 37 %-a tisztítatlan, 13 %-a csak mechanikailag tisztított, 18 %-a mechanikailag és biológiailag részlegesen tisztított, 32 %-a mechanikailag és biológiailag teljesen tisztított (9.12. ábra). A tisztítás nélkül vagy csak mechanikai úton tisztított szennyvizek különösen a szennyezésre érzékeny befogadók esetében jelentenek nagy környezeti kockázatot, és főleg a felszíni vizek minőségét veszélyeztetik. A befogadóba tisztítatlanul bocsátott szennyvíz mennyisége az elmúlt évtizedben csökkent. Ez azonban nem feltétlen jelenti a szennyezőanyag-terhelés csökkenését is: a mérések arra utalnak, hogy a szennyezőanyag koncentrációja a kibocsátott szennyvizek mennyiségének csökkenésével egyidejűleg nőtt, azaz a tényleges szennyvízkibocsátás gyakorlatilag nem csökkent.
140
9.12. ábra: A felszíni vizekbe vezetett szennyvizek mennyiségének tisztítási fokozat szerinti megoszlása, 1998 A közcsatornákon elvezett szennyvíz 11 %-a tisztítás nélkül kerül a befogadóba, 38 %-a csak előmechanikai tisztításon esik át, 3 %-a számára pedig a mechanikai tisztítás jelenti a legmagasabb tisztítási fokozatot (9.4. táblázat). A szennyvizek felét tisztítják biológiailag is, a III. fokozattal is tisztított szennyvizek mennyisége pedig elenyésző - országos átlagban 6 % - a közcsatornákba bevezetett mennyiséghez képest. 9.4. táblázat: A közcsatornán elvezetett szennyvizek tisztítási arányai, 1998 (Horváth L.-né 2000) A közcsatornán elvezett szennyvizek tisztítási arányai (Az összes elvezett szennyvíz %-ában, 1998) Legmagasabb tisztítási Magyarország Vidék Budapest fokozat Tisztítás nélkül 11 10 12 befogadóba Előmechanikai tisztítás 38 4 73 Mechanikai tisztítás 3 6 0 Biológiai tisztítás 42 69 15 III. tisztítási fokozat 6 11 0 Összesen 100 100 100
A települési szennyvizek közel felét Budapesten bocsátják ki, ahol jelenleg a szennyvizek jelentős része tisztítás nélkül vagy csupán előmechanikai tisztítással kerül a Dunába. A Csepel-sziget északi részén, EU (ISPA) támogatással, előreláthatóan 2008-ra megépülő Központi Szennyvíztisztító Telep üzembe helyezésével Budapest szennyvizének kb. 90 %-a tisztán folyhat majd a Dunába. A szennyvíztisztítás terén a vidéki települések összességében jobb mutatókkal rendelkeznek, mint a főváros, mivel a szennyvizek 70 %-ának a biológiai tisztítás a
141
legmagasabb tisztítási fokozata és a szennyvizek 11 %-a átesik a III. tisztítási fokozaton is. Az ISPA Előcsatlakozási Alap keretén belül Budapesten kívül több nagyváros szennyvíztisztítás- és csatornázás-fejlesztési projektje áll előkészítés ill. megvalósítás alatt. A szennyvíztisztító telepek tényleges terhelése a szennyvízkibocsátások mennyiségi csökkenése folytán csökkent az utóbbi években, jelenleg kb. 2,4 millió m3/nap (870 millió m3/év), amiből kb. 1,5 millió m3/nap a közüzemi szennyvíztisztítás (9.13. ábra).
9.13. ábra: A szennyvíztisztító telepek tényleges terhelése, 1992-1998 A vízszennyezések csökkentése nem csak a szennyvíztisztítással érhető el. Sőt, a vízminőség védelmének kívánatosabb útja az lenne, ha különböző megoldások alkalmazásával a kibocsátott szennyeződések mennyiségét csökkentenénk. Egyes esetekben a gyártás során alkalmazott technológiákat módosítani lehet úgy, hogy csökkenjen a kibocsátott szennyező anyag mennyisége vagy kevésbé káros, esetleg könnyebben tisztítható szennyező anyagok keletkezzenek. A legkedvezőbb a szennyvízmentes technológia, mint pl. a szuperfoszfát gyártásánál keletkezett fluorvegyületeket szilárd alakban leválasztó eljárás. A víztakarékos technológiák is védik a vízkészleteket: a víz többszörös (soros) vagy ismételt (forgatott, recirkulációs) felhasználása az egyenes (átfolyó) vízhasználat helyett. A szennyvíz értékes anyagainak visszanyerésére is számtalan területen kínálkozik lehetőség. A 2207/1996. (VII. 24.) kormányhatározat tartalmazza az ország települési szennyvízelvezetési és –tisztítási programjának irányelveit. Az irányelv a
142
jelenleg érvényes jogszabályi keretek között figyelembe veszi az 91/271/EGK szennyvíztisztítási irányelv követelményeit. A program főbb pontjai: • Csatornázni kell minden 2000 lakosegyenértéknél nagyobb települést, és mindenütt gondoskodni kell a terület érzékenységének megfelelő szennyvíztisztítás megoldásáról. (Lakosegyenérték (LE): Átlagos szociális feltételek között egy személy után keletkező szennyvízmennyiség biológiai tisztításához szükséges oxigén. Ezt a BOI5 alapján határozzák meg: szerves, biológiailag lebontható terhelés, amelynek ötnapos biokémiai oxigénigénye (BOI5) 60 g oxigén/nap, azaz 1 LE = 60 g oxigén/nap.) • Meg kell oldani minden olyan 2000 lakosegyenértéknél kisebb település csatornázását (szakszerű egyedi szennyvízelhelyezését) és megfelelő szennyvíztisztítását, amely sérülékeny ivóvízbázis környezetében van. • A szennyvíztisztítási technológia megválasztásánál – az EU normákat is figyelembe véve – legalább biológiai tisztítást kell biztosítani. • A szennyeződésre érzékeny befogadóknál az állóvizek, valamint a vízfolyások szakaszonkénti terhelhetőségét egyedileg kell meghatározni. • A szakaszos kiépítést a gazdaságosság és a környezetvédelmi követelmények mérlegelése mellett lehetővé kell tenni. • A közcsatornán csak olyan megfelelően előkezelt (ipari) szennyvizeket szabad elvezetni, amelyek a szennyvíziszap elhelyezését vagy hasznosítását nem gátolják. • Az olyan (2000 lakosegyenérték alatti) kistelepülések esetében, amelyek gazdaságosan nem csatornázhatók, szakszerű közműpótlókat kell kialakítani, amelyek a közcsatornával azonos vagy közel azonos komfortot biztosítanak a vízgazdálkodási, környezetvédelmi és közegészségügyi érdekek sérelme nélkül. • A tisztított szennyvizeket lehetőség szerint újra kell használni, az újrahasználat során a környezet terhelését minimálisra kell csökkenteni.
1998-ban készültek el a vízügyi igazgatóságok irányításával a megyei szennyvízelvezetési és –tisztítási koncepciók, amelyek a helyi adottságok figyelembevételével pontosították az országos célmeghatározást. A koncepciók azokat a tennivalókat tartalmazzák, amelyek az irányelvnek való megfeleléshez szükségesek, azonban nem programszerűek: külön határozat intézkedik az irányelvben foglaltak megvalósításának ütemezéséről. Magyarország Nemzeti Szennyvízelvezetési és –Tisztítási Programja 1999 végére készült el. A program bővebb tartalommal készült, mint az EU települési szennyvíztisztítási irányelvének kívánalmai, mivel hazánkban a sérülékeny vízbázisok védelme fokozott jelentőségű, ami megkívánja az irányelv körébe nem tartozó kisebb települések közműves szennyvízelvezetését és -tisztítását is. Hazánkban ugyanis a közüzemi vízellátású művek 65 %-a sérülékeny földtani környezetből termeli a vizet. 2015-re a szennyvíztisztítási előirányzat szerint (9.5. táblázat) megduplázzák a szennyvíztisztító telepek számát. Növelik a szennyvíztisztítási teljes kapacitást, valamint a mechanikai és biológiai tisztítással egyaránt rendelkező
143
szennyvíztisztító kapacitást (közel duplájára), és nő III. tisztítási fokozattal is rendelkező szennyvíztisztító kapacitás. 9.5. táblázat: A szennyvíztisztítás adatai (Hajós 2000) 1998 szennyvíztisztító telepek száma (db) 456 szennyvíztisztító összkapacitás 1933 (1000 m3/nap) Ebből csak mechanikai tisztítás 326 (17 %) (1000 m3/nap) mechanikai és biológiai tisztítás 1283 (66 %) (1000 m3/nap) mechanikai, biológiai és III. tisztítási fokozat 324 (17 %) (1000 m3/nap)
2015 előirányzat 900 2660 - (0 %) 2278 (85 %) 382 (15 %)
A csatornázatlan területeken kb. 1,1 millió egyedi csatornapótló megoldással naponta 500 ezer m3 szennyvizet helyeznek el. Ez zömében lakossági eredetű. Az oldómedencéknek csupán 15-20 %-át üzemeltetik helyesen, mivel a medencéket leggyakrabban szikkasztóként használják. Ezek átalakítása és szigorú ellenőrzése már önmagában is mérsékelné a környezetszennyezést. Az oldómedencékből kikerülő települési folyékony hulladék gyűjtése, kezelése, környezetkímélő elhelyezése ill. hasznosítása nagy problémát jelent. A közműpótlókból naponta 2225 ezer m3 mennyiséget szippantással távolítanak el. Ennek 40 %-a kerül szennyvízcsatornákba és szennyvíztisztító telepekre, 18 %-a ártalmatlanító telepekre, 5 %-át pedig a mező- és erdőgazdaságban használják fel. 37 %-uk azonban nem kielégítő módon kezelt. Az utóbbi években nagyrészt kisvállalkozók végzik a települési folyékony hulladék gyűjtését, azonban tevékenységük nem kellően ellenőrzött és szabályozott.
144
10. A VÍZVÉDELEM SZERVEI, JOGI SZABÁLYOZÁS 10.1. A vízvédelem szervei A vízgazdálkodással kapcsolatos feladatok legnagyobb része a Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium hatáskörébe tartozik. 1990 és 2002 között szétválasztották a vízügyet: a mennyiségi gazdálkodás a Közlekedési, Hírközlési és Vízügyi Minisztérium, majd a Közlekedési és Vízügyi Minisztérium feladatköre volt, míg a vízminőséggel kapcsolatos feladatok a környezetvédelemért felelős minisztériumhoz tartoztak. A Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium ill. miniszter feladata a kormányzati vízgazdálkodási koncepció végrehajtásának megszervezése, a kizárólagos állami tulajdonban lévő vizek és vízi létesítmények fejlesztése, üzemeltetése, a vízkárelhárítás terén szükséges, az egész ország területére kiterjedő összehangoló és biztonságteremtő hatósági és műszaki szabályozási tevékenységek ellátása, valamint a felszíni és felszín alatti vizek mennyiségi és minőségi védelmének szabályozási és ellenőrzési feladatai. A mezőgazdasági célú forgalomképes állami tulajdon fölötti tulajdonosi jog a Földművelődésügyi és Vidékfejlesztési Minisztérium kezében van. A közegészségügyi követelmények meghatározása és betartásuk ellenőrzése az egészségügyi miniszter hatásköre. A Belügyminisztériumhoz tartozik egyrészt az önkormányzati feladatok végrehajtásának koordinálása (belterületi vízrendezés, patakokon és bizonyos létesítményeken a helyi vízkárelhárítás és árvízvédekezés), másrészt a vízkárelhárítás védekezéssel összefüggő államigazgatási feladatkörében ellátandó tevékenységek (mentés, kiürítés, befogadás, mozgósítás stb.), illetve a belterületi vízrendezés és védekezés. A vizekkel és vízilétesítményekkel kapcsolatos állami feladatok körében az igazgatási tevékenységeket a miniszter az állami vízügyi igazgatási szervezet útján végzi, amelynek részei az ágazati minisztérium és az e célra létrehozott központi és területi szervek. A területi szervek a vízgyűjtők szerint szerveződött Vízügyi Igazgatóságok (VIZIG-ek), amelyek országos irányítását és koordinációját az Országos Vízügyi Főigazgatóság látja el. (A vízügyi igazgatóságok rendszere területileg tehát nem illeszkedik a közigazgatási egységekhez.) A vízminőséggel kapcsolatos feladatok a Környezetvédelmi Felügyelőségek hatáskörébe tartoznak. A területi szervek közül az ÁNTSZ-ek, a nemzeti park és természetvédelmi igazgatóságok, a mezőgazdaság, az idegenforgalom, a közlekedés és rendvédelmi igazgatás intézményei, valamint a régió, megye stb. egyéb intézményei (közgyűlés, területfejlesztési tanácsok stb.) is meghatározóak a vizekkel kapcsolatos feladatok ellátásában. A települések hatáskörébe tartozó vízgazdálkodási feladatok a képviselő testület, a polgármester és a jegyző irányítása alá tartoznak. A vízügyi igazgatóságok elnevezése és székhelye: Észak-dunántúli Vízügyi Igazgatóság (Győr)
145
Nyugat-dunántúli Vízügyi Igazgatóság (Szombathely) Közép-dunántúli Vízügyi Igazgatóság (Székesfehérvár) Dél-dunántúli Vízügyi Igazgatóság (Pécs) Közép-Duna-völgyi Vízügyi Igazgatóság (Budapest) Alsó-Duna-völgyi Vízügyi Igazgatóság (Baja) Felső-Tisza vidéki Vízügyi Igazgatóság (Nyíregyháza) Közép-Tisza vidéki Vízügyi Igazgatóság (Szolnok) Alsó-Tisza vidéki Vízügyi Igazgatóság (Szeged) Észak-magyarországi Vízügyi Igazgatóság (Miskolc) Tiszántúli Vízügyi Igazgatóság (Debrecen) Körös vidéki Vízügyi Igazgatóság (Gyula)
A Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Részvénytársaság (VITUKI Rt) végzi a magyar vízgazdálkodással foglalkozó hidrológiai, hidrogeológiai, hidraulikai, vízépítési, vízkémiai kutatások zömét. Az Rt. a Közmunka és Közlekedési Minisztérium keretében 1886-ban létrehozott Vízrajzi Osztály jogutóda. Szervezetébe tartozik a Hidrológia Intézet, Hidraulikai Intézet, Vízminőségvédelmi Intézet, valamint az Országos Vízjelző Szolgálat.
10.2. Vízgazdálkodási Törvény A vízgazdálkodással kapcsolatos alapvető szabályokat a vízgazdálkodásról szóló 1995. évi LVII. törvény tartalmazza (módosítása a 2001. évi LXXI. törvényben történt). A törvény rögzíti az állam és a helyi önkormányzatok feladatait, a tulajdonra és a tulajdon működtetésére vonatkozó rendelkezéseket, köztük az üzemeltető szervezetekre, a víziközművek használatba adására, a koncessziós pályázatokra vonatkozó előírásokat. A víziközművek tevékenységi körébe a vízellátás, szennyvízelvezetés, -elhelyezés és –tisztítás, egyesített rendszer esetén a csapadékvíz elvezetése tartozik, amelyek mind közüzemi tevékenységek. A víziközművek működtetői az ivóvízellátás és szennyvízelvezetés szolgáltatására szerződést kötnek a fogyasztóval. A víziközműves közüzemi tevékenység igénybevételéért díjat kell fizetni, a díjfizetés elmulasztása azonban a törvény szerint nem járhat a szolgáltatás olyan mértékű korlátozásával, amely veszélyeztetné a létfenntartást vagy az emberi egészséget. A törvény rendelkezik a vizek kártétele elleni védelemről és védekezésről, a vízügyi hatósági jogkörről, valamint a vízgazdálkodási társulatok megalakításáról, működtetéséről, tevékenységéről, vagyonáról, megszűnéséről is. A vízgazdálkodási törvény kiemelt szerepet szán a tájékoztatásnak, a nyilvánosságnak, a társadalmi és a szakmai egyeztetésnek, ezért a területi jelentőségű vízgazdálkodási feladatok, koncepciók egyeztetésére, véleményezésére Területi Vízgazdálkodási Tanácsok létrehozását írja elő. A vízgazdálkodási törvény értelmében az állam feladatai közé a következő vizekkel és vízi létesítményekkel összefüggő feladatok tartoznak:
146
• • • • • • • • • •
a vízgazdálkodás országos koncepciójának, valamint ezen koncepció egyes részterületeit érintő nemzeti programok kialakítása és jóváhagyása, az állami feladatok körében a végrehajtás megszervezése, a nemzetközi együttműködésekből adódó vízügyi feladatok ellátása, a lehetséges víznyerőterületek távlati ivóvízbázissá nyilvánítása, és ezen vízbázisok vízkészletének felhasználható állapotban tartása, a vízimunkák és vízilétesítmények műszaki tervezésével, kivitelezésével, továbbá üzemeltetésével összefüggő szabályozási feladatok ellátása, a vízügyi igazgatási és ennek keretében hatósági feladatok szabályozása, az állami hatósági feladatok ellátása, az állami tulajdonban lévő közcélú vízilétesítmények működtetése, a koncessziós pályázat kiírása, elbírálása és a koncessziós szerződés megkötése, a vízgazdálkodáshoz szükséges adatgyűjtés elrendelése, a vízrajzi tevékenység ellátása és szabályozása, a vízkészletek mennyiségi és minőségi számbavétele, a vizek kártételei elleni védelem érdekében a vízkárelhárítási tevékenység szabályozása, szervezése, irányítása, ellenőrzése, a helyi közfeladatokat meghaladó védekezés.
A helyi önkormányzatok feladatai: • a helyi vízi közüzemi tevékenység fejlesztésére vonatkozó – az országos koncepcióval és a jóváhagyott nemzeti programokkal összehangolt – tervek kialakítása és végrehajtásának megszervezése, • a vízgazdálkodási feladatokkal kapcsolatos önkormányzati hatósági feladatok ellátása, • a természetes vizek fürdésre alkalmas partszakaszainak és azzal összefüggő vízfelületének kijelölése, • a helyi víziközművek működtetése, a koncessziós pályázat kiírása, elbírálása és a koncessziós szerződés megkötése, • a vízi közüzemi tevékenység körében a település ivóvízellátása, a szennyvízelvezetés, az összegyűjtött szennyvizek tisztítása, a csapadékvíz elvezetése, • a helyi vízrendezés és vízkárelhárítás, az árvíz és belvízvédekezés, • a közműves vízellátás körében a települési közműves vízszolgáltatás korlátozására vonatkozó terv jóváhagyásáról és a vízfogyasztás rendjének megállapításáról való gondoskodás. Az állam kizárólagos tulajdonában vannak: • a felszín alatti vizek és azok természetes víztartó képződményei, • a természetes tavak közül a Balaton (a Kis-Balaton Vízvédelmi Rendszerrel együtt), a Velencei-tó, a Fertő-tó és a Hévízi-tó, valamit azok medre,
147
•
• • • •
az államhatárt alkotó vagy metsző folyók, patakok, a 20 m3/s torkolati vízszállítást meghaladó vízfolyások, valamint a Mosoni-Duna, SzentendreiDuna, Ráckevei-Duna, Marcal, Sió, Zagyva, Hortobágy-Berettyó, KettősKörös, Hármas-Körös és ezek árapasztó medrei, a nem önkormányzati tulajdonban lévő holtágak és mellékágak, a folyóvízben újonnan keletkezett szigetek, az államhatárt alkotó vagy metsző csatornák, valamint a Duna-Tiszacsatorna, Kiskunsági-főcsatorna, Keleti-főcsatorna, K-III. és K-IV. jelű főcsatorna, Nagykunsági-főcsatorna, Jászsági-főcsatorna, a mellékletben részletezett kritériumoknak megfelelő tározók, árvízvédelmi fővonalak és egyéb vízilétesítmények.
A helyi önkormányzat tulajdonában vannak a törzsvagyonként a helyi önkormányzatoknak átadott vizek és vízilétesítmények (ideértve a víziközműveket is). Az ingatlan tulajdonosának tulajdonában vannak az ingatlan határain belül keletkező és ott befogadóba torkolló vízfolyások, az ingatlan határain belül elhelyezkedő természetes állóvizek, amelyek más ingatlanon elhelyezkedő vizekkel nincsenek közvetlen kapcsolatban, az ingatlanra lehulló és azon maradó csapadékvíz, valamint – eltérő rendelkezés hiányában – az ingatlan határain belül lévő és saját célt szolgáló vízilétesítmények.
10.3. A vizek védelmét szolgáló jogi szabályozások A vízkészletek mennyiségének és minőségének védelmét jogi szabályozások segítik. A vizek minőségét védő jogszabályok közvetlen és közvetett hatásúak. Közvetlen ösztönző elem a hatósági kényszer (vízjogi engedély és kötelezés), közvetett ösztönző elemek a gazdasági kényszer (a tisztítóberendezések költségét néhány év alatt meghaladó szennyvíz- és csatornabírság) és a tisztító építéséhez adható pénzügyi támogatás. 10.3.1. Díjak és bírságok A vizek mennyiségét védi a vízkészlet-használati díj, az ivóvíz- és a csatornadíj, mivel takarékos vízhasználatra ösztönöz. Vízkészlet-használati díjat (vízkészletjárulékot) az évi 500 m3-t meghaladó vízmennyiséget fogyasztó felhasználóknak kell fizetni. A díj összegét a vízjogi engedély szerinti vízmennyiség, az alapjáradék, valamint a vízkészlet-kategóriától, vízminőségi osztálytól, vízhasználat jellegétől függő módosító szorzók határozzák meg (pl. magasabbak a díjak a szennyezett vagy vízhiányos területeken). A vízjogi engedélyben meghatározott mennyiségen felüli vízhasználatért pótdíjat kell fizetni, amivel a vízkészlettel való takarékos gazdálkodást ösztönzik. A takarékos vízhasználattal a kibocsátott szennyvizek mennyisége is csökken. A díjból
148
származó bevétel a Vízügyi Alapba kerül. Az ipari vizek több mint 90 %-át az ipari üzemek saját vízkivételi művei termelik ki, ahol a vízkészlet-használati díjat az üzemeltetési engedély alapján becsléssel határozzák meg. Ivóvízdíjat és csatornadíjat a közüzemi víz- és csatornamű vállalatok által szolgáltatott ivóvízért, illetve a vállalatok kezelésében lévő csatornamű használatáért kell fizetni. Az ipari célra használt ivóvíz minőségű vizek után ivóvíz-használati pótdíjat is kell fizetni. A pótdíj fizettetésének az a célja, hogy a fogyasztókat az értékes ivóvíz helyett a kevesebb ráfordítást igénylő ipari nyersvíz felhasználására ösztönözze. A nem ivóvíz minőségű ipari víz díját a szolgáltató és az igénybe vevő megállapodásban határozzák meg. Ezen mennyiségi intézkedések hatékonyságát rontja, hogy a fenti díjakat az üzemek termelési költségként kezelhetik, így azt a termékek árába építve a fogyasztókkal megfizettethetik. A vizek minőségének védelmét szolgálja a szennyvízbírság (3/1984. (II. 7.) OVH rendelkezés. Az OVH rendelkezés 2003. január 1-én hatályát veszti, és helyébe a 203/2001. (X. 26.) kormányrendelet a felszíni vizek minősége védelmének egyes szabályairól megfelelő részei lépnek.) A szennyvízbírságnak az a rendeltetése, hogy anyagi hátrány okozásával rászorítsa az üzemet a károsítás felszámolására. Akkor szabnak ki bírságot, ha a szennyvízben lévő szennyező és mérgező anyagok koncentrációja egy egyedileg meghatározott vagy vízminőségvédelmi területenként meghatározott határértéket túllép. A szennyvízbírságot egy évre, idényüzemnél az idény tartamára kell kiszabni. Összege függ a befogadóba egy nap alatt bocsátott szennyező anyag határértéket meghaladó mennyiségétől, az évi ill. idény alatti tényleges üzemnapok számától, a szennyező anyagra megállapított bírságtételtől, és egyéb módosító tényezőktől (a befogadó mértékadó vízhozama és az átlagos szennyvízmennyiség aránya, azaz a hígítás mértéke, a szennyvízbevezetés módja, a szennyvíz tisztíthatósága, közegészségügyi ártalmassága, a befogadó vizének hasznosítása stb.). Rendkívüli szennyezés esetén (műszaki meghibásodás, baleset, gondatlan kezelés, felszíni vagy felszín alatti vízkészletek veszélyeztetése) a szennyvízbírságot a szennyező anyag teljes mennyiségének megfelelően határozzák meg. Különösen káros szennyezések esetén a bírság összege tovább nő. Ha a kibocsátott szennyvízben többféle szennyező anyag külön-külön meghaladja a határértéket, akkor mindegyik után ki kell fizetni a bírság összegét. Amennyiben az üzem határérték feletti szennyezettségű vizet vesz ki a befogadóból, és azt ugyanabba a befogadóba juttatja vissza, akkor csak a többletszennyezésért felel. A szennyvízbírság progresszív, azaz az évek során egyre többszörösét kell kifizetni. Azonban ha az üzem a káros szennyezés megszüntetésére elkezdte és folyamatosan végzi a szennyvíztisztító kivitelezését, akkor a bírságot a progresszivitás kizárásával kell megállapítani.
149
A csatornabírság ugyancsak a vizek minőségének védelmére hivatott (4/1984. (II. 7.) OVH rendelkezés, amely egyes részei hatályukat vesztették a 204/2001. (X.26.) a csatornabírságról szóló kormányrendelet életbe lépését követően.) A közcsatornák ipari szennyvizekkel történő szennyezése rongálja azok állapotát, és az élővizek szennyezését is okozza, mivel a települések tisztítóberendezései általában nem alkalmasak az ipari szennyvizek megfelelő tisztítására. A szennyvizüket közcsatornába engedő ipari üzemek indokolatlanul kedvező helyzetbe kerülnének a befogadókat közvetlenül szennyező üzemekkel szemben. Ennek kivédésére szolgál a csatornabírság, amelyet azok az üzemek kötelesek fizetni, amelyek a szennyvizüket a közcsatornákba engedik, és annak mérgező- és szennyező anyag tartalma túllépi az adott határértéket. A csatornabírságot a szennyvízbírsághoz hasonló alapelvek szerint szabják ki, de a határértékek nem mindig azonosak. A szennyvíz- és csatornabírság fizetése nem mentesíti az üzemet a büntetőjogi vagy szabálysértési és a kártérítési felelősség alól. Nem érinti az üzemek szennyvizei előzetes tisztításához szükséges berendezés létesítése, korszerűsítése és megfelelő üzemeltetésre vonatkozó kötelezettségét sem. A szennyvízbírságból befolyt bevételek a Vízügyi Alap elkülönített részébe folynak. Ebből fedezik a vízminőség-védelem költségeit, ebből nyújtanak támogatást a szennyvíztisztítók építéséhez. A bírságok gazdasági kiegyenlítő szerepet is betöltenek, hogy a szennyvizeket nem tisztító üzemek ne kerüljenek előnyösebb helyzetbe a vízvédelmi előírásokat betartó üzemekkel szemben. A bírságok összege a progresszivitást is alkalmazva úgy van megállapítva, hogy az néhány év alatt érje el, sőt haladja meg a szennyvíztisztító berendezés létesítésének költségeit. A bírságok így ösztönöznek a szennyvíztisztításra, a zárt vagy csak minimális szennyezést okozó technológiák alkalmazására, az elfolyó vizekben lévő értékes anyagok kinyerésére. 10.3.2. Vízjogi engedélyek Vízimunka elvégzéséhez, vízilétesítmény megépítéséhez, átalakításához és megszüntetéséhez, továbbá annak használatbavételéhez, üzemeltetéséhez, valamint minden vízhasználathoz vízjogi engedély szükséges. A vízgazdálkodási törvény és a kormány 72/1996. (V. 22.) kormányrendelete tartalmazza a vízjogi engedélyekkel kapcsolatos rendelkezéseket. A vízjogi engedélyt a területileg illetékes vízügyi igazgatóságok adják ki. A vízjogi engedélyezési kötelezettség alá tartozó tevékenység tervezését megelőzően elvi vízjogi engedély kérhető, amely az építtető által a tervbe vett vízgazdálkodási cél megvalósításának általános műszaki megoldásának lehetőségeit, feltételeit határozza meg, azonban vízi munka elvégzésére, vízilétesítmény megépítésére, illetve vízhasználat gyakorlására nem jogosít. A vízimunka elvégzéséhez, vízilétesítmény megépítéséhez (átalakításához, megszüntetéséhez) vízjogi létesítési engedély szükséges. Vízkészlet hasznosítására
150
vízjogi létesítési engedély csak akkor adható, ha ezzel egyidejűleg gondoskodnak a hasznosítással összefüggésben keletkezett szennyvíz, valamint a csapadékvíz összegyűjtéséről, elvezetéséről, kezeléséről, megfelelő elhelyezéséről, valamint ha a kérelemben foglaltak kielégítik az igénybevételi, kibocsátási és szennyezettségi határértékekre vonatkozó előírásokat. A vízjogi létesítési engedély feljogosít az engedélyben meghatározott vízimunka elvégzésére, a vízilétesítmény megépítésére, de a vízhasználat gyakorlásához, a vízilétesítmény üzemeltetéséhez vízjogi üzemeltetési engedélyt kell kérni. A vízjogi üzemeltetési engedély az engedélyben meghatározott ideig érvényes. A vízjogi engedély kérelemre vagy hivatalból módosítható, visszavonható és a tevékenység szüneteltethető. A vízjogi engedélyezési eljárásban a vízügyi hatóságon kívül szakhatóságok (környezetvédelmi, természetvédelmi, talajvédelmi, közegészségügyi stb.) bevonására is szükség lehet. A vízügyi hatóság felügyeleti ellenőrzést végez a jogszabályban előírt rendelkezések és a hatósági előírások érvényre juttatása érdekében. A vízimunkákra, vízilétesítményekre és vízhasználatokra vonatkozó műszaki alapadatokat és az ezek gyakorlásához kapcsolódó jogokat és jogi szempontból jelentős tényeket a vízügyi hatóságok által vezetett vízgazdálkodási (vízikönyvi) nyilvántartás tartalmazza. 10.3.3. Vízbázisvédelem A vízbázisok, a távlati vízbázisok, valamint az ivóvízellátást szolgáló vízilétesítmények védelméről a 123/1997. (VII. 18.) kormányrendelet rendelkezik. A rendelet az ivóvízminőségű vízigények kielégítését, az ásvány- és gyógyvízhasznosítást szolgáló, igénybe vett, lekötött vagy távlati hasznosítás érdekében kijelölt vízbázisokra, továbbá az ilyen felhasználású víz kezelését, tárolását, elosztását szolgáló vízilétesítményekre terjed ki, amelyek napi átlagban legalább 50 személy vízellátását biztosítják. Ezen vízbázisok és vízilétesítmények védelme érdekében védőidomot (felszín alatti vízbázis), védőterületet (felszín alatti vízbázis, felszíni vízkivétel és vízilétesítmény), védősávot (vízilétesítmény) kell meghatározni, kijelölni, kialakítani és fenntartani. Ezeket belső, külső és hidrogeológiai védőövezetre kell osztani. Az egyes védőidomokban, védőterületeken olyan tevékenység végezhető, amely a kitermelés előtt álló vagy a már kitermelt víz minőségét, mennyiségét, valamint a víztermelési folyamatot nem veszélyezteti. A rendelet részletezi a védőövezetek meghatározásának, kijelölésének módját, valamint a területükön végezhető és tiltott tevékenységeket. A vízbázisvédelmi és szennyvíz-kerettervezési program együttesen jelentős lépés a felszín alatti vízkészletek minőségének megőrzése érdekében. A vízbázisvédelem feladatai 3 fázisra oszthatók: a vízbázisok alapállapotának felmérése (diagnosztika), a vízbázisok biztonságba helyezése, valamint a vízbázisok biztonságban tartása, biztonságos üzemeltetése. A diagnosztikai fázisban - amely kormányzati beruházás keretében valósul meg - kerül sor a figyelőhálózat telepítésére, a vízbázis jelenlegi állapotának megismerésére, a víz
151
minőségi és mennyiségi tendenciáinak vizsgálatára, a szennyező források számbavételére, a védőterület meghatározására, a biztonságba helyezési terv kidolgozására. Ez a fázis az eredeti pénzügyi ütemezés alapján 2005-ben zárul, ám a költségvetés már elmaradásban van az ütemezés szerinti fedezet biztosításában. A biztonságba helyezés fázisában a főbb feladatokat a szennyező források felszámolása, a szennyező tevékenységek átalakítása, a kialakított rendszer folyamatos működtetése jelenti, amelyeket a közműtulajdonos önkormányzatnak, illetve állami és VIZIG tulajdonban lévő vízbázisok esetében az államnak kell vállalnia. A vízbázisok biztonságban tartása fázisában a mérő-figyelő rendszer folyamatos üzemeltetésével, a víz minőségi és mennyiségi alakulásának nyomon követésével meg kell tenni az időszakos állapotfelmérések alapján szükségessé váló intézkedéseket. A biztonságban tartás feladata az üzemeltetőké. 10.3.4. A felszíni vizek védelme A felszíni vizek minősége védelmének egyes szabályait a kormány 203/2001. (X.26.) rendelete tartalmazza. A rendeletet számos jogszabály fogja kiegészíteni a jövőben. A rendelet célja a felszíni vizek minőségének tartós és hatékony megóvása és javítása, az emberi egészség és a környezet állapota, kiemelten az élővizek megőrzése érdekében, valamint a szennyezések, különösen a veszélyes anyagok kibocsátásának megelőzése és csökkentése, a szennyező anyag kibocsátással járó tevékenységek, létesítmények korszerűsítésének elősegítése. A rendelet főbb pontjai: • A felszíni vizek jó állapotának megőrzése, illetőleg a felszíni vizek jó állapotának elérését szolgáló intézkedések megtétele elsősorban a kibocsátók kötelessége. • A felszíni víz jó állapotúnak akkor tekinthető, ha a vízszennyezettségi határértékeket vagy más követelményeket kielégíti. • Ezen határértékeket és követelményeket külön jogszabály határozza meg. • Tilos a felszíni vízbe bármilyen szennyezést okozó anyagot bejuttatni. • Külön jogszabály szerint - a vízgyűjtő gazdálkodási tervhez illeszthetően vízvédelmi intézkedési programot kell kidolgozni, amelyben az adott vízgyűjtőterület vízminőségvédelmi céljait és feladatait kell meghatározni. A kidolgozás felelősei a környezetvédelmi felügyelőségek. • A használt- és szennyvizeket a gyártási és szennyvíztisztítási technológiától elvárható mértékben, illetve a befogadóra érvényes vízminőségi célkitűzések által meghatározott szintre kell tisztítani. • A használt vagy szennyvizet felszíni vízbe kibocsátó létesítmény létesítéséhez, bővítéséhez, fejlesztéséhez, működésének megkezdéséhez, működtetéséhez, felhagyásához a környezetvédelmi felügyelőség engedélye, illetve szakhatósági hozzájárulása szükséges. Az engedélyezés rendszerének tartalmi követelményei a mellékletben találhatóak.
152
• • •
Új létesítmények tervezésénél és megvalósításánál az elérhető legjobb technikát kell alkalmazni. Mellékletben határozzák meg azon veszélyes anyagok listáját, amelyek kibocsátása a felszíni vizekbe tilos, illetve azokét, amelyek kibocsátását folyamatosan csökkenteni kell, a kibocsátás megszüntetéséig. A szennyvízkibocsátási követelményeket tilos olyan eljárás alkalmazásával teljesíteni, amely az előírások betartását más környezeti elem szennyezésével éri el.
A rendeletben a következő határértékeket fogalmazzák meg: 1) Befogadó vízminőségi (imissziós) határértékek: Az EU irányelvek alapján, külön jogszabályban kerül meghatározásra. 2) Szennyvíz kibocsátási (emissziós) határértékek: a) technológiai határértékek: az elérhető legjobb technológia alapján kerülnek meghatározásra. Nem függnek a befogadó jellegétől. A környezetvédelmi és vízügyi miniszter külön rendeletben határozza meg a tevékenységek és komponensek körét, valamint az értékeket. b) országos területi kibocsátási határértékek: a jelenleg hatályos szennyvízbírság rendelet határértékrendszerét alapul véve külön miniszteri rendeletben kerülnek meghatározásra. c) vízminőségi célkitűzéseken alapuló vízgyűjtőterületi egyedi határértékek: a vízvédelmi intézkedési programok alapján, külön jogszabály szerint kell őket meghatározni. A határértékek közül mindig a legszigorúbb alkalmazandó. A bírságrendszer részletezése a rendelet mellékletében található: • A bírságtételek a jelenlegiek 70-szeresei. • A türelmi idő alatt a bírság az évektől függően 5-75%, de ha a kibocsátó a türelmi idő alatt folyamatosan végzi a szennyezés csökkentésére irányuló tevékenységet, akkor kérelmére a Környezetvédelmi Felügyelőség a bírságot a teljes bírság 5 %-ában állapítja meg. • Ha a kibocsátó a türelmi idő lejárta sem teljesíti a kibocsátási határértéket, akkor a települési szennyvíztisztítók a bírság 100 %-át, a gazdasági egységek a bírság 200 %-át kell fizessék. • Új létesítmények esetében, ha a határértéket nem tartják be, a felügyelőség a kibocsátót a szükséges szennyezés csökkentő intézkedések megtételére kötelezi. Ha a türelmi idő lejárta utáni 2. évben sem teljesíti a határértékeket, illetve nem teszi meg a szükséges szennyezés-csökkentő intézkedéseket, akkor a felügyelőség a tevékenységet felfüggeszti, korlátozza vagy betiltja. A környezetvédelmi felügyelőségek rendszeresen ellenőrzik a kibocsátásokat. Egyes szennyvízkibocsátóknak önellenőrzést kell tartaniuk: ezek a 15m3/üzemnap
153
feletti szennyvizet kibocsátók, valamint a veszélyes anyagokat, bőripari, vegyipari, fémmegmunkálási eredetű szennyeződést tartalmazó szennyvizeket kibocsátók. Az eredményeket meg kell küldeniük a Felügyelőségnek, aki jogosult ellenőrizni a megfelelőséget. 10.3.5. A felszín alatti vizek védelme A felszín alatti vizek védelmének célját a Nemzeti Környezetvédelmi Program (1996) a következőképpen fogalmazta meg: „Az ivóvízellátás alapját képező, stratégiai jelentőségű felszín alatti vizek minősége 50 éven belül az ország egész területén közelítse meg az emberi tevékenységgel közvetlenül nem érintett vizek minőségét legalább oly mértékig, hogy feleljen meg a (mindenkori) ivóvízszabványban rögzített minőségnek, kivéve, ha ez természetes állapotban sem állt fenn. Ez a követelmény nem vonatkozik az ismert, megfigyelés alatt álló, lehatárolt, ingatlan-nyilvántartásba bejegyzett, tartósan károsodott területrészekre, beleértve a települések monitoring rendszerrel lehatárolt közvetlen körzetét is.” A Kormány 33/2000. (III. 17.) rendelete tartalmazza a felszín alatti vizek minőségét érintő egyes tevékenységekkel összefüggő feladatokat. A rendelet célja a felszín alatti víz terhelésének lehetőség szerinti elkerülése, a felszín alatti víz és a földtani közeg szennyezésének megelőzése, a bekövetkezett határértéket meghaladó szennyezettség, károsodás mértékének csökkentése, megszüntetése, valamint ezek érdekében szabályok megállapítása, mindezeknél törekedve a legjobb elérhető technika alkalmazására. A rendelet meghatározza, hogy a szennyeződés érzékenységek alapján melyek a fokozottan érzékeny, az érzékeny és a kevésbé érzékeny területek. A rendelet megtiltja a kockázatos anyagok és a lebomlás során kockázatos anyagot produkáló anyagok (jegyzékük a rendelet mellékletében) közvetlen és közvetett bevezetését a felszín alatti vizekbe, és részletezi azokat a tevékenységeket és helyzeteket, amikor ez a bevezetés megengedett. A kockázatos anyagok felszín alatti vizekbe történő bevezetése engedélyköteles. Az engedélyt a Környezetvédelmi Felügyelőség meghatározott időre, de legfeljebb 12 évre adja ki, a rendeletben részletezett feltételekkel, és azt legalább négyévenként felülvizsgálja. Az engedély kérelemre vagy hivatalból módosítható és visszavonható. A felszín alatti vizek veszélyeztetésével járó tevékenységeket folytatóknak bejelentési és adatszolgáltatási kötelezettségeik vannak. A bejelentésre kötelezett tevékenységek listáját a rendelet melléklete tartalmazza. A rendelettel összefüggő nyilvántartási, irányítási, hatósági, szabályozási, tervezési, ellenőrzési, statisztikai, tájékoztatási, végrehajtási feladatok ellátására a Környezetvédelmi Felszín Alatti Víz és Földtani Közeg Nyilvántartási Rendszer (FAVI) szolgál, amelynek központja a Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium, regionális központjai pedig a Környezetvédelmi Felügyelőségek. A rendelet részletezi a felszín alatti vizek kármentesítésének szakaszait jelentő tényfeltárás, műszaki beavatkozás és utóellenőrzés feladatait. A rendeletben meghatározott tilalmak megszegése és a jogerős kármentesítési
154
műszaki beavatkozásra vonatkozó határozat végre nem hajtása felszín alatti vízvédelmi bírság kivetését vonja maga után. A bírság összegének kiszámítását a mellékletben részletezik. A 33/2000. rendeletben definiált szennyezettségi, egyedi szennyezettségi, intézkedési és kármentesítési szennyezettségi határértékeknek az egyes szennyezőanyagokra vonatkozó konkrét értékeit a 10/2000. (VI. 2.) KöM-EüMFVM-KHVM együttes rendelete tartalmazza.
10.4. Az Európai Unióhoz való csatlakozással járó feladatok Az Európai Uniós államok közös elvek alapján, közös szabályozással kívánják megoldani az olyan vízgazdálkodási feladatokat, amelyeket közösen célszerű kezelni. Mivel hazánk nemzetközi vízgyűjtőn fekszik, és felszíni vízfolyásaink 96 %-a az országhatáron túlról ered, ezért a vízgazdálkodásunk sokszor határon túlnyúló problémák megoldását igényli. Az EU vízgazdálkodási szabályozása ezt nagymértékben megkönnyíti. A csatlakozás érdekében meg kell teremteni az EU és a magyar jog harmonizációját. Az EU jogrendszerének alapelve nem a tiltás, a büntetés, hanem az állampolgárok önkéntes jogkövetése, amely a vízügyi jognál úgy érvényesül, hogy a szabályok racionálisak, figyelembe veszik az állampolgárok és a gazdálkodó szervezetek teherbíró képességét. Az EU az elmúlt években több vízgazdálkodási vonatkozású jogszabályt (irányelvet) dolgozott ki. Az irányelvek nagy része már érvényben van. A hatályban lévő irányelvek közül a Települési Szennyvizek Tisztítását Szabályozó 91/271/EGK irányelv és az ivóvízzel foglalkozó, új határértékeket tartalmazó 98/83/EK irányelv átvétele elsőrendű feladat. Ezeken kívül számos, a környezetvédelemhez kapcsolódó vízvédelmi irányelv (pl. 91/676/EGK irányelv a mezőgazdasági eredetű szennyvizekről) megvalósítása áll az ország előtt. Az EU legfontosabb vízgazdálkodásra vonatkozó szabályozása a 2000 decemberében érvénybe lépett 2000/60/EK Víz Keretirányelv (az európai közösségi intézkedések kereteinek meghatározásáról a víz politika területén). Ez egy átfogó, a felszíni és felszín alatti vízkészleteket, valamint a vizek mennyiségi és minőségi kérdéseit együttesen kezelő, összefüggő szabályozási rendszer bevezetését követeli meg vízgyűjtő területi szinten, és célja a fenntartható vízügyi politika kialakítása. A keretirányelv azon kérdések szabályozását, amelyek kedvezőbben szabályozhatók a tagállamok szintjén vagy helyi szinten, a tagállamokra bízza. A keretirányelv legfontosabb, újszerű elemei a következők: • közös ökológiai célkitűzések bevezetése,
155
• • • • • • • • • • • • •
a célokat a társadalom vízigényeinek és az emberi tevékenység vizekre gyakorolt hatásának körültekintő értékelésének megfelelően kell meghatározni, a döntési folyamatokba a társadalmat be kell vonni, a vízkészlet-gazdálkodást össze kell hangolni a természetes ökológiai állapot védelmével, a vízmennyiség-gazdálkodást össze kell hangolni a vízminőség védelmével, a felszíni vízkészlet-gazdálkodást össze kell hangolni a felszín alattival, az alkalmazott vízkészlet-gazdálkodási módszereket össze kell hangolni a környezeti célokkal, vízgyűjtőre épülő vízgazdálkodást kell folytatni, törekedni kell a határokon átnyúló vízgyűjtő–gazdálkodási területegységek kialakítására, az egész EU területén egységes szempontok alapján kell a vízgyűjtő gazdálkodási tervezéseket elvégezni, hazai és nemzetközi szinten is biztosítani kell az illetékes hatóságok közti koordinációt, biztosítani kell a költségmegtérülés elvét, az új célkitűzéseknek megfelelő monitoring és adatgyűjtési rendszert kell működtetni, gondoskodni kell a keretirányelv érvényesítésének ellenőrzéséről és a jelentések elkészítéséről.
Az EU Víz Keretirányelve alapján a tagállamoknak meg kell védeniük, javítaniuk kell és helyre kell állítaniuk minden felszíni víztestet azzal a céllal, hogy legkésőbb 15 éven belül, azaz a 2015. év végére elérjék a felszíni vizek jó állapotát. A „felszíni víz jó állapota” egy felszíni víztestnek azt az állapotát jelenti, amikor annak ökológiai és fizikai-kémiai állapota is legalább jó minősítésű. Az általános meghatározás szerint jó ökológia állapotú az a felszíni víztest, amelynek biológiai minőségének elemeire vonatkozó értékek emberi tevékenységből származó kismértékű torzulást mutatnak, de csak kevéssé térnek el azoktól, amelyek ezt a típust zavartalan körülmények között általában jellemzik. A mesterséges és erősen módosított víztestek esetében 2015-re a jó ökológiai potenciált és a felszíni víz jó kémiai állapotát kell elérni. A folyók és a tavak esetében az általános definíció szerint a következőknek kell teljesülniük a „jó fizikai és kémiai állapotú víz” kategória eléréséhez: • A hőmérséklet, az oxigénegyensúly, a pH, a savközömbösítő kapacitás és a sótartalom nem lépnek ki abból a tartományból, amelyet annak jelzésére alakítottak ki, hogy biztosított-e a típusra jellemző ökoszisztéma funkcionálása és a biológiai minőségi elemek „jó állapot”-hoz tartozó értékeinek fennállása. • A tápanyag-koncentráció nem haladja meg azokat a szinteket, amelyeket arra a célra alakítottak ki, hogy azok alapján meg lehessen győződni az ökoszisztéma
156
•
funkcionálásáról és a biológiai minőségi elemek „jó állapot”-hoz tartozó értékeinek fennállásáról. A specifikus szintetikus szennyező anyagok és a specifikus nem szintetikus szennyező anyagok koncentrációi nem haladják meg a kerettervben részletezett eljárásokkal megállapított szinteket, nem érintve a 91/414/EK és a 98/8/EK irányelveket.
A felszín alatti vizek minőségével kapcsolatban az EU tagállamok 2015. év végére kell elérjék a felszín alatti vizek jó állapotát. A „felszín alatti víz jó állapota” egy felszín alatti víztestnek azt az állapotát jelenti, amikor annak a mennyiségi és kémiai állapota is legalább „jó” minősítésű. A jó állapotú kategória eléréséhez a következőknek kell teljesülniük: ¾ A víztestben a felszín alatti víz szintje olyan, hogy a hosszabb időszakra számított átlagos éves kitermelés hozama nem haladja meg a hasznosítható felszín alatti vízkészletet. Ennek megfelelően a felszín alatti víz szintje nincs kitéve olyan antropogén hatásoknak, amelyek következtében: • a kapcsolódó felszíni vizekre a kerettervben megállapított környezeti célkitűzések nem érhetők el, • a kapcsolódó felszíni vizek állapotában bármilyen jelentős romlás következne be, • a felszín alatti víztesttől közvetlenül függő szárazföldi ökoszisztémában bármilyen jelentős károsodás következne be, • továbbá egy térbelileg behatárolt területen időlegesen vagy folyamatosan elfordulhatnak a vízszint változás miatt az áramlás irányában bekövetkező változások, de az ilyen irányváltozások nem okozhatják a sós vagy egyéb víz térnyerését, és nem jelezhetnek az áramlás irányára vonatkozóan az előbbieket előidéző tartós és egyértelműen meghatározható antropogén eredetű tendenciát. ¾ A felszín alatti víztest kémiai összetétele olyan, hogy a szennyezőanyagok koncentrációi: • nem mutatják a sós vagy más szennyeződés térnyerésének jeleit, • nem haladják meg a vonatkozó közösségi joganyagban meghatározott egyéb minőségi határértékeket a kerettervben meghatározott felszín alatti vizek szennyeződésének megelőzéséhez és szabályozásához megfogalmazott stratégiákkal összhangban, • nem akadályozzák a kapcsolódó felszíni vizekre a kerettervben megállapított környezeti célkitűzések elérését, sem ezek ökológiai vagy kémiai állapotának bármilyen jelentős romlását, sem a felszín alatti víztesttől közvetlenül függő szárazföldi ökoszisztémák bármilyen jelentős károsodását, • a vezetőképességben bekövetkező változások nem jelzik sós víz vagy bármilyen más szennyezés térnyerését.
A Víz Keretirányelvben kijelölik és a mellékletekben részletezik a célok eléréséhez szükséges feladatokat, úgymint: • •
az igazgatási intézkedések összehangolása a vízgyűjtő területeken, a víztestek besorolása,
157
• • • • • • • • • •
a vízgyűjtő terület jellemzőinek elemzése, az emberi tevékenységnek a felszíni és felszín alatti vizek állapotára gyakorolt hatásának felülvizsgálata, a víz használatának gazdasági elemzése, a vízi szolgáltatások költségmegtérülési elvének tekintetbe vételével, a védett területek nyilvántartása, az ivóvízkitermelésre használt víztestek meghatározása, intézkedések az ivóvíz kitermelésére használt víztestek védelmére, a felszíni és felszín alatti vizek, valamint a védett területek monitoringja (feltáró, operatív, vizsgálati monitoring rendszerek kialakítása), a környezeti célkitűzések megvalósítására intézkedési programok kidolgozása a vízgyűjtő területekre, vízgyűjtő gazdálkodási tervek elkészítése, közvélemény tájékoztatása, beszámolók készítése.
Magyarország EU-s csatlakozása feltehetően az ország több vízgazdálkodási problémájának megoldását hozza, mivel az EU tagok számára kötelező az EU előírásainak betartása, amely államok pedig még nem tagok, de azok szeretnének lenni, minden bizonnyal igyekeznek majd, hogy eleget tegyenek az EU követelményeinek.
10.5. Nemzetközi egyezmények A víz és a fejlődés kapcsolatából származó globális kihívásra meglévő és újonnan alakult világszervezetek igyekeztek megoldásokat találni különböző kezdeményezésekben, egyezményekben és deklarációkban. A növekvő figyelem fontosabb állomásai: az UNESCO Nemzetközi Hidrológiai Dekád programja (1965-1974), az ENSZ Vízügyi konferenciája (Mar del Plata, 1977), az 1992-es Rioi UNCED Konferencia (ENSZ Föld Csúcstalálkozó) és az azt előkészítő dublini találkozó, amely a víz és a környezet kapcsolatával foglalkozott, a "World Water Vision" folyamat, a "Global Water Partnership" hálózat létrehozása és a 2000. évi Hágában tartott második Víz Világ Fórum. A vízi környezetre vonatkozó nemzetközi egyezmények közül Magyarország az alábbiakhoz csatlakozott illetve írta alá: • Egyezmény a hulladékkal és egyéb anyagokkal való tengerszennyezés megelőzéséről (London). Nemzetközi elfogadás, hatálybalépés: 1972, 1975, magyar csatlakozás: 1976. • Nemzetközi egyezmény a hajókról származó szennyezés megelőzéséről (London). Nemzetközi elfogadás, hatálybalépés: 1973, 1983, magyar csatlakozás: 1983. Jegyzőkönyv (London): nemzetközi elfogadás, hatálybalépés: 1978, 1983, magyar csatlakozás: 1985.
158
• • • • •
Ramsari Egyezmény a vizes élőhelyek védelméről. Magyar jóváhagyás: 1979. Egyezmény az országhatárokat átlépő vízfolyások és nemzetközi tavak védelméről és használatáról (Helsinki Egyezmény). Nemzetközi elfogadás: 1992, magyar aláírás: 1992, jóváhagyás: 1994 Víz és Egészség Jegyzőkönyv a határokat átlépő vízfolyások és nemzetközi tavak védelméről és használatáról szóló Helsinki Egyezményhez. Magyar aláírás: 1999. Egyezmény az együttműködésről a Duna védelmére és fenntartható használatára (Szófia). Nemzetközi elfogadás: 1994, magyar aláírás: 1994, jóváhagyás: 1998. Egyezmény a határokat átlépő vizek nem hajózási célú használatának jogáról. magyar aláírás: 1999.
Magyarországnak minden szomszédos országgal kétoldalú határvízi egyezménye van. Az ezek végrehajtását, érvényesítését végző különböző testületekbe az Országos Vízügyi Főigazgatóság, a vízügyi igazgatóságok, a környezetvédelmi felügyelőségek és a szakminisztériumok delegálnak képviselőket. Az egyezmények a vízgazdálkodás szinte minden területére kiterjednek. A Duna védelmére és fenntartható használatára vonatkozó szófiai konvenció (az ún. Duna Konvenció) keretében napjainkban folyik a Duna menti államok vízminőségi észlelésekkel kapcsolatos tárgyalássorozata. Ez az EU Víz keretirányelvben foglaltaknál konkrétabb előírásokat eredményez. Nagyon fontos, hogy a vízminőségi határvízi egyezményeink a jövőben összhangba kerüljenek a nemzetközi szerződésekkel. Ez utóbbiakat határvízi szomszédaink is ratifikálták. A nemzetközi egyezmények gyakorlatba történő átültetését és határvízi egyezményekbe való beépítését nehezíti a jóváhagyott szövegek gyakran megfoghatatlan, konkrétumokat nem tartalmazó szövege. Az elmúlt évek tapasztalatai (tiszai árvizek, a Tisza cianid- és nehézfémszennyezése) különösen kiemelték a meglévő két- és többoldalú egyezmények megerősítésének szükségességét. Az árvíz és haváriavédekezés javítása a Kárpát-medence egészére kiterjedő, megbízható észlelő-hálózatot és operatív előrejelzést tesz szükségessé, továbbá a biztonság fokozását több környező országban.
159
MELLÉKLET: Jogszabályok jegyzéke Törvények • • • • • • • • • • • •
•
1993. évi XLVIII. törvény a bányászatról 1994. évi LV. törvény a termőföldről 1995. évi LII. törvény a környezet védelmének általános szabályairól 1995. évi LVII. törvény a vízgazdálkodásról 1996. évi LIII. törvény a természet védelméről 1996. évi LIV. törvény az erdőkről és az erdők védelméről 1997. évi XL. törvény a halászatról és a horgászatról 2000. évi XLIII. törvény a hulladékgazdálkodásról 2000. XLII. törvény a víziközlekedésről 2000. CXXIX. törvény a környezet védelmének általános szabályairól szóló 1995. évi LIII. törvény módosításáról 2001. évi X. törvény a hajókról történő szennyezés megelőzéséről szóló 1973. évi nemzetközi egyezmény és az ahhoz csatolt 1978. évi Jegyzőkönyv („MARPOL 1973/1978.”) kihirdetéséről 2001. évi LXXI. törvény a vízgazdálkodásról szóló 1995. évi LVII. törvény módosításáról 2001. XCVII. törvény a Magyar Köztársaságnak az Európai Környezetvédelmi Ügynökségben és az Európai Környezeti Tájékoztató és Megfigyelő Hálózatban való részvételéről szóló Megállapodás kihirdetéséről
Kormányrendeletek, kormányhatározatok • • • • • • •
38/1995. (IV. 5.) Korm. rendelet a közműves ivóvízellátásról és a közműves szennyvízelvezetésről 62/1995. (VI. 8.) Korm. rendelet a Balatonnal kapcsolatos kormányzati feladatok koordinációjáról 72/1996. (V. 22.) Korm. rendelet a vízgazdálkodási hatósági jogkör gyakorlásáról 8/1997. (I. 22.) Korm. rendelet a közműves ivóvízellátásról és a közműves szennyvízelvezetésről szóló 38/1995. (IV. 5.) Korm. rendelet módosításáról 123/1997. (VII. 18.) Korm. rendelet a vízbázisok, a távlati vízbázisok, valamint az ivóvízellátást szolgáló vízilétesítmények védelméről 132/1997. (VII. 24.) Korm. rendelet a vízminőség kárelhárítással összefüggő feladatokról 1106/1997. (X. 11.) Korm. határozat a Velencei-tó turisztikai és természeti értékeinek megőrzését és a vízminőség javítását elősegítő intézkedési tervről szóló 1031/1995. (IV. 19.) Korm. határozat módosításáról
160
• • • • • • • • • • • • • • • • • • •
139/1998. (VIII. 25.) Korm. rendelet a hágai Nemzetközi Bíróság Dunával kapcsolatos döntéséből adódó kormányzati feladatok koordinációjáról szóló 163/1997. (IX. 30.) Korm. rendelet módosításáról 158/1998. (IX. 30.) Korm. rendelet a környezetvédelmi miniszter feladat- és hatásköréről 203/1998. (XII. 19.) Korm. rendelet a bányászatról szóló 1993. évi XLVIII. törvény végrehajtásáról 37/1999. (II. 26.) Korm. rendelet a közműves ivóvízellátásról és a közműves szennyvízelvezetésről szóló 38/1995. (IV. 5.) Korm. rendelet módosításáról 46/1999. (III. 18.) Korm. rendelet a hullámterek, a parti sávok, a vízjárta, valamint a fakadó vizek által veszélyeztetett területek használatáról és hasznosításáról 1042/1999. (IV. 29.) Korm. határozat az 1999. évi ár- és belvíz, valamint a rendkívüli téli időjárás miatti védekezési költségekről és a kárenyhítésről 120/1999. (VIII. 6.) Korm. rendelet a vizek és a közcélú vízilétesítmények fenntartására vonatkozó feladatokról 10/2000. (II. 2.) Korm. rendelet a vízgazdálkodási hatósági jogkör gyakorlásáról szóló 72/1996. (V. 22.) Korm. rendelet módosításáról 33/2000. (III. 17.) Korm. rendelet a felszín alatti vizek minőségét érintő tevékenységekkel összefüggő egyes feladatokról 74/2000. (V. 31.) Korm. rendelet a Duna védelmére és fenntartható használatára irányuló együttműködésről szóló, 1994. jún. 29-én, Szófiában létrehozott Egyezmény kihirdetéséről 103/2000. (VI. 28.) Korm. rendelet a közlekedési és vízügyi miniszter feladatés hatásköréről 130/2000. (VII. 11.) Korm. rendelet a határokat átlépő vízfolyások és nemzetközi tavak védelmére és használatára vonatkozó, Helsinkiben, 1992. márc. 17-én aláírt Egyezmény kihirdetéséről 151/2000. (IX. 1.) Korm. rendelet a nemzetközi jelentőségű víziutakról szóló európai Megállapodás kihirdetéséről 239/2000. (XII. 23.) Korm. rendelet a bányatavak hasznosításával kapcsolatos jogokról és kötelezettségekről 240/2000. (XII. 23.) Korm. rendelet a települési szennyvíztisztítás szempontjából érzékeny felszíni vizek és vízgyűjtőterületük kijelöléséről 20/2001. (II. 14.) Korm. rendelet a környezeti hatásvizsgálatról 2035/2001. (II. 23.) Korm. határozat a Balatoni Vízgazdálkodási Fejlesztési Programról 41/2001. (III. 14.) Korm. rendelet a Magyar Köztársaság Kormánya és a Szlovén Köztársaság Kormánya között a vízgazdálkodási kérdések tárgyában aláírt Egyezmény kihirdetéséről 49/2001. (IV. 3.) Korm. rendelet a vizek mezőgazdasági eredetű nitrátszennyezéssel szembeni védelméről
161
• • • • • • • • • • • • • •
50/2001. (IV. 3.) Korm. rendelet a szennyvizek és szennyvíziszapok mezőgazdasági felhasználásának és kezelésének szabályairól 193/2001. (X.19.) Korm. rendelet az egységes környezethasználati engedélyezési eljárás részletes szabályairól 201/2001. (X. 25.) Korm. rendelet az ivóvíz minőségi követelményeiről és az ellenőrzés rendjéről 203/2001. (X. 26.) Korm. rendelet a felszíni vizek minősége védelmének egyes szabályairól 204/2001. (X. 26.) Korm. rendelet a csatornabírságról 205/2001 (X. 26.) Korm. rendelet az egyes vízgazdálkodással összefüggő jogszabályok módosításáról 273/2001. (XII. 21.) Korm. rendelet a természetes fürdővizek minőségi követelményeiről, valamint a természetes fürdőhelyek kijelöléséről és üzemeltetéséről 1142/2001. (XII. 26.) Korm. határozat a Tisza és a Szamos folyók cianidszennyeződéséből adódó kormányzati intézkedések koordinálásáról 25/2002. (II. 27.) Korm. rendelet a Nemzeti Települési Szennyvízelvezetési és -tisztítási Megvalósítási Programról 26/2002. (II. 27.) Korm. rendelet a Nemzeti Települési Szennyvízelvezetési és -tisztítási Megvalósítási Programmal összefüggő szennyvízelvezetési agglomerációk lehatárolásáról 27/2002. (II. 27.) Korm. rendelet a Nemzeti Települési Szennyvízelvezetési és -tisztítási Megvalósítási Program végrehajtásával összefüggő nyilvántartásról és jelentési kötelezettségről 109/2002. (V. 14.) Korm. rendelet a vízgazdálkodási társulatokról szóló 160/1995. (XII. 26.) Korm. rendelet módosításáról 110/2002. (V. 14.) Korm. rendelet a magánszemélyek közműfejlesztési támogatásáról szóló 73/1999. (V. 21.) Korm. rendelet módosításáról 155/2002. (VII. 9.) Korm. rendelet a környezetvédelmi és vízügyi miniszter feladat- és hatásköréről
Miniszteri rendeletek • • • • •
4/1990. (X. 24.) KHVM rendelet a vízügyi szolgálatról 18/1992. (VII. 14.) KHVM rendelet a víziközművek üzemeltetésének követelményeiről 33/1993. (XII. 23.) KTM rendelet a szennyvízbírságról szóló 3/1984. (II. 7.) OVH rendelkezés módosításáról 34/1993. (XII. 23.) KTM rendelet a csatornabírságról szóló 4/1984. (II. 7.) OVH rendelkezés módosításáról 6/1995. (II. 2.) BM rendelet a szabad vizekben való fürdésről, a fürdőhelyről, a viharjelzésről és a jégen tartózkodás szabályairól
162
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
18/1996. (VI. 13.) KHVM rendelet a vízjogi engedélyezési eljáráshoz szükséges kérelemről és mellékleteiről 2/1997. (II. 18.) KHVM rendelet a mezőgazdasági vízszolgáltató művek üzemeltetéséről 4/1997. (II. 5.) IKIM-KTM-KHVM együttes rendelet a Magyar Geológiai Szolgálat részére szolgáltatandó földtani kutatási adatok köréről és forgalmazásának rendjéről 29/1997. (IV. 30.) FM rendelet az erdők védelméről szóló 1996. évi LIV. törvény végrehajtásáról 10/1997. (VII. 17.) KHVM rendelet az árvíz- és belvízvédekezésről 15/1997. (IX. 19.) KHVM rendelet a folyók mértékadó árvízszintjéről 37/1997. (XII. 8.) KTM rendelet a szennyvízbírságról szóló 3/1984. (II. 7.) OVH rendelet módosításáról 5/1998. (III. 11.) KHVM rendelet a Területi Vízgazdálkodási Tanácsról 22/1998. (XI. 6.) KHVM miniszteri rendelet a vízügyi igazgatási szervezet vízrajzi tevékenységéről 22/1998. (XI. 6.) KHVM rendelet a vízügyi igazgatási szervezet vízrajzi tevékenységéről 23/1998. (XI. 6.) KHVM rendelet a vízügyi igazgatási szervezet vízgazdálkodási nyilvántartásáról 11/1999. (III. 11.) KHVM rendelet a vízügyi célelőirányzat felhasználásáról 2/1999. (III. 26.) KöM rendelet a Környezetvédelmi Alap célfeladat fejezeti kezelésű előirányzat felhasználásának, nyilvántartásának és ellenőrzésének részletes szabályairól 21/1999. (VII. 22.) KHVM-KöM e. rendelet a vízminőségi kárelhárítással összefüggő üzemi tervek készítésének, karbantartásának és korszerűsítésének szabályairól 97/1999. (XI. 18.) FVM-EüM-GM e. rendelet a természetes ásványvíz, a forrásvíz, az ivóvíz és az ásványi anyaggal dúsított ivóvíz palackozásáról és forgalmazásáról 74/1999. (XII. 25.) EüM rendelet a természetes gyógytényezőkről 43/1999. (XII. 26.) KHVM rendelet a vízkészletjárulék kiszámításáról 80/1999. (XII. 28.) GM-EüM-FVM e. rendelet az állami tulajdonú közüzemi vízműből szolgáltatott ivóvízért, illetve az állami tulajdonú közüzemi csatornamű használatáért fizetendő díjakról 6/2000. (IV. 28.) KöM rendelet a Környezetvédelmi Alap célfeladat fejezeti kezelésű előirányzat felhasználásának, nyilvántartásának és ellenőrzésének részletes szabályairól szóló 2/1999. (III. 26.) KöM rendelet módosításáról 10/2000. (VI. 2.) KöM-EüM-FVM-KHVM együttes rendelete a felszín alatti víz és a földtani közeg minőségi védelméhez szükséges határértékekről 23/2000. (IX. 13.) HM rendelet a folyók mértékadó árvízszintjeiről szóló 15/1997. (IX. 19.) KHVM rendelet módosításáról
163
• •
• • • • • • • •
33/2001. (X. 4.) KöViM rendelet a vízügyi célelőirányzat felhasználásáról szóló 11/1999. (III. 11.) KHVM rendelet módosításáról 34/2001. (X. 12.) KöViM rendelet a 2001. X. törvénnyel kihirdetett, a hajókról történő szennyezés megelőzéséről szóló 1973. évi nemzetközi egyezmény és az ahhoz csatolt 1978. évi jegyzőkönyv („MARPOL 1973/1978”) mellékleteinek kihirdetéséről 28/2001. (XII. 23.) KöM rendelet a Környezetvédelmi Alap célfeladatok fejezeti kezelésű előirányzat felhasználásának, nyilvántartásának és ellenőrzésének részletes szabályairól 2/2002. (I. 23.) KöM-FVM együttes rendelet az érzékeny területekre vonatkozó szabályokról 13/2002. (II. 18.) KöViM rendelet a kikötőkbe érkező és azokat elhagyó, parti tengeren áthaladó és veszélyes vagy szennyező árukat szállító tengeri hajókkal szemben támasztott egyes követelményekről 7/2002. (III. 1.) KöM rendelet a használt és szennyvizek kibocsátásának méréséről, ellenőrzéséről, adatszolgáltatásáról, valamint a vízszennyezési bírság sajátos szabályairól 17/2002. (III. 7.) KöViM rendelet a hajózásra alkalmas, illetőleg hajózásra alkalmassá tehető természetes és mesterséges felszíni vizek víziúttá nyilvánításáról 9/2002. (III. 22.) KöM-KöViM együttes rendelet a használt és szennyvizek kibocsátási határértékeiről és alkalmazásuk szabályairól 9/2002. (III. 30.) KöViM rendelet a vízügyi célelőirányzat felhasználásáról szóló 11/1999. (III.11.) KHVM rendelet módosításáról 21/2002. (IV. 25.) KöViM rendelet a víziközművek üzemeltetéséről
Országgyűlési határozatok, utasítások, tájékoztatók • • • • • •
8/1970. (V. É. 6.) OVH utasítás a hévízművek (hévízkutak) üzemeltetési szabályzatának kiadásáról 2/1971. (V. 18.) OVH rendelkezés a hévízkutak kötelező időszakos műszeres felülvizsgálatáról és karbantartásáról 3/1984. (II. 7.) OVH rendelkezés a szennyvízbírságról (2003. jan. 1-én hatályát veszti, helyébe a 203/22001. (X.26.) Korm. rendelet a felszíni vizek minősége védelmének egyes szabályairól megfelelő részei lépnek.) 4/1984. (II. 7.) OVH rendelkezés a csatornabírságról (amely egyes részei hatályukat vesztették a 204/2001. (X.26.) a csatornabírságról szóló kormányrendelet életbe lépését követően.) 24/1997. (III. 26.) OGY határozat a holtágak megmentésével, rehabilitációjával, védelmével és hasznosításával kapcsolatos feladatokról 2/1999. (II. 4.) KHVM-KöM együttes utasítás a területi vízminőségi kárelhárítási tervekről
164
• • • • •
• • •
38/2000. (V. 5.) OGY határozat a holtágak megóvásával, hasznosításával és rehabilitációjával kapcsolatos további feladatokról 59/2000. (VI. 16.) OGY határozat a Szamos és a Tisza folyót ért cianid szennyezés okozta ökológiai szükséghelyzet orvoslására 8001/2000. (Kö. Vi. Ért. 5.) KöViM-KöM együttes tájékoztatója a távlati vízbázisokról 16/2001. KöM-KöViM-EüM együttes utasítás a Balaton és vízgyűjtője vizeinek vizsgálati és minősítési rendjéről 8005/2001. (MK 156.) KöM tájékoztató a természetvédelemről szóló 19996. évi LIII. törvény erejénél fogva védett lápok jegyzékéről (2001. dec. 27-ei megjelenés) 8006/2001. (MK 156.) KöM tájékoztató a természetvédelemről szóló 19996. évi LIII. törvény erejénél fogva védett szikes tavak jegyzékéről (2001. dec. 27ei megjelenés) 25/2001. (K. Ért. 2002. évi 2.) KöM utasítás a Környezetvédelmi alap célfeladatok fejezeti kezelésű előirányzat működtetési szabályairól szóló 4/2001. (K. Ért. 4.) Köm Utasítás módosításáról 8001/2002. (K. Ért. 2.) KöM tájékoztatója a 33/2000. (III. 17.) kormányrendelettel előírt adatlap közzétételéről szóló 8008/2000. (K. Ért. 6.) KöM tájékoztató módosításáról
165
IRODALOMJEGYZÉK ADATOK HAZÁNK KÖRNYEZETI ÁLLAPOTÁRÓL. – Környezetvédelmi és Területfejlesztési Minisztérium, Budapest, 1997. A FOLYÓKKAL VALÓ GAZDÁLKODÁS FEJLESZTÉSE. – Közlekedési, Hírközlési és Vízügyi Minisztérium Vízkárelhárítási Főosztály, 1998. P 15 A HAZAI VÍZGAZDÁLKODÁS STRATÉGIAI KÉRDÉSEI. - szerk.: Somlyódi László, Magyar Tudományos Akadémia, Budapest, 2002. P 402 ALEXAY ZOLTÁN: A Szigetköz ma. – Természet Világa 2001. február, pp. 85-86. A TERMÉSZETI ERŐFORRÁSOK GAZDASÁGTANA ÉS FÖLDRAJZA. – szerk.: Bora Gyula – Korompai Attila, Aula Kiadó, Budapest, 2001. P 428 ÁLTALÁNOS TERMÉSZETFÖLDRAJZ – szerk.: Borsy Zoltán, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1992. P 832 BARDÓCZYNÉ SZÉKELY EMŐKE: Kis vízfolyások és vízgyűjtőterületeik kapcsolatának elemzése tájökológiai szemlélettel. – Földrajzi Konferencia, Szeged, 2001. CD BOCZ KÁROLY - FEJÉR HUBA: Települések csatornázási lehetőségei. - Imolex Tanácsadói Iroda, Budapest, 1998. P 123 BOZÓKY-SZESZICH KÁROLY - KOVÁCS KÁLMÁNNÉ - ILLÉS ISTVÁN: Vízellátás és csatornázás (tervezési segédlet). - BME Építőmérnöki Kar, kézirat, szerk.: Öllős Géza, Tankönyvkiadó, Budapest, 1981. P 460 BULLA BÉLA: Magyarország természeti földrajza. - Tankönyvkiadó, Budapest, 1962. P 424 BULLA BÉLA - MENDÖL TIBOR: A Kárpát-medence földrajza. - Lucidus Kiadó, Budapest, 1999. P 420 BULLA MIKLÓS: Települési szennyvizek újrahasznosítása. - doktori értekezés, BME, Budapest, 1979. BULLA MIKLÓS: Tervezési útmutató a „Vízépítési alapismeretek” c. tárgyhoz – kézirat, BME Építőmérnöki Kar, Tankönyvkiadó, Budapest, 1984. P 150 BULLA MIKLÓS: Környezetvédelmi kihívások. – In: INFO-Társadalomtudomány, 52. szám, 2001. július, pp. 5-13. BUZÁS KÁLMÁN: A csatornázás és szennyvíztisztítás fejlesztése: eredmények, kételyek, nyitott kérdések. – In: INFO-Társadalomtudomány, 52. szám, 2001. július, pp. 43-51. DÉVAI GYÖRGY: Vizes élőhelyek és jelentőségük az Alföldön. – In: A víz szerepe és jelentősége az Alföldön, Nagyalföld Alapítvány, Békéscsaba, 2000. pp. 51-63. DULOVICS DEZSŐNÉ: A csatornázás irányzatai. - MaSzeSz Hírcsatorna, 2002. júlaug., pp. 3-7. FOLYÓINKKAL VALÓ GAZDÁLKODÁSRÓL…- összeállította: Láng István, Északdunántúli Vízügyi Építő és Szolgáltató Kft., Győr, 2001. P 65 HAJÓS BÉLA: A vízgazdálkodás országos koncepciója. – ÖKO (Ökológia, Környezetgazdálkodás, Társadalom), 2000. XI. évfolyam 1-2. szám, pp. 1-45.
166
HORVÁTH LÁSZLÓNÉ: A víziközmű szolgáltatás jelene és jövője Magyarországon. – ÖKO (Ökológia, Környezetgazdálkodás, Társadalom), 2000. XI. évfolyam 1-2. szám, pp. 46-83. JAKUCS LÁSZLÓ: Természetföldrajz II. A Föld külső erői. – Mozaik Oktatási Stúdió, Szeged, 1995. P 304 JOLÁNKAI GÉZA - BÍRÓ ISTVÁN: A vízminőségvédelem alapjai, különös tekintettel a rendszerszemléletű ökohidrológiai módszerekre. - egyetemi jegyzet, ELTE TTK, Budapest, 1999. P 137 KONECSNY KÁROLY: Az országhatáron túli tájalakítás hatása az Alföld vízviszonyaira. – In: A víz szerepe és jelentősége az Alföldön, Nagyalföld Alapítvány, Békéscsaba, 2000. pp. 27-45. KÖRNYEZETSTATISZTIKAI ADATOK 1998. – Központi Statisztikai Hivatal, Budapest, 2000. P 190 KÖRNYEZETTECHNIKA. - szerk.: Barótfi István, Mezőgazda Kiadó, Budapest, 2000. LIGETVÁRI FERENC – DESEŐ ÉVA – HORVÁTH VERA – STEINDL ZSUZSA: Magyarország felszíni és felszín alatti vizeinek minőségi állapota. – ÖKO (Ökológia, Környezetgazdálkodás, Társadalom), 2000. XI. évfolyam 1-2. szám, pp. 106-120. MAGYARORSZÁG KÖRNYEZETI MUTATÓI 2000 (Környezeti információs tanulmányok 1.). – Környezetvédelmi Minisztérium, Budapest, 2000. pp. 43-54., pp. 108-119. MOSER MIKLÓS – PÁLMAI GYÖRGY: A környezetvédelem alapjai. – Tankönyvkiadó, Budapest, 1992. P 494 NEMZETI KÖRNYEZETVÉDELMI PROGRAM - A MEGVALÓSÍTÁS ÁLTALÁNOS TERVE. 1998. – Tájékoztató a H/3400. számú országgyűlési határozati javaslathoz NAGY ILDIKÓ RÉKA: Kisvízfolyások revitalizációs lehetőségeinek vizsgálata a Hosszúréti-patak példáján. - Földrajzi Konferencia, Szeged, 2001. CD ÖLLŐS GÉZA: Csatornázás - szennyvíztisztítás I.-II.: I. Csatornázás. - Aqua Kiadó, Budapest, 1990. P 309 ÖLLŐS GÉZA: Csatornázás - Szennyvíztisztítás I.-II.: II. Szennyvíztisztítás. - Aqua Kiadó, Budapest, 1991. P 1299 RADÓ DEZSŐ: A növényzet szerepe a környezetvédelemben. - Zöld Érdek Alapítvány - Levegő Munkacsoport, Budapest 1992. P 142 RAKONCAI JÁNOS: A környezet hidrogeográfiai összefüggései az Alföldön. – In: A víz szerepe és jelentősége az Alföldön, Nagyalföld Alapítvány, Békéscsaba, 2000. pp. 16-26.
SOMLYÓDI LÁSZLÓ - HOCK BÉLA: Vízminőség és szabályozás. - In: A hazai vízgazdálkodás stratégiai kérdései. - szerk.: Somlyódi László, Magyar Tudományos Akadémia, Budapest, 2002. pp. 139-176. SZLÁVIK LAJOS: Az Alföld árvízi veszélyeztetettsége. – In: A víz szerepe és jelentősége az Alföldön, Nagyalföld Alapítvány, Békéscsaba, 2000. pp. 64-84. SZOLNOKY CSABA – MÉSZÁROS CSABA: Vízépítés. – Tankönyvkiadó, Budapest, 1992, P 311
167
TANULMÁNYOK HAZÁNK KÖRNYEZETI ÁLLAPOTÁRÓL. – szerk. Bulla Miklós, Környezetgazdálkodási Intézet, Budapest, 1989. P 176 TERMÁLVÍZKÉSZLETEINK, HASZNOSÍTÁSUK ÉS VÉDELMÜK. – összeállította: Liebe Pál, VITUKI Rt. Hidrológiai Intézete, Budapest, 2001. P 21 THYLL SZILÁRD: Vízszennyezés - Vízminőségvédelem. - jegyzet http://gisserver1.date.hu/thyll/vizszenny-vizmin/tartalomjegyzek.html TÖRÖK JÓZSEF: Hévízgazdálkodás az Alföldön. – In: A víz szerepe és jelentősége az Alföldön, Nagyalföld Alapítvány, Békéscsaba, 2000. pp. 180-188. UDVARDI ANIKÓ: Vizes élőhelyek rehabilitációs lehetőségei a Zsámbéki-medence területén. - Földrajzi Konferencia, Szeged, 2001. CD VÁRADI JÓZSEF: A vízkárelhárítás stratégiája a XXI. század közepén. – ÖKO (Ökológia, Környezetgazdálkodás, Társadalom), 2000. XI. évfolyam 1-2. szám, pp. 84-105. VÍZTISZTÍTÁS - SZENNYVÍZTISZTÍTÁS ZSEBKÖNYV. - szerk.: Benedek Pál, Valló Sándor, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1976. P 694 www.kvvm.hu www.vizugy.hu www.vituki.hu www.met.hu www.ovf.hu www.eduvizig.hu www.kdvizig.hu www.aduvizig.hu www.kdtvizig.hu www.ddvizig.hu www.tivizig.hu www.kovizig.hu www.evizig.hu www.vizmuvek.hu www.korte-organica.hu
168
