VÍZBÁZIS-VÉDELEM, FENNTARTHATÓSÁG, KÖLTSÉGCSÖKKENTÉS Bugya Titusz1 – dr. Wilhelm Zoltán2 Bevezetés Évtizedek óta tanúi vagyunk a felszíni- és a felszín alatti vizek elszennyeződésének. E szennyezés forrása közvetlenül, vagy közvetve, emberi tevékenységekre vezethető vissza. Túl ennek az általános ökológiai veszélyén, mindenképpen figyelembe veendő, hogy a szennyezés hatására a vizek csak kisebb-nagyobb tisztítás után használhatók fel, legyen szó iparról, vagy lakossági fogyasztásról. Különösen igaz ez a lakossági vízfogyasztásra, pontosabban az ivóvízfogyasztásra. A víz körforgása miatt a felszíni- és a felszín alatti vizek -- kivételes esetektől eltekintve --, kizárólag alapos tisztítás után alkalmasak ivóvíznek. Ennek következtében az ivóvíz előállítása egyre költségesebb, miközben egyre nagyobb mennyiségben használjuk fel. Sajnos igen gyakran tapasztalható, hogy ezt a drága vizet felelőtlenül pazarolva vesszük igénybe. A személyes fogyasztáson, valamint a főzésen és a tisztálkodáson túl, kertek öntözésére, autómosásra, sőt jellemzően kisipari tevékenység technológiai szükségeire is ezt vesszük igénybe. Magyarország területén lakossági ivóvízszolgáltatást nem csupán felszíni vizekből, hanem – lényegesen nagyobb arányban –- fúrt kutakból oldják meg. E kutak ugyan rétegvizeket csapolnak meg, melyek lényegesen mélyebben vannak, mint a talajvíz, de már tapasztalható ezek szennyeződése is. A víz árának növekedésére a lakosság egyes helyeken saját kutak mélyítésével válaszol, egyrészt ásott, máshol inkább fúrt kutakat állítanak üzembe, vagy újítanak fel. Ennek a gyakorlatnak a helyessége sajnos sok esetben vitatható. Egyrészről jó, mert csökkenti a tisztított és drága hálózati ivóvíz iránti igényt, hiszen a saját kutakból oldják meg a "tömeges" vízfelhasználással járó tevékenységek egy részét, mint az öntözés, az autómosás, egyebek. Probléma ugyanakkor, hogy összességében nem csökkenti a felszín alatti vízkivételt, csak esetleg kissé nagyobb területen osztja szét. Probléma az is, hogy bizonyos vizek nem alkalmasak sem kerti öntözésre, sem különféle technológiai felhasználásokra, elsősorban magas oldott ásványos tartalmuk miatt. Ezek erőltetett használata talajdegradációt idézhet elő. Nem elhanyagolható tény az sem, hogy egy-egy kút üzembe helyezése, bár igen nagyok a különbségek, általában jelentős összegbe kerül. A csapadékvíz előnyei és hátrányai A legkézenfekvőbb vízszerzési megoldás nyilvánvalóan a csapadékvíz összegyűjtése lenne. Nem beszélve arról, maga a víz ingyen van, még azt is elmondhatjuk róla, hogy vagy meglehetősen tiszta, vagy könnyen tisztítható, legalábbis a kutak vizével összevetve. Alkalmazása ugyanakkor legfeljebb elszórtan fordul elő, akkor is csak egészen elhanyagolható mennyiségben. Az egyszerű hozzáférésen túl is számos közvetlen és közvetett előnye van a felhasználásának. •
1
Tiszta. Igaz ugyanakkor, hogy bizonyos esetekben és területeken sajnos túlzottan savas, vagy lúgos lehet (a savas esők a gyakoribbak). Mindenesetre mikrobiológiai szennyezéseket nem tartalmaz. Túl ezen, mivel nincs oldott ásványianyag tartalma3, lágy víznek tekinthető.
Egyetemi tanársegéd, PTE TTK Földrajzi Intézet, Térképészeti és Geoinformatikai Tanszék. Pécs, Ifjúságu. 6. 7624. Egyetemi docens, tanszékvezető, PTE TTK Földrajzi Intézet, Környezetföldrajzi és Meteorológiai Tanszék. Pécs, Ifjúságu. 6. 7624. 3 Pontosabban megközelítve a kérdést: természetesen lehet oldott ásványianyag, sótartalma, hiszen előfordul, hogy a csapadékcsepp kialakulásakor kondenzációs magként valamilyen sókristály szolgált. Mindazonáltal elmondható, hogy a csapadékvíz oldottanyag-tartalma igen kicsiny, legalábbis a felszíni és a felszín alatti vizekkel összevetve. 2
• • • •
Öntözére, általános célú lakossági felhasználásra kiválóan megfelelő. Felhasználása nem terheli a felszíni- és felszín alatti vízbázisokat, a meglevő terhelést pedig csökkenti. Igen olcsó a tárolása és a használata. Települési, vagy településrésznyi méretekben alkalmazva, csökkentheti az egyébként szükséges vízhálózat-rendszer építési- és fenntartási költségeit. Csökken a talajerózió, különösen az élénkebb domborzatú területeken. Ennek oka egyszerűen az, hogy a hulló csapadék eloszlása a felszínen meglehetősen egyenletes, ezt a talaj normális körülmények között képes befogadni, vagy kisebb-nagyobb erek formájában lefolyik róla. A háztetőkről, illetve egyéb tetőkről koncentráltan, esőcsatornákban levezetett víz ugyanakkor eleve meglehetősen kis területen érintkezik a felszínt borító talajjal, így azt koncentráltan támadva igen gyorsan erodálja. Az ilyen, lineáris eróziós hatások egyes esetekben igen károsak lehetnek (Wilhelm Z. 1996, 1997.). Ráadásul a felszín egy része nem is képes vizet felvenni, mert eleve épülettel van fedve. Az egyébként ide hulló csapadék tehát a többi területet fogja terhelni, annak esetleges erózióját okozva4. Nyilvánvaló, hogy a házra hulló csapadék összegyűjtésével ez a hatás is mérséklődne.
A módszer egyetlen hátránya az, hogy a hatékony felhasználáshoz esetleg meglehetősen nagy méretű tárolót, ciszternát, kell kialakítani, és a tárolt vizet valamilyen szivattyúval, vagy házi vízművel kell a felhasználás helyére juttatni, ami a háztartás villamosáram fogyasztásának kismértékű növekedését is maga után vonná5. Ennek megfelelően a felhasználást egy egyszeri beruházásként jelentkező, esetleg jelentős földmunkával is járó műveletnek kell megelőznie. A csapadékvíz szélesebb körű felhasználása a fentiekben foglaltak miatt kívánatosnak tűnik. Kérdés ezek után, hogyan lehetne ezt a bővülést elérni, kiknek lehet ez érdeke, kik támoghatnák. A válasz meglehetősen sokrétű, de egy irányba tart: a felszíni- és a felszín alatti vizek védelme, minőségük és mennyiségük védelme nemzeti érdek. A természeti környezet károsításából adódó technikai kényszermegoldások, mint például a fokozott víztisztítás, mélyebb kutak építésének kényszere, jelentős költséggel járnak, melyek végül mindig az egyén számára jelentenek terhet, akár a megnövekedett számlák, akár az adók miatt. Így tekintve a vizek védelme nagyon is forintosítható egyéni érdek is. Jelenleg Magyarországon az úgynevezett környezetvédelmi beruházások döntő többsége infrastruktúra fejlesztést jelent (Kovács B. 2003.). Felmerül a kérdés: nem lenne-e célszerű a támogatási körbe a házi csapadékvíz-felhasználás bővítését szolgáló megoldásokat is beépíten? Ez elsősorban a víztározó – ciszterna – létesítésének támogatására vonatkozhatna, de ide illik a víztisztító- és a házivízmű berendezések támogatásának kérdése is. Igen kis költséggel igen jelentős eredmények lennének felmutathatók, nemcsak háztartási, de társadalmi szinten is. Figyelemre méltó, hogy Magyarországon az átlagos éves csapadékösszeg – jelentős különbségekkel ugyan – mintegy 600 mm, ami azt jelenti, hogy 100 m2 gyűjtőfelületről, vagyis egy családiház esetében gyakran meglevő tetőfelületről, évente mintegy 60 m3 víz összegyűjtése várható, mely átlagos fogyasztást feltételezve egy átlagos magyar család 9--10 hónapnyi vízszükségletének felel meg. Egy ilyen kezdeményezés elindítása természetesen nem lehetséges az igények és a lehetőségek megfelelő szintű ismerete nélkül. Például igen problémás lehet már meglevő beépítéseken a hagyományosan elterjedt öntöttbeton ciszterna megvalósítása. Szélesebb – gerjesztett – igény esetében azonban lehetőség nyílna többféle méretben előregyártott műanyag, vagy fém ciszternák alkalmazá4
Nem lehet nem megemlíteni azt a tapasztalatot, hogy például Pécsett, az elmúlt egy-két évtized alatt jelentősen megnövekedett a Mecsek lejtőinek beépítettsége. Igen sok a nagy alapterületű ház, gyakran a kert kisebb vagy nagyobb része is betonnal, kővel burkolt. Legalábbis részben ennek hatására a nagyobb esőzések után hatalmas mennyiségű talaj mosódik a város mélyebben fekvő részeibe. 5 Mindenesetre meg kell jegyezni, hogy erre a célra egyre olcsóbban szerezhetők be napenergiát hasznosító rendszerek, így az áramfogyasztás növekedése elmarad.
sára is, akár 5–10 m3-es méretben is. Ezek használata lényegesen kisebb költséget és munkát jelentene, mint a beton alapú megoldás6, nem beszélve a gyorsabb kivitelezésről, ami megintcsak költségcsökkentő hatású. Megfelelő előkészítés után lehetőség nyílna arra is, hogy az adott igényekhez legjobban illeszkedő megoldás és méret legyen alkalmazható, növelve ezzel a hatékonyságot, és a rendelkezésre állás biztonságát. Nyilvánvaló, hogy a vezetékes ivóvíz iránti igény nem szűnne meg az ilyen rendszerrel ellátott házak esetében sem. Az azonban reális lehetőség, hogy mérséklődne a belőle való fogyasztás. Ez túl a vízbázisok terhelésének csökkenésén segítené, hogy a helyi vízszolgáltatók a többi ellátási területen magasabb színvonalú szolgáltatást nyújtsanak. Dolgozatunk további részében éppen ezért egy konkrét példát és hozzá kapcsolható általános megfontolásokat ismertetünk. E példa Tiszadob nagyközség területére vonatkozik, és a község területén található, az Országos Meteorológiai Intézet által felállított szabványos csapadékmérő állomás 49 évnyi folyamatos adatsorának elemzésén alapul. A konkrét- és az általános megállapításokat számszerűsítettük, illetve igyekeztünk a lehető legjobb becslést adni. Az általánosíthatóság érdekében a csapadékvíz gyűjtést egyetlen 10 m2-es gyűjtőfelületre vetítve tanulmányozzuk. A csapadékgyűjtő rendszer áttekintése •
• •
•
6
A gyűjtőfelület. Jellemzően tető (háztető, garázstető stb.). Minél nagyobb, annál több víz gyűjthető róla össze. Nem közömbös a tető borítása. A különféle égetett agyag- és betoncserepek, palatetők, szilárd műanyagburkolatok, üvegfelületek, valamint a fémlemez héjalások a legkedvezőbbek, mert a róluk lefolyó víz semmit nem old ki a borítás anyagából. Természetesen a tető tisztaságára ügyelni kell. A manapság divatos bitumenes-zsindely fedések ebből a szempontból nem szerencsések. Tavasztól őszig az erős napsütésben jelentősen felmelegedhetnek, megolvadhat a bitumen7. Az ilyenkor hulló csapadék alkalmával a tetőről lefolyó víz szennyezett, olajos lehet. Ez korlátozza felhasználhatóságát, illetve járulékos tisztítást igényel. A csapadékvíz elvezető rendszer, vagyis a csatorna. Semmiféle különösebb megkötéssel nem kell számolni, de a tisztaságára természetesen ügyelni kell. Tároló, vagyis a ciszterna. A csapadékhullás, mind időbeli eloszlását, mind mennyiségbeli szórását tekintve igen egyenlőtlennek mondható. A ciszterna feladata egyrészt, hogy összegyűjtsük benne a vizet és tároljuk azt a felhasználásig. Másrészt fontos, hogy a tárolt víz minősége ne romoljon, vagy az esetleges minőségromlás egyszerűen és olcsón megszüntethető legyen. Anyagát tekintve elmondható, hogy napjainkban, ahol van egyáltalán, ott általában öntöttbetonból készült helyben, cementhabarcs vízszigeteléssel. Mindazonáltal vannak előregyártott műanyag, valamint fém (általában acél) ciszternák is, vagy annak használható tartályok. Előfordulnak tégla falazatú, jellemzően cementhabarcs vakolattal vízzáróvá tett víztározók is. Az anyaggal kapcsolatos legfontosabb szempont – ha egyébként alkalmas a célra – az ára. Nagy tömegű víz tárolása célszerűen föld alatti tartályban valósítható meg. E mellett szól az is, hogy kisebb a ciszterna befagyásának veszélye is. Ekkor viszont mindenképpen mélyíteni kell egy gödröt, ami munka, vagyis költség. Mivel megfelelő méretű, anyagú és szerkezetű kész tartály legfeljebb véletlenül áll rendelkezésre, marad a tégla, vagy beton falazat lehetősége. Ez igen drága megoldás, mert a szükséges mennyiségű készbeton, vagy összetevői nagy tömegűek, sok helyet
Igény egyébként valószínűleg létezik most is. Erre utal, hogy kész csapadékgyűjtő rendszerek kaphatók, házi vízművel, digitális vezérléssel együtt. Sajnos a hozzájuk járó műanyag ciszterna mérete általában irreálisan kicsi, áruk ugyanakkor túlzóan magas. 7 A gyártók szerelési utasításaiból lehet erre következtetni. Felhívják rá a figyelmet a termékleírásban, ugyanis a fedés elcsúszását, tönkremenetelét is okozhatja.
foglalnak, ami jelentősen emeli a szállítási költségeket. Túl ezen, a zsaluzat, vagy a habarcs maga is jelentős munkát és pénzt emészthet fel. A fentebb már említett előrágyártott tartályok kedvező megoldást jelenthetnének. A ciszterna mérete igen lényeges szempont. Egyrészt, amennyiben felszíni létesítményként valósul meg, illeszkednie kell a természeti- és az épített környezetbe. Felszín alatti kivitel esetében ez a probléma elmarad, illetve csökken. Minél nagyobb a tároló, annál többe kerül a megépítése, annál több problémát vet fel (pl. a kert egy részét szó szerint fel kell forgatni, a kitermelt földet valahol elhelyezni). Igaz ugyanakkor az is, hogy a méret növekedésével együtt csökken az egy köbméter tárolt vízre eső fajlagos költség is. A kis tároló ugyan olcsóbb, könnyebb megépíteni, viszont lehet, nem képes az összes összegyűjthető víz befogadására, ennek megfelelően voltaképpen csak részben tölti be funkcióját. A túl nagyméretűben, ha valamiért sok víz gyűlt össze, lehet, hogy a víz pangása indul meg, nemkívánatos élőlények szaporodhatnak el, illetve nemkívánatos folyamatok indulnak meg. Ezen kívül szükségtelenül drága, nagy területrendezéssel jár a megépítése és a karbantartása, tisztítása is többe kerül. Kérdés tehát, hogy mekkora legyen egy jól méretezett csapadékgyűjtő. Erre a dolgozat későbbi részében térünk vissza • Vízellátó mű. Ez emeli ki a vizet a tárolóból és juttatja a felhasználás helyére. Általános esetben megteszi egy egyszerűbb szivattyú. Ha azonban a vizet a ház, vagy a kert és a melléképületek vízvezetékrendszerébe kívánjuk juttatni, már úgynevezett házi vízműre van szükségünk. A két megoldás között az árkülönbség mintegy három-négyszeresnek vehető, hiszen míg egy egyszerű szivattyú 8000-10 000 Ft-os áron kapható, addig egy házi vízmű jellemzően 25 000–50 000 Ft között szerezhető be. • Egyéb, kiegészítő elemek. Ilyen például a szűrőrendszer. Attól függően, hogy milyen igények vannak a vízzel kapcsolatosan, illetve milyen minőségű a víz – kevernek-e bele például kútvizet – jelentős különbségek adódhatnak. Általánosságban elmondható, hogy a ciszterna előtt egy fizikai tisztítás mindenképpen ajánlott, például kavicságy közbeiktatásával. Az aktívszenes és mikroszűrős rendszer a kivételi oldalon általában ajánlható megoldás. A ciszterna mérete A ciszterna méretét az alábbi összetevők figyelembevételével lehet megszabni: • • • • • • • • • • •
a rendelkezésre álló terület; a rendelkezésre álló anyagi források; a csapadék mennyisége az év során; a csapadékmennyiség időbeli eloszlása; a csapadékgyűjtő felület nagysága; a csapadékgyűjtő felület tervezett, illetve várható megváltoztatása; a hó felhalmozódási idejének hossza; a hó párolgása a felhalmozódás során; a felhasználni kívánt vízmennyiség; a vízfelhasználás mennyiségének időbeli megoszlása; egyéb (például statikai) szempontok.
Az általánosságban vizsgálható szempontok tehát – melyek kevéssé változnak az egyedi megvalósítás során -- a csapadékosság és a csapadékfelhalmozódás éghajlati statisztikai jellemzői. Általános esetben a lakossági vízfelhasználás fajlagos és abszolút nagysága is jó közelítéssel becsülhető. Bár az egyes egyedi esetekben a felhasználás maximuma igen eltérő lehet, egy általános minimális felhasznált mennyiség hozzávetőlegesen meghatározható, mint arra lentebb visszatérünk.
Tiszadob esetében a legfontosabb mutatók az alábbiak: Éves átlagos csapadékösszeg.........................................557 mm Az éves csapadékösszeg jellemző szélsőértékei............400 mm – 700 mm Az előfordult minimális éves csapadékösszeg ..............350 mm Az előfordult maximális éves csapadékösszeg..............900 mm A leghosszabb várható száraz időszak hossza...............90 nap A leghosszabb várható száraz időszak várható ideje.....az év során bármikor A legcsapadékosabb egy hét az évben: .........................május--június A legcsapadékosabb egy hét összes csapadéka ............. az évi 10–15%-a A téli napok átlagos száma az évben (≤0°C).................30–35 A téli félév csapadékösszege .........................................200 mm A tényleges párolgás téli félévi összege........................100 mm A csapadékos napok legcsapadékosabb 10%-án hulló csapadékmennyiség aránya az éves csapadékösszeghez: 37–42% A begyűjthető csapadék mennyisége egy év alatt A már említett 10 m2-es egységnyi gyűjtőfelületet figyelembe véve ez azt jelenti, hogy a hulló csapadék 100%-át összegyűjtve, évente átlagosan 5,57m3 vízre számíthatunk. Az éves csapadékösszegek eloszlását normáleloszlásúnak feltételezve megállapítható, hogy a feltüntetett eddigi legkisebb és legmagasabb éves összeg előfordulási valószínűsége mindössze 7%, illetve kevesebb, mint 1%. A fenti felsorolásban jellemző szélsőértékekként feltüntetett mennyiségek esetében az előfordulás valószínűsége mindkét esetben meghaladja a 10%-ot, ezért a továbbiakban ezek figyelembe vétele indokolt, nem a valóban bekövetkezett szélsőségeké. Ennek megfelelően reálisnak alapnak tekinthető, hogy évente a mondott felületről 5,57 ±1,50 m3 csapadékvíz gyűjthető be. Ez azonban csak alap, hiszen a párolgás miatt fellépő veszteséggel ezt még csökkentenünk kell. Az év nagyobb részében ez nem tekinthető számottevőnek, ugyanis a hulló csapadék igen hamar a ciszternába jut, az esetlegesen forró tető pedig gyorsan lehűl az eső hatására. Más a helyzet télen. Ekkor a hó formájában hulló csapadék akár hetekre – igen ritkán egy hónapra, vagy hosszabb időre is – felhalmozódhat. A tetőn összegyűlt hó azonban párolog, vagyis valamekkora veszteséggel kell számolnunk. Általános tapasztalat, hogy egy-egy komolyabb enyhülés során télen akár 10 cm-nyi hóréteg is nyom nélkül eltűnhet, párolgás útján. Ez akkor fordul elő, ha a levegő úgy melegszik fel, hogy abszolút páratartalma nem nő, vagyis relatíve szárazzá válik. Sajnos, mivel az állomásról kizárólag csapadékmérési adatok állnak rendelkezésre, ezért ezt a jelenséget nem áll módunkban pontosan figyelembe venni, mindazonáltal lentebb még visszatérünk rá. A másik lehetőség, hogy a felhalmozódott hó és jég zömében megolvad, vízzé válik, akár egy lassú, párás levegőben való felmelegedés, akár eső hatására. A párolgás hatására történő vízveszteség ekkor is fennáll, de az előzőnél sokkal kisebb mértékben. Az állomás éghajlati sajátosságai miatt a csapadék döntő többsége eső formájában hull. Figyelembe kell venni, hogy a hó formájában érkező víz sem minden esetben halmozódik fel, hiszen a legtöbbször azonnal, vagy néhány napon belül elolvad. Fontos, hogy a téli félév csapadékának nagy része is eső, nem pedig hó, ami nyilván csökkenti a hófelhalmozódás lehetséges időtartamát. A párolgás figyelembevétele ezért csak a hosszabb időszak alatti, nagyobb mennyiségű hófelhalmozódásban tárolt víz mennyiségének meghatározásakor lényeges. Mivel tapasztalat szerint a hosszabb idő alatt összegyűlt hóréteg sem haladja meg – egyes, valóban kivételes esetektől eltekintve – a félméteres vastagságot, ezért azt mondhatjuk, hogy kb. 50–70 mm víz tárolódik bennük. Ennek mintegy a felére téve a párolgási veszteséget (ne feledjük: az egész téli félév tényleges párolgási vesztesége összesen 100 mm), arra juthatunk, hogy a hóban lehullott és felhalmozódott csapadékból való párolgás miatt hozzávetőlegesen évente nem haladhatja meg a 30–
40 mm-t. E szerint az éves összegyűjthető csapadékmennyiséget a vizsgálati területen 520 pluszminusz 150 mm-ben határozhatjuk meg. Ezt egyéb, figyelembe nem vett további veszteségekkel terhelve (kavicságy párolgása, a tetőfedés esetleges kismértékű vízfelvétele és párologtatása stb.) reálisnak tekinthetjük 500 ±150 mm csapadék összegyűjtését éves szinten. Ez, a kiindulási 10 m2-es gyűjtőfelületről évente 5 m3 ±1,5 m3 vizet jelent. A begyűjtés éven belüli ingadozásai – a pufferolás kérdése A hulló csapadék mennyiségének éven belüli nagymérvű egyenetlensége miatt a felhasználás egyenetlenségéből következőnél nagyobbra kell méretezni a ciszternát. Amennyiben az év során teljesen egyenletes lenne a csapadék eloszlása, mindössze akkora vízgyűjtő kellene, ami fogyasztás ingadozásából következő pufferolást megoldja. Ha az éves csapadék egyszerre hullana le, mondjuk egy nap alatt, akkor értelemszerűen akkora ciszterna kellene, amekkora az adott felületről a teljes összegyűjthető vízmennyiséget egyszerre képes tárolni. A tényleges helyzet nyilván valahol a kettő között van. Tiszadobon a csapadékhullás jelentős szélsőségeket mutat: 1961-ben augusztus 1-től november 1-ig összesen 23,79 mm hullott, 2000 augusztus 1-től augusztus 30-ig pedig egyáltalán nem esett eső, de például 2003 júniusában is összesen 8,6 mm hullott. Másik végletre példaként hozható, hogy 1958 júniusában 196 mm, 1977 június 17-én néhány óra alatt 79 mm (!), 1974 októberében 195 mm, 2001. márciusában 100,78 mm csapadékot regisztráltak. Vagyis akár három hónapos rendkívüli szárazság és egy nap alatt mintegy másfél havi csapadék is előfordulhat. Ezek azonban – hasonlóan az éves csapadékösszegnél mondottakhoz – olyan szélsőségek, amelyekre méretezni nem lehet. Az adatsor elemzése szerint viszont nem számít rendkívüli eseménynek az egyhónapos szárazság (10 mm alatti csapadék) és az olyan csapadékos hét, amikor az éves átlagos csapadék 15%-a is lehullik. Vagyis fel kell készülni egyhónapos "böjtre" és arra is, hogy egy hét alatt minden 10 m2-ről 0,5–0,7 m3 víz érkezik. A hosszabb száraz periódus átvészelése célszerűen az egyébként meglevő vízhálózatból, vagy kútból oldható meg. Ennek egyik oka az, hogy az ilyen hosszú száraz időszak során is elegendőnek bizonyuló vízmennyiség jelentősen nagyobb tárolókapacitást igényel. Másik oka, hogy az ezutáni csapadékosabb periódus egyáltalán nem biztos, hogy elegendő vízmennyiséget fog biztosítani a készletek megfelelő feltöltéséhez, hiszen végső soron lehetséges, hogy éppen egy rendkívül száraz esztendőről van szó (ilyen volt a legutóbbi, a 2003-as esztendő is). A jelentősen nagyobb, egy hét alatt érkező víz fogadása hasonló okokból nem feltétlenül célszerű. A különösen nagy csapadékú időszakok az egyébként is csapadékos években valószínűek, amikor a ciszterna amúgy is tele van, vagy bőséges a készlet. Ráadásul a ritkán jelentkező, egyszerre hulló, nagymennyiségű csapadék fogadása esetleg aránytalanul megdrágítaná a létesítményt. A méretezés tehát olyan legyen – 10 m2 gyűjtőfelület esetén --, hogy évente 5m3 ±1,5m3 vizet tudjon fogadni, úgy, hogy akár egyhónapnyi csapadékhiány is átvészelhető legyen, de egy hét alatt, ha kell, képes legyen 0,7 m3 további vizet tárolni. Amennyiben a terület vízellátása csak helyi forrásból oldható meg (kút, patak, esővíz), akkor a száraz időszakokban a kút vizével a ciszterna tölthető8. Ha van vezetékes vízellátás, ez a probléma nem jelentkezik. Ilyenkor célszerű a csapadékgyűjtő rendszer tisztítását, karbantartását elvégezni. A fogyasztás Ha lehet, ez még szélsőségesebb, mint a csapadékhullás. Ennek megfelelően a vele való számolás is csak nagyon hozzávetőleges lehet, de tájékozódó jellegű vizsgálatokra alkalmas. A 8
A kutak viszonylag kis vízhozama miatt általában nem közvetlenül a kútból vett vizet használják, hanem ciszternába emelik, majd a szükségletek szerint innen látják el a fogyasztókat.
fogyasztás volumenét alapvetően meghatározza: • a fogyasztás célja (ívóvíz, általános háztartási felhasználás, mezőgazdasági öntözés stb.), • a fogyasztás időbeli alakulása (napi rendszerességgel, csak hétvégén, száraz időszakokban stb.), • a fogyasztók száma (ha ivóvíz + általános háztartási célú felhasználás). • Itt a továbbiakban csak az ivóvíz- és az általános háztartási célú vízfelhasználást vizsgáljuk, a dolgozat eredeti célkitűzésének megfelelően. • • • •
A vízigény egyértelműen függ: a társadalmi-kulturális szempontoktól, a komfortigénytől és lehetőségektől, a felhasználók számától.
Mivel ezek még mindig igen szerteágazóak, kénytelenek vagyunk további általánosítást és egyszerűsítést tenni. Ennek megfelelően a ma Magyarországon általánosan (bár nem kizárólagosan) elterjedt komfortot és lakókörülményeket vettük alapul. Ez nem csupán mindennapi főzést és ivóvízfogyasztást jelent, hanem rendszeres mosogatást, mosást, általában automata mosógéppel, vízöblítéses WC-t, a lakás legalább heti rendszerességű takarításához felhasznált vizet, valamint a személyes tisztálkodás vízigényét, jellemzően zuhanyozást és ha nem is mindennap, de legalább hetente fürdést is. Vizsgálatunk alapját egyfős, kétfős, valamint négyfős háztartások vízigénye képezi. A KSH adatai szerint az egy főre jutó havi vízfogyasztás átlagosan 3,5 – 4 m3-re tehető. Egy egyfős háztartás vízigénye tehát -- a mondott megkötésekkel – mintegy 3,5 m3-re tehető havonta. Kétfős háztartás esetében körülbelül 5 m3, négyfős esetében pedig mintegy 8 m3 vízfogyasztás tekinthető napjainkban általánosnak, természetesen igen nagy szórással9. A személyek számának gyarapodását tapasztalat szerint nem lineárisan követi a vízfogyasztás. Ennek több oka van, melyekre itt nem térünk ki. Egyfős háztartás esetében tehát az éves vízfelhasználás 42 m3-nek adódik. Ezt, a vizsgálati területen, átlagos évben mintegy 84 m2 vízgyűjtő felületről lehet biztosítani, míg száraz esztendőben 120 m2 kellene ugyanehhez, a szokásosnál nedvesebb évben pedig már 65 m2 elegendő lenne. Ez, ha csupán egyetlen tetőfelület szerepel gyűjtőfelületként10, átlagos évet figyelembe véve, körülbelül 60m2 alapterületű épületet jelent, hiszen a tetőnek, a kinyúlásai miatt, nagyobb az alapterülete. Ha a tulajdonos száraz esztendőkben is erre szeretne hagyatkozni, akkor már hozzávetőlegesen 100 m2 alapterületű ház kell hozzá. Kétfős háztartás esetén az éves vízigény 60 m3-ben állapítható meg. Ehhez 120 m2 gyűjtőfelület szükséges átlagos esztendőben, de száraz évben csak 172 m2 felülettel biztosítható az ellátás. Nedves években ugyanakkor 93 m2 is fedezné az igényeket. Ez a vonatkozó épületre vetítve rendre mintegy 110, 160, 80 m2 alapterületet jelent. A négyfős családra megjelölt 6–8 m3 felső határát célszerű venni. E szerint az éves szükséglet 96 m3. Ehhez átlagos esztendőben 192 m2 tetőfelület, vagyis 170 m2-es ház kell, szárazban 274 m2 tetőfelület, illetve 2502-es ház, csapadékosban pedig 148 m2 tető, vagyis kb. 130 m2-es ház. 9
Például nem mindegy, hogy a kétfős háztartás egy fiatal párt, vagy egy idős házaspárt jelent-e. Hasonló a helyzet a négyfős esetben: nem mindegy, hogy fiatal pár két kisgyerekkel, vagy középkorú családfenntartók két kamaszkorúval. Jelentős különbség tapasztalható egy régi és egy modern mosógép egy mosásra jutó vízigénye között is. A szélsőséges példák még sorolhatóak lennének. 10 Itt kell megjegyezni, a félreértések elkerülése érdekében, hogy gyűjtőfelület alatt a vízgyűjtésre szolgáló szerkezet (pl. tető) függőleges vetítéssel a vízszintesre leképezett alapterületét értjük. Ennek megfelelően ez általában nem egyezik meg a tetőfelülettel, hiszen ez utóbbi lényegesen nagyobb is lehet.
Fel kell hívni azonban a figyelmet arra, hogy ezek országos átlagokon alapuló becslések, a háztartások számára szolgáltatott vízmennyiség alapján meghatározva. A fogyasztási szokások figyelembevételével ezek településtípusonként és jövedelemszintenként jelentősen változhatnak, mindkét irányba (igen nagy takarékosság, vs. luxusmedence szökőkúttal) A fenti gondolatmenetből két következtetés világosan adódik. • A jelenlegi épületállomány jellemző méretét figyelembe véve azt mondhatjuk, hogy az összegyűjthető csapadékvíz önmagában általában nem képes fedezni az igényeket, legfeljebb egyes időszakokban, vagy más forrásból származó vízzel kiegészítve. • A modern ember életvitele aránytalanul nagy vízfelhasználással jár, a fantasztikus pazarlás visszaszorítása kívánatos lenne11. A saját kerttel, így esővízgyűjtési lehetőséggel rendelkező házak, vagyis családiházak, hétvégi házak, nyaralók országos, átlagos alapterületére vonatkozóan információt nem találtunk, sőt még települési szinten sem. Ennek megfelelően a személyes és szakmai tapasztalatok alapján kell becslésekbe bocsátkoznunk. A statisztikai felvételekből is ismert, hogy az új építésű lakások legnagyobb hányada, mintegy fele, legalább három szobás. Ennek megfelelően, amit a tapasztalat is alátámaszt, a házak átlagos alapterülete növekvőben van. Ugyanakkor az is nyilvánvaló, hogy nem jellemző – különösen a kisebb jövedelemmel rendelkező lakosságú településeken – a fentebbi számítások alapján szükségesnek megállapított minimális alapterület. A magyarországi lakásviszonyokat ismerve védhetőnek tűnik az a becslés, mely szerint a jellemző kertesház alapterülete valahol 60–80 m2 között helyezkedhet el, igen nagy szórást mutatva, különösen felfelé és az új építések ezt az átlagot felfelé tolják el. Ennek megfelelően nem követünk el nagy hibát, ha 70 m2-es alapterülettel és hozzá tartozó 80 m2-es tetőfelülettel számolunk. Meg kell jegyezni, hogy a lakóépület mellett, különösen falvakban, de sokszor városokban is, egyéb épületek – pl. garázs – találhatók, melyek szintén gyűjtőfelületként jöhetnek szóba. Így összességében mindenképpen tarthatónak látszik a fenti hipotézis. Elmondhatjuk tehát, hogy a vizsgált területen, a jelenlegi országosan jellemző vízfogyasztási szokásokat és a helyi csapadékossági adatokat figyelembe véve, egy átlagos vízgyűjtő felülettel rendelkező háztartás vízigényét önmagában a csapadékvíz gyűjtése nem tudja fedezni. Az is látható ugyanakkor, hogy a különösen csapadékos években az igénynek akár jelentős részét is fedezni lehet így, de még száraz években is biztosítható e módszerrel egy négytagú háztartás fogyasztásának legalább harmada, átlagosan pedig mintegy a fele. Különösen jelentős körülmény, hogy agrár térségről, faluról lévén szó, a vízfelhasználás egy része, mely öntözésre fordítódik, igen szerencsésen kiváltható lenne íly módon. A fogyasztás és a csapadékgyűjtés összekapcsolása – a víztározó mérete Az előzőekben áttekintett kérdések alapján már válaszolni lehet a víztározó méretére, vonatkozó kérdésre is. Példánk a feltételezett négytagú család lesz. Amennyiben a négytagú család részére 8 m3 havi vízfogyasztást állapítunk meg és reális az egyhónapnyi száraz időszak pufferelése, úgy legalább 8 m3 űrtartalmú tárolóra lesz szükség. Ennyi víz összegyűjtése a feltételezett 80 m2 gyűjtőfelületről átlagosan mintegy 70 napot vesz igénybe. Ugyanakkor egy-egy nyári hónap alatt is nagy valószínűséggel összegyűlhet ekkora mennyiség. Egy hónap alatt ennél sokkal több csak egészen ritkán fordulhat elő, igaz ugyan, hogy akkor akár kétszer ennyi is összegyűlhet. Ha azonban a fogyasztás közben nem szűnik meg, ekkor is lehetőség van az összes lehetséges vízmennyiség összegyűjtésére. Ritkábban bár, de előfordul, hogy több hónapon keresztül 11
Csak a példa kedvéért: egy ember naponta mintegy 3–4 liter vizet használ el, ivás, evés, főzés céljából. Ez havonta 100–120 litert jelent. Ugyanakkor csupán WC öblítésre ennek mintegy 8–10-szerese megy el (http://www.foek.hu/korkep/vizgazd/3-2-8-0-.html).
(maximum 3 hónap) a fogyasztást meghaladó mennyiségű víz lenne összegyűjthető. Ekkor is van azonban fogyasztás, mégpedig átlagosan hetente 2 m3 . Ennek pótlásához az kell – a mondott gyűjtőfelület és éghajlati adottságok mellett --, hogy egy hét alatt 25 mm csapadék legyen összegyűjthető. Ez az év legnagyobb részében kétheti–egyhavi csapadékösszeg, tavasz végén-nyáron azonban reális lehet ennek egy hét alatti lehullása is. Meg kell jegyeznünk, hogy ha a csapadékvíz gyűjtése mellett ásott vagy fúrt kútból is származik víz, akár a hosszabb ideig tartó száraz intervallumok is áthidalhatók. Ekkor a tároló a kútból apránként feltölthető, így a víz tetszőleges ütemezésben használható fel belőle. A csapadékosabb időszak megjelenésével újra feltölthető csapadékvízzel. A víztároló mondott mérete tehát – a meghatározott feltételek és feltevések mellett – elegendőnek tűnik arra, hogy a hulló csapadékból összegyűjtött vizet gazdaságosan raktározza. Kisebb méret esetén már számolni kellene azzal, hogy a csapadékosabb időszakokban lehulló víz esetleg tekintélyes részét nem tudja befogadni, nagyobb méret ugyanakkor nem jelente – folyamatos fogyasztást felételezve – nagyobb tárolt vízmennyiséget, nagyobb költséget viszont igen. Összességében megállapítható tehát, hogy átlagos nagyságúnak tekinthető vízgyűjtő felületről az átlagosnak elfogadható vízfelhasználás mellett egy négytagú család számára, átlagosan csapadékos évben, a csapadékvízből az éves fogyasztás mintegy 40%-a, különösen száraz évben 30%-a, az átlagosnál csapadékosabb időszakban pedig több mint 50%-a fedezhető. Nagyobb gyűjtőfelület és/vagy kisebb fogyasztás mellett az arányok még kedvezőbbek. A csapadék esetenkénti szélsőséges eloszlása miatt azonban a más forrásból származó vízbeszerzés mindenképpen szükséges marad. A dolgozatban követett gondolatmenet mentén haladva más esetekre is meghatározható a szükséges tárolókapacitás, illetve a várhatóan összegyűjthető vízmennyiség és annak időbeli eloszlása. Megjegyzések A fentebb leírtak és a példák számos kérdést nem érintettek, sok esetben pedig becslésekre – bár megalapozott becslésekre – épültek. Ennek megfelelően a csapadékvíz-hasznosítás mennyiségi oldalát legfeljebb nagyságrendileg sikerült értékelni. Annyit azonban remélhetőleg így is sikerült megmutatni, hogy a hasznosítás mennyiségi összegei és így jelentősége számottevő lehet, egyéni, háztartási, települési és össz-társadalmi szinten is. Összefoglalás Mivel a felszíni és a felszín alatti vízbázisok terheltsége és szennyezettsége is egyre jelentősebb, ezért célszerűnek és ökológiai szempontból is ésszerűnek tűnik a csapadékvíz közvetlen és fokozott hasznosítása. Ez viszont a jelenlegi támogatási- és infrastruktúrafejlesztési rendszerbe való beépítését igényli. A megfelelő adatok birtokában pontosan, de legalábbis kielégítően pontosan meg lehet határozni az összegyűjthető csapadékvíz várható volumenét, illetve azt, hogy az éves fogyasztás mekkora részét fedezi, és mennyire megbízhatóan. Ennek alapján lehetőség nyílik a szükséges beruházás költségének és a megtérülés idejének becslésére, melyek számos paramétertől függően, esetről-esetre jelentősen eltérhetnek. Ezen egyedi megoldások minden esetben egyedi mérlegelést is kívánnak. Cikkünkben az ezekhez szükséges szempontrendszert vizsgáltuk, ha nem is teljesen (például a költségek meghatározása teljesen elmaradt), de legalábbis nagy részben. Reményeink szerint sikerült általános megfontolások és konkrét példák felhasználásával megmutatni, hogy a megoldás életképes, számottevő mennyiségű felszíni és felszín alatti víz
kitermelését teszi szükségtelenné. A dolgozat zárásául ez utóbbi kijelentésünkte támasztjuk alá egy adatsorral: Magyarországon az átlagos csapadékösszeg évente 620 mm. Ha csupán minden tizedik háztartás szerezné be vízszükségletének lehető legnagyobb részét íly módon, akkor az átlagos 80 m2-es gyűjtőfelülettel és 400 000 háztartással számolva évente összesen mintegy 19 000 000 m3 vízkivételét lehetne megtakarítani. Ez a jelenlegi fogyasztói áron (250 Ft/m3 körül) 4 750 000 000 Ft megtakarítást jelentene, a lakosság által felhasznált mintegy 500 milló m3-nek pedig közel a 4%-át tenné ki. Ez – személyenként és havonta 4 m3 vízfogyasztással számolva – több mint kétszerese a Pécs lakossága által egy év alatt elfogyasztott vízmennyiségnek (csak lakossági vízfogyasztást tekintve) és nagyjából azonos Baranya megye lakosságának egy éves átlagos fogyasztásával (például 1996-ban a Baranya megye lakosságának szolgáltatott közüzemi víz összesen 15,5 millió m3 volt). IRODALOM Baranya megye statisztikia évkönyve 1996. KSH Baranya Megyei Igazgatósága, Pécs, 1997. pp. 113. BUGYATitusz (2004): Egy észak-alföldi megfigyelőhely éghajlatingadozásainak vizsgálata csapadékadatok alapján. Tanulmányok a Pécsi Doktoriskolából, PTE TTK Földrajzi intézet, Pécs, 2004. (in press). KOVÁCS Bernadett (2003): Dél-dunántúli kistérségi társulások és környezetvédelmi programozásuk geográfiai problémái. PhD disszertáció, Pécs. WILHELM Zoltán. (1996): Engineering Geomorphology and Urban Development in Szekszárd, Hungary. Poster at IAG European Regional Geomorphological Conference, Veszprém–Budapest. WILHELM Zoltán. (1997): Szekszárd fejlődésében kiemelkedő szerepet játszó természeti tényezők vizsgálata. In: Tóth j. -- Tésits R. (szerk.): Földrajzi tanulmányok a Pécsi Doktoriskolából. JPTE TTK, Pécs, pp. 193–216. Független Ökológiai Központ Alapítvány honlapja: http://www.foek.hu/korkep/vizgazd/3-2-8-0-.html.
