MŰSZAKI ÉS SZABÁLYOZÁSI ESZKÖZÖK VÍZGYŰJTŐKRŐL SZÁRMAZÓ TERHELÉS MEGHATÁROZÁSA ÉS A SZENNYEZÉS CSÖKKENTÉSE MŰSZAKI ÉS SZABÁLYOZÁSI ESZKÖZÖK

SZENNYEZŐ FORRÁSOK Pontszerű szennyezők: A szennyező hatás koncentráltan éri a befogadót Mérhető, ellenőrizhető Legtöbbször időben állandó „Csővégi” eljárások alkalmazhatók Nem pontszerű (megoszló, diffúz): A szennyezés helye nem lokalizálható, vonal mentén, víz felszínén Kis koncentrációban, nagy területről Erősen függ a hidrológiai viszonyoktól (csapadék, lefolyás) Folyamata: forrás – transzport valamely közvetítő közeg útján (légköri kiülepedés, felszíni lefolyás, felszín alatti lefolyás, talajerózió) Beavatkozás: elsősorban a keletkezés helyén

Diffúz terhelés modellezése Terhelés meghatározása: Emisszió  transzport (terepi, mederbeli)  anyagáram (vízgyűjtő kifolyási pontján) Mérési lehetőség: pontforrások, mederben mért anyagáram Modellek: empirikus és fizikai (folyamat) alapú Nagy léptékű, összevont paraméteres → nem ad információt a térbeli változékonyságról, BMP tervezésre nem alkalmas Dinamikus, osztott paraméteres modellek → hatalmas adatigény A vízgyűjtő tervezés kulcs eleme a diffúz terhelések ismerete.

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)

Fajlagos területi terhelés jellemző értékei (kg/ha/y) Területhasználat KOI ÖN ÖP N/P Forrás Mezőgazdasági terület 48-275 20.6 0.7-53 10-20 29.6 0.7-8.2 0.25-1.35 0.79 6.1 18.8 37.5 1 2 3 Legelő 13-28 31.8 1.1-5.3 1.1-3.3 16.6 0.3-0.5 0.02-0.5 0.55 8.0 8.5 30.2 Erdő 43 1.4-33 8-10 3.6 0.02-1 0.3 33.7 17.6 12 Szőlő, gyümölcsös 0.1-260 38-67 0.8-20 0.8-201 12.5 5.2 Városi terület 260-1050 282 2-9.7 6-10 19.7 0.5-1.5 1.1-5.6 2.7 5.8 2.4 7.3 1. VITUKI, 1996, 2. Jolánkai, 1984, 3. JICA, 1998

Statisztikai modellek Német példa: MONERIS: Modelling of Nutrient Emissions in River Systems (Institut für Gewasserökologie, Berlin) > 500 (1000) km2 vízgyűjtők 5-10 éves átlagok GIS támogatás Figyelembe vett folyamatok: Pontszerű források, Légköri kiülepedés, Lemosódás, Erózió, Városi lefolyás, Drénrendszerek, Talajvíz. Tápanyag visszatartás a vizekben

Duna vízgyűjtőre készített becslés (MONERIS, Behrendt et al, 2003)

Duna vízgyűjtőre készített becslés (MONERIS, Behrendt et al, 2003)

Országos terhelés becslés eredménye (Összes N, Összes P) 14% 6% 13% 1% 9% 57% TN: 20 kt/év 4% 8% 2% 60% Felszíni oldott Felszíni partikulált Felszín alatti oldott Települési felszíni oldott Települési partikulált Települési felszín alatti oldott TP: 3 kt/év

Országok hozzájárulása a Duna vízgyűjtő összes N és P terheléséhez

HIDROLÓGIAI ALAPÚ MODELLEK ELVI SÉMÁJA ALMODELL SZENNYEZŐANYAG FORRÁS ÉS TRANSZPORT ERÓZIÓS BEFOGADÓ VÍZMINŐSÉGI MODELLJE VÍZMINŐSÉG A KIFOLYÁSI SZELVÉNYNÉL VÍZGYŰJTŐ EMISSZIÓS MODELL

HIDROLÓGIAI ALMODELL P, S I1 ET Qs R I2 Qi Ql Qb Qd Qc VÍZMÉRLEG-EGYENLET

KIMOZDULÓ TALAJSZEMCSÉK ERÓZIÓS ALMODELL KIMOZDULÓ TALAJSZEMCSÉK MOZGÓ HORDALÉK MEDERBE BEKERÜLŐ VÍZGYŰJTŐN MARADÓ Felszíni lefolyás Kiülepedés, Tározódás Szállítódás Csapadék Felkeveredés Eróziós potenciál

TRANSZPORT ALMODELL

Légköri kiülepedés/fixáció TRANSZPORT ALMODELL Oldott szervetlen Szerves Erózió Kicsapódás/Oldódás Lemosódás Elillanás Szorpció/Deszorpció Aratás Trágyázás Kimosódás Légköri kiülepedés/fixáció Immob./Miner. Aktív partikulált Inaktív

ZALA VÍZGYŰJTŐ: DINAMIKUS MODELL ALKALMAZÁSA

Nitrogén Foszfor

SZABÁLYOZÁS ESZKÖZEI Kibocsátás csökk., szennyvíz („end of pipe”); „best management practice”, ár, adó, területhasználat szabályozása Emisszió forrás Transzport a víz- gyűjtőn (visszatartás) Lefolyási tényező csökkentése, erózióvédelem, művelés, előtározók, „wetland”-ek kialakítása Hordalék- és uszadékfogók, fenéklépcső, levegőztetés, ökológiai szemléletű mederrendezés, előtározók Transzport (visszatartás) a folyómederben Üledék kotrása, inaktiválása, biomanipuláció, vízpótlás, mély tavak levegőztetése, algicid Tavi tápanyag forgalom

Mezőgazdasági eredetű (földhasználatból származó) terhelés csökkentése Földhasználat (művelési ág) váltás Szántó → erdő, legelő (gyep) konverzió Vízvisszatartás a természetes mélyedésekben, vizes élőhelyek létrehozása (visszaállítása) Vetésforgó alkalmazása: kalászosok arányának növelése, kapás kultúrák tiltása, növény fedettség biztosítása (C tényező csökkentése). Pillangós vagy takarmány növények termesztése másodvetésként. Művelési mód váltás Erózióvédelmet biztosító növénytermesztési módok (Betakarítást követő tarlóhántás, tarlóápolás, Szárzúzás, növényi maradványok aprítása, felszínen hagyása (mulcs), Másodvetés (takarmányok, zöldtrágya növény), Csökkentett és no-tillage művelés Műszaki talajvédelem (sáncolás, teraszolás, talajvédő táblásítás) Szintvonalas, sávos művelés Talajszerkezet romlás, tömörödés megakadályozása, talajvédő művelés → beszivárgás növelése, vízvisszatartás a területen

Mezőgazdasági eredetű (földhasználatból származó) terhelés csökkentése Korlátozott tápanyag bevitel Kötelező talajvizsgálat, tápanyag többlet korlátozása Trágya kijutatás helyi korlátozása (lejtős területeken kiegyenlítő trágyázás, vízfolyások közelében – parti sáv, hullámtér korlátozás) Trágya kijuttatás időbeli korlátozása (fagyott talajra tilos a kijuttatás) Szakszerű kijuttatás (injektálás, tisztított szennyvíz, szennyvíziszap, hígtrágya kijuttatása megfelelő módon) Védősávok létesítése a folyómeder és a mg-i terület között Folyómeder mentén a természetes parti vegetáció (zonáció) kialakulásának megteremtése, megfelelően széles galériaerdő (középvízi és nagyvízi mederrendezés része) A mezőgazdasági terület szélén védősáv (fasor, gyepesített sáv) – szélerózió ellen is véd! Hordalékvisszatartás a medren kívül, szűrőmezők kialakítása Kis vízmélységű, állandó vagy időszakos vízborítású területek (tározók) kialakítása vízfolyásokon, – vizes élőhelyek létrehozása

Diffúz szennyezés csökkentése

Tápanyag terhelés csökkentése Dombvidéki vízgyűjtőkön alkalmazható P terhelés csökkentési intézkedések költséghatékonysága

Tápanyag terhelés csökkentése Síkvidéki vízgyűjtőkön alkalmazható P terhelés csökkentési intézkedések költséghatékonysága

BALATON: A MEDENCÉK FOSZFORTERHELÉSE A BEAVATKOZÁSOK ELŐTT ÉS UTÁN mezőgazdasági légköri geokémiai háttér szennyvíz városi lefolyás 100 90 80 70 60 Összes P (tonna/év) 50 40 30 20 10 I II III IV I IV II III

EU agrár- és vidékpolitikája A többfunkciós mezőgazdasági modell második pillérére: Nemzeti Agrár-környezetvédelmi Program → UMVP Intézkedései: agrár-környezetgazdálkodási alapprogram, integrált gazdálkodási célprogram, ökológiai gazdálkodási célprogram, extenzív gyephasznosítási célprogram, vizes élőhely-hasznosítási célprogram Horizontális és zonális célprogramok

A támogatások szerkezete AKG kifizetések VKI kompenzáció “Helyes Gazdálkodási Gyakorlat” “Helyes Mezőgazdasági és Környezeti Állapot” Önkéntes előírások A 2. ábra áttekintést ad a CAP 2003-as reformja után kialakult - a környezetvédelemnek az agrárpolitikába történő integrációját biztosító - eszközrendszerről. Kötelező előírások 29

Mezõgazdasági Parcella Azonosító Rendszer (MePAR) az agrártámogatások eljárásainak kizárólagos országos földterület-azonosító rendszere

Víz Keretirányelv Vízgyűjtő-gazdálkodási terv (2009): vízvédelmi, ökológiai szempontok Nitrátérzékeny területek (jelenlegi kijelölés módosítása) Erózió érzékeny területek Belvízveszélyeztetett területek Partmenti vízvédelmi zónák

Nitrátérzékeny területek Nitrát direktíva: a mezőgazdasági tevékenység szabályozása (27/2006. (II.7.) Korm. rendelet a vizek mezőgazdasági eredetű nitrát-szennyezéssel szembeni védelméről„nitrát-rendelet”) Nitrát-érzékeny területek kijelölése Állattartó telepek: trágyatárolás (műszaki előírások) Földhasználat: jó mezőgazdasági gyakorlat, erózióvédelem, tápanyag gazdálkodási szaktanácsadás, trágyakijuttatás szabályozása Nyilvántartási, adatszolgáltatási kötelezettség, Ellenőrzés A nitrátérzékeny területek jelenleg 43 186 km2-t tesznek ki, az ország területének 46,4 %-át. Kijelölésük a MEPAR rendszerben megtörtént

Potenciálisan erózió érzékeny szántók Összes erózió érzékeny terület 440 000 ha Eróziós terület állóvíz vízgyűjtőjén 120 000

Belvíz veszélyeztetett területek erősen veszélyeztetett: 230 ezer ha szántó, közepesen: 860 ezer ha szántó Forrás: VKKI

Nitrát érzékenynek kijelölt területek és a potenciális foszfor terhelés szempontjából érzékeny területek

VKI célok az UMVP-ben A vizek jó ökológiai állapotának eléréséhez szükséges: Erózióvédelem a dombvidéki szántókon Belvíz visszatartás a rendszeresen elöntött területeken Partmenti vízvédelmi területek (puffer zóna) a vízfolyások mellett

Egyéb szempontok a területi intézkedések megválasztásához Törekedjünk a művelés fenntartására azokon a helyeken, ahol ez nagy valószínűséggel jövedelmező ágazat (pl. borvidékek, kiváló termőképességű területek) Támogassuk a tájszerkezet alakulása szempontjából kedvezőbb megoldásokat (pl. erdősített táblaszegélyek, melyek egyben ökológiai folyosók is lehetnek), Törekedjünk a földhasználati arányokban az egykori természetes állapot felé elmozdulni, növeljük az erdők arányát különösen a vízgyűjtő északi területein. A síkvidéki részeken részesítsük előnyben a vizes élőhelyek kialakítását, Mivel a hidromorfológiai kockázat csökkentése miatt is szükséges, meder melletti „puffer” területeket minden vízfolyás mellett alakítsuk ki.

Települési diffúz szennyezések csökkentése: Csatornázatlan települések - szikkasztott szennyvíz Csatornázás, rákötés a meglévő rendszerre - illegális szennyvízbevezetések felszámolása Házi szennyvíztisztítók (oldómedence + szikkasztás) – szakszerű egyedi szennyvízelhelyezés Belterületi állattartás szabályozása (trágyatárolás – szigetelés, fedés) Felszíni szennyeződések lemosódása Köztisztasági tevékenység Lefolyás szabályozás (vízvisszatartás – beszivárogtatás, lefolyás hullám késleltetése tározással) Csatornázás: egyesített rendszer  elválasztott rendszer

Egyszerű oldómedence és hagyományos (szikkasztásra alkalmas helyi talajban kialakított) dréncsövezett szikkasztó rendszer Bővített oldómedence, kis mélységű, homokkal töltött árkos szikkasztó rendszer és adagoló szivattyú Bővített oldómedence, homokszűrő és dombként kiemelkedő rendszer, adagoló szivattyúkkal

Esemény-átlagkoncentráció (EMC) középértékek Átlagos városi helyszín felszíni lefolyásának vízminőségi jellemzői a National Urban Runoff Project (NURP) felmérése alapján Szennyezőanyag Esemény-átlagkoncentráció (EMC) középértékek Medián 90%-os percentilis Összes lebegőanyag [mg/l] 141–234 424–671 BOI5 [mg/l] 10–13 17–21 KOI [mg/l] 73–92 157–198 Összes foszfor [mg/l] 0,37–0,47 0,78–0.99 Oldható foszfor [mg/l] 0,13–0,17 0,23–0,30 TKN [mg/l] 1,68–2,12 3,69–4,67 NO2+3-N [mg/l] 0,76–0,96 1,96–2,47 Összes Cu [mg/l] 38–48 104–132 Összes Pb [mg/l] 161–204 391–495 Összes Zn [mg/l] 179–226 559–707

Szennyezőanyag lemosás: „first flush”

Vízvisszatartás: porózus burkolat kivitelezése vízáteresztő és vízzáró altalaj esetén

Füvesített árok Homokszűrős víznyelő

Időszakos tározómedence sémája

Állandó tározómedence sémája

Eszközök a befogadó oxigén háztartás javításához Öntisztulás javítása, oxigén bevitel fokozása: Fenéklépcső, fenékküszöb,bukó stb. (hosszirányú átjárhatóság korlátozása miatt ökológiai szempontból nem jók), szűkület, surrantó Iszapkotrás, üledék eltávolítása (folyók, tavak) Természetközeli (ökológiai szemléletű) mederrendezés Kanyargós meder (meanderezés), parti zóna megléte Csobogók, kiöblösödések változatosabb élőhelyek, gazdagabb élővilág szabálytalanabb áramlás, oxigén bevitel növelése hosszabb tartózkodási idő, öntisztulás természetes ártér, hordalék visszatartás Tavak oxigén ellátottságának javítása Hipolimnion (alsó réteg) levegőztetése, cirkuláció (csak mély tavakban)

Belterületi szakasz: Egyenes, burkolt trapézmeder

Kisvízi meder kiszélesítése, lankás rézsű - meanderezés kialakul Belterületi természetes állapotú szakasz

Függőleges vonalvezetés, fenéklépcső surrantó

Kombinált partvédelem elhabolás ellen Árnyékolt meder

DOMBVIDÉKI KIS- ÉS KÖZEPES VÍZFOLYÁSOK REHABILITÁCIÓJA

http://digiscience.hu/wwf/wwf_trapezmeder.html

http://digiscience.hu/wwf/wwf_trapezmeder.html

http://digiscience.hu/wwf/wwf_trapezmeder.html

http://digiscience.hu/wwf/wwf_trapezmeder.html

http://digiscience.hu/wwf/wwf_trapezmeder.html

http://digiscience.hu/wwf/wwf_trapezmeder.html