MŰSZAKI ÉS SZABÁLYOZÁSI ESZKÖZÖK

Az előadások a következő témára: "MŰSZAKI ÉS SZABÁLYOZÁSI ESZKÖZÖK"— Előadás másolata:

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

2 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

3 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.

4 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)

5 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 0.79 6.1 18.8 37.5 1 2 3 Legelő 13-28 31.8 16.6 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 38-67 0.8-20 12.5 5.2 Városi terület 282 2-9.7 6-10 19.7 2.7 5.8 2.4 7.3 1. VITUKI, 1996, 2. Jolánkai, 1984, 3. JICA, 1998

6 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

7

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

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

10 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

11 Országok hozzájárulása a Duna vízgyűjtő
összes N és P terheléséhez

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

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

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

15 TRANSZPORT ALMODELL

16 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

17 ZALA VÍZGYŰJTŐ: DINAMIKUS MODELL ALKALMAZÁSA

18 Nitrogén Foszfor

19

20

21 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

22 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

23 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

24 Diffúz szennyezés csökkentése

25 Tápanyag terhelés csökkentése
Dombvidéki vízgyűjtőkön alkalmazható P terhelés csökkentési intézkedések költséghatékonysága

26 Tápanyag terhelés csökkentése
Síkvidéki vízgyűjtőkön alkalmazható P terhelés csökkentési intézkedések költséghatékonysága

27 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

28 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

29 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

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

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

32 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 km2-t tesznek ki, az ország területének 46,4 %-át. Kijelölésük a MEPAR rendszerben megtörtént

33

34 Potenciálisan erózió érzékeny szántók
Összes erózió érzékeny terület ha Eróziós terület állóvíz vízgyűjtőjén

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

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

37 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

38 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.

39 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

40

41 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

42 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

43 Szennyezőanyag lemosás: „first flush”

44 Vízvisszatartás: porózus burkolat kivitelezése vízáteresztő és vízzáró altalaj esetén

45 Füvesített árok Homokszűrős víznyelő

46 Időszakos tározómedence sémája

47 Állandó tározómedence sémája

48 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)

49 Belterületi szakasz: Egyenes, burkolt trapézmeder

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

51 Függőleges vonalvezetés,
fenéklépcső surrantó

52

53 Kombinált partvédelem elhabolás ellen
Árnyékolt meder

54 DOMBVIDÉKI KIS- ÉS KÖZEPES VÍZFOLYÁSOK REHABILITÁCIÓJA

55

56

57

58

59

60