Vízminőségvédelem km18

Vízgazdálkodás

Vízminőségvédelem km18 2004/2005-es tanév I. félév 2. rész Dr. Zseni Anikó egyetemi adjunktus, SZE, MTK, ÉKI, Környezetmérnöki Tanszék

• • • • • • •

folyószabályozás, tószabályozás mezőgazdasági vízhasznosítás ipari vízgazdálkodás ivóvízellátás szennyvíztisztítás vízminőség-védelem hévízhasznosítás stb.

Folyó- és tószabályozás ¾ Célja: • az árvíz, a hordalék, a jég zavartalan levonulásának biztosítása • a vízellátás és mezőgazdasági vízhasznosítás céljából történő vízkivételek és vízbevezetések feltételeinek megteremtése • a terület és településfejlesztés, a környezetvédelem célkitűzéseinek elősegítése • a víziszállítás és közlekedés érdekében a kívánt méretű hajóút előállítása

• vízügyi szolgálat kezelésében lévő folyóhálózat hossza: 2801 km • szabályozott vízfolyások hossza: 940 km • nagyhajózásra alkalmas vízi utak hossza: 1622 km • dombvidéki kisvízfolyások hossza: 57000 km

1

Folyószabályozási korszakok • Ókori folyóvölgyi civilizációk

• 1. szakasz: naturális (ártéri vizes) gazdálkodás – környezeti adottságokhoz való alkalmazkodás – halászat, öntözés, fokszabályozás – érdekellentétek: pl. hajózás ↔ halászat, vízimalmok

Forrás: Molnár G. 1992

A Kárpát-medence tartósan vagy időszakosan elöntött területei a folyószabályozások előtt

forrás: OKTVF

2

Folyószabályozási korszakok • 2. szakasz: 19. szd. – új célok: népesség nő, árutermelés nő → biztonságos lakóhely, mg-i művelés, áruszállítás – változó társadalmi megítélés: folyó = veszélyforrás – 19. szd.-tól mederszabályozás és árvízmentesítés Európában – Tisza szabályozása: 1846-1937 – Széchenyi István, Vásárhelyi Pál – úttörő munka Európában – elsődleges cél: sikerült

A Tisza szabályozásának mellékhatásai • az Alföld deficites vízháztartási mérlege • fajgazdagság csökkent • egyhangú mg-i kultúrtájak • folyórövidülés→folyók esése megnő→fokozódó eróziós tevékenység→túlmélyülés (pl. Tisza: 1211 km → 758 km, Szamos: 187 km → 108 km, Berettyó: 269 km → 91 km)

Forrás: OKTVF

3

¾ 3. szakasz: 20. szd. duzzasztóművek, csatornarendszerek, völgyzáras tározók, vízlépcsők ¾ Folyóduzzasztás • álló gátak (felső szakaszokon) • mozgó gátak (alsó szakaszokon) • időben folyamatos (energia-termelés) vagy időszakos (öntözés) • kedvezőtlen hatások: megemelkedő talajvízszint tavak feltöltődése ↓gátak alatt nagyobb erózióra képes vízfolyás ↓medermélyítés, partfalomlás, mederfal-alámosás, pusztuló deltatorkolatok Tigris-Eufrátesz, Nílus (asszuáni gát) 9 elmaradó árvizek: föld termékenysége csökken 9 9 9 9 A Tisza alföldi szakaszának mederrövidülése és esésnövekedése a szabályozások hatására

Forrás: ÉDUKÖVIZIG

(EU Víz Keretirányelv besorolás szerint: erősen módosított víztest)


(EU Víz Keretirányelv besorolás szerint: mesterséges víztest)

4

Rába: Nick-i duzzasztó Forrás: ÉDUKÖVIZIG

Rába: Nick-i duzzasztó Forrás: ÉDUKÖVIZIG

A folyószabályozási művek csoportosítása Párhuzamművek és keresztirányú művek • Párhuzamművek (hosszirányú művek): a mederszélességet csökkentik, a partok állékonyságát

partvédőmű

biztosítják vezetőmű

elzáró művek

mellékág

főmeder

• Keresztirányú művek: szűkítik a medret, a lefolyó vízhozamokat egységes mederbe terelik

sodorvonal

partvonal

szabályozási vonal terelőművek (sarkantyúk)

Forrás: Observator Kft

5

Párhuzamművek (1)

Párhuzamművek (2) természetes part

Partvédőmű kőszórás burkolattal

Partvédőmű lábazati kőhányás burkolattal

kotrás

természetes part

szabályozási kisvízszint kőburkolat szűrőrétegen

szabályozási kisvízszint

kőterítés

kőburkolat szűrőrétegen

mederfenék

szegélyszórás

mederfenék

Forrás: Obserator Kft

lábazati kőszórás


Párhuzamművek (3) Partvédőmű háttöltéssel természetes part

szabályozási kisvízszint

kőburkolat szűrőrétegen kavics háttöltés mederfenék


lábazati kőszórás

Partvédőművek

6

Párhuzamművek (4)

Vezetőmű a Mosoni Duna torkolata alatt (1)

Vezetőmű

kőszórás szabályozási kisvízszint

mederfenék

vezetőmű elkészült szakasza

kőterítés



Keresztirányú művek (1)

Vezetőmű a Mosoni Duna torkolata alatt (2)

Sarkantyú

kőszórás szabályozási kisvízszint

mederfenék

kőterítés

Vezetőmű építése Forrás: Observator Kft


7

Sarkantyúk

Sarkantyúk



Keresztirányú művek (2) Medvei híd

Mederelzárás szabályozási kisvízszint

burkolat mellékági vízszint

új sarkantyúk

fenékbiztosítás fenékszint


kőszórás


8

Nagybajcsi mellékág

Folyószabályozási kotrások - Szabályozási kotrás: a művek mederalakító hatásának meggyorsítása, a szabályozás kiegészítése.

A mellékág hosszú távú megőrzése és rehabilitálása érdekében végzett beavatkozások:

- Gázlókotrás: a hajózási viszonyok javítása. áteresszel kombinált bukó hajózási és szabályozási kisvízszint partél

partél

hajóút szélessége

hajóút

hajóút mélysége

mederkotrás átvágás

kotrás



Mellékágak vízpótlása

Mederkotrás

A vízpótlás érdekében a mellékágak megnyitásra kerülnek

Az erősebben feliszapolódott mellékágakban mederkotrást végeznek

SZLOVÁKIA

Duna

áteresszel kombinált bukó

átvágás mederkotrás

mellékág Nagybajcsi mellékág

MAGYARORSZÁG Forrás: Observator Kft


9

Átvágás a mellékág alsó végén

Áteresszel kombinált bukó

bukó

Áteresz (acélcső átmérő 1,0 m) medervédelem

Kisvizek idején 2-3 m3 /s vízhozam áramlik a mellékágba.



Áteresszel kombinált bukó

Folyószabályozási korszakok ¾ 4. szakasz:

bukó

• 3. szakasz fejlődésének megtorpanása ←mg, E-termelés, szállítás szerkezeti változásai ←környezetvédelmi problémák • a régi célokat új módszerekkel kell elérni

áteresz

• továbblépés: 9 múltba fordulás, korabeli életmód visszaállítása (?) 9 fenntartható fejlődés


10

A folyógazdálkodás jelenlegi igényei

¾ fenntartható fejlődés • ökológia-ökonómia-szociológia

¾ természetvédelmi igények:

• cél megváltozott:

• természetközeli vízszintek és vízjárás, zöld folyosó, kék folyosó, vizes élőhelyek

– nem az árvizek minél gyorsabb levezetése egy minél szűkebb mederben, – hanem a folyók többfunkciós használatának (ö-g-t) és a folyórendszer természetközeli állapotának helyreállítása

¾ társadalmi és gazdasági igények: • árvízi és belvízi biztonság, aszály elleni védekezés, vízellátás, hajózás, EU irányelvekhez való alkalmazkodás

• ⇒ a vizek visszatartása és sokszoros hasznosítása

érdekegyeztetés szükséges!

Zöld folyosó kialakítása Szűkület, többszöri beavatkozással kell számolni

Kék folyosó kialakítása Mesterséges mű, tartós emberi jelenlét

Hallépcső, a vízszintkülönbség áthidalását elősegítő mű kialakítása

Hullámtér

Hullámtér

Hullámtér

Hullámtér

Élőhely-rehabilitáció

Élőhely-rehabilitáció Mentett oldal

• A vízhez kötődő szárazföldi élőlények zavartalan vándorlásának biztosítása. • Kialakításában számolni kell a mentett oldali területekkel is. Forrás: ÉDUKÖVIZIG

Mentett oldal

• A vízi élőlények zavartalan vándorlásának biztosítása Rehabilitált élőhely átjárható kapcsolatának biztosítása a folyóhoz

• Kialakításához biztosítani kell a mederben, a vízi útvonalban lévő művek átjárhatóságát Forrás: ÉDUKÖVIZIG

11

Élőhelyek kialakítása a folyók mentén Keresztirányú átjárhatóságot biztosító mű Árvízvédelmi töltés

Élőhelyek kialakítása a folyók mentén

Folyó Ellenőrzött elöntés lehetősége, az árvízi hozamok tározóképességének növelése

Régi holtág, mellékág

Élőhely rekonstrukció

Árvízvédelmi töltés Szélsőséges Szélsőségesvízjárás vízjáráshatásainak hatásainak csökkentése csökkentéseaarehabilitált rehabilitált területeken területeken


Kisvízfolyások szabályozása


Tószabályozás

Rehabilitáció

• a tavak számos igényt elégítenek ki

Revitalizáció

• hidrológiai szabályozás: optimális vízszint biztosítása • szabályozási művek: partvédő művek, mólók, kikötők, vízfolyások torkolati művei → hordaléklerakódás, feliszapolódás kiküszöbölése, igényeknek megfelelő partvonal kialakítása Forrás: ÉDUKÖVIZIG

12

Árvizek • ~: a folyó kilép medréből ¾ a kialakulás oka: • vízgyűjtő terület lefolyása megnő ←bő csapadék ←hóolvadás ←vízfolyások jege ←lefolyási viszonyok megváltozása

13

Árvízmentesítés • ~: azon munkálatok, melyek célja a folyók árterének mentesítése az időszakos elöntésektől (megelőző tevékenység) • Mo-on már a 15. szd.-tól; 1845-ig 800 km védvonal • Mo területének 1/4-e a mértékadó árvízszintek alatt, csaknem 21 ezer km2 veszélyeztetett (2,5 M ember, 700 település) • az árterület 97 %-a ármentesített

Az árvízmentesítés módszerei • 1. gátak építése • 2. vízgyűjtőterület rendezése • 3. tározás • 4. részleges ármentesítés

1. Gátak építése • öblözet, hullámtér, véderdő, gátmagasság, mértékadó árvízszint, gátak anyaga, építése, vízzárás fokozása, talpszivárgó, gyepszőnyeg, kiegészítő létesítmények • Mo: ~ 4200 km töltés, folyamatos rekonstrukció és fejlesztés

14

vízgyűjtő terület szélessége ártér töltés

mentesített terület

hullámtér

magaspart

nagyvízi meder középvízi meder

Völgyszelvény

kisvízi meder


Árvédelmi gátak vonalvezetése

ideális esetben • a gátak enyhe ívben követik a folyó kanyarulatait • a hullámtér szélessége nem változik lényegesen • a folyó medre nem közelíti meg túlságosan a gátakat

Hullámtéri erdősávok

15

Hajózás biztosítása a töltés mentén

Árvédelmi gátak jellemző keresztszelvényei

• töltések anyaga: vízzáró anyagból: 2/3 rész homok + 1/3rész kötött talaj • gát alatti talaj humuszos rétegének eltávolítása

A töltések vízzárásának fokozása Talpszivárgó beépítése a mentett oldalon: a szivárgási vonal mentett oldali végének elszállítása ⇒ csökken a töltésátázás veszélye

16

Magyarország árvízvédelmének néhány statisztikai adata árvizekkel veszélyeztetett terület

20713 km2

ebből még nem ármentesített

622 km2

ártér aránya az ország területéhez képest

22,3 %

árvízvédelmi fővédvonalak hossza hossza

4181 km

ebből földgát

3920 km

árvízvédelmi fal

23 km

magaspart

238 km

előírt mérete kiépült töltéshossz

2447 km (62,4%) Forrás: OKTVF

2. Vízgyűjtőterület rendezése

3. Tározás

• cél: a lefolyási tényező csökkentése

• mesterséges tó, szükségtározók

• erdősítés, lejtőre merőleges szántás, sáncolás,

• síkvidéki szükségtározók: 11 db, 389 millió m3

árkolás

• árapasztó csatorna (Rába - Répce)

17

4. Részleges ármentesítés

Az ármentesítés negatív hatásai

hullámtér

¾ a gátak közé zárt folyók a hullámtéren kénytelenek lerakni hordalékukat ⇒ az Alföld nem töltődik fel, mint a múltban (viszont nagy része ma is süllyed, de a folyóvízi hordalék nem tudja feltölteni!) ⇒ hullámterek viszont feliszapolódnak ⇒ gátak folyamatos magasítása szükséges (← árvízszint nő!) ⇒ medertalpak egyre magasabban helyezkednek el ⇒ növekvő talajvízszint ⇓ gátrendszeren belül a fenékszint magasabb, mint a gátakon kívül ¾ medermélyülés is lehet (gyorsabb a folyó → bevágódhat) ⇒ szélsőséges vízjárás ⇒ kis- és középvízállások csökkennek ⇒ árvízszintek nőnek

mértékadó árvízszint nyári gát

árvízvédelmi töltés

mezőgazdasági művelés középvízi meder

• nyári gátak • körgátak Forrás: Observator Kft

Emberi hatások A meder feltöltődése, és annak hatásai Mellékágak, holtágak feltöltődése, kiszáradása Kis-, közép- és árvízszintek növekedése


árvízvédelmi töltés mellékág


¾ A jelenség oka: • a folyó hordalék-elragadó ereje kevés az érkező hordalék továbbszállítására • a feltöltődés az ártér lecsökkenése miatt felgyorsul ¾ A jelenség következményei: • a főmeder és a hullámtér egyaránt feltöltődik • emelkedő árvízszintek • emelkedő talajvízszintek, függőmeder kialakulása

főmeder

18

Vízszint tendenciák Dunaremete térségében

A főmeder berágódásának és a hullámtér feltöltődésének hatásai

Duna - Dunaremete

Árvízszintek növekedése, kis és középvízszintek csökkenése

800

600

H (cm )

A vízjárás szélsőségessé válik, a vízszintváltozások felgyorsulnak

Mellékágak, holtágak feltöltődése, kiszáradása

Főmeder berágódása

400

200

0 1900


1910

1920


1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

Évek

mellékág


Éves jellemző vízállások trendvizsgálata Ásványráró 700 600 500

H (cm )

A jelenség következményei: a főmeder berágódik, a hullámtér feltöltődik emelkedő árvízszintek süllyedő kis- és közép- és talajvízszintek hevesebb vízjárás drágább vízkészletgazdálkodás

főmeder

Vízszint tendenciák Ásványráró térségében

¾ A jelenség oka: • kis és középvízhozamok esetén a folyó hordalékelragadó kapacitása nagyobb, mint az érkező hordalék mennyisége, a felesleges energia a meder erodálására, mélyítésére fordítódik • árvíz idején a folyó szétterül a hullámtéren, a hullámtér töltődik ¾ • • • • •


400 300 200 100 0 1950

1955


1960

1965

1970 év

1975

1980

1985

1990

19

Vízszint tendenciák Komárom térségében A mértékadó árvízszintek növekedése

Duna - Komárom 1901-1999 800

700

600

H (cm)

500

400

300

200

100

0 1901

1911

1921


1931

1941

1951

1961

1971

1981

1991

Idő (év)

Mértékadó árvízszint ¾ a 100 éves átlagos visszatérési idejű jégmentes árvíz, kivéve: • Győr, Bp, Szeged és az algyői olajmező védvonalai: 1000 éves visszatérési idő • és Esztergomtól a D-i országhatárig tartó Duna-szakasz: az eddig előfordul legmagasabb jegyes árvizek

Árvízvédelem • ~: az a tevékenység, amelyet az árvíz ideje alatt végeznek annak érdekében, hogy az árvízvédelmi létesítmények megfelelően lássák el a feladatukat

¾ magassági biztonság: mértékadó árvízszintek felett 1,5m

20

Árvízvédelem • gátak karbantartása, hibák kiküszöbölése – töltésátázás – töltésszakadás – fakadó vizek, buzgárok – hullámverés – töltésmagasítás

• veszélyeztetett területek kiürítése • kikerült víz lokalizációja • árvízvédekezési készültség, I., II., II. fokozat

Védekezés töltésátázásnál Védekezés buzgár kialakulásakor

21

Árvizeink okai

Folyóink árvizei •

csapadék: nagy mennyiség, rövid idő alatt ⇐ kontinentális éghajlaton ez nem ritka, nem meglepő!

•

az árvízszintek növekednek, mert a folyók töltések közé vannak szorítva (gyorsan, szűk keresztmetszetben vezetik le a vizeket)

•

a vízgyűjtőkön végrehajtott területhasznosítási változások (erdőirtás ⇒ nő a lefolyási tényező!), de nem olyan jelentős hatás, mint korábban gondolták!

• Duna árvizei: tavaszi, kora nyári (zöldár), jeges árvíz • Tisza árvizei: magas és hosszan tartó

Kárpátalja: eredetileg 90-95%-os erdősültség, ma kb. 50 %, de nem az utóbbi években történt ez a nagy változás, sőt! ma már telepítések is

• a gátak további emelése nem lehet megoldás

•

a vízfolyások vízszállító képessége csökken a hullámterek feliszapolódása és a hullámtéri elburjánzó növényzet akadályozó hatása miatt

A Vásárhelyi Terv Továbbfejlesztése • a Tiszára és környezetére vonatkozó komplex tájgazdálkodási program • a töltések folyamatos magasítása a növekvő mértékadó árvízszintek miatt nem megoldás!!! • cél: a Tiszán levonuló árvízszintek magasságának csökkentése • megoldás: az árhullám nagy mennyiségű vizének szétterítése • eszközök: • síkvidéki árvíztározás (14 db, 1,5 milliárd m3 víz) • a nagyvízi vízszállító képesség javítása • kisebb szakaszokon a töltések emelése • nemzetközi vízügyi együttműködés erősítése forrás: A Vásárhelyi-terv továbbfejlesztése program I. üteme (2004-2007)

22

Az I. ütemben megvalósuló tározók adatai tározási szint mBf

tározótérfogat millió m3

tározófelület km2

SzamosKraszna közi

112,65

148

57

CigándTiszakarádi

99,00

94

24,7

Hanyi-Tiszasülyi

90,05

292

67,5

Nagykunsági

88,10

106

42,5

Tiszaroffi

89,74

97

22,8

Nagykörüi

85,00

23,7

25,7

760,7

240,2

tározó

Összesen

23

A nagyvízi vízszállító képesség javítása 9

1. az árvízvédelmi töltések áthelyezése, a hullámtér növelése 2. az árvízvédelmi töltések magasítása 3. a hullámtér magasságának csökkentése kotrással 4. a folyószabályozási művek lehetőség szerinti átalakítása 5. a főmeder mélyítése, kotrása 6. mellékágak kotrása, rehabilitálása, új, párhuzamos medrek kialakítása a hullámtéren 7. épületek, egyéb létesítmények eltávolítása a hullámtérről 8. a hullámtéri területhasználat, művelési ág megváltoztatása, optimalizálása 9. nyári gátak eltávolítása a hullámtérből Forrás: ÉDUKÖVIZIG

Belvizek ¾ létrejötte: • 1. a magas talajvízszint hóolvadás, esőzés miatt megemelkedik, felszínre jut • 2. a csapadék vagy hóolvadék nem tud beszivárogni a talajba (összegyülekezési típusú belvíz, talajvízzel nincs kapcsolatban) ¾ Mo területének t.m. 1/3-át veszélyezteti ¾ védekezés: belvízlevezető csatornák (kettős funkció)

Magyarország belvízvédelmének néhány statisztikai adata

mértékegység

2000-ben

belvízvédelmi rendszerek száma

db

85

összes kiterjedésük

km2

~44500

km

~42500

m3/s

800

belvízcsatornák hossza szivattyútelepek összkapacitása

• állagromlás, feliszapolódás, szállító kapacitás csökken • nyáron vizük betöményedik: szikesedést okozó öntözés

24

Vízminőségvédelem km18

Recommend Documents