TELEPÜLÉSI VÍZGAZDÁLKODÁS ÉS VÍZMINŐSÉGVÉDELEM (BMEEOVK AKM2) ELŐADÁSOK: RÉSZVÉTEL AJÁNLOTT GYAKORLATI ÓRÁK: RÉSZVÉTEL KÖTELEZŐ KÖVETELMÉNYEK: TERVEZÉSI.

Az előadások a következő témára: "TELEPÜLÉSI VÍZGAZDÁLKODÁS ÉS VÍZMINŐSÉGVÉDELEM (BMEEOVK AKM2) ELŐADÁSOK: RÉSZVÉTEL AJÁNLOTT GYAKORLATI ÓRÁK: RÉSZVÉTEL KÖTELEZŐ KÖVETELMÉNYEK: TERVEZÉSI."— Előadás másolata:

1

2 TELEPÜLÉSI VÍZGAZDÁLKODÁS ÉS VÍZMINŐSÉGVÉDELEM (BMEEOVK AKM2) ELŐADÁSOK: RÉSZVÉTEL AJÁNLOTT GYAKORLATI ÓRÁK: RÉSZVÉTEL KÖTELEZŐ KÖVETELMÉNYEK: TERVEZÉSI (SZÁMÍTÁSI FELADAT) ZÁRTHELYI VIZSGA: ÍRÁSBELI ÉS SZÓBELI SEGÉDANYAGOK: www.vkkt.bme.hu ELŐADÁSOK, PÉLDÁK, FELKÉSZÍTŐ KÉRDÉSEK BME VÍZI KÖZMŰ ÉS KÖRNYEZETMÉRNÖKI TANSZÉK Dr. Buzás Kálmán – Dr. Clement Adrienne

3

4 VÍZKÉSZLETEK 97.4% óceá- nok, tenge- rek 0.61 % talajvíz 1.98% jég (jégsap- kák, gleccse- rek) 0.05 ‰ Telítet- len talaj- zóna 0.07 ‰ tavak, tározók 0.02 ‰ folyók, atmosz- féra, élővilág 2.6 % édes- víz 0.14 ‰ 1.4 milliárd km 3, a földkéreg felszínének 71 %-át borítja víz

5 SZÁRAZFÖLD FELSZÍNI VÍZFOLYÁSOK PÁROLGÁS CSAPADÉK LÉLEGZÉSPÁROLGÁS CSAPADÉK PÁRASZÁLLÍTÁS BESZIVÁRGÁS FÖLD ALATTI VÍZFOLYÁSOK TENGEREK FOLYÓ TÓ VISSZAFOLYÁS © Moser (1997) A VÍZ KÖRFORGÁSA  HIDROLÓGIAI CIKLUS A VÍZ KÖRFORGÁSA  HIDROLÓGIAI CIKLUS KÖLCSÖNHATÁS A BIOSZFÉRA TÖBBI ELEMÉVEL KÖLCSÖNHATÁS A BIOSZFÉRA TÖBBI ELEMÉVEL

6 SZVT VÁROS VT TELEPÜLÉSI VÍZGAZDÁLKODÁS:JELEN

7 VÍZSZERZÉS SZENNYVÍZ- TISZTÍTÓ CSATORNA- RENDSZER ELOSZTÓ-HÁLÓZAT VÍZTISZTÍTÁS FOGYASZTÓ

8 KÖZEGÉSZSÉGÜGYI KÖVETELMÉNYEK KÖRNYEZETVÉDELMI KÖVETELMÉNYEK

9 KÖZEGÉSZSÉGÜGYI KÖVETELMÉNYEK KÖRNYEZETVÉDELMI KÖVETELMÉNYEK

10 VÁROS VT TELEPÜLÉSI VÍZGAZDÁLKODÁS:MÚLT

11

12 VÍZ-GAZDÁLKODÁS KÖRNYEZET-GAZDÁLKODÁS VÍZMINŐSÉG- SZABÁLYOZÁS

13 TEVÉKENYSÉG HASZNÁLAT IGÉNY EMISSZIÓ SZENNYEZÉS MINÔSÉG ROMLÁS SZABÁLYOZÁS MODELL

14 VÍZGYŰJTŐ SZABÁLYOZÁS ALAPEGYSÉGE: VÍZGYŰJTŐ 

15 JÁRVÁNYOK: KOLERA, TÍFUSZ -1800-1850: AZ EURÓPAI VÁROSOKBAN - (LONDON, STOCKHOLM, KOPPENHÁGA, PÁRIZS, HAMBURG TÖBB EZER ÁLDOZAT) -A KÓROKOZÓK A VÍZZEL TERJEDNEK -A TERJEDÉSHEZ HOZZÁJÁRULT AZ ANGOL WC ELTERJEDÉSE  NÖVEKVŐ VÍZFOGYASZTÁS  TÚLTERHELT EMÉSZTŐK -FELISMERÉS: DR. SNOW LONDONI ORVOS (BROAD STREET-I KÚT BEZÁRÁSA) -1880: „VIBRIO CHOLERAE” KIMUTATÁSA (DR KOCH, KÉSŐBB NOBEL-DÍJ) TÖRTÉNETI ÁTTEKINTÉS „WATER CLOSET”: A VÍZMINŐSÉGI PROBLÉMÁK KEZDETE

16 OXIGÉN HÁZTARTÁSI PROBLÉMÁK

17 BOI O2O2 TERHELÉSO 2 BEVITEL ÜLEPEDÉS Streeter & Phelps (1925)

18 ENERGIATERMELÉS HŰTŐVÍZ: HŐSZENNYEZÉS, VÍZIENERGIA: ÁRAMLÁSI VISZONYOK MEGVÁLTOZTATÁSA HŰTŐVÍZ: HŐSZENNYEZÉS, VÍZIENERGIA: ÁRAMLÁSI VISZONYOK MEGVÁLTOZTATÁSA

19 Tiszaújváros: AES Tisza II Hőerőmű

20 Melegvízcsóva elkeveredése mérés számítás

21 TAVAK EUTROFIZÁLÓDÁSA © Miller

22 Bedetti Lake, Argentina © www-cyanosite.edu TAVAK EUTROFIZÁLÓDÁSA

23 Klorofill-a koncentráció EUTROFIZÁCIÓ: FEKETE-TENGER © danubs.tuwien.ac.at DUNA

24 Egyszerű P forgalmi modell IP AP DP Szap. Puszt. Min. L IP L AP L DP Ülep. Belső t. AP + DP + IP  ÖP (ÖP  BHP) Vollenweider!

25 sötétkamra Megvilágítás monokromatikus fénnyel minta fotonszámláló számítógép MÉRŐÁLLOMÁS KESZTHELYEN

26 KÉSLELTETETT FLUORESZCENCIA NAPI VÁLTOZÁSA KF/KF max kékalga és zöldalga óra napfelkelte

27 DUNA VÍZGYŰJTŐ: 11 ORSZÁG TÁPANYAGTERHELÉS FORRÁSOK SZERINTI MEGOSZLÁSA (1992)

28 Duna vízgyűjtőre készített emisszió becslés (MONERIS, Behrendt et al, 2003) Danube Basin (802 888 km 2 ) Diffuse N and P emissions from Hungary (1998-2000):

29 Chisso Minamata- öböl MINAMATA, HIGANYSZENNYEZÉS

30 © W. E.Smith & A. M. Smith

31 VÍZBEN 0.001-0.005 ppb ZOOPLANKTONBAN 2-20 ppb KIS HALAKBAN 2-200 ppb NAGY HALAKBAN 500-1000 ppb HALEVŐ MADARAKBAN 5000 ppb Hg koncentráció MINAMATA, HIGANYSZENNYEZÉS

32 HAVÁRIÁK Exxon Valdez (1989)

33 Nagybánya, 2000.01.30. 100 t cianid, + réz és cink; A koncentráció csúcsok több nagyságrenddel meghaladják a határértékeket; 1000 tonna halpusztlás két hét alatt.

34 BALATON (2003)

35 A 30 CM ALATTI ÉVES VÍZSZINTEK ELŐFORDULÁSA 5000 ÉV ALATT

36 A Balaton vízállásának alakulása – jelenlegi állapot, 80%-os biztonság

37 A Balaton vízállásának alakulása – éghajlatváltozás, 80%-os biztonság

38 1990 © P. Reiter EGY FŐRE JUTÓ VÍZKÉSZLET

39 1970 © P. Reiter EGY FŐRE JUTÓ VÍZKÉSZLET

40 2010 © P. Reiter EGY FŐRE JUTÓ VÍZKÉSZLET

41 2025 © P. Reiter EGY FŐRE JUTÓ VÍZKÉSZLET

42 J Ö V Ő Járványok Eutrofizálódás Toxikus szennyezők Éghajlatváltozás O 2 háztartás Arvíz, vízhiány Nitrátosodás Haváriák Hőszennyez. A globalizáció meglepetései Savasodás LOKÁLIS REGIONÁLIS KONTINENTÁLIS GLOBÁLIS Lépték 1850 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Év A JÖVŐ KIHÍVÁSAI

43 PROBLÉMÁKOKOKTÜNETEKSZABÁLYOZÁS OXIGÉN HÁZTARTÁS SZENNYVÍZBEV., BIOLÓGIAILAG BONTHATÓ SZERVES A. OXIGÉNHIÁNY, HALPUSZTULÁS SZENNYVÍZTISZTÍTÁS: SZERVESANYAG ELTÁVOLÍTÁS BAKTERIOL. SZ. TISZTÍTATLAN SZV.FERTŐZŐKÉPESSÉGSZVT: FERTŐTLENÍTÉS HŐSZENNYEZÉS HŐTŐVÍZ VISSZAVEZETÉSE HŐSOKK, OLDOTT OXIGÉN CSÖKK. HŰTŐTORONY, HŐLÉPCSŐ CSÖKK., ELKEVEREDÉS JAV. EUTROFIZÁLÓ- DÁS SZENNYVIZEK P,N TARTALMA, DIFFÚZ TERHELÉS (MEZŐG.) ALGÁSODÁS, ESZTÉTIKA, TOXIKUS, IVÓVÍZ PROBL. SZVT.: TÁPANYAG ELTÁV. MEZŐGAZD: LEGJOBB GYAKORLAT, TÁPANYAGGAZD KOTRÁS,BIOMAN.,STB NITRÁTOSODÁS TÚLTRÁGYÁZÁS, SZV. SZIKKASZTÁS TALAJVÍZ MAGAS NITRÁT KONC., MÉRGEZŐ (IVÓVÍZ) CSATORNÁZÁS, TÁPANYAGGAZDÁLKODÁS TOXIKUS SZ., HAVÁRIÁK IPARI BALESETEK, NÖVÉNYVÉDŐSZEREK, OLAJSZÁRMAZÉKOK MÉRGEZÉS, BIOAKKUMULÁCIÓ, ÉLŐVILÁG PUSZTULÁSA BIZTONSÁG JAVÍTÁSA, KOCKÁZATI TÉNYEZŐK CSÖKK, JOGI ESZKÖZÖK SAVASODÁS LÉGKÖRI EMISSZIÓK: SO 2, NO X PH CSÖKK., AL ÉS NEHÉZFÉM KIOLD., ÉLŐVILÁG PUSZT. LÉGSZENNYEZÉS CSÖKK. (KATALIZÁTOR, SO 2 ELTÁV.), MESZEZÉS KLÍMAVÁLTO- ZÁS ÜVEGHÁZ GÁZOK KIBOCS. NÖV., ERDŐIRTÁS FELMELEGEDÉS, SZÉLSŐSÉGES IDŐJÁRÁSI ESEMÉNYEK EMISSZIÓK CSÖKK. (???), MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK

44 SZABÁLYOZÁS MŰSZAKI: EMISSZIÓ CSÖKKENTÉSE VÍZMINŐSÉG JAVÍTÁSA JOGI HATÓSÁGI ESZKÖZÖK GAZDASÁGI GAZDASÁGI ÖSZTÖNZŐK TÁMOGATÁSOK

45 AZ ÚJ KIHÍVÁS: EU Víz Keretirányelv Vízgyűjtőszemlélet, Vízgyűjtőszemlélet, integrált vízgazdálkodás integrált vízgazdálkodás Jó (ökológiai) állapot Jó (ökológiai) állapot Direktívák/irányelvek Direktívák/irányelvek Környezet és Környezet és fenntartható fejlődés a központban fenntartható fejlődés a központban

46 Intézkedések a Víz Keretirányelv keretében Összes többi intézkedés koordinálása ivóvízfürdővíz településiszennyvíz nitrátok IPPC & egyéb ipari kibocsátások vegyi anyagok (76/464)növényvédő-szerekbiocideklerakókszennyvíz-iszap

47 Vizeink minősége az oxigén háztarás jellemzői (BOI 5, KOI, O 2 ) szerint (Értékelés a 2000 évi törzshálózati vízminőségi adatok alapján az MSZ 12749 szeint) I.Osztály II.Osztály III.Osztály IV.Osztály V.Osztály

48 WATER QUALITY CHANGES

49 KÖLTSÉG- HATÉKONYSÁG

50 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 195019551960196519701975198019851990199119921993199419951996199719981999200020012002 Csatornázott lakosok Csatornázott területen élők Vízellátott lakosok Vízellátott lakosok a közkifolyós ellátással együtt Lakosság %-a ~ 10% ~ 30% VÍZI KÖZMŰ INFRASTRUKTÚRA FEJLŐDÉSE (”KÖZMŰOLLÓ” ALAKULÁSA)

51 Department of Sanitary & Environmental Engineering Budapest University of Technology and Economics SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEPEK SZÁMÁNAK ALAKULÁSA ÉS MÉRET SZERINTI MEGOSZLÁSA

52 KOMMUNÁLIS SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEPEK (2003)

53 KOMMUNÁLIS SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEPEK (2015) New WWTP-s

54 Csatornázás-szennyvíztisztítás fajlagos költsége a településméret függvényében

55 Csatornázás költségei: Egy lakosra eső csatornahossz és a laksűrűség kapcsolata

56 A VIZSGÁLT VÁLTOZATOK BERUHÁZÁSI KÖLTSÉGEI (MILLIÁRD FT) ~ 300 Milliárd Ft ~ 200 milliárd Ft

57 EMISSZIÓ CSÖKKENÉS (A JELENLEGI %-ÁBAN)

58 Folyók sokévi középvízhozama (m 3 /s) Felszíni vizek minőségének meghatározója: 96% külföldi eredet

59 HÍGULÁSI ARÁNY (2003) Dilution (Q/q)

60 HÍGULÁSI ARÁNY (2015)

61

62

63 ÖSSZES (SZERVETLEN) NITROGÉN JELENLEGI ÁLLAPOT I.-II.o. III.o. IV.-V.o.

64 I.-II.o. III.o. IV.-V.o. ÖSSZES (SZERVETLEN) NITROGÉN ELŐREJELZÉS: 2015

65 I.-II.o. III.o. IV.-V.o. ÖSSZES FOSZFOR JELENLEGI ÁLLAPOT

66 I.-II.o. III.o. IV.-V.o. ÖSSZES FOSZFOR ELŐREJELZÉS: 2015

67 MEZŐGAZDASÁG SZVT VÁROS VT TELEPÜLÉSI VÍZGAZDÁLKODÁS:JÖVŐ

68 Javaslat a települési szennyvizek gyűjtésének, tisztításának és elhelyezésének módjára (BME, 2006)

69 Fajlagos beruházási költségek a település lakosszámának függvényében

70 TÓ FOLYÓ VÍZMINŐSÉGSZABÁLYOZÁSI PÉLDA  C H3 Célállapot (befogadó határérték) Oldott oxigén koncentráció ChChChCh  C H2  C H2 - a 13 E 1 (1-X 1 ) - a 23 E 2 (1-X 2 ) ChChChCh C h, C 2, C 3 - jelen állapot (monitorozás) - a 12 E 1 (1-X 1 ) a 12 - átviteli tényező: az 1 helyen lévő emisszió hatása a 2 helyen. (emisszió  immisszió) 1 1. Település 2 2. Település 3 Fürdés (C H3 ) Ipari vízkivétel (határérték, C H2 )  X - hatásfok ( 0, 1 ) X1X1X1X1 X2X2X2X2 E - szervesanyag (BOI 5 ) emisszió E - szervesanyag (BOI 5 ) emisszió E1E1E1E1 E2E2E2E2  X 1, X 2 > X A  X 1, X 2 < X F ChChChCh C 2 = C h - a 12 E 1 C 3 = C h - a 13 E 1 – a 23 E 2 Feltételi egyenletek (tisztítás után): Jelen:

71 MEGOLDÁSOK KERESÉSE: MEGOLDÁSOK KERESÉSE: 1 1 x1x1 x2x2 xAxA xAxA xFxF xFxF min [K 1 (X 1 ) + K 2 (X 2 )] min [K 1 (X 1 ) + K 2 (X 2 )] CÉLFÜGGVÉNY CÉLFÜGGVÉNY min [k 1 X 1 + k 2 X 2 ] LINEÁRIS VÁLTOZAT LINEÁRIS VÁLTOZAT HELYES A KÖLTSÉG FÜGGVÉNY? 1. Legjobb technológia (BAT) – technológiai határérték 2. Egyenletes terhelés csökkentés: X 1 = X 2 3. Leggazdaságosabb megoldás: költség-minimum

72 MITŐL FÜGGENEK AZ (1) ÉS (2) FELTÉTELEK? JELENLEGI VÍZMINŐSÉG: - MINTAVÉTELEZÉSI ÉS ANALITIKAI HIBÁIK - MÉRTÉKADÓ ÁLLAPOT MEGHATÁROZÁSA - MÉRTÉKADÓ ÁLLAPOT MEGHATÁROZÁSA EMISSZIÓK MEGHATÁROZÁSA: - PONTFORRÁSOK: MÉRÉS, BECSLÉS - PONTFORRÁSOK: MÉRÉS, BECSLÉS - DIFFÚZ TERHELÉSK: KIS KONC., NAGY TERÜLET - DIFFÚZ TERHELÉSK: KIS KONC., NAGY TERÜLET CSAPADÉK HATÁSA, BECSLÉS: BIZONYTALAN CSAPADÉK HATÁSA, BECSLÉS: BIZONYTALAN ÁTVITELI TÉNYEZŐ: - KONZRVATÍV SZENNEZŐ: HÍGULÁS, ELKEVEREDÉS - NEM KONZERVATÍV: ÜLEPEDÉS, LEBOMLÁS - NEM KONZERVATÍV: ÜLEPEDÉS, LEBOMLÁS VÍZMINŐSÉGI MODELL! CÉLFÜGGVÉNY, KORLÁTOZÓ TÉNYEZŐ, DÖNTÉSI VÁLTOZÓ CÉLFÜGGVÉNY, KORLÁTOZÓ TÉNYEZŐ, DÖNTÉSI VÁLTOZÓ  OPTIMALIZÁLÁS ÉS LINEÁRIS PROGRAMOZÁS KÖLTSÉGEK MEGHATÁROZÁSA: SZENNYVÍZTISZTÍTÁS - FAJLAGOS KÖLTSÉG:TECHNOLÓGIA, TELEPMÉRET - FAJLAGOS KÖLTSÉG:TECHNOLÓGIA, TELEPMÉRET - BERUHÁZÁS ÉS ÜZEMELÉS, MŰKÖDÉS - BERUHÁZÁS ÉS ÜZEMELÉS, MŰKÖDÉS - NEM LINEÁRIS - NEM LINEÁRIS - CSATORNÁZÁS KÖLTSÉGE - CSATORNÁZÁS KÖLTSÉGE BIZONYTALANSÁGOK : BIZTOS, HOGY TUDJUK A MEGOLDÁST? BIZONYTALANSÁGOK : BIZTOS, HOGY TUDJUK A MEGOLDÁST? MIT KEZDJÜNK A BIZONYTALANSÁGOKKAL?

73 IDŐIGÉNYES IDŐIGÉNYES SOK SZEREPLŐ SOK SZEREPLŐ A KIVÁLASZTÁS SZEMPONTJAI: ÉRDEKELLENTÉTEK A KIVÁLASZTÁS SZEMPONTJAI: ÉRDEKELLENTÉTEK A VÍZMINŐSÉGSZABÁLYOZÁS LÉPÉSEI 1.JELENLEGI ÁLLAPOT FELMÉRÉSE (VÍZMINŐSÉG, EMISSZIÓK) 2.CÉLÁLLAPOT (VÍZHASZNÁLATOK!) 3.ALTERNATÍVÁK ÉS AZOK ÉRTÉKELÉSE 4.MEGOLDÁS KIVÁLASZTÁSA (DÖNTÉSHOZÓK) 5.MEGVALÓSÍTÁS 6.MONITORING: TELJESÜLT A CÉLÁLLAPOT?