VÍZGYŰJTŐKRŐL SZÁRMAZÓ TERHELÉS MEGHATÁROZÁSA ÉS A SZENNYEZÉS CSÖKKENTÉSE

1. 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. L4 L31 E3 L22 L3 E21 L12 L211 L21 E11 L111 E2 L11 L2 L1 – ellenőrzési pontok VÍZGYŰJTŐRŐL SZÁRMAZÓ TERHELÉSEK MEGHATÁROZÁSA A MÉRÉSEKRE TÁMASZKODVA L3 = (L4 + L31 + E3) a3 L21 = (L22 + L211 + E21) a21 L2 = (L3 + L21 + E2) a2 L11 = (L12 + L111 + E11) a11 L1 = (L2 + L21) a1 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) 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

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

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

13. 2% 1% 8% 13% 9% Felszíni oldott 13% 6% Felszíni partikulált Felszín alatti oldott Települési felszíni oldott 4% TP: 3 kt/év Települési 14% TN: 20 kt/év partikulált Települési felszín 13% alatti oldott 57% 60% Országos terhelés becslés eredménye (Összes N, Összes P)

14. Országok hozzájárulása a Duna vízgyűjtő összes N és P terheléséhez

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

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

17. VÍZGYŰJTŐN MARADÓ HORDALÉK Csapadék Kiülepedés, Tározódás MOZGÓ HORDALÉK Felkeveredés KIMOZDULÓTALAJSZEMCSÉK Felszínilefolyás Szállítódás MEDERBE BEKERÜLŐ HORDALÉK Eróziós potenciál ERÓZIÓS ALMODELL

18. TRANSZPORT ALMODELL

19. Légköri kiülepedés/fixáció Elillanás Trágyázás Aratás Lemosódás Erózió Szerves Immob./Miner. Oldott szervetlen Aktív partikulált Szorpció/Deszorpció Inaktív partikulált Kicsapódás/Oldódás Kimosódás TRANSZPORT ALMODELL

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

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

22. 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. www.fomi.hu

26. Diffúz Nitrogén terhelés Diffúz Foszfor terhelés

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. szennyvíz városi lefolyás mezőgazdasági légköri geokémiai háttér BALATON: A MEDENCÉK FOSZFORTERHELÉSE A BEAVATKOZÁSOK ELŐTT ÉS UTÁN 100 90 80 70 60 50 Összes P (tonna/év) 40 30 20 10 0 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 Önkéntes előírások Kötelezőelőírások

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 43 186 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

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

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 2005-2035-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