Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

DIFFÚZ TERHELÉSEK SZÁMÍTÁSA. SZABÁLYOZÁS ALAPEGYSÉGE:VÍZGYŰJTŐ 

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "DIFFÚZ TERHELÉSEK SZÁMÍTÁSA. SZABÁLYOZÁS ALAPEGYSÉGE:VÍZGYŰJTŐ "— Előadás másolata:

1 DIFFÚZ TERHELÉSEK SZÁMÍTÁSA

2 SZABÁLYOZÁS ALAPEGYSÉGE:VÍZGYŰJTŐ 

3 NEM-PONTSZERŰ SZENNYEZÉS FOLYAMATAI

4 VÍZGYŰJTŐRŐL SZÁRMAZÓ TERHELÉSEK L1L1 L2L2 L3L3 L4L4 L 111 L211L211 L11L11 L12L12 L 21 L 22 L 31 L 3 = (L 4 + L 31 +  E 3 ) a 3 L 21 = (L 22 + L  E 21 ) a 21 L 2 = (L 3 + L 21 +  E 2 ) a 2 L 11 = (L 12 + L  E 11 ) a 11 L 1 = (L 2 + L 21 ) a 1 L i – mért terhelés (anyagáram) – ellenőrzési pontok E i – vízgyűjtőről származó terhelés (emisszió) E2E2 E3E3 E 11 E 21 a i – átviteli tényező (transzmisszió)(1-a = visszatartás a mederben)

5 Terhelés számítása vízminőségi és vízhozam idősorokból

6 Terhelés számítása: L i – Anyagáram az i-dik ellenőrzési ponton m – mellékfolyók száma az i-dik szakaszon E – az i-dik szakaszt érő vízgyűjtő eredetű terhelés (emisszió) j – emissziós források száma az i-dik szakaszon a – az i-dik szakaszon érvényes átviteli tényező L p – pontszerű szennyezőforrás (t/év)  p – pontszerű forrás transzmissziós tényezője (-) L np – diffúz szennyezőforrrás (t/év) l – fajlagos területi terhelés (t/ha,év) A – a fajlagos terheléshez tartozó vízgyűjtőterület (ha)  np – diffúz terhelés transzmissziós tényezője (-) ( 1-  = visszatartás a vízgyűjtőn)

7 A számítás korlátjai: •Ellenőrzési pontokon mért anyagáram mintavételi hibája (mintavételi gyakoriság, analitikai módszer, stb.) •Átviteli tényező ismeretlen – vízminőségi modell! •Pontszerű terhelések: becslés (lakosegyenérték), mérés •Diffúz terhelés: területi jellemzők, irodalmi adatok (fajlagos területi terhelés), modell – időbeli változékonyság, bizonyatlan! •Visszatartás a vízgyűjtőn (transzmissziós tényező): mérés? becslés? empíria?

8 Terhelés számítása vízminőségi és vízhozam idősorokból A becslés bizonytalanságát növelő tényezők:  Alacsony mintavételi gyakoriság Módszerek a becslés pontosítására (N Q >> n C ) :  Átlagolásos módszerek  Aránybecslés  Regressziós módszerek Átlag hibája:  Eltérő mintaszám (N Q >> n C )  Rövididejű árhullámok (kisvízfolyások!)

9 napi vízhozam, havi koncentráció (Dolan et al., 1981); napi vízhozam, háromhavi konc. (Dolan et al., 1981); egyszerű számtani átlag (Dolan et al., 1981); havi vízhozam és koncentr. (Ferguson, 1987); háromhavi vízhozam és konc. (Ferguson, 1987); rétegzett átlagterhelés (Verhoff at al, 1980) Az éves átlag terhelés becslésre kidolgozott átlagolási módszerek

10 Az éves átlag terhelés becslésre kidolgozott aránybecslő módszerek (Cochran, 1967); (Hartley és Ross, 1954); (Quenouille, 1959); (Mickey, 1959); (Beale, 1962); (Tin, 1965)

11 Regressziós módszerek Vízhozam – koncentráció, vízhozam – terhelés kapcsolata:

12 L - tápanyaghozam [t/év], L 0 - hipotetikus hozam zérus lefolyás esetén [t/év], C á - átlagos tápanyag koncentráció [mg/l], Q - lefolyás [m 3 /s] Pontszerű források okozta anyagáramok megállapítása: Lineáris összefüggés esetén (A): L p - tápanyaghozam a pontforrásokból [t/év], Q p – pontforrások hozama [m 3 /d].

13 Diffúz terhelések becslése  Fajlagos területi terhelés („unit areal load”)  Statisztikai modellek (szennyezőanyag kibocsátás, területi és hidrológiai jellemzők és a kontroll szelvényekben mért anyagáramok kapcsolata)  Dinamikus modellek (felszíni, felszín alatti lefolyás és transzport)

14 Lefolyás szerepe a nem-pontszerű szennyezés folyamataiban Légköri kiülepedés Területi lefolyás Befogadó víz Antropogénforrások Talajvíz

15 Lefolyás modellek alkalmazása GIS Nagy adatigény Topográfiai adatok, Területhasználat, Talajjellemzők (fizikai jell., vízháztartási tul.) Meteorológiai adatok (csapadék, párolgás, sugárzás stb.) Tápanyag tartalom Osztott paraméterű modellek

16 PÉLDA A SAJÓ-HERNÁD VÍZGYŰJTŐJÉRE :

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28 Fajlagos területi terhelés jellemző értékei (kg/ha/év) TerülethasználatKOIÖNÖPN/PForrás Mezőgazdasági terület Legelő Erdő Szőlő, gyümölcsös Városi terület VITUKI, 1996, 2. Jolánkai, 1984, 3. JICA, 1998

29 BOIÖNÖP Szarvasmarha Tejelő tehén Sertés3512 Ló6110 Birka3.21 Baromfi Haszonállatok fajlagos emissziói (kg/egyed/év)

30 Statisztikai modellek Német példa: MONERIS: Modelling of Nutrient Emissions in River Systems (Institut für Gewasserökologie, Berlin)  > 500 (1000) km 2 vízgyűjtők  5-10 éves átlagok  GIS támogatás  Figyelembe vett folyamatok: Pontszerű források, Légköri kiülepedés, Lemosódás, Erózió, Városi lefolyás, Drénrendszerek, Talajvíz.  Tápanyag visszatartás a vizekben

31

32 Diffúz terhelések becslése: MONERIS modell Vízmérleg Qátlagos lefolyás [m 3 /év], Q tv lefolyás a talajvízzel (bázislefolyás) [m 3 /év], Q dr lefolyás a drénrendszerekből [m 3 /év], Q fl felszíni lefolyás a nem burkolt felületekről [m 3 /év], Q vl városi lefolyás [m 3 /év], Q lh légköri hozzáfolyás, amely a közvetlenül a vízfelszínre hulló csapadékmennyiség és az onnan elpárolgó vízmennyiség eredője [m 3 /év].

33 Diffúz terhelések becslése: MONERIS modell Felszíni lefolyás okozta tápanyag terhelés C fl N,P átlagos, terület szerint súlyozott tápanyag-koncentráció a felszíni lefolyásban [mg/l], A sz szántóföldi területek [km 2 ], A z zöldterületek [km 2 ], A ny Nyílt (fedetlen) területek C fl,sz N,P tápanyag-koncentráció a szántóföldekről származó felszíni lefolyásban [mg/l], C fl,z N,P tápanyag-koncentráció a zöldterületekről származó felszíni lefolyásban [mg/l], C fl,ny N,P tápanyag-koncentráció a nyílt felületekről származó felszíni lefolyásban [mg/l].

34 Diffúz terhelések becslése: MONERIS modell Felszíni lefolyás okozta tápanyag terhelés TerülethasználatNitrogénFoszfor [g N/m 3 ][g P/m 3 ] Szántóföld0,3+R lk N /Cs é 0,8 ZöldterületR lk N /Cs é 0,2 Nyílt felületR lk N /Cs é 0,05 Tápanyag koncentrációk a felszíni lefolyásban: R lk N légköri nitrogén-kiülepedési ráta [g N/m 2  év], Cs é évi csapadékmennyiség [m/év] Tápanyag terhelés (t/év):

35 Diffúz terhelések becslése: MONERIS modell Felszíni lefolyás okozta tápanyag terhelés Mezőgazdasági területekről lefolyó víz P koncentrációja a talaj telítettségének függvénye: Talaj P telítettsége (%) Oldott P (g/m 3 ) Művelt területeken a talaj felső rétegének P telítettsége %-os, Hosszú távú szántóföldi mérlegek segítségével meghatározható!

36 Zala vízgyűjtő mezőgazdasági tápanyag mérlege

37 Diffúz terhelések becslése: MONERIS modell Erózió okozta tápanyag terhelés Talajlehordás megindulásának feltételei:  1% lejtés,  Mezőgazdasági művelés alatt áll,  Bármely vízfolyástól való távolsága < 30 m Potenciális lebegőanyag terhelés: H t potenciális üledékterhelés [t/ha/év], h t talajlehordás a mezőgazdasági területekről [t/ha/év] SARerózióra érzékeny területek modellezett aránya [%] AVízgyűjtőterület nagysága [ha]

38 Diffúz terhelések becslése: MONERIS modell Erózió okozta tápanyag terhelés Talajlehordás mértéke: eróziós térképek Kiülepedés, megrekedés mélyedésekben: Az erodált talaj csak részben éri el a vizeket! Erózió eredetű lebegőanyag terhelés megállapítása: Kritikus lefolyás értelmezése a vízhozam lebegőanyag kapcsolat alapján

39 Diffúz terhelések becslése: MONERIS modell Erózió okozta tápanyag terhelés Tényleges lebegőanyag terhelés: T Ü lebegőanyag terhelés a vizsgált időszak alatt [t/év], H t talajlehordás a vizsgált időszak alatt [t/év] SDRüledék visszatartási tényező (kritikus LA hozam alapján) [-] F s,ü t1-t2 vizsgált időszakra vonatkozó súlyozó tényező [-], függ a nagycsapadékos időszakok mennyiségétől Eróziós tápanyagterhelés: T er N,P tápanyagterhelés az erózió következményeként [t/év]. M t N,P átlagos tápanyagtartalom a felső talajrétegekben [kg/kg] A d N,P tápanyag feldúsulási foszforra [-],

40 Diffúz terhelések becslése: MONERIS modell Települési eredetű tápanyag terhelés folyamatai:

41 MONERIS modell alkalmazása a Zala vízgyűjtőre

42 Tápanyag visszatartás a folyórendszerekben 100 – km 2 -es vízgyűjtőkre alkalmazható empirikus tápanyag visszatartási modell (Behrendt és Opitz, 1999) H b N,P becsült tápanyaghozam [t/év], E N,P összes becsült tápanyagemisszió [t/év], R N,P összes becsült tápanyag-visszatartás [t/év], T pf N,P pontszerű tápanyagterhelések [t/év], T d N,P diffúz tápanyagterhelések [t/év], V N,P tápanyagveszteségek [t/év]. Átalakítás után: R H N,P anyagárammal súlyozott összes tápanyag-visszatartás [t/év]

43 Valamennyi vízgyűjtő 1000 km 2 -nél kisebb vízgyűjtők 1000 és km 2 között km 2 -nél nagyobb vízgy. xqT hf q q q Foszfor a26,6013,3041,4057,6021,709,3028,9026,90 b-1,71-0,93-1,93-1,26-1,55-0,81-1,80-1,25 Nitrogén a6,905,903,503,305,804,407,9010,90 b-1,10-0,75-1,01-0,65-0,96-0,62-1,03-0,94 Tápanyag visszatartás a folyórendszerekben Empírikus összefüggés a tápanyag visszatartásra: a, bmodellegyütthatók [-], xfajlagos lefolyás, q [l/km 2  s], ill. hidraulikai felületi terhelés, T hf [m/év].

44 Tápanyag visszatartás a folyórendszerekben Tápanyagterhelés és a tápanyaghozam kapcsolata Európai vízgyűjtőkön

45 Tápanyag visszatartás a folyórendszerekben Tápanyagterhelés és a tápanyaghozam kapcsolata Európai vízgyűjtőkön

46 Tápanyag visszatartás a folyórendszerekben Tápanyag viszsatartás aránya és hidraulikai terhelés kapcsolata

47 Tápanyag visszatartás a folyórendszerekben Tápanyag viszsatartás aránya és hidraulikai terhelés kapcsolata

48 Nutrient Balances for Danube Countries

49 OUTFLOW [l/s/km 2 ] Role of "retention": Net immission load/emission load (1992) A - Austria, B - Bulgaria, C - Czech Republic, G - Germany, H - Hungary, M - Moldavia, R - Romania, SK - Slovakia, SL - Slovenia, U - Ukraine, DB - Danube Basin average


Letölteni ppt "DIFFÚZ TERHELÉSEK SZÁMÍTÁSA. SZABÁLYOZÁS ALAPEGYSÉGE:VÍZGYŰJTŐ "

Hasonló előadás


Google Hirdetések