Célzott felszínalatti vízutánpótlás – hatások és lehetőségek kísérleti vizsgálata Kerekegyházán

Szabó Zsóka, III. évf. PhD hallgató Környezettudományi Doktori Iskola - Környezeti Földtudomány Témavezető: Mádlné Dr. Szőnyi Judit, egyetemi docens, Általános és Alkalmazott Földtani Tanszék

Magyarországon a vizek visszatartásának és a felszínalatti víz utánpótlásának egyre nagyobb szerepe lesz a klímaváltozáshoz való alkalmazkodásban, különös tekintettel arra, hogy Magyarország felszíni vizek tekintetében tranzitország. Az országból kifolyó vizek 95%-a külföldről érkezik és mindössze 5%-a származik helyi felszíni lefolyásból. Ezekhez mérten az ország területén leesett csapadék mennyiségét gyakran elhanyagolhatónak tekintik, pedig visszatartásával jelentős víztartalékokat lehetne felhalmozni (Somlyódy 2011).

A települési csapadékvíz-gazdálkodás fejlesztésére egyre nagyobb igények mutatkoznak, minden oldalról (lakosság, önkormányzatok, közművek, vízügyi igazgatóságok stb.), hogy elkerülhetők legyenek a villámárvizek, az ezekhez kapcsolódó műszaki földtani problémák, továbbá az aszályos időszakokra tartalékokat lehessen felhalmozni. Csapadékvíz- gazdálkodásra védekezési szempontból is szükség van, de ugyanilyen fontos a vizek visszatartása és ezzel a klímaváltozáshoz való alkalmazkodás (Bíró 2019, Gayer 2019).

1. ábra: A célzott felszínalatti vízutánpótlás (MAR) alkalmazási lehetőségei Magyarországon (Szabó et al. 2020)

A kutatás vizsgálati területe elsősorban Kerekegyháza térsége, mely a Duna-Tisza közi Homokhátság területén helyezkedik el. A térség vízgazdálkodási problémái régóta ismertek (pl. Major és Neppel 1988, Pálfai 1995, Ladányi et al. 2009, Kovács et al. 2017), és a mai napig fennállnak (VGT3 JVK vitaanyag 2020). A klímaváltozás, illetve mesterséges tényezők (vízelvezetés, erdősítés, vízkivétel stb.) egyaránt jelentős szerepet játszottak és játszanak mai napig a probléma kialakulásában és fennmaradásában Számos terv készült a vízhiány megoldására, melyek elsősorban nagy műszaki beruházásokkal próbálták volna orvosolni a problémát (pl. Duna-Tisza csatorna, Orlóci 2003). Ezek a tervek megfelelő anyagi forrás hiányában nem valósultak meg. A térségre jellemző felszínalatti vízszint csökkenés Kerekegyházán is kimutatható. Az ásott kutak nagy része kiszáradt, vagy több méterrel csökkent bennük a víz szintje az elmúlt évtizedekben, valamint kiszáradt a településtől DNy- ra található Kondor-tó.

Érdemes lenne a Homokhátság vízpótlását más irányból megközelíteni: nem hatalmas, térségeket átszelő műszaki beruházások, hanem helyi vízpótlási módszerek alkalmazásával, melyek számos előnnyel bírnak. A kisebb léptékű vízpótlási megoldások olcsóbban kivitelezhetők, kisebb hatással vannak a környezetre, ezek a hatások jobban megismerhetők és könnyebben ellenőrizhetők így kisebb kockázattal járnak.

Ilyen megoldási módszer lehetne a csapadékvíz összegyűjtése és felszín alá juttatása, mely a célzott felszínalatti vízutánpótlási (Managed Aquifer Recharge – MAR) módszerek közé tartozik. Ezek definíció szerint a víztartók tudatos, célzott utánpótlását jelentik, későbbi vízkivétel vagy környezeti haszon elérése érdekében (NRMMC, EPHC, NHMRC 2009). Ez egy olyan természet-ihlette módszercsalád, mely elősegíti a víztartalékok felhalmozását a felszín alatt, valamint támogatja a felszíni és felszín alatti vizekkel való együttes gazdálkodást, így hatékony módszer lehet a klímaváltozás miatt kialakuló szélsőségek mérséklésében így hozzájárulhat a klímaváltozáshoz való alkalmazkodáshoz (Evans és Dillon 2018, Dillon et al. 2018).

A tetőről összegyűjtött csapadékvíz elszikkasztható medencékben, árkokban vagy közvetlenül a felszín alá juttatható aknák, kutak segítségével (Dillon et al. 2009). Az utóbbi megoldás számos előnnyel bír, többek között kisebb az evaporációs vízveszteség, gyorsabban tudja növelni a felszínalatti víz szintjét, kisebb területet foglal el a felszínen, illetve kisebb a biológiai aktivitás és így a szennyeződés kockázata (Page et al. 2018). E módszer alkalmazhatóságát vizsgáljuk Kerekegyháza területén egy kísérleti pilot projekt folyamatos megfigyelésével, a gyűjtött idősoradatok elemzésével, valamint numerikus vízáramlási modellezések elvégzésével.

2. ábra: Kísérleti tetővízgyűjtő rendszer, mely az összegyűjtött csapadékot a kertben található ásott kút segítségével juttatja a felszín alá

A terepi kísérlet keretében, egy családi ház tetőszerkezetéről bevezetésére került a csapadékvíz az udvaron található ásott kútba. Az ásott kútban, valamint két újonnan létesített megfigyelőkútban a vízszintet, a hőmérsékletet és a fajlagos elektromos vezetőképességet félóránként automata mérőműszerek rögzítik. A csapadékot helyi észlelő méri naponta. Az így kapott idősoradatok, valamint a kutakból származó vízminták laboratóriumi elemzései lehetővé teszik a bevezetett csapadékvíz, a felszínalatti víz szintjére és minőségére gyakorolt hatásának vizsgálatát. Továbbá a mérési adatok alapján felépített tranziens MODFLOW modell segíti a felszín alatt lejátszódó folyamatok megértését. A kapott eredmények lehetővé teszik a tetővízzel történő vízutánpótlás hatásainak megismerését, valamint nagyobb léptékű modellezési tanulmányok elvégzését és ezáltal hasonló rendszerek települési és regionális szintű kiterjesztését.

A kutatás az ENeRAG projekt keretében valósul meg, melyet az Európai Unió Horizont 2020 kutatási és innovációs programja támogatott, a 810980 azonosító számú támogatási megállapodás alapján.

Fontosabb irodalomjegyzék:

• Bíró, T. (szerk.) (2019). Országos Települési Csapadékvíz-gazdálkodási Konferencia Tanulmányok. Dialóg Campus Kiadó, Budapest, 306 p.
• Dillon, P., Pavelic, P., Page, D., Beringen, H., Ward, J. (2009). Managed aquifer recharge. An introduction waterlines report series 13, 86 p.
• Dillon, P., Stuyfzand, P., Grischek, T., Lluria, M., Pyne, R. D. G., Jain, R. C., Bear, J., Schwarz, J., Wang, W., Fernandez, E., Stefan, C., Pettenati, M., van der Gun, J., Sprenger, C., Massmann, G., Scanlon B. R., Xanke, J., Jokela, P., Zheng, Y., Rossetto, R., Shamrukh, M., Pavelic, P., Murray, E., Ross, A., Bonilla Valverde, J. P., Palma Nava, A., Ansems, N., Posavec, K., Ha, K., Martin, R., Sapiano, M. (2018). Sixty years of global progress in managed aquifer recharge. Hydrogeology Journal, 27(1), 1-30.
• Evans, R. S., Dillon, P. (2018). Linking groundwater and surface water: conjunctive water management. In: Advances in Groundwater Governance, Villholth, K. G., López-Gunn, E., Conti, K. I., Garrido, A., van der Gun, J. (eds.), CRC Press, London, pp. 329-351.
• Gayer, J. (2019). Gondolatok a települési csapadékvízről. Hidrológiai Közlöny, 99(3), 77-79.
• Kovács, A. D., Hoyk, E., Farkas, J. Z. (2017). Homokhátság–A semi-arid region facing with complex problems in the Carpathian Basin. European Countryside, 9(1), 29-50.
• Ladányi, Z., Rakonczai, J., Kovács, F., Geiger, J., Deák, J. Á. (2009). The Effect of Recent Climatic Change on the Great Hungarian Plain. Cereal Research Communications, 37, 477-480.
• Major, P., Neppel, F. (1988). A Duna-Tisza közi talajvízszint-süllyedések. Vízügyi Közlemények, 70(4), 605-623.
• NRMMC, EPHC, NHMRC (2009). Australian Guidelines for water recycling, managing health and environmental risks, vol 2C: managed aquifer recharge. Natural Resource Management Ministerial Council, Environment Protection and Heritage Council, National Health and Medical Research Council, 237 p.
• Orlóci, I. (2003). A Tiszát a Dunával összekötő csatorna: a Duna-Tisza csatorna. Hidrológiai Közlöny, 87(4), 243-250.
• Page, D., Bekele, E., Vanderzalm, J., Sidhu, J. (2018). Managed aquifer recharge (MAR) in sustainable urban water management. Water, 10(3), 239
• Pálfai, I. (1995). A Duna-Tisza közi hátság vízgazdálkodási problémái és megoldásuk lehetséges útjai. Vízügyi Közlemények, 77(2), 144-165.
• Ridavits, T. (2020). Célzott felszínalatti vízutánpótlás tetővízből Kerekegyházán, a Duna-Tisza közi Homokhátság területén. MSc diplomamunka, Eötvös Loránd Tudományegyetem, 139 p.
• Somlyódy, L. (szerk.) (2011). Magyarország vízgazdálkodása: helyzetkép és stratégiai feladatok. Magyar Tudományos Akadémia, Budapest, 332 p.
• Szabó, Zs., Tahy, Á., Mádlné Szőnyi, J. (2020). A célzott felszín alatti vízutánpótlás nemzetközi trendjei és hazai alkalmazási lehetőségei. Hidrológiai Közlöny, 100(4), 40-51.
• VGT3 JVK vitaanyag (2020). Magyarország 2022–2027 időszakra vonatkozó, harmadik Vízgyűjtő-gazdálkodási Tervének Jelentős Vízgazdálkodási Kérdéseinek vitaanyaga: http://vizeink.hu/vizgyujto-gazdalkodasi-terv-2019-2021/jelentos-vizgazdalkodasi-kerdesek-jvk/ (Hozzáférés dátuma: 2020.05.18.)