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 A hiányzó kapcsolat problémája
A visszatartás mértéke a „szállítási” távolsággal (vagy a tartózkodási/levonulási idővel) növekszik. Visszatartás helye: a vízgyűjtőn, mielőtt a szennyezés eléri a felszíni vizeket, a mederbeli levonulás közben A szállítás során fellépő veszteségek miatt a vízgyűjtőn lévő források hozzájárulása a tavak terheléséhez csak akkor számszerűsíthető, ha képesek vagyunk a víz és az általa közvetített tápanyag térbeli mozgása alatt lejátszódó folyamatok leírására. Ezeknek az ismereteknek hiányában – melyet az irodalom a „hiányzó kapcsolat problémájának” nevezett el (Jolánkai, 1984) – a terhelés meghatározására csak becsléseket végezhetünk.

5 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)

6 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)

7 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)

8 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

9 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

10

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

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

13 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

14 Országok hozzájárulása a Duna vízgyűjtő
összes N és P terheléséhez

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

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

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

18 TRANSZPORT ALMODELL

19 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

20 Zala vízgyűjtő Hidrológiai- és terhelés modell: Lefolyás
Össz.P terhelés

21 Lépték: víztestek  vízgyűjtő
Víz Keretirányelv Lépték: víztestek  vízgyűjtő 93 000 km2 990 víztest részvízgyűjtő Tápanyagterhelés meghatározása víztest vízgyűjtő léptékben

22 CÉL: térképi információk maximális kihasználása
GIS adatok Csapadék CÉL: térképi információk maximális kihasználása Léptéket a legnagyobb felbontásban rendelkezésre álló adat határozza meg Lefolyás Lejtés Talajtípus Földhasználat Talaj P tartalma Humusz- tertelom N többlet Vízháztartás Laksűrűség Catornázottság

23 Földhasználat FÖMI CORINE Land Cover (M=1: 50000) adatbázis Landsat TM felvételek, SPOT 4 és IRS felvételek feldolgozásával A legkisebb térképezett objektum területe 4 hektár, a legkisebb térképezett vonalas elem szélessége 50 méter. Kategóriák öt főcsoportban: mesterséges felszínek, mezőgazdasági területek, erdők és természetközeli területek, vizenyős területek és felszíni vizek.

24

25

26 Diffúz Nitrogén terhelés Diffúz Foszfor terhelés

27

28

29 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

30 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

31 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

32 Diffúz szennyezés csökkentése

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

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

35 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

36 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

37 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 37

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

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

40 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

41 Nitrát érzékenynek kijelölt területek
és a potenciális foszfor terhelés szempontjából érzékeny területek (2010)

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

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

44

45

46 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.

47 Nemzeti Erdő Stratégia és Program
Kiemelt célja, hogy a racionális földhasználaton keresztül hozzájáruljon az agrárgazdaság hatékonyságának fokozásához, illetve a hazai faanyagellátás és az erdők védelmi, rekreációs szolgáltatásai iránti növekvő igények kielégítéséhez. Az ország erdősültsége 2035-re érje el a 26-28%-ot, amelyhez a hosszú távú erdőtelepítési koncepcióban 2005-től évi 20 ezer ha/év új telepítéssel számolnak. Ez azt jelenti, hogy a ig tartó időszak alatt mintegy 600 ezer ha új erdőterület jönne létre. A Nemzeti Erdőtelepítési Programhoz kapcsolódva, illetve azt felváltva 2004-ben elfogadták a Nemzeti Erdőprogramot.

48 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

49 Eszközök a befogadó vízminőségének 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)

50 Belterületi szakasz: Egyenes, burkolt trapézmeder

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

52 Függőleges vonalvezetés,
fenéklépcső surrantó

53

54 Kombinált partvédelem elhabolás ellen
Árnyékolt meder

55 DOMBVIDÉKI KIS- ÉS KÖZEPES VÍZFOLYÁSOK REHABILITÁCIÓJA

56

57

58

59

60

61