1.66k likes | 1.82k Views
1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3-5. Tel: (361) 463 1530 Fax: (361) 463 3753. M ÉRN Ö KÖKOLÓGIA. Előadó: Dr. Szilágyi Ferenc Dr. Fleit Ernő. ÓRALÁTOGATÁS ÓRA ALATTI REND ZÁRTHELYIK VIZSGAKÉRDÉSEK JEGY- ÉS ALÁÍRÁSSZERZÉS FELTÉTELEI JEGYZET TANKÖNYVEK ÉS AJÁNLOTT IRODALOM
E N D
1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3-5. Tel: (361) 463 1530 Fax: (361) 463 3753 MÉRNÖKÖKOLÓGIA Előadó: Dr. Szilágyi Ferenc Dr. Fleit Ernő
ÓRALÁTOGATÁS • ÓRA ALATTI REND • ZÁRTHELYIK • VIZSGAKÉRDÉSEK • JEGY- ÉS ALÁÍRÁSSZERZÉS FELTÉTELEI • JEGYZET • TANKÖNYVEK ÉS AJÁNLOTT IRODALOM • FELKÉSZÜLÉST SEGÍTŐ KÉRDÉSEK • TANTÁRGY PROGRAM • OKTATÁSI SEGÉDESZKÖZÖK (ÍRÁSVETÍTŐ, POWER POINT, VIDEO) • ftp://vcst.bme.hu
IRÁNYOK • Globális összefüggések • Ökológiai célú beruházások mérnöki vonatkozásai • Mérnöki létesítmények ökológiai hatásai
TÉMAKÖRÖK • Globális összefüggések (népesedés, termelés, fogyasztás, fejődés, ökológiai hatások) • Természetes szennyvíztisztítók • Ökológiai folyószabályozás (elvek, módszerek) • Épített mocsarak (Kis-Balaton) • Környezeti hatásvizsgálatok (ipari példákon) • Ipari parlagterületek rehabilitációja • Folyóvízi gátak ökológiai hatásai (GNV) • Hőszennyezés (Paks, Tisza II) • Toxikológia, ökotoxikológia (cianid, Tisza) • Bioindikáció • Biomanipuláció
A jövő kiszámíthatósága Kockázat "Ismeretlen" bizonytalanság Meglepetés
KÖVETKEZTETÉS: Az "ismeretlen" bizonytalanság és a meglepetés a hagyományos mérnöki gyakorlattól idegen kezelési elveket követel. Kulcsszerepet kap a megelőzés és az ökológiai rendszer visszacsatolásainak beágyazása a tervezésbe és a működtetésbe.
VANNAK KULCSPARAMÉTEREK A víz a vízi ökoszisztéma közege, a vizes élőhelyeken a ciklikus megújulást lehetővé tevő zavaró tényező, a szárazföldön gyakran korlátozó tényező. A vízi ökoszisztémák elsősorban a vízminőségre és a fizikai viszonyok változására, a vizes élőhelyek többsége a vízjárás jellemzőire, a szárazföldi növénytársulások a talajvízszintre érzékenyek.
FELISMERÉSEK • Természeti erőforrások kimerülőben vannak. • Az emberiség rövid- és hosszútávú érdekei ellentétben állnak egymással. • A fejlődés jelenlegi formája hosszú távon nem tartható fenn. • Fenntartható fejlődésre van szükség.
GONDOK A FOGALOM MEGHATÁROZÁSOK KÖRÜL • Ecological engineering • Ecotechnology • Environmental engineering • Applied ecology • Engineered natural systems • Biotechnology • Genetical engineering
MÉRNÖK ÖKOLÓGIA DEFINÍCIÓJA Fenntartható ökoszisztémák tervezése és létesítése, amelyek mindkettő előnyére integrálják az emberi társadalmat és a természeti környezetet. CÉLOK • Ember által degradált ökoszisztémák helyreállítása. • Új, fenntartható ökoszisztémák kifejlesztése.
„Think globally, act locally” („Gondolkodj globálisan, cselekedj helyben”) • A FÖLD ELTARTÓKÉPESSÉGE • Eltartóképesség, mint ökológiai fogalom Passzív alkalmazkodás az adott eltartóképességhez (pl. préda – ragadozó)
Eltartóképesség az emberi társadalomban Eltartóképesség aktív módosítása (pl. technikai fejlődés) • A Föld eltartóképessége nehezen becsülhető, mert: • Milyen fejlődés lesz a harmadik világban • milyen mértékű lesz a nyersanyag hasznosítás • • Optimista és pesszimista szcenáriók léteznek
Környezeti javak Termelési lehetőségek (TL) görbéje Anyagi javak Környezeti javak és a termelés összefüggése Anyagi javak alacsony kihasználása = Olcsó termelés Anyagi javak magas kihasználása = Drága termelés
Eltartóképesség Eltartóképesség népesség és gazdaság A népesség és a gazdaság fizikai nagysága idő Az eltartóképesség és a gazdaság különböző modelljei (1) Optimista modell: Eltartóképesség időben nő a gazdasággal
Optimista szcenáriok alapja: • Az emberiség megoldja jövőbeni problémáit. • Következmény: az eltartó képesség bővíthető
eltartóképesség eltartóképesség népesség és gazdaság a népesség és a gazdaság fizikai nagysága idő Az eltartóképesség és a gazdaság különböző modelljei (2) Eltartóképesség korlátos
eltartóképesség eltartóképesség népesség és gazdaság A népesség és a gazdaság fizikai nagysága idő Az eltartóképesség és a gazdaság különböző modelljei (3) Eltartóképesség korlátos
eltartóképesség eltartóképesség népesség és gazdaság A népesség és a gazdaság fizikai nagysága idő Az eltartóképesség és a gazdaság különböző modelljei (4) Katasztrófa modell
Pesszimista szcenáriók alapja: ·Termodinamika I. főtétele: Megmaradás elve o Energiát és anyagot vesz fel a társadalom. o Szennyező anyagot ad le. o A készletek és a teherviselő képesség véges. o Következmény: az újrahasznosítás csakenyhíti a problémát • TermodinamikaII. főtétele: Entrópia növekedés o Entrópia növekedés = környezetrombolás o A folyamatot csak lassítani lehet o Következmény:a végállapot kedvezőtlen az emberiség számára
GDP Mennyiségi index idő Környezetvédelmi ösztönzők bevezetése Tisztább és hatékonyabb technológiák alkalmazása GDP és a szennyezés mértékének kapcsolata Az elmélet: A GDP-ben mért növekedés és a szennyezés közötti kapcsolat szétválasztása
MÉRNÖK ÖKOLÓGIA TÖRTÉNETE • 60-as években kezdődött (Odum) • Kezdetben a környezet manipulálását jelentette • Alacsony energia felhasználású technológiák • "Barátságban a természettel" koncepció (70-es évek) • Környezetbarát technológiák alkalmazása, melyek gazdaságosak és mély ökológiai ismereteken alapulnak (80-as és 90-es évek) • A mérnök ökológia segít a környezetünk állapotának konzerválásában és a környezeti károk helyreállításában (90-es évek vége)
ALAPELVEK • A természet önszabályozó képességére alapozás • Mérnök ökológia az ökológiai elméletek választóvize • A rendszer-megközelítésbe vetett bizalom • A nem megújuló természeti erőforrások megőrzése • A természet védelme
ÖNSZABÁLYOZÓ KÉPESSÉGRE ALAPOZÁS • Önszabályozás az élő rendszerek sajátja • Folyamatok megértése • Természetes önszabályozó folyamatok kihasználása • Eredmények: o Erőforrások minimalizálása o Költségek minimalizálása o Hatékonyság növekedése • Nem a technikát kényszerítjük a természetre (hagyományos mérnöki szemlélet), hanem a természeti folyamatokat használjuk ki.
MÉRNÖK ÖKOLÓGIA AZ ÖKOLÓGIAI ELMÉLETEK VÁLASZTÓVIZE • Ökológiai elméletek igazolása vagy cáfolata • Összeköttetés az elmélet és a gyakorlat között • Elmélet és gyakorlat együtt fejlődését szolgálja • Jó példák: o Szűrőmezők o Veszélyeztetett fajok szaporítása o Természetvédelmi élőhely rekonstrukciók • Rossz példák: o Idegen fajok betelepítése o Át nem gondolt biomanipulációk
RENDSZER-SZEMLÉLET • A rendszer egésze nem a részek összege (ökoszisztéma jellegéből adódóan) • A rendszer egészét kell megérteni és nem az egyes részeit részletesen leírni o A fontos folyamatok identifikálása o Az összefüggések feltárása o Szintézis • A matematikai modellezés eszköze lehet a megértésnek • Példa: Kis-Balaton Védőrendszer
A NEM MEGÚJULÓ ERŐFORRÁSOK MEGŐRZÉSE A földi ökoszisztémák: o A napenergián alapulnak o Mérsékelt beavatkozásnak ellenállnak (önfenntartók) Modern környezeti technológiák kevés nem megújuló energia forrást használnak (tervezési + létesítési fázis), majd önfenntartók (működési fázis) Példa: Természetes szennyvíztisztítók
AZ ÖKOSZISZTÉMÁK MEGŐRZÉSE • A mérnök ökológia eszköztárába számos lehetőség belefér • Nem szükséges az ökoszisztémákat megszüntetni, azokat ki lehet használni a hasznunkra • Következmény: természet megőrzése
A MÉRNÖKÖKOLÓGIA SZÜKSÉGESSÉGE • A környezeti problémák megoldása ökoszisztéma megközelítést tesz szükségessé • Egyik környezeti probléma megoldása során másik keletkezik (pl. szennyvízkezelés szennyvíziszap elhelyezés) • Sok a beavatkozás ökoszisztémák életébe, de kevés az ökológiai ismeret (pl. tó rehabilitáció, mocsár létesítés) • Mérnöki és ökológiai gyakorlat közelítése szükséges • A mérnöknek tudnia kell tevékenysége ökológiai korlátait (Főmegbízó: Anyatermészet) • A természet védelme a mérnöki gyakorlat alapelvévé vált. (Jó példa: tájépítészet, Florida)
A MÉRNÖKÖKOLÓGIA HOSSZÚ TÁVÚ HATÁSAI • Globális változásokhoz alkalmazkodás, vagy azok megelőzése (éghajlatváltozás, ózonlyuk) • Meglévő rehabilitációs gyakorlat fejlesztése (bányászat, tórekonstrukció) • Környezeti károk helyreállítása javítja az életnívót Mérnökökológusok jövőbeni munkája biztosított. Kérdés: Ki fizeti a révészt?
FENNTARTHATÓSÁG (1) • Filozófiai megközelítés (idea, cél, törekvés). • Rövid és hosszú távú célok összehangolása. • Jelenlegi cselekvések hosszú távú hatásainak figyelembe vétele. • Mérnöki tevékenység nem kezelhető kizárólag technikai szinten. • Fenntarthatósági kritériumok figyelembe vétele szükséges a tervezésnél.
FENNTARTHATÓSÁG (2) • Alapkérdés: Mit tehetünk ma a jövő generációjáért? • Gondok: • Idea és a valóság ellentmondása. • A fenntarthatóság mérése. • Az alkalmazás technikai nehézségei. • Az alkalmazás társadalmi akadályai. • Az alkalmazás gazdasági akadályai.
A FENNTARTHATÓ FEJLŐDÉS ALAPELVEI • Az ember életminőségének javítása • Gondoskodás az életközösségekről • Az eltartó képesség megőrzése • A diverzitás megőrzése • A nem megújuló erőforrások felhasználásának minimalizálása • Az emberi viselkedés alakítása • „Gondolkodj globálisan, cselekedj helyben” • Fejlődés és természetvédelem összhangja • Globális szövetség
TÁRSADALOM Termék Qt Qf Fogyasztás Termelés Qr Alapanyagok Elhasznált termékek Újrahasznosítás Qsz Qa Qe Termelés és fogyasztás szennyezései TERMÉSZET Nyílt anyagforgalom folyamatai (vastag nyíllal a fontosabb folyamatok)
TÁRSADALOM Termék Qt Qf Fogyasztás Termelés Qr Alapanyagok Elhasznált termékek Újrahasznosítás Qsz Qa Qe Termelés és fogyasztás szennyezései TERMÉSZET Zárt anyagforgalom folyamatai (vastag nyíllal a fontosabb folyamatok)
FENNTARTHATÓSÁG ÉS VÁLTOZÁS (1) • A természeti folyamatok lényegi eleme a változás. • Az ökológiai rendszerek és a társadalmi struktúrák is változnak. • A mérnöki létesítmények a jövőnek készülnek. • A flexibilis tervezés lényeges eleme a fenntarthatóságnak. • Új mérnöki szemléletre van szükség.
FENNTARTHATÓSÁG ÉS VÁLTOZÁS (2) • Rossz példák: • Kis-Balaton • Szügy • Regionális szennyvíz hálózatok • Gazdasági vonzatok lényegesek (gazdag országokban van nagyobb esély flexibilisebb rendszerekre). • Adaptív management = Ha nem elég az információ, tanulva fejlessz!
FENNTARTHATÓSÁG ÉS SKÁLÁK • Önfenntartó minimális térség, mint térbeni egység. Példa: lakótelep, város, régió, ország • Időbeni fenntarthatóság léptéke változó. Példa: kisebb időléptékben nagyobb terhelés fenntartható, hosszabb távon ugyanolyan terhelés nem fenntartható változást eredményez.
FENNTARTHATÓSÁG ÉS KOCKÁZAT • Kockázat és haszon összhangja (példák: árvizek, járványok, környezeti ártalmak). • Hangsúly a megelőzésen van. • Kockázat elemzés (milyen kár következhet be, milyen valószínűséggel, milyen következményekkel, mit lehet tenni ellene).
MÉRNÖK ÖKOLÓGIAI LÉTESÍTMÉNYEK OSZTÁLYOZÁSA 1. Funkció szerint
MÉRNÖK ÖKOLÓGIAI LÉTESÍTMÉNYEK OSZTÁLYOZÁSA 2. Szerkezet szerint
ÖKOLÓGIAI ÁLLAPOTFELMÉRÉSEK * A felmérések az alábbiakra terjednek ki: - Készletek - Hatótényezők - Hatásviselők * Felhasznált adatok - Alapadatok - Állapot jellemzők (alapadatokból származtatva) - Minőségi mutatók (integrált jellemzők)
HATÁSVIZSGÁLAT ELEMEI (VIZES PÉLDA) Természetföldrajzi jellemzés *Tájegység * Éghajlat * Domborzat * Magassági helyzet * Geológiai háttér * Talaj * Vízellátottság, vízmérleg
Természetvédelmi jellemzők * Védettségi állapot * Szennyezésekkel szembeni érzékenység * Társadalmi hasznosítás * Degradáció mértéke
Medermorfológia és mederanyag * Vízmélység * Vízfelület * Mederalkat * Mederanyag minősége * Borítottság Vízháztartási jellemzők * Vízmérleg * Vízkicserélődés