Tavak vízminőségi problémái EUTROFIZÁLÓDÁS

Az előadások a következő témára: "Tavak vízminőségi problémái EUTROFIZÁLÓDÁS"— Előadás másolata:

1 Tavak vízminőségi problémái EUTROFIZÁLÓDÁS

2 LIMNOLÓGIA (tótudomány)
Tavak kialakulása Természetes Mesterséges (duzzasztógátak, (ivóvíz)tározók, halastavak, üdülőtavak, hűtőtavak stb.) Tavak jellemzői Morfológia Vízháztartás Vízmozgás, áramlások Hőmérséklet és fényviszonyok, Tápanyag ellátottság Kémiai jellemzők, sótartalom

3 Tavak hidrológiája és morfológiája
Alaktan és jellemző méretek Q víztükörfelület (A) víztérfogat (V) vízmélység (H) L szélesség hosszúság Tartózkodási idő (feltöltődési, vízkicserélődési idő): Hígulás, megújulási sebesség: Partvonal hosszúság (L) Partvonal tagoltság:

4 Tavak vízmérlege Befolyó – elfolyó + csapadék – párolgás  talajvíz Szabályozott tavak: Vízmérleg szerepe: Tartózkodási idő Sótartalom (lefolyástalan tavak) Tápanyag visszatartás (oldott és partikulált formák, szezonális változások)

5 Vízmozgások Aperiodikus áramlások: Szél ill. nyomáskülönbség hatására kialakuló áramlások Periodikus vízmozgások: Szél keltette hullámzás (függ: szélsebesség, meghajtási hossz, vízmélység) Tólengés (seiche): a szél hatására a víztömeg feltorlódik, majd a szél leálltával visszalendül (Balaton: hossz- és keresztirány) Üledék felkeveredés (áramlásból és a hullámmozgásból származó csúsztató feszültség idézi elő)  fény  biomassza

6 Szélsebesség és hullámmozgás kapcsolata

7 Lebegőanyag koncentráció (Balaton)

8 Fényintenzitás vertikális eloszlása: Lambert törvény I0
HŐMÉRSÉKLET ÉS FÉNY Fényintenzitás vertikális eloszlása: Lambert törvény I0 z I Extinkciós tényező (ke) 1%: fotikus zóna Hőmérséklet vertikális eloszlása (C) Hőrétegzettség (mély tavak) z T Tél T (C)  Max. termikus gradiens Nyár 4 C Termikus ellenállás

9 Tavak rétegződése: Mély tavak
Epilimnion Metalimnion Hipolimnion Jellemzők: hőrétegzettség, időszakos cirkuláció (átfordulás), Függ: szél kinetikai energiája és a sűrűség különbségből adódó termális ellenállás (számítható!) Sekély tavak Fenékig átkevert Nincs hőrétegzettség!

10 IDŐBELI VÁLTOZÁSOK (szukcesszió):
Természetes: termőképesség (trofitás) növekedése (tápanyag dúsulás), feltöltődés, sótartalom növekedése (lefolyástalan tavak) Mocsár Eutróf Oligotróf Mezotróf Mesterséges: eutrofizálódás, savasodás, vízháztartás változása (kiszáradás) – antropogén hatások! Időlépték!

11 EUTROFIZÁLÓDÁS Eutrofizálódás: tápanyagfeldúsulás
Természetes vs mesterséges Kronológia Kiváltó okok (főként P és N terhelések): vízgyűjtő Szennyvíz (közvetlen, közvetett) - pontszerű Városi lefolyás Mezőgazdaság - nem-pontszerű (csapadék) Ipar Légköri kihullás Több nagyságrendnyi növekedés (elmúlt fél évszázad) Fontos természeti tényező: hőmérséklet, összes sugárzás

12 TÁPANYAG ELÁTOTTSÁG Források: - Természetes (vízgyűjtő – kőzetek, légköri kiülepedés) - Antropogén (kommunális szennyvíz, mezőgazdaság – műtrágyák, ipari emissziók).

13 EUTROFIZÁLÓDÁS Következmények: „Algásodás”: esztétika (rekreáció), vízhasználatok Vízkezelés (pl. szűrők eltömődése) Íz és szag Toxikus hatások Szervesanyag felhalmozódás  O2 O2 napszakos ingadozás Makrofiták (bentikus eutrofizáció)

14 FOTOSZINTÉZIS ÉS SZTÖCHIOMETRIA
106 CO NO3 + HPO H2O + 18 H  C106H263O110N16P O2 CO2 és szervetlen tápelemek  növényi protoplazma (fény, termelés vs légzés) C106H263O110N16P1:elemek aránya a sejtben Liebig: 106 : 16 : 1 (moláris arány) Redfield: felvétel és leadás aránya a fenti az óceánokban Édesvizek hasonlóan viselkednek (tó specifikus) A limitálás elve: - természeti körülmények - szabályozás

15 Folyamatok R, T 1 év Természeti tényezők: Sugárzás, hőmérséklet N,P 1 év Chl Felvehető tápanyagok, Biomassza (eredő hatás)

16 a N/P ARÁNY SZEREPE b P [mg/l] idő N N [mg/l] P idő Chl-a [g/l] idő
Max  N Max  P

17 N/P ARÁNY: EGYSZERŰ BECSLÉS
Alga sejt: gP/gChl-a  aP gN/gChl-a  aN Példa: (a) N = 5 mg/l, aN = 10  Chl-a = 500 g/l (b) P = 1 mg/l, aP = 1  Chl-a = 1000 g/l Szabályozás: Chl-a = 50 g/l (célállapot) P = 50 g/l = 0.05 mg/l Általában, ha N/P < 10  N limitál N/P > 10  P limitál N/P  10  ??? Mi limitál? Szennyvíz (nyers és tisztított)? Mezőgazdasági diffúz? Vegyes? Mi tehető limitálóvá? Fényviszonyok, átlátszóság (pl. Secchi mélység) Fitoplankton összetétele

18 INDIKÁTOROK Elsődleges termelés Algaszám Biomassza Chl-a ÖP, ÖN Fényviszonyok, átlátszóság (pl. Secchi mélység) Fitoplankton összetétele

19 TAVAK OSZTÁLYOZÁSA (OECD; Chl-a - átlag/max)
Oligotróf Mezotróf Eutróf Hipertróf ÖP (mg/m3) 10 35 100 >100 Chl-a (mg/m3) 2.5/8 8/25 25/75 >25/>75 Secchi (m) 6 3 1.5 <1.5 Hipol.O2 tel.(%) 80 <10 -

20 EGYSZERŰ ÖP MODELL: tó ÖP anyagmérlege
Qbe , Pbe Qki , ÖP ÖP vs V (térfogat), A (felszín) ÖP [g/m3] – összes P koncentráció a tóban (teljes elkeveredés) Pbe [g/év]– külső P terhelés vs [m/év]– látszólagos (eredő) ülepedési sebesség Feltevések: - csak összes P - teljes elkeveredés (szegmentálás) - évi átlag

21 Egy év alatt (évi átlag):
 0 Normalizált terhelés (évi átlagos összes P koncentráció) pfajl – fajlagos ÖP terhelés (g/m2/év) - éves átlag qfajl – fajlagos hidraulikai terhelés (m3/m2/év = m/év) P – éves átlagos P koncentráció (g/m3)

22 A Vollenweider-féle statisztikus formula (1980)
Tartózkodási idő (év) vízmélység (m) Sekély tavakra:

23

24

25 Tervezés empirikus összefüggések alapján
ÖP terhelés Anyagmérleg számítás ÖP koncentráció Chl P Max/átlag klorofill koncentráció Chl S Secchi mélység

26 „TÓ VÁLASZ” BELSŐ TERHELÉS NÉLKÜL
BIOMASSZA TERHELÉS P Telítési szakasz Lineáris szakasz

27 LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS
AZ ÜLEDÉK SZEREPE: BELSŐ TERHELÉS (A TÁPANYAGOK (ELSŐSORBAN A FOSZFOR) AZ ÜLEDÉKBŐL VISSZAJUT A TÓBA) LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS BELSŐ TERHELÉS KIÜLEPEDÉS ÜLEDÉK

28 LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS
A SZABÁLYOZÁS HATÁSA : KÉSLELTETETT VÁLASZ (A KÜLSŐ TERHELÉS CSÖKKENTÉSE UTÁN A BELSŐ TERHELÉS NÖVEKSZIK) LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS SZENNYVÍZVÍZTISZTÍTÁS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS BELSŐ TERHELÉS KIÜLEPEDÉS ÜLEDÉK

29 LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS
A SZABÁLYOZÁS HATÁSA : KÉSLELTETETT VÁLASZ (A KÜLSŐ TERHELÉS CSÖKKENTÉSE UTÁN A BELSŐ TERHELÉS NÖVEKSZIK) LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS SZENNYVÍZVÍZTISZTÍTÁS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS BELSŐ TERHELÉS KIÜLEPEDÉS ÜLEDÉK

30 LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS
A SZABÁLYOZÁS HATÁSA : KÉSLELTETETT VÁLASZ (A KÜLSŐ TERHELÉS CSÖKKENTÉSE UTÁN A BELSŐ TERHELÉS NÖVEKSZIK) LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS SZENNYVÍZVÍZTISZTÍTÁS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS BELSŐ TERHELÉS KIÜLEPEDÉS ÜLEDÉK

31 LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS
A SZABÁLYOZÁS HATÁSA : KÉSLELTETETT VÁLASZ (A KÜLSŐ TERHELÉS CSÖKKENTÉSE UTÁN A BELSŐ TERHELÉS NÖVEKSZIK) LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS SZENNYVÍZVÍZTISZTÍTÁS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS BELSŐ TERHELÉS KIÜLEPEDÉS ÜLEDÉK

32 LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS KIÜLEPEDÉS
A SZABÁLYOZÁS HATÁSA : KÉSLELTETETT VÁLASZ (A KÜLSŐ TERHELÉS CSÖKKENTÉSE UTÁN A BELSŐ TERHELÉS NÖVEKSZIK) LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS SZENNYVÍZVÍZTISZTÍTÁS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS KIÜLEPEDÉS ÜLEDÉK

33 LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS KIÜLEPEDÉS
A SZABÁLYOZÁS HATÁSA : KÉSLELTETETT VÁLASZ (A KÜLSŐ TERHELÉS CSÖKKENTÉSE UTÁN A BELSŐ TERHELÉS NÖVEKSZIK) LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS SZENNYVÍZVÍZTISZTÍTÁS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS KIÜLEPEDÉS ÜLEDÉK

34 LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS KIÜLEPEDÉS
A SZABÁLYOZÁS HATÁSA : KÉSLELTETETT VÁLASZ (A KÜLSŐ TERHELÉS CSÖKKENTÉSE UTÁN A BELSŐ TERHELÉS NÖVEKSZIK) LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS SZENNYVÍZVÍZTISZTÍTÁS NEM-PONTSZERŰ KÜLSŐ TERHELÉS KIFOLYÁS KIÜLEPEDÉS ÜLEDÉK

35 Vollenweider (statisztikus) modell előnyei:
Egyszerű, gyors, egy paraméter Tervezés, előrejelzés Hosszú távú átlagok, terhelés adatok becsülhetők A modell alkalmazási korlátjai: Éves átlagok – több éves adatsor szükséges az „igazoláshoz” Egy paraméter (vs) – aggregált jellemző (P forgalmat befolyásoló összes hatást összegzi) – empíria, nincs mögötte „fizikai tartalom” Szezonális változásokat nem tudja kezelni Fény, vízmélység (fotikus zóna) szerepe nem jelenik meg Lineáris „válasz”, belső terhelés hiánya

36 BELSŐ TERHELÉS Pbe = LK + LB (KÜLSŐ + BELSŐ P TERHELÉS)
MÓDOSÍTOTT VOLLENWEIDER LK  ÖP (vs-ből)  VÉGES ÉRTÉK (LB), NEM ZÉRUS (RÖVID TÁV) ÜLEDÉK FELÚJULÁS (HOSSZÚ TÁV)

37 AZ ÖP MODELL ALKALMAZÁS LÉPÉSEI
ALKALMAZÁSI FELTÉTELEK? ALAPPARAMÉTEREK (vízháztartás stb.) TERHELÉS BECSLÉSE (lásd később) FAJLAGOS ÉRTÉKEK JELEN ÁLLAPOT CÉLÁLLAPOT (ÖP VAGY CHL-A) MEGENGEDETT ÖP TERHELÉS HOGYAN ÉRJÜK EL ÉS MENNYIÉRT?

38 Terhelés és a nem-pontszerű szennyezés folyamatai

39 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

40 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)

41 MODELLEK LÉPTÉK SZERINTI CSOPORTOSÍTÁSA
TÉRBELI Összevont paraméterű (teljesen homogén) Osztott paraméterű (cella alapú) Részterületen összevont paraméterű (átmenet) IDŐBELI Folytonos időlépésű (nap) Esemény-alapú, dinamikus (óra) Hosszútávú (hónap, év)

42 FAJLAGOS TERHELÉSEK (kg/ha/év): ÖP
MEZŐGAZDASÁG: (0.1 – 5) VÁROSI LEFOLYÁS: (0.1 / 10) ATMOSZFÉRA: (0.1 – 1.0) ERDŐ: (0.01 – 1.0) ÖN: HASONLÓAN BIZONYTALANSÁGOK

43 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

44 Haszonállatok fajlagos emissziói (kg/egyed/év)
BOI ÖN ÖP Szarvasmarha 140 90 30 Tejelő tehén 200 36 Sertés 35 12 Ló 61 10 Birka 3.2 1 Baromfi 0.7 0.12

45 NEM-PONTSZERŰ MODELLEZÉS FEJLŐDÉSE
FEJLŐDÉSI STÁCIÓK ”Őskorszak” és hidrológiai modellezés kora Új generációs modellek és ”számítógép” korszak Ma: kevés új modell, térinformatikai fejlesztések, kiértékelés MEGKÖZELÍTÉS MÓDJA Empirikus (regressziós) Fizikai alapú (teoretikus) Konceptuális (ötvözet)

46 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

47

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

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

50 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

51 Felszíni vizek tápanyagterhelésének becslése területi érzékenység alapján
Magyarországi összes, nem-városi N és P emisszió terhelés-komponensenként Magyarországi összes, városi N és P emisszió terhelés-komponensenként Csapadék Teljes lefolyás Domborzat (lejtés) Talaj Területhasználat Felvehető P tartalom Humusz- tartalom N mérleg Geológia Települési jellemzők Talaj oldott nitrogéntartalma Kimosdó foszfor- mennyiség Denitrifikációs kapacitás Talaj szerves Adszorpciós Lemosódó nitrogénmenny. Felszíni lefolyás Eróziós potenciál Beszivárgás Csatornázatlan népsűrűség Burkolt felszíni oldott N partikulált N oldott P partikulált P foszfortartalma Felszíni oldott N oldott P part. N part. P Felszín al. Felszín alatti oldott P Felszíni oldott N partikulált N partikulált P Összes N emisszió Összes P Víztestek vízgyűjtői

52 N P

53 HIDROLÓGIAI ALAPÚ MODELLEK
(SIMULATION MODELS) Vízgyűjtő-hidrológia modellezésén alapszik Üledék- és szennyezőanyag-transzport modellezése is Térbeli és időbeli felbontás lehetősége A meghatározó folyamatok részletesebb elemzése Több részmodellből álló integrált eljárások Megnövekedett paramétermennyiség és adatigény Számítógépes háttér

54 Dinamikus modellek Amerikai példa: SWAT: Soil and Water Assessment Tool (Agricultural Research Service, Texas) Fizikai alapú szimulációs modell Tápanyagterhelések, peszticid, bakteriális és nehézfém-szennyezések számítása GIS alapú számítás és szoftver Víz-, üledék- és tápanyagmérleg a vízgyűjtőn és a mederben Kis- és nagy vízgyűjtők, folyamatos napi időlépték Bonyolult, természeti törvényekre épülő metodika, több részmodell, számos paraméter Részletes meteorológiai, talajtani, területhasználati, mezőgazdasági, stb. adatbázis Szcenárió-analízis lehetősége Hosszú távú hatáselemzés

55 Hydrologic Balance Surface Runoff Lateral Flow Return Flow
Root Zone Shallow (unconfined) Aquifer Vadose (unsaturated) Zone Confining Layer Deep (confined) Aquifer Precipitation Evaporation and Transpiration Infiltration/plant uptake/ Soil moisture redistribution Surface Runoff Lateral Flow Return Flow Revap from shallow aquifer Percolation to shallow aquifer Recharge to deep aquifer Flow out of watershed Hydrologic Balance

56 MEDERBELI VÍZMÉRLEG TÁROZÁS PARTI ZÓNA MEDER Vízkivétel
Dréncsövek TÁROZÁS PARTI ZÓNA MEDER Felszíni lefolyás Laterális lefolyás Alaphozam Parti táplálás Elszivárgás Párolgás Vízkivétel Szennyvíz

57 manures, wastes and sludge
NO3- NH4+ Soil Organic Matter NO2- manures, wastes and sludge ammonium fixation clay mineralization immobilization nitrification Symbiotic fixation anaerobic conditions N2 N2O NH3 Atmospheric N fixation (lightning arc discharge) leaching fertilizer Harvest Nitrogen Cycle denitrification ammonia volatilization runoff

58 manures, wastes and sludge manures, wastes, and sludge
Soil Organic Matter H2PO4- HPO4-2 manures, wastes and sludge mineralization immobilization fertilizer Harvest manures, wastes, and sludge Adsorbed and fixed Inorganic Fe, Al, Ca, and clay runoff Phosphorus Cycle

59 Channel Processes

60 VÍZGYŰJTŐRŐL SZÁRMAZÓ TERHELÉSEK MEGHATÁROZÁSA A MÉRÉSEKRE TÁMASZKODVA
L3 = (L4 + L31 + E3) a3 L11 L12 L21 L22 L31 E2 E3 E11 E21 L21 = (L22 + L211 + E21) a21 L2 = (L3 + L21 + E2) a2 L111 L211 L11 = (L12 + L111 + E11) a11 L1 = (L2 + L21) a1 – ellenőrzési pontok Li – mért terhelés (anyagáram) Ei – vízgyűjtőről származó terhelés (emisszió) ai – átviteli tényező (transzmisszió) (1-a = visszatartás a mederben)

61 Terhelés számítása: Li – 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 Lp – pontszerű szennyezőforrás (t/év) p – pontszerű forrás transzmissziós tényezője (-) Lnp – 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)

62 A számítás korlátai: 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, bizonytalan! Visszatartás a vízgyűjtőn (transzmissziós tényező): mérés? becslés? empíria?

63 Terhelés számítása vízminőségi és vízhozam idősorokból
A becslés bizonytalanságát növelő tényezők: Alacsony mintavételi gyakoriság Átlag hibája: Eltérő mintaszám (NQ >> nC) Rövididejű árhullámok (kisvízfolyások!) Módszerek a becslés pontosítására (NQ >> nC) : Átlagolásos módszerek Aránybecslés Regressziós módszerek

64

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

66 A TERHELÉS BECSLÉS LÉPÉSEI
VÁROSI, PONTSZERŰ NEM-PONTSZERŰ KÖZVETLEN, KÖZVETETT FAJLAGOS ÉRTÉKEK VISSZATARTÁS MÉRÉSEK, „GÖNGYÖLÍTÉS”, ELLENŐRZÉS BEAVATKOZÁSOK HATÁSA MODELLEZÉS

67 596 km2 3 4 1 2 5776 km2

68 53% 31% 6% 10% 3 4 1 2

69 75mg/m3 CHL-a 10mg/m3 12mg/m3 18mg/m3

70 ÖP terhelés = 50%

71

72

73

74 Terhelés összetevői (1994)

75 A TÁPANYAGTERHELÉS HOSSZÚTÁVÚ VÁLTOZÁSA
50 100 150 200 250 300 350 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 Összes P (t/év) Geokémiai háttér Légköri Mezőgazdasági Belterületi lefolyás Szennyvíz vízfolyásokon keresztül Közvetlen szennyvíz

76 ÖSSZES VÍZJÁRÁS FÜGGŐ TERHELÉS AZ ÉVI ÁTLAGOS LEFOLYÁS FÜGGVÉNYÉBEN
A tartományok a becslés bizonytalanságát jelzik

77 ÖSSZES P TERHELÉS: EREDET SZERINTI MEGOSZLÁS
A beavatkozások előtt ( ) szennyvíz 21% városi lefolyás 19% geokémiai háttér 6% mezőgazdasági 48% légköri 6% A beavatkozásokat követően ( ) szennyvíz 7% városi lefolyás 23% geokémiai háttér 11% mezőgazdasági 52% légköri

78 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

79 KIS-BALATON: FELSŐ TÁROZÓ EGYSZERŰ ANYAGMÉRLEG

80 Zala Balaton Zalaegerszeg Kis-Balaton

81 Alsó Tározó A  50 km2 Felsô Tározó A = 18 km2 Felsô Tározó A = 18 km2

82 Ptervezett = f (Pbe, Qbe, vs)
ÖP visszatartás a Kis-Balaton Felső Tározóban Ptervezett = f (Pbe, Qbe, vs) /Vollenweider/ ?

83 Befolyó és kifolyó ÖP terhelés kapcsolata
80 87 70 60 95 86 (t/y) 50 96 88 94 40 ki 92 91 89 TP 30 90 93 20 ~30 t/y 10 20 40 60 80 100 120 140 TP (t/y) be

84 DP + PBELSŐ = ÖSSZES NETTÓ ÜLEPEDÉS

85 ORP ORP 1988 Alga P felvétel Külső terhelés “adszorpció” Mineralizáció
1992 Alga P felvétel Külső terhelés ORP “deszorpció” Mineralizáció

86 BALATON: TERHELÉS ÉS TROFITÁS KAPCSOLATA

87 SZABÁLYOZÁS ALAPEGYSÉGE:VÍZGYŰJTŐ
F

88 SZABÁLYOZÁS 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