Települési vízgazdálkodás I. 2.előadás EJF Építőmérnöki Szak (BSC) Települési vízgazdálkodás I. 2.előadás Vízszerzés 1: Felszín-közeli és mélységi vizek, vízbázisvédelem, kúthidraulikai számítások. Dittrich Ernő egyetemi adjunktus PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs, Boszorkány u. 2. B ép. 039. dittrich@witch.pmmf.hu

Vízszerzési lehetőségek Felszín alatti vizek felszín közeli vizek (talajvizek) Első vízzáró réteg feletti összefüggő vízkészlet Víz után pótlódás közvetlen Antropogén szennyezési veszély fokozott mélységi vizek Két vízzáró réteg közötti vízkészlet Víz után pótlódás közvetett (vagy nincs) Antropogén szennyezési veszély minimális partiszűrésű vizek Folyók aluviális mederösszletében Antropogén szennyezési veszély mérsékelt karszt- és forrásvizek Karsztos résrendszerekben Felszíni vizek (folyók, tavak, mesterséges tározók)

Hidrogeológiai alapok – Felszín alatti vizek Víz felhalmozódására alkalmas képződmények lehetnek: Laza, szemcsés üledékes kőzetek (üledékképződés, süllyedések, folyók hordalékából kialakult képződmények, stb..) Szilárd kőzetek repedései, törései (Geológiai viszonyok, mállás, oldódás, stb..) Minél nagyobb a pórustérfogat, annál kedvezőbbek általában a kitermelés hidraulikai adottságai (víztérfogat, szivárgási veszteségek A hazai szemcsés víztartó rétegek legnagyobb hányada a Pannon-tenger feltöltődéséből származik. Víztartó rétegek lehetnek: Telítetlenek Telített, nyomás alattiak (geológiai képződmények nyomás, képződött gázok nyomása) Fontos szempontok: Víz után-pótlódás mértéke!!! Szennyezettség Kitermelési lehetőségek

Vízkészletek vízminősége I. A vízkészletek vízminősége és a vizet igénylők vízminőségi igénye közötti különbség szabja meg a tisztítási technológiát. Talajvizek: Az első vízzáró réteg feletti vízadó rétegben található vízkészlet Általában erősen szennyezet Jellemző szennyezők: Nitrit, nitrát Szerves anyag (KOI, BOI5) Ammónium Bakteriológiai szennyezettség Szénsav (agresszivitás)

Vízkészletek vízminősége II. Rétegvizek: Két vízzáró réteg között található vízkészlet Kismértékben szennyezettek Jellemző szennyezők: Vas, mangán Szulfát Klorid Szénsav (agresszivitás) Metán Arzén Stb..

Vízkészletek vízminősége III. Karsztvizek: Karsztos (mészkő, dolomit) kőzetek repedésrendszereiben található vízkészlet Nagy érzékenységűek Jellemző szennyezők: Magas karbonát-keménység (Mg-, és Ca-sók) Szulfát, Klorid, Nitrát, stb.. ált. csak antropogén szennyezés esetén (pl. városszéli forrás) Parti szűrésű vizek: Part menti aluviális rétegekben található vízkészlet Kismértékben szennyezettek Szerves anyag Ammónium Vas, mangán

Vízkészletek vízminősége IV. Vízkészleteink szennyezettsége évről évre nő. Főbb okai: Növekvő termelés, növekvő kibocsátások Tisztítatlan emissziók Illegális kibocsátások Meglévő tisztítók nem megfelelő hatékonysága Vízvédelem fejlődésének üteme – múltbeli szennyezések hosszú-távú hatásai Vízkincseink védelme fokozott odafigyelést igényel Vízbázisok védelmét a 123/1997 (VII.18.) Korm. rendelet és arra épülő jogszabályok tartalmazzák.

Víznyerés felszín-közeli rétegből I. Jellemzők összefoglalása: Vízutánpótlás ingadozó Ki van téve az antropogén hatásoknak Általában szennyezett Vízbázis védelme nehezen megoldható Szerves és szervetlen szennyezettség egyaránt jellemző Ingadozó vízhőmérséklet Agresszivitás Település illetve intenzív mg-i környezetben magas nitrát koncentráció Vízkészlet változás meghatározó tényezői: Csapadékmennyiség Párolgás Oldalirányú szivárgási viszonyok A tartós kitermelésnek egyensúlyban kell lennie az után pótlódással!

Kutak vízhozamának számítása Darcy-törvény: v = k ⋅ I (m/s) Dupuit – Thiem féle összefüggések Szabadfelszínű síksugaras szivárgásra Nyomásalatti szivárgásra A képletek homogén környezeti feltételeket tételeznek fel!!!!

Beszivárgás és párolgás

Pótlódás felszíni vízből

Természetes védettség mértéke Felszín-közeli víz minőségét befolyásoló tényezők: a talajba jutó víz minősége a beszivárgás helyén (légköri szennyeződés, felszíni lefolyási viszonyok) a beszivárgási terület szennyezettsége (terület szennyezettsége) az átvezető (fedő) réteg tisztítóképessége (áteresztőképesség, vastagság, homogenitás, beoldódási viszonyok, szűrőképesség, lebomlási viszonyok, stb..) a tározó réteg tulajdonságai (szivárgási viszonyok, adszorpció, kémiai átalakulás, tartózkodási idő, stb..) a vízkivételi hely és környezetének védettsége (antropogén hatások, vízkivétel műszaki megoldási módja, stb..) a vízkivétel jellege, nagysága (vízforgalom, vízmérleg) a vízkivétel hatása a természetes vízháztartásra TERMÉSZETES VÉDETTSÉG MÉRTÉKE, MESTERSÉGES VÍZBÁZIS VÉDELMI RENDSZER SZÜKSÉGESSÉGE (123/1997 (VII. 18) Korm. rendelet)

Alapfogalmak I. a 123/1997 (VII. 18) Korm. rendelet alapján elérési idő: az az időtartam, ami alatt egy adott pontból a vízrészecske a vízkivételig eljut lebomló szennyezőanyag: olyan szennyezőanyag, amely meghatározott körülmények között - beavatkozás nélkül - meghatározott idő alatt úgy változik meg, hogy egészséget nem károsító, nem szennyező, környezeti kockázatot nem okozó anyaggá alakul védőidom: az üzemelő vagy tervezett vízkivételi műveket (berendezéseket) körülvevő felszín alatti térrész, amelyet a vízkivétel (ivó-, ásvány- vagy gyógyvíz) - mennyiségi, minőségi - védelme érdekében a környezeténél fokozottabb biztonságban kell tartani védőterület: az üzemelő vagy tervezett vízkivételi műveket (berendezéseket) körülvevő terület, amelyet a vízkivétel (ivó-, ásvány- vagy gyógyvíz) - mennyiségi, minőségi - védelme érdekében a környezeténél fokozottabb biztonságban kell tartani. A védőterület általában körülveszi a vízkivételi műveket, de egyes esetekben azoktól elszakadva is megjelenhet, amely az előbbi cél elérése érdekében szükséges korlátozásokkal (tilalmakkal) hasznosítható védősáv: a víz tározását, kezelését, szállítását szolgáló művek védelméhez szükséges meghatározott szélességű terület, amelyet a környezeténél fokozottabb biztonságban kell tartani, és az ennek érdekében szükséges korlátozásokkal (tilalmakkal) hasznosítható

Alapfogalmak II. a 123/1997 (VII. 18) Korm. rendelet alapján védőövezet(ek): a védőterület, védőidom részeit alkotó terület(ek), idom(ok), ahol a veszélyeztetés mértékétől függő korlátozások, tilalmak, illetőleg rendszeres mérési és megfigyelési kötelezettségek rendelhetők el védőidom, védőterület a) előzetes lehatárolása: tervezői típusú tevékenység, melynek során a meglévő ismeretek alapján lehatárolásra kerülnek a védőidomok, védőterületek övezetei, b) meghatározása: tervezői típusú tevékenység, ami magában foglalja a védőidom, a védőterület méretezését (általában kiszámítását) és dokumentálását, beleértve a határoló vonalak megadását is, c) kijelölése: hatósági eljárás, melynek során elrendelésre kerül a védőidom, védőterület kialakítása a hozzá tartozó tiltásokkal és korlátozásokkal együtt, d) kialakítása: a kijelölés során elrendelt jogi és műszaki intézkedések megtétele (szennyezőforrások felszámolása, átalakítása, ellenőrző megfigyelő rendszerek kiépítése, kerítések, jelzőtáblák elhelyezése, területhasználókkal való kapcsolatok rendezése, tájékoztató anyagok készítése stb.), e) fenntartása (üzemeltetői feladat): a kialakított védőidomban, védőterületen az előírt rendszeres ellenőrzés, megfigyelés, értékelés és felülvizsgálat elvégzése;

Alapfogalmak III. a 123/1997 (VII. 18) Korm. rendelet alapján Vízbázis a) igénybe vett: olyan vízbázis, amelynek vízkészletét részben vagy teljes mértékben már igénybe veszik, b) lekötött: olyan igénybe még nem vett, elvi vízjogi engedéllyel már lekötött lehetséges vízbázis, amelyről már tudott, hogy a felszín alatti víz kitermelésére alkalmas víznyerő területet ki és milyen célra fogja igénybe venni, c) engedélyezett víztermelése: vízjogi engedély szerint kitermelt vagy lekötött vízmennyiség éves átlaga, havi maximuma, vízhozamban kifejezve, d) teljes, átlagos kapacitása: a vízbázisról folyamatosan kitermelhető a mindenkori ismeretek és feltételek alapján meghatározható legnagyobb vízmennyiség melynek kitermelése következtében fellépő környezeti hatásokat az érintettek elfogadják, e) karsztvízbázis: olyan vízbázis, melyben az igénybe vett, vagy arra előirányzott vízkészlet a karsztosodott kőzetek (mészkő, dolomit) pórusaiban, hasadékaiban, üregeiben helyezkedik el; lehet nyílt tükrű, amely a meteorológiai viszonyok közvetlen hatása alatt áll, vagy fedett, f) partiszűrésű vízbázis: felszíni víz közelében lévő felszín alatti vízbázis, melyben a vízkivételi művek által termelt víz utánpótlódása 50%-ot meghaladó mértékben a felszíni vízből történő beszivárgásból származik, g) rétegvízbázis: olyan vízbázis, melynek megcsapolt képződményei az első vízzáró, vagy féligáteresztő réteg alatti, vagy 50 méternél mélyebben települt törmelékes vízadó kőzetek, h) talajvízbázis: olyan vízbázis, melyben az igénybe vett vagy arra előirányzott vízkészlet a törmelékes felszínközeli képződmények telített zónájában helyezkedik el, vagy az első vízzáró vagy féligáteresztő réteg mélységéig, vagy nem mélyebben, mint 50 m, i) biztonságban lévő vízbázis: amelynek felszíni és felszín alatti vízgyűjtőjén: ismertek a földtani és hidrogeológiai adottságok, a víz áramlási, lefolyási viszonyai, utánpótlódásának módja és mértéke, az utánpótlódás területe, a víz minősége, az ezeket befolyásoló természeti hatótényezők és emberi tevékenységek, illetve mindezek térben és időben való változása a vízkitermelés előtti és a víztermelés hatására kialakuló viszonyok között; a kijelölt és kialakított védőterületen a vízbázist veszélyeztető tevékenységek nem folynak; az ellenőrzés alatt álló potenciális szennyezőforrások esetleges veszélyeztető hatása intézkedésekkel még a vízbázis károsodása előtt megszüntethető, j) részleges biztonságban lévő vízbázis: ahol a biztonsági intézkedéseket csak az utánpótlódási terület egy részére vagy csak részlegesen hajtották végre.

Vízbázis védelem I. (123/1997 Korm. r. alapján) A védelem, felszín alatti vízbázisnál védőidom, védőterület; felszíni vízkivétel esetén védőterület; a kivett víz kezelését, tárolását, elosztását szolgáló vízilétesítmény esetén védőterület, illetve védősáv meghatározását, kijelölését, kialakítását és fenntartását jelenti. felszín alatti vízbázis esetében a védőidomot és védőterületet belső, külső, valamint hidrogeológiai, felszíni vízkivételnél a védőterületet, belső, külső és hidrológiai védőövezetekre osztva kell meghatározni, kijelölni, kialakítani, és fenntartani

Vízbázis védelem II. (123/1997 Korm. r. alapján) A felszín alatti vízbázisok esetén a) belső védőidom, védőövezet rendeltetése: a vízkivételi mű, valamint a vízkészlet közvetlen védelme a szennyeződéstől és a megrongálódástól; b) külső védőidom, védőövezet rendeltetése: a le nem bomló, továbbá a bakteriális és egyéb lebomló szennyező anyagok elleni védelem; c) hidrogeológiai védőidom, védőövezet rendeltetése: a le nem bomló szennyező anyagok elleni védelem, amelyet vagy a vízkivétel teljes utánpótlódási területére (vízgyűjtőjére) vagy meghatározott részére kell kijelölni. A hidrogeológiai védőidom, illetve védőövezet a „A”, „B” és „C” védőzónákból áll. A belső védőövezet kialakítása minden esetben kötelező. A külső védőövezetet és a hidrogeológiai védőövezet „A” és „B” védőzónáit akkor kell kijelölni, ha az adott védőidomnak van metszete a felszínen. Ha a teljes felszín alatti utánpótlódási terület nagyobb a „B” védőzónánál, a „C” védőzóna kérelemre vagy hivatalból kijelölhető, ha azt a vízbázis védelme indokolttá teszi.

Felszín alatti vízbázisok védőidomainak, védőövezeteinek méretezése elérési idők alapján 123/1997 Korm. r. 2. sz. melléklete

Ásott kút, aknakút Beömlés: oldalt vagy fenéken Kúttest tározóként is funkcionálhat Gazdaságos kialakítás 10 m-ig Vízadó képesség ingadozó

Csőkút 1.

Csőkút 2. Béléscső anyagok: PVC (kis mélységű kutak) Acél Csőanyag és szűrőanyag választás szempontjai: Teherbírás Kémiai reakciók Korrózió Szűrőcső átmérője Víztermelési igény Kútgépészet helyigénye Szűrőzés – kavicsolás Szűrőtípus – kavicsátmérő összhangja A kavics-zóna szemcseméretére vonatkozóan a helyes arány: D50/d50=4-5 D50 = a szűrőkavics, és d50 = a vízadóréteg szemszerkezeti görbéjének 50 %-ához tartozó szemcseátmérő.

Víznyerés mélységi vízből Hazai viszonylatban a leggyakoribb vízszerzési forma, különösen kis és közepes vízművek esetében Jellemzők összefoglalása: kiegyenlített feltételek jellemzik, utánpótlódásuk kedvezőtlenebb, a vízkivétel részben, esetleg egészében a rétegek zárt készletéből történik a közvetlen (friss) szennyeződés veszélye minimális a hosszantartó földtörténeti folyamatok jellemzői érvényesülnek. kiegyenlített vízminőségi (fizikai, kémiai) jellemzők, közepes, vagy kisebb össz-sótartalom és keménység, a földtörténeti eseményekkel összefüggő esetleges szervesanyag tartalom, gázok (CO2, CH4) gyakori jelenléte, a víz hosszabb felszínalatti tartózkodásával összefüggő nyomok és jellemzők esetleges jelenléte

Víztermelés és másodlagos konszolidáció

Mélyfúrású kút I. A mélyfúrású kút a csőkúthoz hasonló, azonban építési módjában eltér tőle Fúróiszap szerepe a fúrás során: Fellazított kőzetrészek eltávolítása a furatból Fúrólyuk állékonyságának biztosítása Egyes rétegek lehatárolása Fúróiszap behatolása a rétegbe

Mélyfúrású kút II. védőcső Iránycső: kút függőlegességének biztosítása és külső vizek kizárása Sarucementezés: cső végének megfogása, vizek kizárása Béléscső: furat beomlását megakadályozza, felsőbb vizeket kizárja Palástcementezés: Vizek lejutásának megakadályozása, és béléscső helyzetének stabilizálása Védőcső: kihúzható cső, melynek védelme mellett fúrják fel az omlós rétegeket Szűrőcső: szűrő + iszapzsák Szűrő: víz bejutásának biztosítása a homokolódás, beomlás megakadályozás mellett Iszapzsák: A kútba bejutó finom szemcsék kiülepedése utáni gyűjtőhely védőcső

Felhasznált irodalom Karácsonyi S. – Mészáros G.: Vízellátás-vízszerzés gyakorlati útmutató. EJF Vízellátás-csatornázás Tanszék 1998. György István (szerk): Vízügyi létesítmények kézikönyve. Műszaki könyvkiadó 1974. Öllős Géza: Vízellátás K+F eredmények VÍZDOK Budapest 1987.

Köszönöm a megtisztelő figyelmet!