Ugrás a tartalomhoz

A VÍZ, MINT ERŐFORRÁS ÉS KOCKÁZAT

Dr. Konecsny Károly (2011)

EKF

3. ábra Hagyományos lapvízmérce, vízállásmérő automata a Dunán Budapesten (bal) és vízrajzi állomás kiépített mérőszelvénye és adatgyűjtő egység a VII. sz. (Kállai) főfolyáson Nagykállónál (jobb)

A mérésekre vonatkozó műszaki irányelvek, előírások, a Vízügyi Műszaki Segédlet (VMS), Műszaki Irányelv (MI), Műszaki Előírás (ME) időben változó című kiadványokban találhatók meg.

A pontszerűen (folyószelvényben) végzett vízrajzi észlelések észlelőhálózatot alkotnak, melyek jellemzően vízgyűjtőnként lettek megtervezve. Megkülönböztetünk helyi – regionális mérőhálózatot és országos, vagy nemzetközi mérőhálózatot. Az optimális hálózat esetében az állomások mért adatai alapján a terület bármely pontjára kielégítő minőségű interpolációt kapunk. A minimális sűrűségű észlelőhálózatra vonatkozóan a Meteorológiai Világszervezet (WMO), majd az Európai Unió Víz Keretirányelv (EU VKI) monitoringra vonatkozó fejezete ajánlásokat adott. A vízrajzi észlelőállomások fontossága szempontjából megkülönböztetünk: vízrajzi törzsállomásokat, ahol folyamatos, több évig határozatlan ideig folyó észleléseket végeznek, illetve üzemi állomásokat, ahol meghatározott idejű észlelések folynak a kapcsolatok feltárására. A különleges célú vízrajzi állomásokat egy konkrét műszaki feladat megoldása érdekében (pl.: talajvízkút egy nagyobb víztározó talajvízszintre gyakorolt hatásainak vizsgálata) üzemeltetnek. Vannak még állandó, de csak bizonyos időközönként működő állomások, pl.: árvízi vízmércék az árvíz levonulásának követésére; kísérleti állomások, ahol folyamatos, sűrű méréseket végeznek műszerek tesztelésére; valamint tájjellemző állomások, hidrológiailag feltáratlan területeken.

A hagyományos vizuális, illetve manuális vízrajzi észleléseket jellemzően naponta kétszer végzik. Az észlelés időpontja április 1. – szeptember 30. között 7 és 19 óra, október 1. – március 31. között 8 és 16 óra (ME-10-231-1 1996). Árvíz idején a készültségi fokozat és a vízfolyás vízjárásának függvényében változik és akár óránkénti is lehet. Az automata állomások mérési gyakorisága általában nagyobb és az adatszükséglet és adatfeldolgozó képesség függvénye (6 óránkénti, 1 óránkénti, 5 percenkénti). A hidrometeorológiai méréseket szinoptikus főterminusokban kell végezni: 00 – 06 – 12 – 18 UTC, Más esetekben optimális időközönkénti mérés szükséges (pl.: párolgásmérés nappal sűrűbben, éjjel ritkábban, nyáron sűrűbben, télen ritkábban).

A vízállás hagyományos mérése állandó működésű (fix) lapvízmércével történik [cm], amely lehet álló vízmérce vagy fekvő vízmérce. A vízhozam mérése kisvízfolyások esetén köbözéssel, billenőedénnyel, mérőbukóval történik [m3/s], folyókon vízsebesség méréssel (áthidalásról, csónakból), mérőszárnnyal, ultrahangos, ADCP műszerrel. Méréskor fontos a függélyek és a vízsebesség mérés pontjainak kiosztása. A vízhozammérés különösen nagy hozzáértést igényel árvizes időszakban.

A XIX. sz. második felétől a Woltzmann-féle szárnyas sebességmérő és ennek korszerűsített változataival végezték. Alapvető változást jelent a vízhozammérési módszerben világszinten is csúcstechnikát alkalmazó ADCP amerikai gyártmányú műszer használata. Amint az ADCP rövidítés is mutatja (Acoustic Doppler Current Profilers), Doppler effektus alapján a vízáramlást hanghullámokkal mérő műszer, amely nem csak egy pontban, hanem a vízréteg mozgását méri. Az ADCP 4 db. kerámialapja hangsugár nyalábokat küld a vízbe, amit a hordalék részecskék visszavernek. A műszer kialakításánál a Doppler egyenletet használták fel. A tér három dimenziója miatt a készülék egyidejűleg három sugárnyalábot bocsát ki.

A kiküldött hanghullám egyenletes, a visszavert szabálytalan alakú. Méri a víz sebességét, a készülék (hajó) mozgási sebességét, és a két értéket figyelembe véve számol. A mederszelvény teljes felületét nem tudja bepásztázni, így a felső, készülék feletti- és az alsó, fenék feletti (iszapos) vízsávot, illetve a part közeli kismélységű rész vízsebességét extrapolálással becsli, és ennek eredményét hozzáadja a közvetlenül mért értékhez. Az ADCP által mért adatok hordozható személyi számítógép segítségével, menet közben is táblázatos és grafikus formában egyaránt megtekinthetők. Ezzel a vízhozammérő berendezéssel néhány perc alatt, a folyó két partja közötti vízi járművel történő átkelés idején automatikusan meg lehet mérni a vízhozamot, ami pl. a Duna, Tisza esetében, összesen mintegy 15-20 perc.

4. ábra A Tiszán a tivadari hídnál 2001. március 6-án 10 óra 40 perckor mért legnagyobb vízhozam (4190 m3/s) idején készült keresztszelvény (Konecsny 2004)

5. ábra A vízrajzi mérőhajó, valamint ADCP vízhozammérő műszer és a mérési adatok gyűjtésére, számítására és feldolgozásához használt számítógép (Konecsny 2003C)

A vízrajzi adatokat függetlenül attól, hogy vizuálisan észlelt, manuálisan- vagy regisztráló-távmérő műszer érzékelője által előállított adatról van szó ellenőrizni, érvényesíteni (validálni) kell, ami nem más, mint egy olyan számszaki ellenőrzés melynek során a nyilvánvalóan kiugró, hihetetlen, vagyis hibás értékek kiszűrésre kerülnek. Ezt követően kell az adatokat biztonságosan elhelyezni egy adattároló-adatarchiváló rendszerben.

  1. 6. ábra A felső-tiszai közös magyar-ukrán vízrajzi távmérő rendszer szerkezeti felépítése (Konecsny 2004A)

A vízrajzi adatok gyors és biztonságos továbbítása az adatgyűjtő központba, különösen árvízi vészhelyzetben fontos. Korábban postai úton, majd távirón, telefonon, illetve telexen történt az adattovábbítás. Jelenleg a műszaki lehetőségek nagyon sokrétűek: internet, mikrohullámú, GSM-es, műholdas kapcsolatok alakíthatók ki. Egy ilyen összetett, korszerű nemzetközi adatforgalmi rendszerre mutatunk be példát a 6. ábrán.

A vízrajzi adatok feldolgozásának lépései: a pontbeli (szelvénybeli) adatok megbízható idősorának előállítása, jellemző mennyiségeinek kiszámítása, ezek területi eloszlásának meghatározása, az adatok ellenőrzése.

A pontbeli adatok megbízható idősorának előállítása a közvetlenül mért és a származtatott adatok alapján történik. A vízállást a vízmérce „0” pontjához viszonyítva közvetlenül, naponta többször is mérik. A vízhozamokat a vízsebesség és a szelvény területének szorzata alapján lehet meghatározni, és mivel a mérés elvégzése nagyobb folyókon hosszadalmas és költséges, ezeknek száma általában 1-2 havonta (árvízhelyzetben több). A napi adatok előállításához a vízállás-vízhozam összefüggéseket (grafikus, táblázatos) alkalmazzák. Ezek segítségével bármely vízállás adathoz vízhozam értéket lehet rendelni.

A folyamatos idősorok létrehozásához szükséges a hiányzó/hibás adatok pótlása, ami a leggyakrabban időbeli vagy térbeli interpolációval történik. Ezek csak becslésként fogadhatók el, a kiegészítés mértéke maximum 5-10% lehet (WMO ajánlás). Az évi átlagok pótlása kisebb hibával, a napi adatok pótlása nagyobb hibával jár. A fő hibatípusok, az észlelési és feldolgozási hibák, a szisztematikus hibák (oka pl.: műszercsere, mérési pont áthelyezése, biológiai változások) és a véletlen hibák (statisztikai elemzéssel feltárhatók). A legegyszerűbb az állomáskapcsolati vonal módszerének használata. A teljes-, és a hiányos adatsorral rendelkező állomásokon mért adatokat diagramon ábrázoljuk, majd a pontokra egyenest illesztünk. Ez a módszer erős korrelációs tényező (≥0,90) esetén használható.

7. ábra A vízhozam változása és évi jellemzői a Szamos Csenger vízrajzi állomásnál két szélsőséges vízjárású évben (1970 nagyvízi, 1961 kisvízi) (Konecsny 2010c)

8. ábra A csapadék és a terep tengerszint feletti magassága közötti összefüggés (bal) és a lefolyás és a terep tengerszint feletti magassága közötti összefüggés (jobb) Ördöngősfüzes község közigazgatási területén (Konecsny 1979)

A feldolgozások eredményét a folyók esetében a hosszmenti, csomóponti és vízgyűjtőnkénti területi ellenőrzéssel értékelik. Tekintettel arra, hogy az éghajlati és hidrológiai jellemzők – különösen nagyobb szintkülönbség esetén – viszonylag szoros korrelációs összefüggést mutatnak a terület (pont, szelvény, vízgyűjtő) tengerszint feletti magasságával az értékek földrajzi eloszlásának elemzésére gyakran alkalmazzák ezeket az összefüggéseket (8. ábra).

A hidrológia sok olyan mennyiséggel (számadattal) dolgozik, amelyeket számos véletlenszerűen ható tényező befolyásol és a jelenségek bekövetkezésére a mérési eredményekből, mint véletlen ingadozást mutató tapasztalati értékből kell következtetni. Az ilyen ingadozó mennyiségeket nevezik valószínűségi vagy véletlen változóknak. Ezért kell ismerni a véletlen ingadozások törvényszerűségeit, a matematikai statisztikát (Csoma-Szígyártó 1975).

A középértékek statisztikai paraméterei azt mutatják, hogy a hidrológiai változók (adatok) egy adott érték körül csoportosulnak, ami a vizsgált adathalmaz központi csoportja. A központi csoportosulás jellemzői: az átlag - a számtani átlag, mértani átlag, harmonikus átlag; a medián - annak az abcisza vonalnak az értéke, amely a gyakorisági függvény felületet két egyenlő részre osztja; a modul - a legvalószínűbb változó értéke, vagyis az ami megegyezik a maximális gyakorisággal.

A hidrológiai elemek feldolgozásának elterjedten alkalmazott módja a gyakorisági és tartóssági görbék előállítása. A gyakoriság valamely adathalmaz valamely értékének vagy meghatározott értéktartományba eső értékeinek az egész halmaz tagjai közötti előfordulását kifejező viszonyszám. A tartósság valamely megadott időközre vonatkozó adathalmazban a megadott értéket meghaladó (vagy nála kisebb) adatok előfordulásának az egész időközhöz viszonyított tartalma. A gyakoriság fogalma mindig az osztályközhöz, a tartósságé pedig, mindig egy vízálláshoz kapcsolódik.

A szórást jellemző paraméterek közül felhasználhatók: az amplitúdó (ω), amely a maximális és minimális értékek közötti különbség, a variációs tényező (Cv) és az asszimmetriai tényező (Cs). A Cv mértékegység nélküli paraméter, két különböző eloszlás összehasonlítására alkalmas. A számításához használt képlet: , ahol: σ - négyzetek átlagos eltérése, Q - évi átlagos vízhozam. Qm - sokévi átlagos vízhozam, n - az évek száma. Az aszimmetria olyan statisztikai paraméter, ami az eloszlás szimmetria hiányát jellemzi. A Cs nagysága nagymértékben meghatározza a valószínűségi görbe alakját, főleg a szélső értéktartományban: . Ahhoz, hogy a Cs értéket ennek az összefüggésnek a segítségével jó közelítéssel meg lehessen becsülni szükséges, hogy az adatsor hossza (n) 150 évnél hosszabb legyen. Ilyen hosszú adatsor a gyakorlatban csak kivételesen fordul elő.

9. ábra Az évi tetőző vízállások gyakoriságának éven belüli eloszlása a Maros Arad és Makó vízmércéknél (Konecsny 2010A)

A hidrológiai értékek időbeni eloszlásának vizsgálatát a gyakorisági görbe segítségével végzik, amelynek szimmetrikus vagy aszimmetrikus harang formája lehet. A különböző elméleti valószínűségi eloszlási görbék összehasonlítása arra a következtetésre vezetett, hogy szimmetrikus eloszlások esetén a Gauss görbével, a hidrológiában gyakoribb aszimmetrikus eloszlások esetén a Pearson III. típusú eloszlással lehet a legjobb eredményt elérni. Ez utóbbi matematikai alakja: . Az utóbbi időben a számítástechnika fejlődése lehetővé tette olyan statisztikai szélsőérték eloszlások alkalmazását is, melyek nagyobb számítási igényűek (GEV és Paretto).

Egy bizonyos statisztikai gyakorisági görbének megfelelő elméleti eloszlási görbe kiválasztása csak a geometriai alak hasonlósága (illeszkedése) alapján történik. Az évi átlagos vízhozamok valószínűségi görbéinek szerkesztésénél a Cs= 2Cv értéket ajánlott alkalmazni. Az elméleti valószínűségi eloszlási görbét a Foster-Ribkin táblázatok alapján és az előzőleg meghatározott Cv, Qmed, Φ értékek alapján megrajzolt grafikonon ábrázolható. Az empirikus valószínűségi görbét alkotó pontok koordinátáit a következő összefüggés alapján lehet meghatározni: , ahol: m - a hidrológiai változó sorszáma, n - a változó (évek) száma. Egy ilyen Pearson III. típusú eloszlással valószínűségi eloszlás vizsgálat eredményére mutatunk be példát a Tisza Tivadar szelvényre (10. ábra).

10. ábra Évi tetőző vízhozamok valószínűségi eloszlása a Tisza Tivadar szelvénynél (Konecsny 2004B)

Meg kell vizsgálni a vízhozam idősor homogenitását is, mert eloszlásvizsgálatot csak homogén idősorok alapján van értelme végezni. A hidrológiai paraméterek időbeni módosulásának természetes és emberi hatás következtében létrejövő oka is lehet. Adatsorok esetében a mérési hibák pozitív és/vagy negatív előjelűek is lehetnek, de a középértékre gyakorolt hatásuk az adatsor hosszának növekedésével párhuzamosan csökken. Azokat a mérési hibákat, amelyek a vízháztartási mérlegben csapadék értékek alulbecsléséhez vezetnek szükséges kijavítani.

  1. ÓCEÁNOK, SZÁRAZFÖLDI VÍZEK, VÍZFORGALOM, VÍZHÁZTARTÁS

Tartalom:

Óceánok és tengerek;

Szárazföldek vízhálózata (folyók, tavak, felszín alatti vizek), vízgyűjtők;

Az általános vízkörzés;

Vízgyűjtők vízháztartása: csapadék, párolgás, beszivárgás, lefolyás, lefolyási tényező.

A Földön a víz három globális hidrológiai rendszerben tározódik: légkör, szárazföldek, óceánok. Ezek összessége alkotja a hidroszférát. A Föld teljes vízkészlete: 2 milliárd km3, ennek 30%-a kémiailag kötött, 1,4 milliárd km3 a globális víztározókban található (11. ábra).

11. ábra A Föld vízkészleteinek megoszlása (%)

Az 510 millió km2 kiterjedésű Földfelszínből 362 millió km2-t (71%-ot) víz borít. A legnagyobb kiterjedésű vizek az óceánok (12. ábra). A világtengert a kontinensek és a szigetívek medencerészekre tagolják. Az óceánok és tengerek együttesen alkotják a világtengert. Az óceán fogalmának kritériumai (Jakucs, 1995): kontinenseket szétválasztó, nagy medencékkel rendelkező víztömeg, amely kiterjed az Egyenlítő mindkét oldalára és érintkezik az Antarktisz partjaival is; fenekét az üledékek alatt bazaltréteg alkotja; törzsterületének átlagos vízmélysége meghaladja a 3800 m-t, legnagyobb vízmélysége a 7000 m-t; fenékvize hideg (+2, -3°C) még a trópusi égövekben is; önálló áramlási rendszerrel rendelkezik, amelynek meghajtó motorja a nagy földi légkörzés valamelyik szélrendszere; viszonylag egyenletes (35‰) az oldott sótartalma.

12. ábra Az óceánok és a szárazulatok aránya és eloszlása a Földön három különböző helyzetből készült űrfelvételen

A melléktengerek az óceánoktól fenékdomborzatilag elkülönülnek, vízmélységük kisebb (általában ≤2000 m), kontinensperemi vagy kontinensközti helyzetben fekszenek, mélyvizük hőmérséklete igazodik földrajzi fekvésüknek megfelelő éves középhőmérséklethez, számottevő áramlásrendszerük nincs, sótartalmuk jelentős eltérést mutat (Finn öböl 1‰, Vörös-tenger 41‰).

13. ábra Egy melléktenger, az Adria két festői szépségű partszakasza: Dalmáciában (Horvátország) (bal) és Triesztnél (Olaszország) (jobb)

Az óceánok eredetével kapcsolatban három fontosabb elmélet ismert: 1) a Föld ősi légköréből, 2) a vulkanikus kőzetek vegyi bomlásából, 3) a földtörténet idején hosszú időszak alatt tározódott vízből, vulkanikus tevékenységből, a hévízforrásokból, és az intruzív kőzetek felmelegedése során felszabadult vízből. A legelfogadottabb elmélet ez utóbbi. Az óceán létére utaló első jelek (élőlény maradványok nyoma) 2 milliárd évesek. Az utóbbi 600 millió évben az óceán vízének összetétele csak kismértékben változott.

Az óceánokban lévő sóoldat összetételének 90%-át hat fő kémiai elem adja: klór, nátrium, magnézium, kén, kálcium és kálium. Kisebb mennyiségben vannak jelen a vízben a másodlagos elemek (bróm, szén, stroncium, bor, szilícium, fluor), ritka elemek (nitrogén, lítium, rubídium, foszfor, jód, vas, cink, molibdén és mások). A tengervíznek 96,5%-ka tiszta víz. A vegyi összetétel a mélységgel változik. Például az oxigén legnagyobb mennyiségben a felszíni rétegekben van jelen (>6 ml/l), ami 1000 m körüli mélységben 2 ml/l alá csökken, majd 4000 m-ig ismét nő 4 ml/l-ig.

A víz hőmérséklete -2°C és 40°C között változik. A mélységgel csökken, pl. az egyenlítőnél a 25°C felszíni hőmérsékletről 3000 m mélységben 2-3°C-ra. A sótartalom a nagy folyamok torkolatánál 0%, a Vörös-tengerben kb. 4%. A nyomás 1 atmoszféráról 1000 atmoszférára nő a mélytengeri részeken (10 méterenként 1 atmoszférával).

A tengeráramlat a tengervíz tartósan egy irányba tartó mozgása, amit a Föld forgása és a tengervíz horizontális sűrűségkülönbségeiből adódó nyomáskülönbség alakít ki. A hideg áramlatok a Sarkvidékek felől haladnak az Egyenlítő felé, hideg tengervizet szállítanak. A fontosabb hideg tengeráramlások: Labrador-áramlás (Kanada keleti partjai), Oja-shio-áramlás (Oroszország és Japán K-i partjai), Humboldt-áramlás (Dél-Amerika Ny-i partjai), Benguela-áramlás (Afrika DNy-i partjai). A meleg áramlatok az Egyenlítő felől haladnak a Sarkvidékek felé, meleg tengervizet szállítanak. Fontosabb meleg tengeráramlások: Golf-áramlás (USA K-i partjai), Kuro-shio-áramlás (Japán K-i, Kanada Ny-i, Alaszka D-i partjai), Brazil-áramlás (Dél-Amerika K-i partjai), Agulhas-áramlás (Afrika K-i partjai). A tengeráramlások által több ezer kilométerre elszállított vízmennyiség a többszöröse Földünk legnagyobb folyamainak vízhozamához képest. A Golf-áramlás vízhozama 100 millió m3/s (az Amazonas közép vízhozama 110.000 m3/s), maximális áramlási sebessége 200-300 cm/s.

Az globális óceáni tengeráramlás rendszer (szállítószalag), a “Broecker-conveyor” fő vonása, hogy, az Atlanti-óceán É-i medencéjében a Golf-áramlat Izland közelébe érve még 12-13 fokos, a kanadai és grönlandi hideg légáramlatok hatására 2-3 fokra lehűl; és az útközben elszenvedett párolgás következtében a sótartalma is szokatlanul magas. Ez a lehűlés oly mértékben megnöveli ennek a sós felszíni víznek a sűrűségét, hogy az óceán északi csücskébe érve már nehezebb, mint az ottani mély víz, lesüllyed, és a mélyben elkezd D felé áramlani. A továbbiakban az áramlat nagyobb része Afrika megkerülésével jut el a Déli-óceán cirkumpoláris áramához, majd a távol-keleti trópusi övbe, ahol felszínre tör, és Afrikát ismét megkerülve jut vissza az Atlanti-óceán É-i részébe. Az áramkör kritikus szakasza az Atlanti-óceán É-i medencéjének vízsüllyedési körzete, itt a legintenzívebb, a legkoncentráltabb az áramlás, itt működik a globális óceáni vízkörzés motorja (Czelnai 1999).

Árapály (apály, dagály) - a tengerszint napi vagy naponta kétszer ismétlődő periodikus emelkedése és süllyedése 12 óra 25 perc időtartammal. Az árapály kiváltója a Nap és Hold gravitációs vonzása a Föld felszínén. Magassága, az apály minimális szintje és a dagály maximális szintje között jellemzően 1-3 m, de az É-Amerikai Fundy-öbölben eléri a 20 m-t.

14. ábra Apály idején játékszerekhez hasonló szárazon maradt bárkák és a partközeli homok felszíne Anglia délnyugati partján, a bistoli-öbölben (Weston Super Mer)

A szél által létrehozott hullámok különböző típusúak. Katasztrofális következményűek a tornádók, hurrikánok idején kialakuló viharhullámok, a földcsuszamlások által kiváltott hullámok, valamint a cunamik (japánul a cunami, tsunami = tengerrengést követő hullám).

A nyílt óceánban a szökőár hullámának hossza elérheti a 180 km-t, és a 15-150 cm magasságot. A parthoz közeledve lelassul és itt már akár 10-40 m magas vízfalként zúdulhat a partra. Azért is fokozottan veszélyes, mert rendkívül gyorsan 750-800 km/óra sebességgel halad végig az óceán egyik partjától a másikig. 2004. december 26-án, az Indiai-óceán mélyén, az Indonéziához tartozó Szumátra sziget közelében bekövetkezett, Richter-skála szerinti 9-es erősségű földrengést követően a felszínen Szumátra sziget ÉNy-i része vízszintes irányban 1 méterrel-, 20-30 km mélységben a kéreglemezek 20-30 méterrel mozdultak el. Egyes helyeken, ahol azelőtt 1200 m mély volt a tenger, a földrengés után csak 30 méteres lett. Kontinensnyi területen pusztított, DK-Ázsia partjain és az Indiai-óceán szigetvilágán kívül Afrika K-i partjain is. Közel 300 ezer ember halt meg (legnagyobb számban Indonéziában), rengeteg volt a sebesült és több millióan elvesztették lakóhelyüket, javaikat. A földrengés epicentrumához legközelebb lévő Szumátra szigeten már egy órán belül elkezdte pusztító tevékenységét. A távolabbi szigeteket, thaiföldi, sri lankai, indiai és az afrikai tengerparti övezetet néhány óra alatt érte el a hullám. Az emeletnyi víz a partokra tódult és mindent elsöpört, ami az útjába került. Ahogy jött a tenger vize, ugyanúgy rövid idő múlva távozott is, nagyon sok kár és sérülés a víz visszavonulásakor keletkezett. Az első hullám után mintegy 20 perc múlva jött meg a második, amelyik már a 8 méter magasságot is elért.

Az óceánok gazdasági-társadalmi célokra való hasznosításai: ivóvíz (sótalanítással), táplálék (halak, kagylók, algák, növények), ásványkincsek (kőolaj, só, bróm, magnézium, fémek, homok, kavics, stb.), szállítás (hajózás), energiaforrás (árapály erőművek, hullám erőművek, áramlatok energiája, szélenergia, napenergia), dísztárgyak alapanyaga (gyöngy, kagylóhéj, korall), gyógyászat- rekreáció-turisztika.

A szárazföldeken a víz a terep felszínén (lefolyás közben, hó és jég, tavakban, vízfolyás és folyómeder) és a felszín alatt (talajnedvesség, talajvíz, rétegvíz, hasadékvíz) található. A felszíni vizek kialakulásának feltétele, hogy az adott területen a vízbevétel meghaladja a párolgásból és elszivárgásból adódó vízveszteséget. A lejtőkön lefolyó és összegyülekező vizekből vízfolyás-folyó vagy állóvíz alakul ki. A vízgyűjtőterületeken összegyülekező csapadékvíz a felszín esésének irányába haladva, medret alakít ki. Az egymásba torkolló völgyek vizei egyesülnek, a vízhozam és a mederméret egyre nő. A vízfolyások nagyságrendi elnevezése: csermely, ér, patak, folyó, folyam. A közvetlenül óceánba vagy tengerbe torkolló nagy folyók a folyamok (pl. Amazonas, Nílus, Mississippi, Indus, Duna).

A 11/2009. (XI.29.) KvVM rendelet szerint, az állam kizárólagos tulajdonában 230 folyó, patak, vízfolyás és több száz csatorna van. Ezeket természetes vagy mesterséges eredetűek, időszakos vagy állandó jellegűk, egy vagy több földrajzi tájon folynak át (autochton, allochton). Vízhozamuk, vízgyűjtőterületük, hosszússáguk, hidraulikai jellemzőik különbözőek.

A vízfolyás fogalma olyan mederhez kapcsolódik, melyben víz folyhat. A vízfolyásmeder a kis- és nagyvizek levezetését biztosító terepmélyedés. A vízfolyásmeder és a vízfolyás vízjárása, az emberi beavatkozások mértékének függvényében lehet természetes, természeteshez közeli, mesterséges, illetve hosszabb szakaszokon ezek kombinációja. Az éghajlattól, a vízgyűjtőterület méretétől, a vízhálózat hosszától, a földtani viszonyoktól, a felszínalatti víztartók jellegétől, illetve a vízhasználatoktól függően a vízfolyás állandó vagy időszakos jellegű.

A Kárpát-medencében állandóak a viszonylag nagy vízgyűjtő területű (hegyvidéken általában 20 km2-t, síkvidéken 2500 km2-et meghaladó) folyók, amelyek nagyvizek idején főleg felszíni táplálásúak, kisvizek idején döntően természetes felszín alatti táplálásúak, Ezekben a medrekben, a teljes szakaszon folyamatosan az év minden szakában (a rendkívüli kisvizek idején is) „0”-nál nagyobb vízhozam jellemző. Nem állandó az a vízfolyás, amelyben (álló)víz, tócsa található ugyan, de a mederben nincs folyamatos vízmozgás és a vízhozam időnként „0”-ra csökken.

15. ábra A Duna medre Visegrádnál (bal) és Budapestnél (jobb)

Az időszakos vízfolyás viszonylag kis vízgyűjtőterületű (hegyvidéken általában 20 km2-nél, síkvidéken 2500 km2-nél kisebb) vízfolyás, melynek medrében - a folyó teljes vagy hosszabb-rövidebb szakaszán, időszakonként szünetel a vízszállítás, így tehát, a vízhozam „0”-ra csökken. Az időszakos vízfolyások négy csoportba különíthetők el: 1.) kvázi állandó vízfolyás - csak rendkívül száraz-kisvizes években, időszakokban szárad ki; 2.) szakaszos vízszállítású (intermittáló) vízfolyás - felszínalatti táplálása időszakos, így évente kiszárad az aszályos-kisvizes időszakokban; 3.) időleges (periodikus) vízfolyás - felszínalatti táplálása oly csekély, hogy csak csapadékos, hóolvadásos időszakban képes vízszállítást biztosítani; 4.) záporpatak jellegű vízfolyás - több éves időszakban csak a legnagyobb záporesők idején alakul ki vízszállítás a mederben.

Egy részletes országos vizsgálat megállapította, hogy Magyarországon az állandó felszíni vízfolyás szegmensek összhossza 14.469 km (27,9 %), az időszakos szegmensek hossza 37.306 km (72,1 %) (Konecsny et al. 2006).

Az Európai Unió Víz Keretirányelv (EU VKI) alkalmazásával kapcsolatban olyan új fogalmakat vezettek be, mint:

- a felszíni víztest - a felszíni víznek egy olyan különálló és jelentős eleme, amilyen egy tó, egy tározó, egy vízfolyás, folyó vagy csatorna, ezeknek egy része, átmeneti víz, vagy a tengerparti víz egy szakasza;

- a felszín alatti víztest - a felszín alatti víznek egy víztartón vagy víztartókon belül lehatárolható része;

- folyó - egy olyan szárazföldi víztest, amely nagyobbrészt a földfelszínen folyik, de amely útjának egy részén a felszín alatt is áramolhat.

16. ábra Az erdélyi Ördöngősfüzes közelében egy patak alámossa a vízmosásos lejtőt (bal) és a Fehér-Körösből Körösbökénynél kivezetett Malom-csatorna (jobb)

A folyóvölgyek kialakulásának legfontosabb tényezője az éghajlat (főleg a csapadék), de fontos szerepe van, a geológiai-, a domborzati-, a talajviszonyoknak és a növényzetnek is. A völgyképző geológiai folyamatok: tektonikai-, eróziós völgyeket hoznak létre. Ilyen módon alakultak ki a fő vízválasztók és völgyek, melyeket a külső erők alakítottak tovább.

17. ábra Kiszáradt völgy a szlovéniai Triglav Nemzeti Parkban (bal), karszt jelenségek a Vintgar szurdokban (jobb)

A vízfolyásoknak szakaszjellege van. Felsőszakasz jellegű a vízfolyás azon a szakaszon, ahol mély bevágás keletkezett a víz nagy energiája miatt és nagyfokú a hordaléktermelés. A középszakaszon a folyó munkavégző képessége és hordaléktartalma egyensúlyba van. Alsószakasz jellegű a vízfolyás ott, ahol a víz energiája kicsi, a hordalékot lerakja és a hordalékkúpon mindig más-más úton halad a befogadóba. A folyóvölgyek keresztszelvényeinek alakja a geológiai felépítésben, a lejtők jellegében, relatív magasságában, a meder szélességében jelentkező különbségek miatt nagyon változatos. Általános osztályozást véve alapul egy folyóvölgy keresztszelvénye az alábbi fő részekből áll: főmeder, kis és középvízi meder, nagyvízi meder, teraszok. A folyók hosszát (szelvényezését) a torkolattól számítjuk, mert az eredete nem mindig állapítható meg pontosan. A vízfolyás a változó egyensúlyi viszonyok miatt állandóan változtatja alakját, s így a hossza is megváltozhat.

A Föld felszínén lévő horpadások, lefolyástalan katlanokban összegyülekező vizek megrekednek, állóvizek jönnek létre. Az állóvizek vízmélységük alapján két csoportba oszthatók: a sekély, növényzettel erősen benőtt mocsárra, a mélyebb, csak part menti növényzettel rendelkező tóra. A tavak keletkezhetnek: tengerek visszahúzódása után (sósvizű tavak), a jégkorszaki gleccserek nyomán (Finnországi tavak), vulkáni kráterekben (Szent-Anna-tó), tektonikus úton (Balaton), hegycsuszamlás, völgyelzáródás következtében (Gyilkos-tó, Erdély), sóbányák beomlása és vízzel való feltöltődése (Szováta, Aknasuhgatag), folyószabályozás után a levágott holt medrekben (Tisza, Bodrog, Körösök), víztározók építésével (mesterséges tavak).

18. ábra Az Avon Bristol alatt apálykor (bal), a Temze a londoni Tower Bridge-nél (jobb)

A tavakban keletkező mozgásokat előidéző jelenségek: a szél, a hőmérsékletváltozás, a hirtelen légnyomásváltozás, a tápláló- vagy elvezető vízfolyás áramlása. A szél hatására a tó felszínén szélhullámok alakulnak ki. A hőmérsékletváltozásból adódó áramlás a víztömeg hőmérsékleti rétegződésétől függően jön létre. Az időjárás változásának hatására a felső vízréteg hőmérséklete +4 C° felé közeledik. Ekkor a felül lévő víztömeg sűrűsége nagyobb, mint az alsó rétegeké s a kiegyenlítődés függőleges áramlás alakjában megy végbe. Tavasszal és ősszel mindaddig tart ez a folyamat, amíg a teljes víztömeg el nem éri a +4 C °-ot. Nagy vízmennyiségű/vízmélységű tavaknál az alsó 50-60 méteren a víz hőmérséklete mindig +4 C°. Hirtelen légnyomásváltozás hatására a tó vize kilendül, ami úgynevezett víztükörlengést (seiche) eredményez. A Genfi tónál a lengés amplitúdója egy óra alatt 60-70 cm, míg a Balatonnál ez az érték 10 óra alatt 20-25 cm. Tápláló- vagy elvezető vízfolyás áramlásából adódó mozgást, a kétféle víz sűrűségének különbsége okozza.

Magyarország medenceszerkezete miatt nagy mennyiségű felszín alatti vízkinccsel rendelkezik.

19. ábra A felszín alatti víztestek (Ambrus et al. 2003)

A felszín alatti víztároló képződmények nagy részében a víz állandó mozgásban van, a felszínről utánpótlódik, s a megcsapolási helyek felé áramolva ismét a felszínre lép (Liebe 2006). A forrás nem más, mint a felszín alatti víz természetes pontszerű kifolyása.

20. ábra. A talajvíztartó rétegek telítettsége a csapadék függvényében a FETIVIZIG területén 1998 évben (Konecsny 1999)

A felszínalatti vizeket főleg mélységük, eredetük, mozgásuk, hőmérsékletük, minőségük szerint osztályozzák. A legfelsőbb szinten a háromfázisú zónában van a talajnedvesség, illetve kőzetnedvesség. A talajvíz a felszínközeli törmelékes medenceüledékekben található, legfeljebb 20 m mélységig (más szerzők szerint 40 m-ig), és alakulása elsősorban a csapadék függvénye (20. ábra). A rétegvíz a 20 m/40 m-nél mélyebb üledékes rétegekben van jelen. A termál-rétegvíz a 30ºC-nál melegebb vizet adó mélyebb rétegekben (500-1500 m) található. A felszín alatti vizek külön típusát képezik a karsztos kőzetekben lévő vizek.

Magyarország ivóvízellátása több mint 97%-ban felszín alatti vizekből történik, aminek közel a fele rétegvíz, harmada partiszűrésű víz, hatoda karsztvíz és csak huszada talajvíz. A termál- és gyógyfürdők medencéinek feltöltése is források és kutak biztosítják. Több olyan, természetvédelmi szempontból kiemelt terület van, ahol az alulról felszivárgó nedvesség biztosítja az élővilág életfeltételeit.

Az állandó mobilitásnak köszönhetően, a víz a Föld burkai között a legfontosabb anyag és energiaszállító közeg. A víz mozgási útvonalainak és módozatainak összessége, a víz ciklikus körforgása - a Föld mélyétől (a vízmolekulák szétbomlását okozó hőmérsékleti határ), a felső troposzféra határáig (a vízmennyiség 9/10-e 5 km magasságig található) és kisebb mértékben az atmoszféra felső határáig (kozmikus víz) tart. A hidroszféra 1 milliárd éve történt kialakulása óta, a vízforgalom feltételei többször is megváltoztak, de az utolsó 600 millió évben az óceán-atmoszféra rendszerben fennmaradt egy bizonyos stabilitás. A jelenkorban a Földön található víztömeg gyakorlatilag állandónak tekinthető.

A Föld teljes vízkörforgása többszakaszú mozgás, ami az óceán-légkör-szárazföld-óceán útvonalon történik, mintegy 400.000 km3 víztömeg részvételével. Az óceánok helyi vízkörforgása, az óceáni és légköri alrendszerek között zajlik le. A kontinensek belsejében, az óceánok felé lefolyástalan (endoreikus) területeken, a földfelszín és légkör között szintén kialakulnak helyi vízkörzések. Ebbe a rendszerbe időszakosan kívülről (az óceánok felől) nedves légtömegek hatolnak be, amelyek módosítják a lokális körforgást.

A hidroszférában lévő víz folyamatos megújuláson megy keresztül, aminek ritmusa attól függ, hogy milyen tározóban található. Figyelembe véve az áramlási sebességeket és az érintett víztömegek nagyságát, a megújulási idő (tartózkodási idő) néhány óra és több évezred között változik. A leghosszabb tartózkodási idő az örökké fagyott talajokban lévő jég és a sarkköri jégtakaró esetében 10.000 év, míg a növények és állatok által felhasznált víz tartózkodási ideje csak néhány óra. A világóceán 2500-3000 év alatt, a folyók vize átlagosan 11 és 16 nap alatt újul meg (Duna 25-30 nap, Tisza 13 nap). A megújulási idő meghosszabbodik a nagy völgyzáró gátak mögött kialakított víztározók hatására.

21. ábra A víz teljes körforgásának ábrázolása (USGS 2009)

Wetherald és Manabe 1975-ben úgy becsülte (in: Holland 1978), hogy a napállandó - tehát az energiaforrás - 6%-os növekedése esetén a vízforgalom intenzitása 27%-kal nőne, ami a megújulási ritmus jelentős gyorsulását váltaná ki. A napenergia hatására az óceánok és a Föld feszínén lévő víz egy része megváltoztatja halmazállapotát, vízpárává alakul és felemelkedik a légkörbe. Innen a függőleges és vízszintes irányban mozgó légáramlatok a vízpárát elszállítják a magasabb légrétegek felé is, egészen a sztratoszféráig. Itt bizonyos feltételek mellett létrejön a vízpára kondenzálódása, majd szilárd vagy folyékony halmazállapotú esőcseppként visszahull a Föld felszínére. A csapadékvíz visszatér az óceáni vagy szárazföldi alrendszerbe és a felszínalatti vízrétegeket, a gleccsereket, tavakat, mocsarakat és folyókat táplálja. Majd a víz a szárazföldről, a légkörön, folyókon, folyamokon, felszínalatti útvonalon, vagy közvetlenül felszíni lefolyás útján visszakerül az óceánba és a nagy körforgás bezárul.

A víz körforgásának és mennyiségi jellemzésének matematikai modellje, a vízháztartási egyenlet. Ez ugyanúgy, mint általában minden modell, próbálkozás a valós világban egyedi tulajdonságokkal bíró rendszer leírására, elemzésére, egyszerűsítésére, áttekinthetőségére, kifejezésére.

A vízháztartási mérleg legáltalánosabb formája bármilyen területegységre (vízgyűjtőre, földrajzi régióra, kontinensre, stb.) és adott időszakra vonatkozóan a következő: I = O, ahol: I - bemenet (input) a rendszerbe, O - kimenet (output) a rendszerből. Ez az egyszerű egyenlőség kifejezi az anyag és energia-megmaradás törvényét (a víz nem vész el csak átalakul) és a legtöbb hidrológiai folyamat és hidrológiai számítási módszer fizikai alapját képezi. A bemenetel, kimenetel és tározás között közepes egyensúlyi helyzet alakul ki, a kimenet és tározás egymástól is függnek, de mindkettő függőségi helyzetben van a bemenetellel: It = Ot ± ΔSt, ahol: It - t idő alatti bemenet, Ot- t idő alatti kimenet, ΔSt - a tározás változása t idő alatt.

Európában az első vízháztartási mérleg számításra alkalmazható képleteket Brückner (1887) és Penck (1896) dolgozta ki, kelet- és közép-európai vízgyűjtőterületekre.

Penck képlete a következő: y = ax + b , ahol: y - átlagos lefolyás, x - sokévi átlagos csapadék (mindkettő mm-ben), a és b - dimenzió nélküli paraméterek, amelyeket konkrét kísérleti vízgyűjtőkre határoztak meg. A "b" paraméter pozitív vagy negatív előjele a kapcsolati görbe alakjának elemzése alapján állapítható meg és ez a párolgás változását mutatja a csapadék függvényében. Nagyobb csapadék esetén a "B" paraméternek nagyobb pozitív értéke, kis csapadék esetén kisebb, sőt negatív előjele van. Tulajdonképpen az egyenletben, ezekkel a paraméterekkel az evapotranszspirációt (Z) helyettesítették, tehát az egyenletet így is fel lehet írni: y = x + z (vagy R = P + ET).

A Kárpát-medencebeli vízgyűjtők vonatkozásban Szerényi (1909) végzett vízmérleg számításokat a Szamos és Maros vízgyűjtőterületeire hulló csapadék (ezer m3-ben) és lefolyás közötti összefüggéssel kapcsolatban.

A Lvovics (1950, 1963) által kidolgozott vízháztartási egyenlet: P = Rs + U + ET, ahol: P -a csapadék (mm), ET - a területi párolgás (mm), Rs - a felszíni hozzáfolyás (mm), U -felszínalatti hozzáfolyás. Ugyancsak a fent említett szerző dolgozta ki a következő összefüggéseket is: W = P - Rs és W = U + ET, ahol: W - a talaj össznedvesítése (a terep össznedvesítése), ami tulajdonképpen az egy év alatt a talajba szivárgott víz, vagyis a talajnedvesség évenkénti megújulása. A terepössznedvesítés (W) és a potenciális párolgás (E0) közötti arány alapján lehet meghatározni a talajnedvesítési koefficienst (KU) és a párolgási tényezőt (KE) is: KU = U/W és KE = E/W, Kw = E0/W. Példaként a Lvovics vízháztartási egyenlet alkalmazására egy község közigazgatási területére (1. táblázat) és az Erdélyi-fennsík és a hozzátartozó hegyvidékekre (a Szamos, Maros, Olt felső vízgyűjtői a kárpáti áttörésig) meghatározott értékeket mutatjuk be (22. ábra):

Magyarország évi vízháztartási egyenletét a következő értékekkel írhatjuk fel: 58 km3 (csapadék) + 114 km3 (külföldről érkező vízmennyiség) = 52 km3 (párolgás) + 120 km3 (az ország területét elhagyó vízmennyiség). Az ország teljes területére évente átlagosan hulló 620 mm csapadékból 550 mm elpárolog, 70 mm lefolyik és folyóink vizével együtt távozik az országból. Az átlagos értékektől azonban a szélsőséges időjárású évek adatai nagyon eltérnek.

(Pl. a hozzánk érkező vízhozamok 85 és 168 km3 között ingadoznak, emiatt Titelnél, a Tisza torkolata alatt a Duna 3780 m3/s közepes vízhozama is negyedére csökkenhet.) A hazai átlagosan 160 m3/s lefolyás pedig 6 m3/s-ra is fogyhat (http://mek.niif.hu/02100/02185 /html/101.html).

1. táblázat Vízháztartási mutatók Ördöngősfözes község közigazgatási területén (1950-1975) (Konecsny 1979)

Vízháztartási összetevő

X0

Y0

Z0

U0

S0

W0

η

Vízmagasság (mm)

584

82

502

16,4

65,6

528,4

0,14

Víztömeg (millió m3)

39,2

5,5

33,7

1,1

4,4

34,8

0,14

22. ábra. A mért (A) és javított (B) csapadékértékekkel meghatározott évi átlagos vízháztartás az Erdélyi-fennsíkon és a hozzátartozó hegyvidékeken (Konecsny 1997)

P - mért csapadék, Pc - javított csapadék, S - felszíni lefolyás, W - terep össznedvesítés, Wc – javított terep össznedvesítés, E - evapotranszspiráció, Ec – javított evapotranszspiráció, U - felszínalatti lefolyás (mm)

A légkörben található víz csapadék formájában éri el a Föld felszínét, mely lehet: eső, hó, jég, harmat, köd, zúzmara, dér. A csapadékmennyiség az adott területre meghatározott időszak alatt lehullott csapadék össztérfogata (MSz-10-2253: 1983). A csapadékösszeg az egy csapadékhullás ideje alatt, vagy meghatározott idő folyamán lehullott csapadékmagasság (MSz-10-2263:1983), aminek mértékegysége a milliméter (mm). A csapadék a vízháztartási mérleg bevételi tagja és a felszíni és felszínalatti vízkészletek megújulásának forrása. Másrészt az árhullámok és belvízhullámok kiváltója.

Magyarországon rendszeres, megbízható csapadékmérést végző észlelőhálózat a XIX. század második felétől jött létre. A csapadékadatok, mint minden más mérések alapján létrejött adat rendszeres és rendkívüli hibákat is tartalmaznak, melyeknek szubjektív vagy / és objektív okai vannak. A legfontosabb rendszeres hibákhoz vezető jelenségek a következők: a szél hatására az esőcseppek elkerülik a csapadékmérőt, a csapadékmérő belső falának nedvesítése által az ürítés után vékony vízréteg marad vissza, ami nem kerül be a mérőhengerbe, a mérések közötti időszakban a párolgás miatt bekövetkező veszteségek. Rubner (1932) megállapította, hogy ködös időben erdővel borított területeken 30-50%-kal több a csapadék, mint a kopár lejtőkön. Leibundgut (1978) szerint, a Bajor Alpokat borító erdőkben, a ködből származó csapadékmennyiség elérheti az összcsapadék 70%-át és ennek százalékos aránya nő a tszf. magassággal.

Mindezek ellenére a csapadék a vízháztartási mérleg legpontosabban mérhető tagja, ezért is fontos a minél körültekintőbb meghatározása, aminek feltétele a mérőeszközök, mérési módszerek megbízhatósága, a mérést végző személyek szakmai felkészültsége. Ahhoz, hogy egy teljes vízgyűjtőterületre hullott csapadékösszeget meghatározhassuk, megfelelő sűrűségű mérőhálózatra van szükség, amire vonatkozóan a Meteorológiai Világszervezet (WMO, 1971) ajánlása irányadó.

23. ábra Az 1998 november 2-5 közötti csapadék területi eloszlása a kalibrált radar képen (OMSZ-FETIVIZIG 1998, in: Illés-Konecsny 2001)

A csapadékra vonatkozó méréseket nem csak mérőedénnyel, hanem meteorológiai radarral is végzik (23. ábra), aminek amellett, hogy online adattovábbítással történhet az is az előnye, hogy nem pontszerű adatokat ad, hanem a csapadékmezők területi elhelyezkedését mutatja.

A csapadék területi eloszlását főleg a földrajzi helyzet (tengerektől való távolság, domborzat) határozza meg. Párhuzamosan húzódó hegylánc rendszerek esetén, azokon a nyugati lejtőkön, amelyekkel először kerülnek érintkezésbe a légtömegek sokkal nagyobb a csapadékmennyiség, mint a második vonalban lévő hegylánc lejtőin még akkor is, ha ezek jóval magasabbak. Fokozottabban érvényes ez a szélárnyékban lévő lejtőkre. Így pl. az Erdélyi-sziget-hegység nyugati lejtőin 1200-1600 mm az évi csapadékösszeg, ugyanazon magasságban a kelet lejtőkön már csak 800-1000 mm a jellemző.

24. ábra A tszf. magasság, a sokévi átlagos mért (P = f(Hm)) és javított csapadék (Pc = f(Hm) a Bucsecs hegységben és a Vigyázó északi lejtőjén (Konecsny 1997)

Az Erdélyi-fensíkon és a hozzátartozó hegyvidékeken a csapadék és tengerszint feletti magasság közötti összefüggés azt mutatja, hogy a Fogarasi-havasok alpesi övezetének északi lejtőin, a 100 m-kénti függőleges gradiens kivételesen magas 70-80 mm. Sokkal kisebbek a függőleges gradiens értékei (10 m / 100 m alatt) a magasabb hegyek szélárnyékában lévő hegyközi medencék (Gyergyói-, Csíki-, Barcasági-medencék) belső lejtőin, ahol a nedves légtömegek beáramlásának útvonalában a hegyek természetes gátat képeznek. A csapadék tszf. magasságával arányosan történő növekedése csak 1200-1800 m közötti tszf. magasságig érvényes, amely után "0" gradiens következik be, majd a továbbiakban a magasság növekedésével párhuzamosan az évi átlagos csapadékmennyiség fordított arányban változik (24. ábra).

Magyarországon az évi átlagos csapadék 600-650 mm közötti, de jelentős eltérések vannak a különböző földrajzi tájegységek éves csapadékmennyiségében. Eloszlásában, egyrészt a tszf. magasság, másrészt pedig a tengertávolság hatása mutatható ki. 100 m-es magasságnövekedés nagyjából 35 mm-nyi évi csapadékhozam növekedést eredményez, a kontinentalitás fokozódása pedig a csapadékösszeg csökkenésében mutatkozik meg.

A legcsapadékosabb délnyugat-dunántúli területek (a Földközi-tenger hatása számottevő) és a magas hegyek csaknem kétszer annyi csapadékot kapnak, mint az Alföld közepe.). A legtöbb csapadék május és június hónapokban hullik, a legkevesebb pedig januárban és februárban. Az ősz folyamán az ország jelentős részén kialakul egy másodlagos csapadékmaximum is - ez a Dunántúl déli felén különösen jellemző. Magyarországon az éves csapadékösszeg az elmúlt évszázadban változékonysága mellett is szignifikáns csökkenő tendenciát mutatott (http://akmi.met.hu/eghajlat/Magyarorszag/altalanosjellemzes/csapadek/).

25. Magyarország éves átlag csapadéka (In: Jolánkai Et al. 2009)

A párolgás az a folyamat, amelynek során a víz folyékony vagy szilárd halmazállapotba megy át (MSz-10-2263: 1983). A területi párolgás vagy az evapotranszspiráció (ET) párolgás a talaj-, víz-, hó, a jég-, a növény-, az út-, a tető-, stb. felületéről, a növényzet párologtatásával együtt (MSz-10-2263: 1983). A területi párolgás a vízháztartási mérleg legjelentősebb kiadási oldala. Így hosszabb időszakban a vízgyűjtőre átlagosan lehulló csapadék lefolyás (R) közötti különbégként is lehet értelmezni. Mértékét megszabja annak a víznek a mennyisége, amely elérhető módon rendelkezésre áll ahhoz, hogy párává alakítható legyen. Ennek alapján megkülönböztetünk tényleges párolgást és potenciális párolgást. A potenciális párolgás (PET) a vízzel korlátlanul ellátott felületekről elpárologható víz mennyisége. A tényleges párolgás a szárazföldi területeken mintegy 40-50%-a a szabad vízfelületek párolgásának (Stelczer, 2000).

Magyarországon a tényleges párolgás évi összege 400-650 mm között változik. A legnagyobb, 600-650 m értékek az ország Ny-i, csapadékosabb területein-, a legkisebb, 400-450 mm értékek az Alföldön (Duna-Tisza közi Homokhátság, és a Nyírségi homok) jellemző.

Az Erdélyi-fennsíkon és a hozzátartozó hegyvidékeken a vízháztartási mérleg-, a javított csapadékkal számított evapotranszspiráció szélső értékei 160 mm, illetve 710 mm (Konecsny 1997).

26. ábra A tényleges párolgás évi összegének területi eloszlása Magyarországon (Breuer 2007)

A tényleges párolgás és a vízgyűjtő tszf. magassága közötti (ET = f(Hm)) összefüggés azt mutatja, hogy a medence mélyebb részeitől kezdve a felszín magasságának és a nedvesség emelkedésével, kismértékben nő a párolgás is. A maximális értékek a hegylábi és magas-hátsági régiókban, 500-700 m tszf. magasságban, a minimális értékek a magasabb hegyekben jellemzőek. Az Erdélyi fennsík nyugati részén, ahol nagy a potenciális párolgás, a viszonylag kevés csapadék miatt az átlagos párolgás 500 mm alatti. A közepes évi párolgás összegből a négy évszak közül a nyárnak a legnagyobb, 45-52% a részaránya. A fennmaradó rész főleg a tavasz (nagyobb részarány) és ősz között oszlik meg, a tél folyamán igen kicsi a párolgás. Az évszakonkénti részarányokban jelentős területi különbségek nem mutathatók ki.

A beszivárgás a víz behatolása a földfelszínről a gravitáció hatására a talajba (MSz-10-2086: 1983). A beszivárgás folyamata nem csak a talajfelszínen lejátszódó párolgás-lefolyás-beszivárgás megoszlására van hatással, hanem a felszín alatti vizek mennyiségére és mozgására is (Stelczer 2000). A talajnedvesség alakulását nagymértékben a beszivárgás befolyásolja. A háromfázisú zónában a talajnedvesség pillanatnyi értékét a retenciós görbe mutatja, ami a víztartalom függőleges eloszlása, amikor nincs függőleges mozgás.

Lvovics (1950,1963) szerint a talajnedvesség vagy a terep össznedevesítése (W) az a vízmennyiség, ami egy év alatt a talajba beszivárog, vagyis a talajnedvesség évenkénti megújulása, ami elsősorban az éghajlat nedvességétől függ. Ezt a vízháztartási összetevőt vízgyűjtő szinten az evapotranszspiráció (ET) és felszínalatti táplálás (U) összegéből határozhatjuk meg: (W = ET + U, illetve Wc = Etc + U).

A víz mozgása a felszínen és a felszín alatt a természetes körforgáson belül (MSz-10-2263: 1983). A vízgyűjtőterületre hulló csapadék a nehézségi erő hatására mozog. A csapadék a földfelszíni lejtőkön a gravitáció hatására megindul, s a domborzatok legmélyebb pontjain - összegyülekezik (természetes mélyvonulatok mentén és bevájt medrekben), a völgyfenék lejtésének irányában a - medreket megtöltve egyre nagyobb vízfolyások alakulnak ki, melyek végül a tengerekbe torkollanak. Területi jelenség, a térfelszíni lefolyás (felületen) és - vonalmenti jelenség, a felszíni lefolyás.

27. ábra A lefolyásképző csapadék

A vízgyűjtő hosszú időn keresztül változatlan jellemzőinek (földrajzi hely, kiterjedés, alak, lejtés, geológiai felépítés, talaj, tájolás) és a rövid időközönként változó jellemzőknek (csapadék, napsütés, szél, párolgás, talajnedvesség, növénytakaró) egyaránt meghatározó szerepe van a lefolyási viszonyok és a vízrendszerek (medrek) kialakulásában.

Amikor az esőzés, vagy az olvadás intenzitása meghaladja a szivárgási sebességet a domborzati viszonyoktól függően vagy helyben a felszínen marad, vagy a gravitáció hatására a kisebb potenciálú helyek irányába indul el. A vízgyűjtőre hulló csapadéknak és az ott lévő hótakaróban tárolt vízkészletnek csak egy része folyik le, ez a lefolyásképző csapadék vagy hatékony (effektív) csapadék (27. ábra).

28. ábra A folyó medrében való lefolyás kialakulásának elvi modellje

A felszínen lefolyó víz mennyiségét a vízfolyások vízhozamával (Q m3/s) lehet legjobban jellemezni, amit vízhozammérő szelvényben mérnek. Mivel a fajlagos lefolyás (q l/s km2) számításánál a vízfolyás szelvényhez tartozó vízgyűjtőterületet is viszonyítják, ennek segítségével van lehetőség az egyes vízgyűjtőterületek lefolyási értékeinek az összehasonlítására.

29. ábra. A lefolyás (R) és alaplefolyás (U) közötti korrelációs összefüggés a. Nagyküküllő Varság; b. Nyíkó Siményfalva; c. Szentlászló Szentlászló szelvényeknél (Konecsny 1995)

A fajlagos lefolyás egy adott pillanatban lefolyó vízmennyiséget mutatja, a lefolyási magassággal (R mm) a vízgyűjtőn egy adott időszakban lefolyt vízmennyiséget jellemezzük. Ez utóbbinak célszerű a vízháztartási mérlegben való alkalmazása, mert a csapadékot és párolgást szintén mm-ben fejezik ki. Mindkét lefolyási értéket jól lehet térképen megjeleníteni.

Amint a fentiekben is láttuk, a csapadék csak egy része folyik le és kerül a vízfolyásmedrekbe, folyókba. A lefolyási hányad értéke időszakonként és csapadékról- csapadékra jelentős mértékben változik, ami a vízgyűjtő rövid időközönként változó jellemzőivel magyarázható. A lefolyási tényező (α) a lefolyt vízmennyiség és a csapadék közötti összefüggés: α = R / P, ahol R - a lefolyás, P - a csapadék.

30. ábra. A sokévi átlagos lefolyási tényező (α) alakulása a vízgyűjtők tszf, magasságának függvényében és a területi eloszlása az Erdélyi-fennsíkon és a hozzátartozó hegyvidéken (Konecsny 1997)

Természetes körülmények között az lefolyási tényező értéke kisebb az egységnél, mivel a lefolyás szempontjából nézve mindig van szivárgási és párolgási vesztesség. Értéke függ a vízgyűjtő jellemzőktől és különösen a csapadék jellemzőktől (csapadék mennyisége, intenzitása, megelőző csapadék, stb.). A legkisebb sokévi közepes 0,10 alatti lefolyási értékek jellemzően a homokos talajokon jellemzőek (pl. a Nyírségben), a legnagyobb 0,50 feletti értékek a magasabb alpesi régiókban (pl. a Radnai-havasokban). Erdélyben az évi átlagos lefolyási tényező tszf magassággal való növekedésének kisebb gradiensei (0,02/100 m) a Kelemen-, Görgényi-havasok, Hargita vulkanikus eredetű hegyláncok területén figyelhető meg. A legnagyobb, 0,08/100 m-es növekedési gradiensek a összefüggésre, a Fogarasi-havasok északi lejtőin elhelyezkedő vízgyűjtőkre érvényesek (Konecsny 1997).

  1. JOGI, SZAKIGAZGATÁSI ÉS SZERVEZETI KÖRNYEZET

Tartalom:

Magyarországi vízügyi jogszabályok és európai uniós irányelvek

Vízügyi szervezetek és intézmények

Vízügyi hatóság és vízjogi engedélyek

Nemzetközi vízügyi együttműködés

A vizekkel való gazdálkodás, a vizek hasznosítása nem csupán a műszaki beavatkozásokat, hanem az emberi kapcsolatokat is jelenti. Ezt tükrözik a jogszabályok, amelyek az évszázadok folyamán keletkeztek, és amelyek a vizekkel kapcsolatos tevékenységeket, jogokat, kötelezettségeket szabályozzák.

31. ábra A Werbőczy-féle Hármasköny egy XVII. századi kiadásának címlapja

Magyarországon a jogszabályok egy része a szokásjog alapján készült, mint például Werbőczy István 1514-ben írott Hármaskönyve, az „Opus Tripartitum Iuris Consuetudinarii ejusdem”, amelyben tíz vízjogi vonatkozású cikkely van. Egyebek mellett foglalkozott a vízhasználatokkal, a vizek által időlegesen szabdalt birtokok hovatartozásával, a malmok különböző típusainak értékelésével. A Hármaskönyv kidolgozása arra utal, hogy már 1514 előtt is számottevő vízgazdálkodási tevékenység volt Magyarországon.

A Miksa király által 1569-ben kiadott III. dekrétum 21. cikkelye az 1568-as árvíz pusztítására hivatkozva intézkedik a Csallóköz már meglévő, régi gátjainak helyreállításáról, a vidék árvédelmének fejlesztéséről.

A II. Mátyás által 1613-ban kiadott III. dekrétumának 27. cikkelye („Hogy a Tisza és más folyók kiöntése ellen töltéseket készítsenek”), az első jogszabály a Tisza árvizeivel kapcsolatban. Az ármentesítő töltések megépítését a vármegyék kötelességévé tette.

Az 1654 és 1669 közötti Erdélyi törvények gyűjteménye, a Compillate Constitutiones, a káros vízi művek (elsősorban vízimalmok) „megigazításának” szükségességét hangsúlyozta.

Az 1807. évi XVII. törvénycikk lehetővé tette a vízitársulatok szervezését és az állam által hasznosnak ítélt vízimunkák támogatásához hatósági segítséget biztosított.

Az 1836: XXXVI. tc „Az egyesek költségén készítendő vízimunkálatok előmozdításáról”, előírta, hogy mindenki, akinek haszna származik a vízimunkálatokból, nemcsak a költségekhez köteles hozzájárulni, hanem a munkálatokban is részt kell vegyen; a költségek mértékét pedig, a területileg illetékes hatóság határozza meg.

„A vizekről és a csatornákról” szóló 1840: X. törvénycikk a vizeket és a vízimunkákat a hatóság felügyelete alá helyezte és az újabb munkálatokat hatósági engedélyhez kötötte. Megtiltotta a víz természetes lefolyásának más kárára történő módosítását.

Az 1885: XXIII. tc, az általános vízjogi törvény (első vízjogi törvény) elismerte a magántulajdon elsőbbségét, de azt a közérdekre hivatkozva gyakran korlátozta. A víz használata szempontjából jogi kategóriákat állított fel. Megszabta, hogy más kárára nem lehet a vizeket használni, és a vízhasználatokat hatósági engedélyhez kötötte (80 évig hatályban).

Az 1920. június 4-én megkötött trianoni békeszerződés harmadik „Vízrezsim” fejezete határozta meg az utódállamok vízügyi kötelezettségeit.

1937-ben az Országgyűlés elfogadja a XX. öntözési törvényt.

Az 1964. évi IV. törvény, (második vízjogi törvény) a társadalmi és gazdasági változások törvényi leképezését jelentette. Szabályozta az állami szervek, a társadalmi szervezetek, szövetkezetek, más jogi személyek és az állampolgárok vízgazdálkodási tevékenységével kapcsolatos jogokat és kötelezettségeket (30 évig volt hatályban).

1995. évi LVII. törvény a vízgazdálkodásról, meghatározta a vizek hasznosításával, hasznosítási lehetőségeinek megőrzésével és kártételeinek elhárításával összefüggő alapvető jogokat és kötelezettségeket, a környezet- és természetvédelmi követelményekre figyelemmel. A törvény hatálya kiterjed a felszín alatti és felszíni vizekre, a vízi létesítményekre, a vizekkel kapcsolatos tevékenységekre, hasznosításukra, megőrzésükre, megismerésükre, valamint a vízkárok elleni védekezésre. A területi vízgazdálkodási feladatok, koncepciók egyeztetésére, véleményezésére Területi Vízgazdálkodási Tanácsot hoz létre.

Néhány más hatályos vízügyi jogszabály (törvény, kormányrendelet, miniszteri rend.):

- 72/1996. (V.22.) Korm. rendelet a vízgazdálkodási hatósági jogkör gyakorlásáról;

- 232/1996. (V.22.) Korm. rendelet a vizek kártételei elleni védekezés szabályairól;

- 120/1999. (VIII.6.) Korm. rendelet a vizek és a közcélú vízilétesítmények fenntartására vonatkozó feladatokról;

- 240/2000. (XII.23.) Korm. rendelet a települési szennyvíztisztítás szempontjából érzékeny felszíni vizek és vízgyűjtőterületük kijelöléséről;

- 239/2000. (XII.23.) Korm. rendelet a bányatavak hasznosításával kapcsolatos jogokról és kötelezettségekről;

- 2004. évi LXVII. törvény a Tisza-völgy árvízi biztonságának növelését, valamint az érintett térség terület- és vidékfejlesztését szolgáló program (a Vásárhelyi-terv továbbfejlesztése) közérdekűségéről és megvalósításáról;

- 219/2004. (VII.21.) Korm. rendelet a felszín alatti vizek védelméről;

- 220/2004. (VII.21.) Korm. rendelet a felszíni vizek minősége védelmének szabályairól;

- 221/2004. (VII.21.) Korm. rendelet a vízgyűjtő-gazdálkodás egyes szabályairól;

- 314/2005. (XII.25.) Korm. rendelet a környezeti hatásvizsgálati és az egységes környezethasználati engedélyezési eljárásról;

- 21/2006. (I.31.) Korm. rendelet a nagyvízi medrek, a parti sávok, a vízjárta, valamint a fakadó vizek által veszélyeztetett területek használatáról és hasznosításáról, valamint a nyári gátak által védett területek értékének csökkenésével kapcsolatos eljárásról;

- 347/2006. (XII.23.) Korm. rendelet a környezetvédelmi, természetvédelmi, vízügyi hatósági és igazgatási feladatokat ellátó szervek kijelöléséről;

- 300/2008. (XII.31.) KvVM rendelet a vizek hasznosítását, védelmét és kártételeinek elhárítását szolgáló tevékenységekre és létesítményekre vonatkozó műszaki szabályokról;

- 297/2009. (XII.21.) Korm. rendelete a környezetvédelmi, természetvédelmi, vízgazdálkodási és tájvédelmi szakértői tevékenységről;

- 11/2009. (VIII.5.) KvVM rendelet az állam kizárólagos tulajdonában levő vizek és vízilétesítmények jegyzékéről;

- 147/2010. (IV.29.) Korm. rendelet a vizek hasznosítását, védelmét és kártételeinek elhárítását szolgáló tevékenységekre és létesítményekre vonatkozó általános szabályokról.

- 178/2010. (V.13.) Korm. rendelet a vizek többletéből eredő kockázattal érintett területek meghatározásáról, a veszély- és kockázati térképek, valamint a kockázatkezelési tervek készítéséről, tartalmáról.

Két európai uniós vízügyi irányelv

Magyarország EU csatlakozását követően a vízügyekkel kapcsolatos két legfontosabb közösségi dokumentum a Víz Keretirányelv (VKI) és az Árvízi Irányelv.

Az EU Víz Keretirányelv (Water Framework Directive 2000/60/EC) 2000 októberében került elfogadásra. A VKI célja, hogy jogi keretet biztosítson: a vizekkel kapcsolatban lévő ökoszisztémák védelméhez; a fenntartható vízhasználatokhoz; az emisszió csökkentésével a vízminőség javításához; az árvizek és aszályok környezeti hatásának mérsékléséhez. További fontos szempontok: a költségmegtérülés, a “szennyező fizet” elv, a társadalmi kapcsolatok.

A VKI-nak 25 cikkelye van, melyek részletezik a célkitűzéseket, definiciókat, a vizek jó állapotba hozásával kapcsolatos szakmai elvárásokat, szankciókat, a végrehajtással kapcsolatos feladatokat, stb.

A VKI átültetése magyar jogszabályokba alapvető intézkedést jelentett a hazai bevezetés tekintetében. Az EU-ba történt csatlakozásunkat követően kiadásra kerültek a VKI előírásait tartalmazó hazai kormány rendeletek: 219/2004. (VII.21.) a felszín alatti vizek védelméről; a 220/2004. (VII.21.) a felszíni vizek minősége védelmének szabályairól; a 221/2004. (VII.21.) a vízgyűjtő-gazdálkodás egyes szabályairól.

A VKI bevezetésének főbb lépései: tipológia; víztestek kijelölése és besorolása; referenciajellemzők, állapot, helyek; minősítés; monitorozás; víztestek jellemzése; környezeti célkitűzések; Vízgyűjtő Gazdálkodási Tervek; jelentés az EU-nak.

A VKI alkalmazásával kapcsolatos legfontosabb határidők:

- 2004. december 22: emberi tevékenységek környezeti hatásainak elemzése; víztestek kijelölése és jellemzése; védett területek nyilvántartása; gazdasági elemzés.

- 2006. december 22: új monitoring üzembe állítása

- 2009. december 22: VGT közzététele a minisztérium hivatalos lapjában; intézkedési program kidolgozása.

2010. költség-visszatérülés elvének érvényesítése.

2012. december 22: intézkedési program végrehajtásának megkezdése.

2015. december 22.: Vizek jó állapotának elérése.

Az Európai Parlament és a Tanács 2007/60/EK sz. ”Irányelv az árvízkockázatok értékeléséről és kezeléséről”

2007 novemberében hatályba lépett az árvízkockázatok értékeléséről és kezeléséről szóló 2007/60/EK irányelv. Az Irányelv célja az emberi egészséggel, a környezettel, az infrastruktúrával és a vagyonnal kapcsolatos árvízkockázatok csökkentése és kezelése. Az Irányelv alapján a tagállamoknak előzetes értékelést kell végezniük az árvízkockázatoknak kitett vízgyűjtő területeik és a kapcsolódó part menti térségek azonosítása céljából. Ezen övezetek tekintetében árvízkockázati térképeket és árvízkockázat-kezelési terveket kell kidolgozniuk, amelyek a megelőzésre, a védelemre és a felkészültségre összpontosítanak.

Az Irányelv megállapítja, hogy az árvíz természeti jelenség, amelyet nem lehet megakadályozni. Azonban az emberi tevékenységek hozzájárulnak az árvízesemények valószínűségének növeléséhez és a káros hatások súlyosbításához. Figyelembe véve, hogy Európa vízgyűjtőinek többsége megosztott, a közösségi szintű összehangolt cselekvés figyelemre méltó hozzáadott értékkel járna és javítaná az árvízvédelem átfogó szintjét. Az emberi életet, a gazdasági eszközöket és a környezetet veszélyeztető potenciális kockázat következtében Európa fenntartható fejlődés iránti elkötelezettsége súlyosan megkérdőjeleződhet, ha nem tesszük meg a megfelelő intézkedéseket.

A tagállamok – minden vízgyűjtő kerületre vagy egy nemzetközi vízgyűjtő kerületnek a területükön fekvő szakaszára – előzetes árvízkockázati értékelést dolgoznak ki. A vízgyűjtő kerület szintjén árvíztérképeket és árvízkockázati térképeket készítenek, meghatározott vízgyűjtőkhöz, részvízgyűjtőkhöz és partvidéki szakaszokhoz. A vízgyűjtő kerület szintjén árvízkockázat-kezelési terveket kell készíteniük és végrehajtaniuk a vízgyűjtőkhöz, részvízgyűjtőkhöz és partvidéki szakaszokhoz. A Duna-medencebeli együttműködést, a Nemzetközi Duna-védelmi Bizottság (International Comission for the Protection of the Danube River - ICPDR) keretei között kell végrehajtani.

Az Árvízi Irányelv teljesítésével kapcsolatos legfontosabb határidők:

- 2007.11.26.: Irányelv hatályba lépésének időpontja,

- 2009.11.26.: Törvények, rendeletek és közigazgatási intézkedések,

- 2010.05.26.: Az Irányelv végrehajtásáért felelős hatóságok kijelölése,

- 2011.12.22.: Előzetes kockázatbecslés,

- 2013.12.22.: Veszély- és kockázati térképek,

- 2015.12.22.: Kockázati terv,

- 2018.12.22.: Előzetes kockázatbecslés első felülvizsgálata,

- 2019.12.22.: Veszély- és kockázati térképek első felülvizsgálata,

- 2021.12.22.: Kockázati terv első felülvizsgálata.

Az Árvízi Irányelv magyarországi teljesítése érdekében adták ki, a 178/2010. (V.13.) Kormányrendeletet a vizek többletéből eredő kockázattal érintett területek meghatározásáról, a veszély- és kockázati térképek, valamint a kockázatkezelési tervek készítéséről, tartalmáról. A jogszabály foglalkozik az előzetes kockázatbecsléssel; a veszély- és kockázati térkép készítésével; a kockázatkezelési célok megállapításával; a kockázatkezelési tervekkel; a nemzetközi együttműködéssel; a felülvizsgálattal; a nyilvánosság tájékoztatásával és a jelentéstételi kötelezettséggel, a feladat elvégzésének határidőivel.

Magyarországon a XVIII. század második felében kezdett kialakulni a vizekkel foglalkozó állami intézményrendszer, így 1777-ben hozták létre a Hajózási Igazgatóságot, majd ennek utódjaként is, 1788-ban megalakult a Vízügyi és Építészeti Főigazgatóság, amely az egész országra kiterjedő vízügyi műszaki irányítás központi szervezete 10 kerületi igazgatósággal, 45 megyei és 6 városi mérnökkel (1848-ig működött).

Az 1807. évi vízszabályozási társulati törvény kiadása utáni években létrejönnek a vízi társulatok. Az első társulat 1810-ben a Sárvíz vidékén alakult meg, 1812-ben a Gerje-Perje Vízszabályozó Társulat alakul meg, majd sorjában megalakul a többi is.

1856-ban a hazai vízimunkák irányítására a kormányzat létrehozza a Tisza-szabályozási Felügyelőséget (Theissregulierung Inspectorat).

1886-tól a vizekkel kapcsolatos ügyek jó részének intézése a Közmunka és Közlekedésügyi Minisztérium Vízépítészeti Szakosztályának irányítása alá került. A szakosztály külső szervei az 1879-ben megalakult nyolc kultúrmérnöki hivatal, melyeknek fő feladata a talajjavító vízi munkálatok végzése volt. Ezek a már korábban is létező folyammérnöki hivatalokkal együtt látták el a felügyeletet az országban végzett vízi munkálatok felett. Ekkor alakult meg a Vízrajzi Osztály is, melynek célja az addig észlelt vízállásadatok alapján a lehető leghosszabb idejű adatsorok előállítása és közreadása.

1889-től a vízügyek - a folyam- és kultúrmérnöki hivatalok - a Földművelésügyi Minisztériumhoz kerültek. Ez a szervezeti felállás a két világháború között is megmaradt.

1890-ben - a Földművelésügyi Minisztérium - felállította az Országos Vízépítészeti és Talajjavító Hivatalt.

1919-ben a Földművelésügyi Népbiztosság vízgazdasági osztálya működött.

1920-tól kezdődően a vízügyeket a Földművelésügyi Minisztérium vízjogi és vízügyi műszaki főosztálya intézte, illetve az Országos Vízépítési Igazgatóság.

1927-ben létrehozták az Országos Közegészségügyi Intézetet, amelynek egyik feladatául a vízellátás megszervezését jelölték meg.

1929-ben a Földművelésügyi Minisztérium keretében hozták létre a XI. főosztályt, és megalakul a Vízrajzi Intézet is. Ennek jogutóda volt az 1952-ben megalakított Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézet (VITUKI).

1937-ben megalakult a Magyar Királyi Országos Öntözésügyi Hivatal, melynek fő feladata a Tisza-völgy öntözéses gazdálkodásának fejlesztése volt.

1948-ban létrehozták az Országos Vízgazdálkodási Hivatalt (OVH), előbb 10-, majd 1950-től 12 Vízgazdálkodási Körzetet és ezek ár- és belvízvédelmi kirendeltségeit. Az államosítással megszüntetik az ármentesítő és belvízrendező társulatokat (1957-ben újra megalakulhatnak).

1950-től a Közlekedési és Postaügyi Minisztériumhoz kerültek a vízügyi feladatok.

1953-tól az OVH helyett létrehozták az Országos Vízügyi Főigazgatóságot (OVF), és ezzel párhuzamosan létrejönnek a területi vízügyi igazgatóságok.

1967-ben megalakul a Vízgazdálkodási Társulatok Országos Választmánya (1992-től Országos Szövetség).

1968-tól ismét az Országos Vízügyi Hivatal (OVH) a vízügyek országos irányítója.

1987. december 16-án az Országgyűlés a korábbi Országos Környezet- és Természetvédelmi Hivatal, valamint az Országos Vízügyi Hivatal (OVH) összevonásával Környezetvédelmi és Vízgazdálkodási Minisztériumot (KVM) hozott létre.

1990. augusztus 13. kormányhatározattal szétválik a környezetvédelmi és vízügyi tevékenység, külön vízügyi igazgatóságok és környezetvédelmi felügyelőségek jönnek létre. A Vízügyi Igazgatóságok felelnek a területi vízgazdálkodási tevékenységről és ellátják az I. fokú vízügyi hatósági feladatokat is.

1990. október 24-én a Közlekedési Hírközlési és Vízügyi Minisztérium (KHVM) 4/1990. sz. rendeletével létrehozzák az Országos Vízügyi Főigazgatóságot (OVF), melynek feladata a vízgazdálkodási tevékenység országos irányítása, és egyúttal II. fokú vízügyi hatóság. A Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézetet (VITUKI) állami tulajdonú Rt., szakmai háttérintézményként működik.

2001-2010. május között a Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium (KvVM) vízügyi helyettes államtitkára, majd vízügyi szakállamtitkára irányította az ország vízügyeit. Az OVF átalakul előbb Országos Környezetvédelmi, Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Főigazgatósággá (OKTVF), majd Vízügyi és Környezetvédelmi Központi Igazgatósággá (VKKI). Leválik a vízügyről a hatóság és megalakul az Országos Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Főfelügyelőség (OKTVF), amely II. fokú vízügyi hatóság, egyes esetekben I. fokú hatóság. A 10 Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség az I. fokú vízügyi hatóság.

2010. júniustól megszűnik a KvVM és a vízügyi feladatokat a Vidékfejlesztési Minisztérium Környezetvédelmi Államtitkársága (vízügyi helyettes-államtitkár) veszi át. Feladatai a vízügyekkel kapcsolatban: a víz- és vízgyűjtő-gazdálkodást, valamint a vízkárelhárítást szolgáló programok, rendszerek és intézmények központi irányítása; a szellemi infrastruktúrát jelentő kutatás, fejlesztés, innováció, szakoktatás, felnőttképzés feltételeinek megteremtése és irányítása; a területet érintő kül- és belkapcsolatok, a társadalmi párbeszéd kiszélesítése csakúgy, mint a célok megvalósítását szolgáló jogalkotás.

32. ábra A tizenkét magyarországi KÖVIZIG földrajzi helyzete, területének kiterjedése

A vízgazdálkodási tevékenységért felelős területi vízügyi szervezetek a 12 Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság (KÖVIZIG): 01. Észak-Dunántúli (ÉDU-KÖVIZIG); 02. Közép-Duna-völgyi (KDV-KÖVIZIG); 03. Alsó-Duna-völgyi (ADU-KÖVIZIG); 04. Közép-Dunántúli (KDT-KÖVIZIG); 05. Dél-Dunántúli (DÉDU-KÖVIZIG); 06. Nyugat-Dunántúli (NYUDU-KÖVIZIG); 07. Felső-Tisza-vidéki (FETI-KÖVIZIG); 08. Észak-Magyarországi (É-KÖVIZIG); 09. Tiszántúli (TI-KÖVIZIG; 10. Közép-Tisza-vidéki (KÖTI-KÖVIZIG); 11. Alsó-Tisza-vidéki (ATI-KÖVIZIG); 12. Körös-vidéki (KÖR-KÖVIZIG).

A KÖVIZIG-ek területi feladata: vízgazdálkodás a vízgyűjtőn, szakigazgatás (vízgyűjtő, KÖVIZIG terület). A KÖVIZIG-ek keretében működő 3-5 szakaszmérnökség a részvízgyűjtő területeken tevékenykedik, a területi felügyelőkön keresztül, akik a vízügyi őrök (gátőr, csatornaőr, tározóőr) munkáját felügyelik. Az egy ember által felügyelhető terület változó és függ az ott lévő vízi létesítmények jellegétől, számától. Ennek függvényében vannak gátőrök, csatornaőrök, tározóőrök. A területen folyamatosan jelen lévő őr feladatai: rendszeresen bejárja a területet, műszaki ellenőrzést-, fenntartást végez, kezeli a vízműtárgyakat (zsilip, csatorna), vízrajzi észlelést végez, részt vesz és vezeti a helyi vízkárok elleni védekezési tevékenységet, őrzi az állami vagyont, kapcsolatban van a helyi önkormányzattal és lakossággal, jelentéseket készít a területi körülményekről.

Az állam a vízügyi hatósági tevékenységen keresztül szabályozza a vizekkel kapcsolatos tevékenységeket. A 72/1996. (V. 22.) Korm. rendelet a vízgazdálkodási hatósági jogkör gyakorlásáról című kormányrendelet szerint, a vízgazdálkodással összefüggő vízügyi hatósági hatásköröket és hatósági jogkört a környezetvédelmi, természetvédelmi és vízügyi felügyelőségek és a helyi önkormányzatok jegyzői gyakorolják. Vízügyi hatósági jogkörben első fokon - ha a jogszabály eltérően nem rendelkezik - az illetékes felügyelőség, másodfokon az Országos Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Főfelügyelőség jár el. A helyi vízgazdálkodási hatósági jogkört első fokon a települési önkormányzat jegyzője, másodfokon a Kormány általános hatáskörű területi államigazgatási szerve gyakorolja.

A vízügyi I. fokú hatósági munkáért felelős 10 környezetvédelmi, természetvédelmi és vízügyi felügyelőség (KTVF): Észak-Dunántúli; Közép-Duna-völgyi; Közép-Dunántúli; Dél-Dunántúli; Nyugat-Dunántúli; Felső-Tisza-vidéki; Észak-Magyarországi; Tiszántúli; Közép-Tisza-vidéki; Alsó-Tisza-vidéki; (+2 kirendeltség: a Tiszántúli KTVF-hez tartozó Gyulai és az Alsó-Tisza-vidéki KTVF-hez tartozó Bajai).

A vízjogi engedélyek négy típusát különböztetjük meg: elvi vízjogi engedély, vízjogi létesítési engedély, vízjogi üzemeltetési engedély, vízjogi fennmaradási engedély.

A vízjogi engedélyezési kötelezettség alá tartozó tevékenység tervezését megelőzően elvi vízjogi engedély kérhető, amely az építtető által a tervbe vett vízgazdálkodási cél megvalósításának általános műszaki megoldási lehetőségeit, feltételeit határozza meg, de ez vízimunka elvégzésére, vízilétesítmény megépítésére, vízhasználat gyakorlására nem jogosít.

A vízimunka elvégzéséhez, vízilétesítmény megépítéséhez (átalakításához, megszüntetéséhez) szükséges vízjogi létesítési engedélyt (hatósági hozzájárulást) az építtető (tulajdonos) köteles megszerezni. A kérelemhez a külön jogszabályban meghatározott mellékleteket - ideértve az engedélyezési terveket (tervdokumentációt) - kell csatolni. A vízjogi üzemeltetési engedély az engedélyben meghatározott ideig érvényes. Vízimunka végzéséhez, vízilétesítmény építéséhez az építtető (tulajdonos) bejelentése és a felügyelőség hozzájárulása szükséges. Vízhasználat gyakorlásához, vízilétesítmény használatbavételéhez (üzemeltetéshez) szükséges vízjogi üzemeltetési engedélyt annak kell kérni, aki a vízhasználattal vagy a létesítmény üzemeltetésével járó jogokat és kötelezettségeket közvetlenül gyakorolja, illetve teljesíti.

A vizekkel kapcsolatos tevékenységek zavartalan végzését segítik a vízi szolgalmakra vonatkozó rendelkezések: vízvezetési szolgalom, vízhasználati szolgalom.

A vízkészlet, vízkivétel, illetve vízilétesítmény fokozott védelme érdekében a felügyelőség védőidom vagy védőterület, illetőleg védősáv kijelölését a külön jogszabály előírásai alapján rendeli el (pl. ivóvíz kutak esetében).

A felszíni vizek partvonalát - kérelemre vagy hivatalból a környezet- és természetvédelmi előírásokra is figyelemmel - a felügyelőség állapítja meg.

A vízgazdálkodási hatósági jogkör gyakorlásával összefüggésben keletkező, a Vízgazdálkodási törvényben, valamint egyéb jogszabályban meghatározott - jogviszonyokból eredő kártalanítás felől - megegyezés hiányában - bíróság határoz.

A vízhasználót vagy azt, aki a vízviszonyokba jogellenesen beavatkozott, illetőleg a jogszabályban meghatározott feladatainak, kötelezettségeinek elmulasztásával káros és jogellenes állapotot idézett elő, a jogszabály szerint szükséges követelmények érvényesítése érdekében a felügyelőség - hivatalból indult eljárás keretében - kötelezi. A felügyelőség a jogszabályokban foglalt rendelkezések és hatósági előírások érvényre juttatása érdekében felügyelőségi ellenőrzést végez.

A felügyelőség külön jogszabályban foglaltak szerint vezetett vízikönyvi nyilvántartása - mint közhitelű adatokat tartalmazó okirattár - a valóságos állapotnak megfelelően hitelesen tartalmazza és tanúsítja a vízimunkákra, a vízilétesítményekre és vízhasználatokra vonatkozó műszaki alapadatokat, továbbá az ezek gyakorlásához kapcsolódó jogokat és jogi szempontból jelentős tényeket.

A Földön 263 nemzetközi vízgyűjtő (tó és folyó) van és 145 ország területe nemzetközi vízgyűjtőre esik, ami Föld felületének 50%-ka. Ugyanakkor 33 ország területének több mint 95%-ka nemzetközi vízgyűjtőre esik, és a lakosság több mint 40%-ka nemzetközi vízgyűjtőn él. A Duna a világ legnemzetközibb vízgyűjtője, 19 országon folyik keresztül és vízgyűjtőjén 11 nemzetközi jelentőségű, határokon átnyúló felszín alatti víztest van. Ezek közül 7 felszín alatti víztesten Magyarország osztozik más országgal. Felszíni vizeink és felszín alatti vizeink állapotát befolyásolják más országokban végzett tevékenységek.

A nemzetközi vízügyi egyezmények azért szükségesek, hogy a vízkészletek megosztásában adódó nemzetközi érdekellentéteket feloldják és feszültségek, háborús konfliktusok helyet az együttműködést válasszák. Az első nemzetközi vízgazdálkodási egyezményt i.e. 2500-ban kötötték a Tigris folyó városállamai. 805-1984 között 3600 egyezmény született a világon nemzetközi vízfolyások problémáinak megoldására. Az elmúlt 60 évben, több mint 300 nemzetközi vízgazdálkodási egyezmény született.

Több fontos nemzetközi egyezmény van, amelyek Magyarország és a szomszédai közötti vízügyi együttműködést befolyásolják. Ezek közül kiemelkedik az 1997-ben az ENSZ keretében aláírt „Egyezmény a nemzetközi vízfolyások nem hajózási célú hasznosításáról”, mely szerint a nemzetközi vízgyűjtők vízkészleteit a vízgyűjtőkön osztozó országoknak igazságos és ésszerű módon kell hasznosítaniuk. A „Konvenció a határokat átlépő vízfolyások és nemzetközi tavak védelméről és használatáról”, amit Helsinkiben fogadtak el 1992. március 17-én, 1996. október 6-tól hatályos. A Tisza folyó és mellékfolyóinak szennyeződés elleni védelmére, már 1986. május 28-án aláírt egy Egyezményt az érdekelt öt fél (Magyarország, Szovjetunió, Románia, Csehszlovákia, Jugoszlávia), de alkalmazása tulajdonképpen nem valósult meg. Ennél hatékonyabb eszköznek bizonyult az 1997. évi „Konvenció az együttműködésről, a Duna védelméről és fenntartható használatára”, közismertebb nevén a Szófiai Duna Konvenció.

Az igazi áttörést azonban az Európai Parlament és Tanács 2000/60/EK irányelve a közösségi cselekvés kereteinek meghatározásáról a víz-politika területén (Víz Keretirányelv – VKI) hozta. 2001. május 24-én Budapesten, a „Tisza-völgyi Vízügyi Fórum” rendezvény keretében, az érintett öt ország vízügyi miniszterei „Budapesti Nyilatkozat” címen együttműködési megállapodást írtak alá az árvizekkel összefüggő megelőzési és védekezési feladatok komplex kezelése érdekében.

Magyarországnak valamennyi szomszédos országgal van határvízi egyezménye. Az I. Világháborút követő trianoni béke rögzítette, hogy a vizek természetes lefolyását - a vízrendszereket - megváltoztatni előzetes hatósági engedély, ill. bizottsági megegyezés nélkül nem szabad. Elsőként 1924-ben írták alá a magyar-román általános vízügyi egyezményt. Ezt követően 1927-ben Ausztriával, majd 1937-ben Csehszlovákiával került elfogadásra határvízi egyezmény. Még ezeket megelőzően a Dunai Hajózási Parancsnokság ellenőrzése alatt 1919 májusában megszervezték a Szövetségközi Duna-Bizottságot, melynek tagjai Anglia, Franciaország, Olaszország, és az Egyesült Államok voltak.

A II. Világháború után az 1948-49. évi tiszai árvíz után elsőként Szovjetunióval és Romániával születtek megállapodások. A kedvezőtlen politikai helyzet miatt legkésőbben Ausztriával és Jugoszláviával az ötvenes évek közepén.

A kilencvenes évek elején létrejött a független Ukrajna, Szlovénia, Horvátország és Szlovákia. Változott Románia és Magyarország államformája is. Ez szükségessé tette a korábbi határvízi egyezmények felülvizsgálatát illetve, új egyezmények kötésének kezdeményezését. Így például a Szovjetunió felbomlása után függetlenné vált Ukrajnával érvényes határvízi egyezmény 1993-tól van, de 1997. november 11-én (hatályba lépett 1999. augusztus 6-án) írták alá az új egyezményt, amely már figyelembe veszi a Helsinki Konvenció ajánlásait is. A bizottság szerepét a kormánymeghatalmazottak ülésszaka tölti be. Három szakértői csoport segíti: Vízkárelhárítási szakértői csoport, Vízminőségvédelmi szakértői csoport, Hidrológiai és vízgazdálkodási szakértői csoport. Három szabályzat készült: Vízkárelhárítási együttműködési szabályzat, Vízminőségvédelmi együttműködési szabályzat, Hidrológiai és vízgazdálkodási együttműködési szabályzat.

Még korszerűbb határvízi egyezményt dolgoztak ki Romániával, amely már tekintettel van az EU Víz Keretirányelv elvárásaira is, „Egyezmény a Magyar Köztársaság Kormánya és Románia Kormánya között a határvizek védelme és fenntartható hasznosítása céljából folytatandó együttműködésről” címen. Ezt 2003. szeptember 15-én írták alá és 2004. május 17-én lépett hatályba. A két ország által létrehozott Műszaki Bizottság keretében működik a Vízgazdálkodási és Hidrometeorológiai albizottság, Vízminőségi albizottság, Vízkárelhárítási albizottság. A tevékenységet a közösen elfogadott szabályzatok alapján végzik, melyek a következő területekre terjednek ki: határátlépés, információ-csere és kölcsönös vizuális megfigyelő repülések, meteorológiai és hidrológiai adatcsere, vízrajzi észlelések és a közös készlet meghatározása, árvízvédekezés, belvízvédekezés, vízszolgáltatás és belvízszivattyúzás költségeinek elszámolása, vízminőség követése, rendkívüli szennyezések, Békési duzzasztó és az Anti szivattyútelep összehangolt üzemeltetése. Az Országhatáron átnyúló együttműködésre a kétoldali kutatási tevékenységre is kiterjed (pl.: Maros hordalékkúp vízkészletei, éghajlatváltozás hatása a felszíni vízkészletekre), valamint fejlesztési projektekre (árvízkezelés, monitoring, vízpótlás kisvizes helyzetekben, vízszennyezések, Víz Keretirányelv bevezetése).

33. ábra A Duna vízgyűjtő kerület áttekintő térképe – országok, vízhálózat, nagy települések (ICPDR 2009)

Az EU Víz Keretirányelve jogilag kötelezi a vízgyűjtőn osztozó országokat arra, hogy közös terveket készítsenek. Amikor az EU Víz Keretirányelv (2000/60/EC) 2000 októberében elfogadásra került, a Duna Védelmi Egyezményben részt vevő országok elhatározták, hogy mindent megtesznek annak érdekében, hogy megvalósítsák a Víz Keretirányelvet a Duna vízgyűjtő egész területén. A VKI 13. cikkelyének megfelelően – amely megköveteli a Tagországoktól, hogy biztosítsák az együttműködést egy egységes nemzetközi vízgyűjtő-gazdálkodási terv kidolgozása érdekében - a Duna-völgyi országok 2009-ben kidolgozták a Duna vízgyűjtő-gazdálkodási tervet, amely vízgyűjtő-szinten jelentős, közösen jóváhagyott, nemzeti intézkedéseket foglal magában, valamint keretet biztosít a részvízgyűjtő- vagy nemzeti szintű részletesebb tervek kidolgozásához. A Duna Védelmi Nemzetközi Bizottság (ICPDR) szolgáltatja azt a keretet, amely biztosítja a Duna vízgyűjtőhöz kapcsolódó többoldalú és vízgyűjtő-szintű kérdések legfelsőbb szintű összehangolását, és támogatja a Duna vízgyűjtő-gazdálkodási terv kidolgozását.

  1. VÍZKÉSZLETEK

Tartalom:

A vízkészlet és vízkészlet-gazdálkodás fogalma

A felszíni és felszín alatti vízkészletek Magyarországon

Az országhatáron túlról érkező vízkészletek

Vízbázisvédelem

A vízkészlet a társadalom számára hozzáférhető és igénybe vehető vízmennyiség. A vízkészlet fogalmát nem lehet elvonatkoztatni a vízgazdálkodás fogalmától, amely tervszerű és rendszeres műszaki-gazdasági tevékenységek összessége, mely egyrészt a víz okozta károk megelőzését, másrészt a víz nyújtotta gazdasági előnyök kiaknázását szolgálják. A vízkészlet meghatározott térrészből adott időpontban vagy adott tartóssággal, ill. valószínűséggel kifolyó vízhozam (m3/s vagy m3 s-1), illetve meghatározott térrészben, adott időpontban található vízmennyiség (m3) (VITUKI 1963, in: Stelczer 2000).

A vízkészletek, akár felszíniek vagy felszín alattiak, mozgásállapotuk szerint lehetnek: statikusak és dinamikusak. A statikus vízkészlet, a vizsgált területrészen, adott időpontban tározott víz. A dinamikus vízkészlet, a vizsgált területrészhez (felszín alatti készlet esetében rétegbe vagy rétegsorba) a vizsgált időintervallumban érkező vagy onnan távozó vízmennyiség (Kovács 1972, in: Stelczer 2000).

Fontos megjegyezni, hogy a természetes vízkészlet nem azonos a hasznosítható vízkészlettel. Ez utóbbi felszíni vizeknél a természetes készletnek a tározásból, a szenny- és használt víz bevezetéséből, az átvezetésből stb. származó többlettel növelt és a más terület számára fenntartandó, más területre átvezetett, a mederben hagyandó vízmennyiséggel csökkentett értéke. A felszín alatti vizeknél valamely területen vagy víztartó egységből a természetes egyensúly megbontása nélkül kitermelhető vízhozam.

A vízjárási szélsőségek fokozódása, a vízzel kapcsolatban folyamatosan növekvő gazdasági-társadalmi szükségletek, és a vízszennyezés miatt, a hasznosítható vízkészletek csökkenek. A készlet és az igény közötti ellentét miatt egyre hatékonyabb módokat alkalmaznak, és keresik az időben formálódó, a gazdasági fejlődést nyomon követő vízkészlet-gazdálkodás teljes eszközrendszeréből a különböző elveknek a helyi adottságokhoz legjobban igazodó kombinációját (Kovács 1983). A vízkészlet-gazdálkodásnak hármas eszközrendszere van: mennyiségszabályozás, minőségszabályozás, igényszabályozás (34. ábra).

A vízkészlettel való gazdálkodás nem csak a gazdasági célú felhasználók közötti elosztás, hanem a vízkörforgás elemei közötti arányok figyelembe vétele, az ökológiai igények kielégítése, és a lehető legtöbb természeti és társadalmi kölcsönhatás szerinti szabályozás a vízgyűjtő egész területén (Önkormányzati Vízügyi Kézikönyv 2009).

Az 1995. évi LVII. vízgazdálkodásról szóló törvény szerint, a vízkészlet-gazdálkodás, azoknak a tevékenységeknek az összessége, amelyeknek célja a vizek használatára irányuló igények kielégítése oly módon, hogy ennek következtében a vizek állapotában visszafordíthatatlan változás ne következzék be és a vízkészlethez való hozzáférés lehetősége ne csökkenjen.

34. ábra A vízkészlet-gazdálkodás alapvető feladatai

A vízkészlet-gazdálkodás a vízgyűjtőfejlesztési rendszer fontos eleme, a vízkincs és a vízhasználati igények viszonyát szabályozza az egyensúlyoktól való eltérés alapján és ezzel vezérli a vízgyűjtőfejlesztési alaptevékenységeket, elsősorban a lefolyásszabályozást és a vízigény szabályozást (Dávid 1989).

A Magyarország területén évente képződő helyi vízkészlet (6 km3) mind a területhez, mind a lakosság számához viszonyítva kicsi. Az országba évente érkező (114 km3) és onnan távozó (120 km3) vízkészlet már jóval nagyobb, de ennek területi és időbeni eloszlása is kedvezőtlen. A száraz időszakokban az érkező víz mennyisége és minősége, a növekvő vízhasználatok miatt nem kielégítő. A csapadék és az ország területére belépő vízfolyások vízszállítása együttesen képezi az ország 172 km3 folyamatosan megújuló vízkészletét (Szalay 2000).

2. táblázat Magyarország felszíni és felszín alatti vízkészlete (Stelczer 2000 nyomán)

Megnevezése

Felszíni

Felszín alatti

 

m3/s

millió m3 /év

  

Hasznosítható vízkészlet

1 182

13 836

5 517

Felhasznált

197

2 880

1 961

Szabad

985

10 956

3 556

Készlet kihasználtság %-ban

17

21

36

Az Alföldön a nagyobb mértékű igények kielégítésének fedezetét az alföldi folyók korábban nem hasznosított erőforrása, vízkészlete képezte. Az utóbbi évtizedben kiépült duzzasztógátak, öntözőcsatornák által a folyók vize távoli területekre is eljut.

35. ábra A vízháztartási mérleg évi adatai (km3) közepes-, csapadékos-, vízhiányos évben Magyarországon (saját szerkesztés a VITUKI 2008 adatai alapján)

A sokéves középvízhozamnak, mint vízkészlet-jellemzőnek a gyakorlati jelentősége kicsi, mivel az öntözés, vízi ökoszisztémák fenntartása, vízminőség javítása, ipari vízellátás folyamatosan biztosítható vízmennyiséget igényelnek. Folyamatosan viszont csak viszonylag kis vízhozamok állnak rendelkezésre, igazából tehát, a hasznosítási célok szempontjából a lefolyásnak csak a kisvízi tartománya tekinthető vízkészletnek. A magyar vízkészlet-gazdálkodási gyakorlat az általában vízhiányos augusztus hónapban a napok 80 százalékában rendelkezésre álló vízhozamot (Qaug80%) használja a rendelkezésre álló vízkészlet jellemzésére.

A Tisza vízgyűjtőjén az Alföldre belépő vízfolyások sokéves középvízhozama összesen 863 m3/s, ebből külföldi keletkezésű 832 m3/s. Az Alföld területén keletkező lefolyás átlagosan 32 m3/s. A Dunának a déli országhatáron kilépő sokéves középvízhozamából 2257 m3/s érkezik külföldről, 80 m3/s a hazai hegy- és dombvidéki vízgyűjtőkről, míg az Alföldön mindössze 6,5 m3/s keletkezik. Az Alföldre érkező 225 m3/s (ebből külföldről 219 m3/s) kisvízi vízkészlettel szemben a kilépő vízmennyiség 260 m3/s, és így az alföldi készletnövekmény 35 m3/s, vagyis a kisvízi növekmény nagyobb, mint a középvízhozam növekménye (Szalay 2000).

36. ábra A Magyarországra évente érkező, helyben képződő és eltávozó vízkészlet (km3)

3. táblázat Összes vízhasználat a főbb vízhasználók szerint 2007-ben (VKKI 2009)

Vízhasználat (millió m3)

Magyarország

Duna

Tisza

Dráva

Balaton

Közüzemi vízkivétel

675,6

413,1

211,8

24,4

26,3

Ipari vízkivétel

4 335,2

3 715,8

613,2

3,0

3,2

Mezőgazdasági célú vízkivétel

334,5

133,5

160,3

19,2

21,5

Egyéb (építőipar, szolgáltatások)

59,6

23,5

29,5

4,3

2,2

Összes vízkivétel

5 405,0

4 286,0

1 014,7

51,0

53,3

In situ (vízerőmű) vízhasználat

15 139,1

1 299,0

13 840,1

0,0

0,0

Mindösszesen

20 544,1

5 584,9

14 854,9

51,0

53,3

Az Alföld vízkészletét adó vízfolyásokon működő tározók a nyári hónapokban összesen 46 m3/s-mal növelik meg a vízkészletet, ebből a kiskörei Tisza-tó tározott többlete 35 m3/s. A sokéves középvízhozamot a tározás nem növeli, sőt a párolgási veszteséggel csökkenti, ez az említett vízfolyásokon mintegy 4 m3/s, amelyből 3 m3/s a Tisza-tó hatása. Az Alföld jelentős területein az igények meghaladják a helyben keletkező vízkészletet. Amint a tározás a vízkészlet időbeni átcsoportosításával, úgy az átvezetések ennek térbeli áthelyezésével szolgálják az igények és készletek egyensúlyát (Szalay 2000).

A Dunából a budapesti Kvassay-zsilipnél a Ráckevei-Soroksári-Duna, illetve tovább a Dunavölgyi főcsatorna felé 50,0 m3/s vízhozamot lehet átvezetni. A Tiszából a Tiszalöki duzzasztónál Kelet-főcsatorna felé 56,5 m3/s-ot, a Kiskörei duzzasztónál a Nagykunsági-főcsatorna- és a Jászsági-főcsatorna felé összesen 62,3 m3/s-ot. A vízátvezető rendszereken keresztül az Alföld vízhiányos területének jelentős része ellátható. Kivételt képeznek a hátsági területek, így Nyírség, a Duna-Tisza-közi hátság, valamint a Maros hordalékkúp. Ez utóbbi terület vízhiányának csökkentését a Romániából történő vízkészlet vásárlással lehet megoldani, a Mezőhegyesi-Élővíz csatornán keresztül, ahol, ennek mértéke 0,3-1,0 m3/s. A ténylegesen kivezetett mennyiség ennél kevesebb.

4. táblázat Vízfolyások határszelvényeinek jellemző vízkészlet értékei (m3/s) a Tisza-völgyben (www.korkovizig.hu/06-vizgazdalkodas/01-vizkeszletgazdalkodas)

Vízfolyás

Természetes készlet Qaug80%

Élővíz

Külföldi lekötés

Magyarországon

hasznosítható

Tisza

55,0

29,0

10,0

16,0

Túr

1,80

0,300

0,800

0,698

Szamos

20,7

7,20

11,0

2,47

Kraszna

0,195

0,001

0,000

0,194

Bodrog

13,3

3,10

6,00

4,24

Sajó

5,76

1,59

3,00

1,16

Hernád

8,60

1,80

2,40

4,40

Bódva

1,39

0,330

0,400

0,658

Berettyó

0,664

0,240

0,424

0,000

Sebes-Körös

2,70

0,828

1,87

0,000

Fekete-Körös

2,10

1,00

1,10

0,000

Fehér-Körös

1,60

0,767

0,833

0,000

Maros

50,2

12,8

32,8

4,58

Összesen:

164

59,0

70,6

34,4

37. ábra A Tisza-völgyi vízgazdálkodási rendszerekbe kivezethető, 2007-től engedélyezett vízkészletek (m3/s) (www.korkovizig.hu/06-vizgazdalkodas/01-vizkeszletgazdalkodas)

A Tiszából Tiszalöknél és Kiskörénél kivezetett víz éves átlagban 16 m3/s-ot tesz ki. A Dunából a Kvassay-zsilipnél éves átlagban kivezetésre kerül 23 m3/s (Szalay 2000).

A vízkészletet csökkentő vízhasználatok között említjük az öntözést, a halastavi vízkivételeket, valamint a kommunális és ipari vízkivételeket. A 90-es évek első felében az Alföldön mintegy 200-210 ezer hektár öntözött területet tartottak nyilván, a nyári időszakban 80-90 m3/s elvi- és 48 m3/s tényleges vízfelhasználással. Az utóbbi években ez 4-10 m3/s-ra esett vissza. A térségben lévő 17-19 ezer hektárnyi halastó augusztus havi vízigénye 8-10 m3/s. A felszíni vízből történő ipari és kommunális vízelhasználás 0,4 m3/s. A hazai készletnövelő beavatkozások együttes hatása augusztusban, 52 m3/s-ra tehető (Szalay 2000).

A hasznosítható vízkészletek számításánál figyelembe kell venni az ökológiai célra biztosítandó vízkészletet, és a nemzetközi vízkészlet-megosztás szempontjait. Mindkettő csökkenti a térségben rendelkezésre álló vízkészlet hasznosítható részét. Az ökológiai vízkészletet a vízi és vízparti ökoszisztémák megfelelő állapotát biztosító vízmennyiséget, a vízfolyásból vízhasználatok céljára nem szabad elvonni. Az „élővíz igény” a Duna alföldi szakaszának vízkészletéből 944 m3/s, a Tisza kilépő készletéből 56,2 m3/s.

A Tisza-völgy vízkészlet megosztásáról szóló 00698/1/2000. sz. OVF intézkedés módosításait (VKKI-226-0001/2007.) figyelembe véve, a Tisza Tiszalöki vízlépcső és Maros-torkolat közötti szakaszán, a melléfolyók és a kapcsolódó vízátvezető csatornarendszerek sematikus rajz a 37. ábrán látható.

38. ábra Vízhasználatok Japánban (Zekstar-Everett 2004)

A vízkészletek felhasználásával kapcsolatban bemutatunk egy az országhatárainktól távol eső térség példáját. Japánban az összes 96 milliárd m3 évi vízfelhasználásból (82,8 milliárd m3 felszíni eredetű vízkészlet, 13,2 milliárd m3 felszínalatti) 61%-ot mezőgazdasági célra, 17%-ot kommunális célra, 14%-ot vízellátási célra használtak fel (38. ábra).

A Tisza és mellékfolyói sokéves középvízhozamából az országhatáron túl történő vízkészletfelhasználás becsült értéke 13 m3/s (Szalay 2000). Az elhasználást elsősorban a hegyvidékeken épült tározók párolgási vesztességei okozzák, kisebb mértékben az öntözés. A külföldi tározásnak nemcsak kedvezőtlen, de bizonyíthatóan kedvező hatásai is vannak.

A Tisza külföldi mellékfolyóin a nyári kisvízi időszakban összességében kb. 34 m3/s többlet lefolyást eredményez a téli-tavaszi időszakban feltöltött tározókból történő – energiatermelési célú – folyamatos lebocsátás. A középvízhozamok szintjén veszteséggel járó tározás a kisvízi készletet jelentősen növeli. A vízkészletet növelő beavatkozások között a tározás mellett megemlítendő a vízátvezetések és a felszín alatti vízkivételből eredő szennyvíz- és bányavíz bevezetések.

39. ábra A román Fél által a folyók határszelvényében biztosított egészségügyi vízhozamok mértéke az 1986. évi Magyar-Román Vízügyi Egyezmény 2. számú melléklete alapján

A Tisza-vízgyűjtő országai között a vízkészlet megosztásáról nincs egyértelmű megállapodás. A felvízi országok csak egy minimális vízmennyiség továbbengedésére vállalnak kötelezettséget. Így az 1986. évi Magyar-Román Vízügyi Egyezmény 2. számú melléklete meghatározta az egészségügyi vízhozamok mértékét. A román fél a magyar fél részére a 8 határszelvényben összesen 12 m3/s egészségügyi vízhozamot biztosít (39. ábra).

A 2010-ben elfogadott új szabályzat a magyar-román határt alkotó vagy a határ által metszett folyókon, valamint ezek vízrajzi alegységein (rendkívüli) kisvízi lefolyási viszonyok esetén a területi szervek közötti együttműködésre a vízrajzi állomáspárokra meghatározott vízhozam küszöbértékeket határoz meg. Ezek a vízhozam értékek nagyobbak ugyan a korábbi egyezményben található értékeknél, de ezek csak a kisvízi riasztás céljára lettek meghatározva. Amennyiben a vízhozam folyószelvényekben a közösen elfogadott vízhozam határérték (küszöbérték) alá csökken vagy az előrejelzések alapján csökkenése várható, az arra jogosult területi vízgazdálkodási szervek mindkét oldalon, a saját területükre vonatkozóan kidolgozott tervek alapján vízkorlátozást rendelhetnek el a vízhasználatoknál.

40. ábra A felszíni vízkészletek hasznosítása a Meleg-Szamoson kiépült vízienergia rendszerben (sematikus kép)

1980-tól az 1950-1978 időszakhoz viszonyítva, vízkészlet-gazdálkodási szempontból pozitív változások következtek be: nagyobbak lettek a minimális vízhozamok, csökkent a kisvizes időszakok időtartama, száma és víztömeghiánya, viszont nőtt a közöttük eltelt időszak hossza. Így például a Szamos romániai, hegyvidéki vízgyűjtőjén a felszíni vízkészleteket főleg energetikai célra hasznosítják.

A legnagyobb ilyen rendszer a Meleg-Szamoson épült ki, ahol négy nagyobb víztározó és több szomszédos vízgyűjtőről történő átvezetés biztosítja a szükséges vízkészletet a vízierőművek turbináinak meghajtásához (40. ábra). A meglévő rendszert, egy nagy energiatározó tóval (Tarnica-Lapusesti) is tervezik kiegészíteni. Ezeken kívül egy sor kisebb duzzasztómű és erőmű is megvalósult a Kis-Szamos Gyalu és Kolozsvár közötti folyószakaszán. Ezek jelentős mértékben hozzájárulnak a Szamos alföldi szakaszán észlelt kisvízhozamok növekedéséhez.

A vízbázis a vízkivételi művek által hasznosításra igénybe vett, illetve arra kijelölt terület vagy felszín alatti térrész és az onnan kitermelhető vízkészlet. A vízbázisvédelem tágabb értelemben a felszíni és felszín alatti vizek mennyiségi és minőségi védelmét jelenti, hiszen a vizek felszíni és felszín alatti előfordulásainak nagy része valamilyen vízhasznosítási forma bázisát képezi. Magyarországon a vízbázisvédelmi programok az ivóvíz-minőségű felszín alatti vizek minőségi védelmére vonatkoznak. Ezt alátámasztja, hogy Magyarországon az ivóvízellátás alapját több mint 90%-ban a felszín alatti vizek képezik, amelyek fenntartható igénybevétele feltételezi, hogy azok tartósan utánpótlódnak. A maradék 5-6% felszíni vízbázis (Lázbérci tó, Tisza, Balaton). Minél jobb az utánpótlódás lehetősége, annál nagyobb a veszélye annak, hogy a felszín alatti vízadókat felszíni eredetű szennyezések érik (Liebe 2000a).

A felszín alatti vizek minőségének védelme regionális és lokális feladat is. A regionális vízbázisvédelem összefügg az általános környezetvédelmi szempontokkal, míg a lokális vízbázisok védelme szorosabban kapcsolódik a vízgazdálkodáshoz. A felszín alatti vizek minőségének regionális védelme érdekében kiadott 33/2000 (III.17.) Kormányrendelet fokozottan érzékeny, érzékeny és kevésbé érzékeny területeket különböztet meg.

A besorolásnál döntően regionális vízföldtani szempontok a mérvadók. Fokozottan érzékenyek a nyíltkarsztos felszínek, érzékenyek a 100 m-nél vékonyabb, nem teljesen vízzáró fedővel takart karsztos képződmények területei és az 50-100 m-nél vékonyabb fedővel takart fő porózus képződmények a fedőösszlet áteresztő képességétől függően. Emellett fontosak a lokális vízbázisvédelem szempontjai is. Ezen megfontolás szerint fokozottan érzékenyek a karszt-, talaj- és parti szűrésű vízbázisok, az ásvány- és gyógyvízhasznosítást szolgáló vízkivételek „B”, az egyéb üzemelő és távlati ivóvízbázisok „A” hidrogeológiai és azokon belüli védőterületei, érzékeny terület ezen kívül minden hidrogeológiai védőterület (41. ábra). A vízföldtani jellegű szempontokon kívül a területek érzékenységi besorolásánál hidrológiai, természetvédelmi szempontokat is figyelembe vesz a rendelet. A felszín alatti vizek regionális védettségének, illetve sérülékenységének megítélésénél alapvető szempont a vízadók elérési ideje. Sérülékeny az a vízadó, amelyet 100 éven belül felszíni eredetű víz érhet el.

41. ábra A felszín alatti vizek állapota szempontjából érzékeny területek

a 219/2004. (VII.21.) Kormányrendelet 2. melléklete szerint

A magyarországi 580 üzemelő- és 75 távlati vízbázis közül 500-nál több sérülékeny földtani környezetben van. Ez azt jelenti, hogy azt a felszín alatti víztartót, amelyből a vizet kitermelik, nem fedi olyan, vizet át nem eresztő földtani képződmény, amely visszatartaná a terepfelszínről leszivárgó szennyező anyagokat. Az ilyen vízbázisok vize tehát védelmi intézkedések nélkül elszennyeződhet. Magyarországon ezekről a helyekről származik a közüzemi vízszolgáltatás mintegy 65%-ka. Ezek a vízbázisok általában veszélyeztetettek is, mert lehetnek a környezetükben olyan szennyezőforrások, amelyekből kikerülő anyagok a sérülékenység miatt elérhetik a kitermelés alatt levő felszín alatti vizet. A települési vízellátás az elmúlt évtizedekben történt intenzív fejlesztése során kevés figyelem jutott ezekre a körülményekre; nem történt meg a közeli szennyező források felszámolása vagy korlátozása, ezért az említett vízbázisok biztonsága hiányos. Ezzel együtt hiányos magának a vízszolgáltatásnak a biztonsága is az ilyen területeken. A sérülékeny vízbázisok biztonságba helyezésére indult országos program, 1997-től kezdődött, 2005-től - finanszírozási nehézségek miatt - szüneteltették. Európai Uniós KEOP pályázatokból indulhat újra a program.

Az ivóvízbázis-védelemnek három fő munkafázisa van: a diagnosztika vagy alapállapot-felmérés, a biztonságba helyezés, valamint a biztonságba tartás. A diagnosztikai fázis során kerül sor az előzetes hidrogeológiai modellezésre; adatgyűjtésre, kiegészítő terepi vizsgálatokra; tényleges és potenciális szennyezőforrások felmérésére; terepi mérésekre, figyelőrendszer üzemeltetésére (vízszint, vízminőség); előzetes hidrogeológiai modell pontosítására; biztonságba helyezési terv elkészítésére. A biztonságba helyezési fázis feladatai, a védőidom, védterület kijelölése; a védterület kialakítása (pl.: a minimális 10 m belső védőterülethez szükséges kisajátítások); a korlátozások érvényre juttatása, kármentesítések. Végül a biztonságba tartási fázis feladatai: a biztonságos üzemeltetés (mérő- és megfigyelő rendszer működtetése, intézkedések megtétele) és a rendszeres felülvizsgálat (minimum 5 évente).

Sérülékeny vízbázisok esetében ki kell jelölni egy hosszú távon megóvandó felszíni védőterületet (amely nagyobb, részben felszín alatti 3 dimenziós védőidom része) a vízkitermelés biztonsága érdekében. A védőterületre eső telkeken ezért korlátozások léptethetők életbe, ezek közül a két legfontosabb a további vízkitermelés és a környezetszennyezés tiltása. A korlátozások a terület használatára vonatkoznak (nem alakítható ki pl. hulladéklerakó), telekkönyvi kivonatokban is bejegyzésre kell kerüljön a védőterületi státusz.

A védett idős vizeket termelő kutaknak is ki lehet (és sokszor ki is kell) jelölni egy adott befogási időhöz tartozó védőterületét, azaz azt a térrészt, amelyen belül a vízmozgást a kúttermelés az adott idő alatt jelentősen befolyásolja (42. ábra). A hidrogeológiai modellprogramok alkalmazásával határozható meg ez a térrész, amelyből egy kút termelése 20 nap, 6 hónap 5 és 50 év alatt összegyűjtheti a pórusvizet. A kutak hatása a természetes vízmozgás hatásával együtt vehető csak figyelembe, illetve minden esetben figyelembe kell venni a többi környező kút termelésének a hatását is, és ezek együttes védőterületét kell meghatározni.

A felszíni védőterület nem keverendő össze a rétegbeli védőidom felszíni vetületével! Az a kút, aminek felszíni védőidoma van, valamilyen mértékben sérülékeny, ilyen pl. a legtöbb parti szűrésű kút és a sekély karszt-kutak, karsztforrások jó része. Egy mély rétegbeli védőidom felszíni kivetítésére azért van szükség, hogy a mélységi térrész ábrázolható legyen. Az így kijelölt telkekre csak kevés korlátozást szoktak előírni, leggyakrabban csak azt hogy nem szabad adott mélységű új kutat telepíteni a telken a meglévő víztermelő kút védelme érekében.

42. ábra A felszín alatti vízbáziskutak öt védőövezete

A belső védőterület a 20 napos „elérési idejű” felszíni terület, ahol kizárólag csak a vízmű létesítményei lehetnek és csak ivóvíztermeléssel kapcsolatos tevékenységek folytathatók. A területet be kell keríteni, oda csak a kezelőszemélyzet léphet be. A vízmű tulajdonosának rendelkeznie kell a terület tulajdonjogával. A külső védőterület a belső védőterületet veszi körül és 6 hónapos elérési idő tartozik hozzá. A külső védőterületen szigorúan szabályozott az építés, közlekedés, földhasználat és minden olyan egyéb tevékenység, ami a talaj természetes védőképességét ronthatja (pl. bányászat). A hidrogeológiai védőterület a védelem további fokozata aminek „A”, „B” és „C” zónája lehet. Az „A” jelű az 5 éves a „B” jelű az 50 éves elérési időkhöz tartozik, míg a „C” jelű annak a teljes vízgyűjtő területnek a határát jelzi, ahonnan a felszínre hulló csapadék egyáltalán eljuthat a vízkivételi helyhez.

A védőterületek térképi ábrázolására példaként a Szentendrei-szigeti parti szűrésű jellegű vízbázist mutatjuk be, mely mennyiségi és minőségi jellemzőit is tekintve fontos vízkitermelő hely, hiszen Budapest vízszükségletének 70%-át adja (43. ábra). Az itt kitermelt víz ivóvíz-minőségű, fertőtlenítés után közvetlenül a fővárosi vízhálózatba juttatják.

43. ábra A Szentendrei-szigeti vízbázisok hidrogeológiai védőterületei (www.vizmuvek.hu)

Az ország teljes területén kijelölt vízbázisok területi eloszlása a 44. ábrán látható.

44. ábra A magyarországi üzemelő és távlati vízbázisok védőterülete (Perger 2006 nyomán)

A felszín alatti vízbázisok sérülékenységének kimutatására elsősorban trícium (3H) jelenlétére vonatkozó adatok alkalmasak. A trícium alkalmazását az indokolja, hogy a fiatalabb csapadékból származó vizekben egyértelműen kimutatható, míg az 1952 előtt beszivárgott vizekben ma már gyakorlatilag nulla, azaz kimutatási határ alatti érték. A tríciumtartalom alapján meg lehet állapítani a vízbázis sérülékenységének mértékét. Ha a vízben nem található trícium, a vízbázis védett, vagy a víz még nem ért a vízkivételhez.

Tiltott tevékenységek az „A”; „B” és „C” zónákban

Hidrogeológiai „A” védőövezet

Hidrogeológiai „B” védőövezet

Hidrogeológiai „C” védőövezet

Új lakó és üdülőterület kialakítása

Mérgező és radioaktív anyagok előállítása, feldolgozása, tárolása.

A korlátozások nincsenek konkrétan jogszabályokban előírva, de meghatározásuk nem lehet

szigorúbb, mint a „B” övezetnél előírtak. A „C” védőövezet kijelölése nem kötelező, szükségességét egyedileg kell meghatározni.

Hulladéklerakó létesítése

Veszélyes hulladék lerakása

 

Szennyvíz szikkasztása

Ipari szennyvíz szikkasztása

 

Mérgező és radioaktív anyagok előállítása, feldolgozása, tárolása

Hígtrágya és trágyalé leürítése

 

Hígtrágya kijuttatása termőföldre

 

Dögkutak létesítése

 
  1. . VÍZHASZNÁLATOK ÉS VÍZMŰTÁRGYAK

Tartalom:

Vízenergia

Ipari vízfelhasználás

Mezőgazdasági vízfelhasználás

Horgászat, halászat

Vízellátás, szennyvízelvezetés

Vízi közlekedés és szállítás

Ásványvíz, hévíz, gyógyvíz és termálturizmus,

A víz az egyik legfontosabb természeti erőforrás. Víz nélkül nem létezik élet, a víz minden élőlény, így az emberi szervezet alapvető összetevője. Emellett a gazdaság fontos nyersanyaga, úgy a mezőgazdaság, mint az ipar, szolgáltatások területén. A víz gazdasági erőforrásként való hasznosítási módjai közül az energetikai, ipari, mezőgazdasági, horgászati-halászati, települési, közlekedési-szállítási, egészségügyi-gyógyászati-üdülési formákat mutatjuk be.

45. ábra Régi vízimalmok a Fehér-Körös völgyében (Halmágycsúcs-bal, Irtásfalu-jobb)

A víz az az erőforrás, amit a legrégebben használtak arra, hogy csökkentsék az emberi és állati erő által végzett munkát. A legrégebbi, vízikerekekkel működtettet öntözőrendszerek mintegy 5000 évesek. A vízikereket már az ókori Egyiptomban, Kínában és Indiában is használták, vízimalmok pedig az ókori Görögországban és Rómában is működtek.

Vízenergián az állóvizek helyzeti és nyomási energiájának, és az áramló vizek mozgási energiájának összességét értjük. A vízerőmű vízfolyások, tavak, tengerek, mechanikai energiakészletét villamos energiává alakító műszaki létesítmény. Az elektromos energiát előállító vízerőművek lehetnek:

- Folyóra-patakra telepített a víz áramlását folyamatosan hasznosító;

- Tározós, a folyó vizét felduzzasztó, villamosenergia fogyasztási csúcsokon üzemelő;

- Energia tározó (szivattyús-tározós), az alacsonyabb szinten lévő folyóból (tározóból) egy magasabban fekvő tározóba szivattyúzzák fel a vizet, majd a felső tározóból az alsóba vízturbinán keresztül áramoltatják a tárolt vizet.

- Árapály erőmű, a tenger árapályából adódó vízszintkülönbséget hasznosító;

- Hullámerőmű, a tenger hullámzásának energiáját hasznosító;

- Tengeráramlat erőmű a tengeráramlatok kinetikus energiáját hasznosító.

46. ábra Alulcsapott-, felülcsapott- és középen csapott vízikerék

A hagyományos vízerőművek a hasznosítható energia növelése érdekében a vizet duzzasztják, tárolják, és a vízerőtelepen a turbinákra vezetik, ami a generátort hajtva termel villamos áramot. A víz energiájának hasznosítása a kezdeti időben azért volt korlátozott, mivel azt csak helyben tudták felhasználni. A fejlődést segítette a villamos energia termelésének lehetősége, amely az energia nagyobb távolságra való szállítását is biztosította. Fontos volt a hatékony vízikerék, azaz az első vízturbina alkalmazása (Benoit Fourneyron találmánya). A vízbe merülő turbina vezetőlapátokkal rendelkezett, amely a vizet pontosan a lapátokra irányította. Ez biztosította a víz egyenletes eloszlását, amely 80%-ra növelte a hatékonyságot. Későbben a magyar Bánki Donát kifejlesztette a róla elnevezett Bánki-turbinát. További elterjedten használt turbina típusok a Francis-, Pelton-, Kaplan-turbinák.

Az egymáshoz csatlakozó vízerőművek sorozata a vízerőműlánc. Az energiagazdaságilag egymással együttműködő vízerőművek neve vízerőműrendszer.

A vízenergia hasznosításnak vannak előnyei és hátrányai. Előnye, hogy megépítése után az erőmű üzemeltetési költsége alacsony; nem bocsát ki szén-dioxidot; fenntartható energiafajta, mivel a tározókat feltöltő esők nem apadnak el; a víz betározható, így eldönthetjük, mikor akarunk elektromos energiát termelni. Hátránya, hogy völgyzáró gát átszakadása esetén katasztrofális árhullám alakulhat ki; duzzasztás hatására a vízszintemelkedés megváltoztatja a talajvízszintet; a csúcsrajáratásnál jelentkező vízszintingadozás tönkreteszi a partot; a zsilipelés miatt drágább és lassúbb lehet a hajózás.

5. táblázat A kontinensek vízerő készletei

Kontinens

Elméleti vízerő-készletTwh

Műszakilag hasznosítható TWh

Összes villamos energiatermelés TWh

Vízenergia termelés TWh

Vízenergia aránya %

Műszaki vízerőkészlet hasznosítottsága %

Európa

4360

1430

2599

453

18

32

Észak-Amerika

6150

3120

3202

642

20

21

Latin-Amerika

5670

3780

370

281

76

7

Afrika

10120

3140

234

49

21

2

Ázsia

20430

7530

3475

564

16

7

Óceánia

1500

390

161

39

24

10

Összesen

18230

19390

9962

2028

20

11

A világ hasznosítható vízenergia kapacitását 20.000 TWh-ra becslik, amiből a termelt összes vízenergia 2000 TWh. Ez tehát a műszakilag hasznosítható energia kb. 10 %-át jelenti. A világ vízerőműveinek összteljesítménye 2008-ban 715.000 MW volt, a Föld elektromos összteljesítményének 19%-a megújuló energiahasznosításnak több mint 60%-át teszi ki. Arányaiban tekintve a legnagyobb vízenergia felhasználók a világon Norvégia (90%), Brazilia (86%), Svájc, Olaszország, Svédország és Finnország. Nagy vízenergia termelők, Kanada 338 TWh, Kína 328 TWh, Brazília 320 TWh. Az EU-ban Franciaország 65 TWh, Svédország 56 TWh, Spanyolország 40 TWh. A világ legnagyobb vízienergia-készletével Afrika rendelkezik (Kongó áll első helyen).

6. táblázat A világ öt legnagyobb teljesítményű vízerőműve

A gát neve

Ország

Üzembe helyezés éve

Kapacitás maximum (MW)

Három szoros

Kína

2007

22.500

Turukhansk

Oroszország

1994

20.000

Itaipu

Brazilia/Paraguay

1983

12.600

Grand Coulee

USA

1942

10.830

Grui (Raul Leoni)

Venezuela

1968

10.300

Ha folyóink külföldi vízgyűjtőterületeit tekintjük, Ausztriában, Horvátországban, Romániában és Szlovákiában jelentős tározó kapacitás és energiatermelés valósult meg. A Felső-Tiszán Vásárosnaményig 11, a Bodrogon 5, a Sajó–Hernád-Bódva vízgyűjtőn 6, a Körösökön 18, a Maroson 15, a Tiszán Szegedig összesen 55 víztározó található. Ha a szomszédos országok közül például Romániát tekintjük, itt a vízerőművek összteljesítménye 2007-ben 6362 MW, a vízerőművek által termelt villamos energia 15.807 kWh/év volt, a vízerőkészlet felhasználási aránya meghaladja az 50%-ot (Stanciu et al. 2010).

7. táblázat A vízerőkészlet felhasználása a Tisza mellékfolyóinak romániai szakaszain (Stanciu et al. 2010 nyomán)

Vízgyűjtő körzet

A vízerőkészlet felhasználási aránya (%)

Szamos-Visó-Iza-Túr-Kraszna

28,6

Körösök

41,1

Maros

34,2

Ha csak az Erdélyből eredő folyók közül a viszonylag kisebb, 28,6%-os vízerőkészlet felhasználású Szamos vízgyűjtőjét tekintjük, itt is számos vízerőművet üzemeltetnek. A Nagy-Szamos mellékfolyójának a Beszterce felső folyásán, a Kelemen havasokban 1977-1995 építették a Kolibicai tározót (47/bal. ábra). A 92 m magas, 252 m hosszú völgyzárógát mögött 300 ha vízfelülettel rendelkező víztározó tó jött létre, amely 90 millió m3 víz összegyűjtésére alkalmas. A 6,2 km távolságra a föld alá felépített vízerőmű 21 MW-os.

A Kis-Szamosi hidroenergetikai és vízgazdálkodási rendszer 1969 és 1988 között épült. A 16 kisebb-nagyobb völgyzárógátat magába foglaló tározórendszer szerepe a villamos energiatermelés mellett, a folyó Gyalu és Dés közötti szakaszának árvízmentesítése, a települések vízellátása, jóléti, pihenési övezet kialakítása. A Meleg-Szamos felső folyását a Havasnagyfalunál épült 102 m magas, 410 m hosszú völgyzárógát zárja el, mely kialakította a Bélesi vagy Kutasi víztározót (47./jobb ábra). Ez maximális szinten 250 millió m3 vízmennyiséget képes tározni, és 200 millió m3 a hasznos térfogata. A szükséges vízkészlet a Meleg-Szamos (6,81 m3/s), a Hideg-Szamos (4,09 m3/s), és az Aranyos mellékfolyója a Jára vízrendszeréből (1,78 m3/s) származik. A 220 MW összteljesítményű három Francis turbina 60 m3/s víznyelést igényel. A víz egy 8,75 km hosszú 4,4 méter átmérőjű alagúton érkezik a 470 m-rel magasabban lévő tározóból. A folyón 16 km-rel lejjebb 1974-ben elkészült 97 m magas, 232 m hosszú Tárnicai völgyzárógát testében két db. 22,5 MW-os turbina van felszerelve. Ennek működtetéséhez 70 m3/s vízhozamra van szükség. A Meleg-Szamosi víztározó 1983-ban készült el. A 130 m hosszú, 33,5 m magas beton súlygát felépítése után 10,8 millió m3-es befogadóképességű tározó alakult ki. Itt egy 12 MW-os Káplán turbina állítja elő a villamos energiát.

A Kis-Szamoson, a Meleg- és Hideg-Szamos összefolyása alatt 1968-1971 között épült a 285 m hosszú, 23 m magas Gyalu I. völgyzárógát. Tározóterében 4 millió m3 vízmennyiség fér el. Három darab 6,3 MW-os turbinája van, amit a 60 m3/s vízhozam működtet. Innen indul ki az a 80 km hosszú vízvezeték, amely Kolozsvár, Szamosújvár (Gherla) és Dés városok ivóvíz ellátását biztosítja. A Gyalui völgyzárógát alatt üzemel a kisebb méretű Gyalu II., Fenes I, Fenes II., Kolozsvár I. vízerőmű.

47. ábra A Beszterce Kolibica (bal) és Meleg-Szamos Béles víztározó és völgyzárógát (jobb)

Ez az összesen 340 millió m3 maximális tározókapacitással rendelkező vízerőmű rendszer, a villamosenergia termelés mellett szinte bármilyen nagyságú árhullám visszatartására képes és így a Kis-Szamos vízjárását nagymértékben befolyásolja. A kolozsvári vízmércénél évente lefolyó vízmennyiség átlagosan 407 millió m3, így a tározókban elvileg az évi lefolyás 84%-át lehet betározni. A Kis-Szamos vízjárásában a tározórendszer felépítése után jelentős változások következtek be: a nyár végétől a tél végéig tartó kisvizes időszakban a havi közepes vízhozamok nőttek, a tavaszi nagyvizek csökkentek.

A Fernezelyi völgyzárógát és tározó Nagybányától 10 km-re északra, a Lápos vízgyűjtőjében, a Fernezely patakon épült és 1964 óta üzemel. A 17,5 millió m3 vízbefogadó képességű tározó Nagybánya vízellátása, villamos energiatermelés, árhullámcsökkentés miatt fontos. A 14,5 m3/s vízsugár Káplán típusú turbinát hajt meg, amely 4,2 MW-os.

48. ábra A Fernezely-patak Fernezely víztározó (bal) és völgyzárógát árapasztója (jobb)

A vízerőműveknél bekövetkező katasztrófák súlyossága a völgyzárógát és az erőmű méretével arányosan nőhet. A korszerű erőművek tervezésénél figyelembe veszik a kockázati tényezőket, és igen ritkán fordul elő ilyen katasztrófa, de ezeket teljesen nem lehet kiküszöbölni. Az Oroszország szibériai területén, a Jeniszej folyón 1978-ban üzembe helyezett Szajan-Szusenszko vízerőműnél a közelmúltban (2009. augusztus 17.) bekövetkezett műszaki baleset csak lokális jellegű volt, de ennek ellenére 76 ember halt meg és kb. 310 millió dollár értékű anyagi kár keletkezett. A 6500 MW teljesítményű vízerőmű betonból épült völgyzárógátja 245 m magas és 1066 m hosszú. Az erőmű 10 db. egyenként 650 MW teljesítményű Francis turbinája közül 2 db. teljesen megsemmisült, a többi károsodott (http://www.scribd.com/).

49. ábra A Jeniszejen lévő Szajan-Szusenszko vízerőmű völgyzárógátja felülnézetből (bal) és az erőmű gépházában megsemmisült turbinák (jobb) (www.scribd.com)

Az árapály jelenség következtében naponta kétszer megemelkedik és lesüllyed a tengervíz szintje. Az árapály-energia felhasználásával világszerte összesen 3000 gigawattnyi villamos energiát lehetne előállítani, de ennek csak 3%-a található olyan helyeken, ahol könnyen hozzáférhető és hasznosítható. Előnye, hogy a jelenség kiszámítható; megépültét követően az erőmű üzemeltetési költsége alacsony; felhasználása nem jár szén-dioxid-kibocsátással, hulladék nem keletkezik; nincs szükség tüzelőanyagra. Hátránya, hogy a duzzasztógátak építése költséges; ma még nincs technológiai megoldás az árapályhullámok energiájának optimális kiaknázására. Világszinten, az árapály-erőművek teljesítménye összesen 271 MW, amiből a franciaországi St. Malo erőmű 240 MW (518 GWh).

A Föld vizeinek hullámzása révén keletkező energia mennyisége a becslések szerint eléri a 90 millió gigawattot. A hullámenergia hasznosítására több módszer létezik, a hullámok csapdába ejtésétől a lebegő bójákig. A hullámenergia-rendszerek tengerpartra és nyílt vízre egyaránt telepíthetők. Jelenleg ezeknek az erőműveknek a fejlesztése kísérleti stádiumban van (Dánia 20 kW, Skócia 350-750 kW), de hatalmas lehetőséget jelentenek. Hasonlóan ígéretes lehetőségnek tűnik a tengeráramlás energiatermelésre való hasznosítása is.

A vízenergia másik fontos, de csak kísérleti stádiumban lévő hasznosítása a vízenergiával hajtott gépkocsi, amit nemrég mutatott be egy japán cég. A gépkocsi óránként csak egy liter vizet fogyaszt és maximum 80 km/órás sebességgel képes haladni. Az új szerkezetben kémiai folyamat játszódik le, melynek során a víz hidrogénre és oxigénre bomlik, miközben elektronok szabadulnak fel. A cellának nincs károsanyag-kibocsátása.

Magyarországon nagy hagyománya van a vízerő használatának. Vízimalmokra utaló adat legkorábban a XI. századból ismert. A víz energiáját nemcsak gabonaőrlésre használták, hanem a textiliparban, a bányászatban, bányavíz-kiemelésre is és később a kohók légfúvóit is vízierő hajtotta. A világon először Magyarországon mérték fel 1897–1904 között tudományos módszerrel, az ország vízerőkészletét. Eszerint a történelmi Magyarország területén mintegy 2,7 millió elméleti lóerő vízienergia-teljesítményre lehetett számítani (Viczián 1913).

50. ábra Tisza Kisköre vízlépcső duzzasztó gátja

Egy 1885. évi statisztika szerint Magyarország akkori területén 22.647 vízkerék és 99 turbina üzemelt, 56 MW teljesítménnyel. A századfordulón néhány vízimalmot törpe vízerőműre alakítottak, amelyek csak elektromos energiát termeltek. Kolozsvár villamosenergia-ellátása érdekében a város közelében, a Hideg-Szamos folyó völgyében már 1906-ban megépítettek egy 21 méter magas gátat, mely mögött 50 ezer m3 vízmennyiséget tároltak, az erőmű 1670 lóerős volt.

A vízhálózat jellegéből adódóan Magyarország jelenlegi területén kicsi a folyók esése. A Tiszának például 1 km-en csak 2-3 cm.

8. táblázat Magyarországi vízerőművek

S

sz.

Hely és név

Üzembe-helyezés

Esés (m)

Víznyelés (m3/s)

Teljesítmény (KW)

Termelés

(ez. kWh/a)

Megjegyzés

Tisza

      

1

Tiszalök

1954

5,0

300

12 500

45 000

2

Kisköre

1975

6,3

560

28 000

104 000

3

Tiszaújváros hőer. hűtővíz

7,0

9,00

Hernád

      

4

Gibárt

1903

4,4

18,0

500

2 500

5

Felsődobsza üzemvízcs.

1906

4,0

22,0

510

2 800

6

Kesznyéten üzemvízcs.

1943

13,5

40,0

4 400

23 500

Bársonyos-patak

      

7

Hernádvécse

1,8

3,00

52

üzemképtelen

8

Felsőméra

3,00

33

üzemképtelen

9

Alsóméra

1963

1,5

3,00

39

üzemképtelen

10

Forró

1,8

3,00

44

üzemképtelen

11

Halmaj

3,00

40

üzemképtelen

Rába

      

12

Alsószölnök

1960

3,0

8,00

200

435

13

Csörötnek

1909

3,5

13,0

240

1 200

üzemképtelen

14

Körmend

1930

4,1

8,80

240

931

15

Ikervár

1896

8,4

28,0

1 400

7 600

1995 újjáépítve

16

Kenyeri (Nick)

2009

4,4

40,0

1 520

9 000

Kisrába

      

17

Nick

1932

10

18

Kapuvár

1968

2,7

2,70

50

156

Pinka

      

19

Felsőcsatár

1950

3,5

2,00

40

175

20

Vaskeresztes

1954

2,1

2,10

40

98

üzemképtelen

21

Pornóapáti

1951

4,2

5,60

113

393

1989 bővítve

22

Szentpéterfa

1951

3,7

3,10

50

345

Répce

      

23

Damonya

1951

1,8

1,50

25

77

Gyöngyös

      

24

Lukácsháza

1952

3,2

1,50

26

134

25

Gencs Felső

1952

2,4

1,60

25

142

26

Gencs Alsó

1954

2,4

1,50

18

38

27

Gyöngyöshermány

1952

1,9

1,80

13

41

28

Bogát

1952

1,6

1,80

13

47

üzemképtelen

29

Tanakajd

1950

2,2

0,900

13

53

30

Vasszécsény

1959

3,0

1,60

25

81

üzemképtelen

31

Sárvár-Újmajor

1960

1,8

1,90

18

44

Lajta

      

32

Márialiget

1950

2,4

6,60

93

390

Séd

      

33

Hajmáskér Kremó malom

1939

4,4

1,50

40

106

Jósva-patak

      

34

Jósvafő

1935

5,5

0,550

15

-

üzemképtelen

Duna Soroksár-Ráckevei ág

      

35

Kvassay zsilip

1962

4,5

50,0

1 600

2 000

2002 felújítva

36

Tass

1927

3,2

50,0

2 270

5 900

üzemképtelen

Az ország hasznosítható vízerőkészlet-teljesítményét 1060 MW-ra becsülik, amely átlagos évben 4500 GWh energiatermelésnek felel meg. A 36 db. meglévő vízerőmű összes teljesítménye 50 MW (kevesebb, mint 1885-ben!), energiatermelése 177 GWh. Ebből 90% a Tiszára és mellékfolyóira jut. Az üzemelő 100 kW-nál kisebb teljesítményű vízierőművek több mint fele a második világháború előtt épült. A Dunán és a Dráván jelenleg nincs villamosenergia termelésre szolgáló létesítmény. A Tiszán a - nagynak számító - Tiszalöki Vízerőmű és a Kiskörei Vízerőmű található 11,5 MW és 28 MW beépített teljesítménnyel. A Rábán és a Hernádon, illetve mellékfolyóikon üzemel a hazai kis- és törpe vízerőművek döntő többsége (8. táblázat).

51. ábra Törpe vízerőmű, Szombathelyen a Gyöngyös-műcsatornán

A hazai kis- és törpe vízerőműveink mindegyike rossz műszaki állapotú, ezért rekonstrukcióra szorul. Szakértők szerint, az Északi-Középhegységben további számos vízhasznosítási lehetőség kínálkozik. Viszonylag nagyobb teljesítményű (500 kW fölött) erőműveket a nagyobb hőerőművekbe lehetne beépíteni rekuperációs turbinákkal, valamint a Maros, a Körösök vízkészletét is lehetne, hasznosítani. Néhány nyugat-dunántúli vízfolyáson vagy az alföldi főcsatornákon 100-500 kW-os erőműveket lehetne építeni.

A Duna magyarországi és szlovákiai közös szakasza, vagyis a Bős (Gabcikovo)-Nagymarosi vízlépcsőrendszer terveinek első vázlata az 1950-es években a Budapesti Műszaki Egyetemen Mosonyi professzor vezetésével készült. 1977-ben a magyar és a csehszlovák miniszterelnök aláírta a megépítéséről és a közös üzemeltetéséről szóló nemzetközi szerződést. 1989-ben a magyar kormány – környezetvédő civil szervezetek tiltakozása miatt - felfüggesztette a nagymarosi munkálatokat, majd 1992. májusban a magyar kormány az országgyűlés határozata értelmében felbontotta az 1977-es államközi szerződést. A szlovák oldalon a Duna elterelésével felépített bősi erőmű 9 Kaplan-turbinája (egyenként 440 MW teljesítménnyel) átlagos évben 2650 GWh/év villanyáramot termel. A befejezetlen Bős-Nagymaros vízerőműrendszer magyar részre jutó hányada a jelenlegi vízerőművek beépített teljesítményének mintegy kilencszerese lett volna. A Bősi Vízerőmű az elmúlt évek alatt kb. 37 milliárd kWh villamos energiát termelt, ami közelítően Magyarország egy évi teljes villamos energia fogyasztása.

A szivattyús-tározós erőművek völgykatlanban, vagy elhagyott bányaüregekben kialakított mesterséges tavak, ahová vizet szivattyúznak fel azokban az időszakokban, amikor az erőművek olcsón termelnek. A víz két különböző magasságban elhelyezett tó közötti mozgatásával a víz helyzeti energiáját használják tárolóként. Turbógenerátorai két irányban működnek. Számítások alapján, Magyarországon egy 600 MW-os beépített teljesítményű tározós erőmű építése lenne szükséges. Használata a csúcsterhelések időszakában lenne előnyös. Több kedvezőnek ítélt helyszínt is megjelöltek, ahol megvalósítható a hatékony energiatermeléshez szükséges többszáz méteres szintkülönbség (Keserűs-hegy, Sima, Hidegvölgy, Urak asztala - Visegrád, Urak asztala – Csódi-hegy.

Az ország legnagyobb vízhasználói az ipari üzemek, az összes kitermelt vízmennyiség háromnegyedét használják fel (energiaipar hűtővízzel együtt). Az ipari vízkivételek több mint 90%-át a villamos energiaipar használja fel hűtővízként. A legjelentősebb vízhasználat – a hűtővíztől eltekintve – az iparon belül a feldolgozóipari tevékenység. A legnagyobb vízhasználó az élelmiszeripar 40-50%-os részesedésével, ezt követi a vegyipar vízkivétele (22-27%), a bányászat, a fa- és papíripar víztermelése 5-10% között változik, a gépipar, valamint a kohászat és fémfeldolgozás részaránya nem éri el az 5%-ot, míg kb. 3%-os az egyéb feldolgozóipar, végül a vízhasználatok 1,5-3%-át a textil- és bőripar képviseli ( VGT 2009). Vízkivétellel nem járó ipari vízhasználat a vízerőművek „in situ” felszíni víz használata. Az összes 20 milliárd m3/év vízhasználatból kb. 15 milliárd m3/év vízmennyiséget eresztenek át a vízerőművek turbináin.

9. táblázat Összes vízhasználat a főbb vízhasználók szerint 2007-ben (VGT 2009)

millió m3

Magyarország

Duna

Tisza

Dráva

Balaton

Közüzemi vízkivétel

675,6

413,1

211,8

24,4

26,3

Ipari vízkivétel

4 335,2

3 715,8

613,2

3,0

3,2

Mezőgazdasági célú vízkivétel

334,5

133,5

160,3

19,2

21,5

Egyéb (építőipar, szolgáltatások)

59,6

23,5

29,5

4,3

2,2

Összes vízkivétel

5 405,0

4 286,0

1 014,7

51,0

53,3

„In situ (vízerőmű) vízhasználat

15 139,1

1 299,0

13 840,1

0,0

0,0

Mindösszesen

20 544,1

5 584,9

14 854,9

51,0

53,3

Az ipar jelentősen terheli a felszíni vizeket használtvíz- és szennyvízkibocsátással. A legtöbb használtvizet a villamosenergia-ipar bocsátja ki, ennek következménye a felszíni vizek hőterhelése. Az ipari szennyvízkibocsátás a rendszerváltáskor erősen lecsökkent és azóta is lassan mérséklődik. A szennyvízmennyiség és a szennyezőanyag-tartalom csökkenése a szennyvíztisztítási hatásfok növekedésének, illetve a környezetbarát gyártási technológiák elterjedésének is köszönhető.

52. ábra Az ipari vízkivételek ágazati megoszlása 2007-ben (VGT 2009)

Az ipari szennyvizek 75%-át a feldolgozóipar bocsátja ki, ezen belül a szennyezőanyag-tartalom alapján az élővízfolyások szervesanyag terhelésében az élelmiszer-, a vegy-, a textil- és papíripar jelentős. A veszélyes anyagok kibocsátásában a vegyipar, a kohászat, a gépipar, valamint a textil és bőripar a fő tényező. 2007-ben a felszíni vizekbe bevezetett szennyvizek 69,7%-a települési szennyvíztisztítókból származott.

A mezőgazdasági vízfelhasználás halastavak vízellátására, öntözésre, állatenyésztésre és egyéb célokra történik. A növénytermesztésnek két fontos műszaki feltétele van: a korszerű növénytermesztési és talajművelési eszközök biztosítása és az adott körülményekhez igazodó öntözőberendezések és rendszerek létrehozása, üzemeltetése. A növények megfelelő vízellátottsága alapvető feltétele a jó termésnek. Az öntözés tulajdonképpen a talaj nedvességtartalmának mesterséges úton történő szabályzását, pótlását jelenti.

Az Földön jelenleg mintegy 2,8 millió km2 mezőgazdasági területen van öntözésre berendezett terület. Ezeknek a területeknek legnagyobb része Ázsiában (68%) található. Amerika részesedése 17%, Európáé 9%, Afrikáé 5% és Óceániáé 1%. Globálisan a felhasznált összvízmennyiség 70-80%-át a mezőgazdaság fogyasztja el. 1950 óta megháromszorozódott az öntözésre használt víz mennyisége.

Már az időszámításunk előtti VI. évezredben végeztek öntözést Mezopotámia, Egyiptom és Irán olyan területein, ahol a gabona termesztéséhez a csapadék mennyisége nem volt elegendő. Magyarországon I. Lajos király idejéből származó oklevelek bizonyítják, hogy a Nagyvárad melletti Olaszi és Szentjános községek között öntöző és lecsapoló csatornák voltak. Az Eger környéki öntözésekről a török Evlia Cselebi utazó tesz említést. 1775-től a kormányzat támogatásával, olasz családok közreműködésével Temesvártól délre Detta, Denta, Omor, Guttaja, Béga községek határában terjedt el nagyobb területen az öntözés.

Hazánk természet-földrajzi, éghajlati, hidrológiai jellegzetességeiből adódóan időnként víztöbblet (árvizek és belvizek), máskor pedig aszály veszélyezteti a mezőgazdasági termelés biztonságát. Az utóbbi száz év csapadék és hőmérséklet-eloszlása alapján 17 évet tekinthetünk kedvezőnek, 32 évet csapadékosnak, 23 évet száraznak és 28 évet igen száraznak. Az ország egynegyede olyan mély fekvésű sík terület, amelyről természetes úton nem folyik le a víz. Ezeket a területeket a belvízvédelmi művek nélkül állandóan vagy időszakosan hosszú időre elborítaná az összegyülekező hólé, csapadékvíz, talajvíz. A Duna, a Tisza és mellékfolyóik XIX. és XX. századi szabályozását, az ármentesítési munkákat követően általában az Alföldön jelentkeznek belvízi problémák. Az 5 millió hektár szántóterület 10–15%-át veszélyezteti rendszeresen belvíz. A belvízzel kettő-négy hónapos időszakban borított terület nagysága évi átlagban 100–130 ezer hektár.

A mezőgazdaság tényleges vízigénye (a 2000 évi vetésszerkezetet figyelembe véve) 17–20 km3, ami a csapadékból és a talajnedvesség tartalmából származik. Az 500-600 mm-es évi átlagos csapadékmennyiség a legtöbb jelenleg termesztett növénykultúra számára elvileg elegendő, de a csapadék mennyisége a tenyészidőszakban kevés, az eloszlása egyenetlen. A megfelelően kiépített és működtetett öntözés tehát termésbiztonságot, a piaci értékesítés stabillá tételét, a termékek iránti egyre növekvő minőségi követelmények elérését biztosíthatja. Vannak évek, amikor a természetes csapadékot a hozamok biztosítása érdekében 50-60 mm öntözővíz kiadásával kell kiegészíteni, és van, amikor ugyanezt az eredményt csak 200-250 mm vízzel lehet biztosítani.

Az öntözési tevékenység keretében meg kell oldani a szükséges vízmennyiség beszerzését, eljuttatását az öntözendő táblákhoz, egyenletes szétosztását a táblán, az esetleges vízfeleslegek elvezetését. Öntözni lehet felszíni vizekből (folyók, patakok, tavak, holtágak, belvízcsatornák), felszínalatti vizekből (talajvíz kutak, rétegvíz kutak), valamint szennyvízből. Az öntözővíz mennyiségének meghatározása során a növényállomány vízigényéből kell kiindulni. A növényállomány öntözővíz igénye mellett figyelembe kell venni az öntözővíz beszerzéstől a növényhez való eljutásig fellépő veszteségeket is.

53. ábra A mezőgazdasági vízfelhasználás célok szerint magyarországi részvízgyűjtőkön a 2004. évi VKJ statisztika alapján (VGT 2009)

Az öntözés ideje akkor optimális, ha az öntözött növény gyökérzóna talajának nedvességtartalma a könnyen felvehető vízkészlet alá csökken. Az öntözés időtartamát a talaj víznyelő képessége alapján lehet meghatározni, amit a talaj pillanatnyi víztartalma és pillanatnyi szerkezete is befolyásol.

Az öntözési módszereket a következő csoportokba sorolhatjuk: felületi öntözés (árasztásos, sávos, barázdás, héjcsatornás, tömlős); altalajöntözés (alagcsöves, mélybarázdás); esőztető (mobil, félstabil, stabil); mikroöntözés (felszínalatti, csepegtető, kortyogtató, vízsugaras). Az öntözés minőségét 
befolyásoló tényezők: a szél hatása, a terület domborzata, a talajok típusai, a berendezés szántóföldi alkalmazhatósága, a berendezés műszaki állapota.

Az öntözőberendezésekkel szembeni fontosabb követelmények: a vízadag a növény igényének és a talaj vízkapacitásának megfelelően legyen szabályozható; biztosítva legyen a takarékos energiafelhasználás, egyenletes vízelosztás; az öntözőberendezés mozgása és telepítése során minimális legyen a taposási kár; a lehető legkisebb legyen a talajszerkezet rombolása, az iszaposodás és a növénydőlés; alacsony legyen a telepítési és üzemeltetési költség; a működtetés ne igényeljen magas fokú szakértelmet; a berendezés alkalmas legyen a kora tavaszi és késő őszi fagyvédelemre; a rendszer korrózióálló legyen. Az öntözőberendezések főbb szerkezeti egységei: szivattyú, csővezetékek és szerelvényei, vízadagoló elemek, szórófejek.

A leggyakoribb járvaüzemelő berendezések csévélhető tömlős megoldásúak, amelyek vízadagoló eleme egy-két nagyhatósugarú szórófej, vagy több vízadagoló elemmel ellátott konzol (54. ábra). A KPE (nagy sűrűségű polietilén) tömlős berendezéseknél öntözés közben a kifektetett tömlőt a berendezés felcsévéli, miközben a cső végéhez rögzített szórófejet a csévélődob irányába vontatja, tehát öntözés közben a kifektetett tömlőhossz fokozatosan csökken. Másik megoldás, hogy öntözés közben a KPE tömlő az öntözőkocsiról csévélődik le, tehát a kifektetett tömlőhossz fokozatosan növekszik.

54. ábra Mobil konzolos öntözőberendezés fényképe (bal) és KPE tömlős csévélhető öntözőberendezés vázlatos rajza (jobb)

Ma már számítógép által vezérelt önműködő öntözőrendszereket is alkalmaznak, melyek biztosítják a növények rendszeres vízellátását. A berendezést főleg a zöldség- és virágágyak optimális öntözésére, csepegtetők működtetésére alkalmazák.

Becsült adatok szerint 1820-ban 5800 ha, 1870-ben 9000 ha, 1919-ben 45.680 ha, 1930-ban 26.675, 1945-ben 4000 ha, 1955-ben 91.494 ha, 1965-ben 258.812 ha az öntözött terület. 1974-ben üzembe helyezték a Kiskörei Vízlépcsőt és a hozzá kapcsolódó öntözővizet szállító csatornarendszert, valamint a kettős Körösön a Békési duzzasztóművet, így 1975-ben az öntözési kapacitás elérte a 451 ezer ha-t.

Az 1990-ben elkezdődött privatizálás és ezzel párhuzamosan az agrárágazat átalakulása az öntözésre berendezett terület és főleg annak hasznosítása csökkenését idézte elő. 1990-től a vízjogilag engedélyezet, illetve megöntözött területek csökkentek, közepes kihasználtsági értékek mellett (átlagosan 54%). Drasztikusan mintegy 77%-al csökkent az árasztásos rizstermesztési terület nagysága. 2000-ben 203.115 ha vízjogilag engedélyezett területből 115.733 ha-t öntöztek, 2008-ban 250-300 ezer hektár harmadát öntözték, mintegy 80.000-100.000 hektárt.

10. táblázat: Öntözött területek megoszlása a részvízgyűjtőkön 2004-ben (VGT 2009)

Megnevezés

Magyarország

Duna

Tisza

Dráva

Balaton

Vízjogi enged. szerint öntözhető ter. (ha)

205 728

59 029

140 209

3 259

3 231

Öntözött terület bevallás alapján (ha)

102 854

13 047

86 799

1 368

1 640

Öntözött terület / öntözhető terület (%)

50,0

22,1

61,9

42,0

50,8

Összes mezőgazdasági terület (ha)

5 866 822

2 190 309

3 043 593

343 640

289 279

Öntözött ter. / összes mezőg. ter. (%)

1,75

0,60

2,85

0,40

0,57

Az EU régi tagállamaiban a vízjogilag engedélyezett öntözhető területek nagysága a mezőgazdaságilag hasznosított területek 11%-ka, a magyarországi 3,9%-kal szemben. A legnagyobb arány Görögországban (37%) jellemző.

Az öntözhető területből 73% az Alföldön, 24% a Dunántúlon található. A fennmaradó 3% dombvidéken helyezkedik el. Az évente ténylegesen megöntözött terület 89%-ban szántó, 2%-ban gyümölcs és szőlő, 3%-ban gyep és 6%-ban az egyéb területek között oszlik meg.

11. táblázat A vízjogilag engedélyezett és a tényleges öntözés összevetése (http://www.fvm.gov.hu nyomán)

Év

Vízjogilag engedélyezett

Ténylegesen megöntözött

Arány %

Felhasznált vízmennyiség millió m3

2005

195.455

58.591

30

86,4

2007

203.982

86.836

43

188,1

2009

169.660

83.157

49

120,5

Az éghajlatváltozással, a 3-4°C hőmérséklet-emelkedése és a csapadék vegetációs időn belüli jelentős csökkenése miatt szükséges lesz az öntözés növelése. A modellek becslései alapján összességében azt a következtetést vonhatjuk le, hogy a csapadékmennyiség változásának évszakos eltérése olyan szélsőséges körülmények kialakulásának valószínűségét, illetve súlyosságát fokozza, mint például a nyári aszály (a jelentős melegedés és száradás következtében) és az árvíz (a fokozódó téli csapadék miatt). Az Aszálystratégia (FVM, 2002), az aszály helyzetek gyakoribbá és egyre költségesebbé válása miatt készült, a kedvezőtlen folyamatok aktív befolyásolására az öntözésen alapuló vízpótlással.

Magyarországon a folyók és mellékágaik, a patakok, a tavak, a tározók, a csatornák, a bányatavak és a holtágak a horgászok által egyaránt felkeresett helyek. Jelenleg a lakosság 3,3%-ka horgászik, ami Európában közepesnek számít. 2008-ban közel 350 ezer regisztrált horgász és több mint ezer horgászegyesület volt az országban, miközben a horgászvizek száma hivatalosan 1640, de számtalan olyan vízen is horgásznak, amely nincs nyilvántartva. 2006-ban 10 intenzív haltermelő üzem működött, melyek többsége geotermikus energiát hasznosító rendszer. Az intenzív módszerekkel előállított halmennyiség mintegy 2. ezer tonna volt. Az intenzív üzemek termelése az utóbbi években folyamatosan növekedett, meghatározó jelentőségű (96%) halfaja az afrikai harcsa (Clarias sp.) volt.

A hazai haltermelés több mint 90%-ban tógazdaságokban történt. Pontyot, busát, amurt és néhány ragadozó halfajt (harcsa, süllő és csuka), néhány helyen pisztrángot tenyésztettek. A tógazdasági haltermelés fontos szerepet tölt be a természetes vizek halasításához szükséges tenyészanyag (közöttük védett és veszélyeztetett fajok) előállításában.

Hazánkban 33 vízfolyást és 640 állóvíz tartozik a halászati vízterületekhez (VGT 2009). 361 tógazdaság van, a teljes tóterület 26.248 hektár. A halastavak több mint 85%-ka mesterséges, de természetes eredetű halastavaink száma is jelentős (95 db).

12. táblázat Horgásztavak és horgászott vízfolyások száma Magyarországon (VGT 2009)

Horgásztavak száma

Horgászott vízfolyások száma

Duna

592

135

Tisza

626

194

Dráva

62

28

Balaton

45

15

Magyarország

1325

372

Fontos sajátsága a halastavi rendszereknek a planktonikus élet túlsúlya, amely a könnyen felvehető oldott tápanyagokra épül. Ezt az állapotot maga a megfelelő nagyságú halállomány tartja fenn, a mesterséges beavatkozások (pl. hínárkaszálás, trágyázás) ennek alapfeltételeit teremtik meg. A halastavi ökoszisztéma másik fontos jellemzője a mesterségesen magasan tartott trofitási szint. Ugyanakkor a bevitt tápanyag jelentős része a céltermékként előállított hallal a rendszerből kivételre kerül.

55. ábra A halastó művelési ág megoszlása régionként, 2007 (KSH, VGT 2009)

A halastavak vízminőség szempontjából problémásak, mivel jellemzően magas tápanyag- és lebegőanyag tartalmú vizet bocsátanak ki. Európai jelentőségű a halastavak fészkelő, és vonuló madárállománya. A halastavakon megfigyelt madárfajok száma meghaladja a 300-at, azaz a Magyarországon előforduló fajok 80%-át. A hazai halastavakon a fészkelő fajok száma is meghaladja a százat. A vízhez kötődő madárfajok hazai állományának meghatározó hányada költ, táplálkozik, vagy pihen vonulása során a halastavakon, így azok nem csak a fajszám, hanem az állománynagyság tekintetében is kiemelt jelentőségűek.

A vízben élő halak számára meghatározók a vizek abiotikus és biotikus környezeti tényezői, elsősorban a víz mennyisége és minősége. Ez utóbbi szempontból jelentősége van a víz fizikai tulajdonságainak – vízhőmérséklet, a víz mozgásai, fényviszonyok; a víz vegyi tulajdonságainak – kémiai hatás (pH), vezetőképesség (mS), oxigén viszonyai (tartalom, telítettség), szerves anyag tartalom, növényi tápanyagtartalom; és a víz biológiai tulajdonságai – planktonok, vízben- és vízközelben élő növényi- és állati szervezetek.

Az emberi szervezet fő alkotóeleme a víz, a felnőtt ember testének 60-70%-a víz. Fontos a szervezetünk számára, hogy naponta 2-3 liter folyadékot igyunk. Az ember étel nélkül hetekig bírja, ivóvíz nélkül csak másfél napig. Egy ember az élete folyamán kb. 5 millió liter tiszta vizet használ el, de erre nincs mindenütt lehetőség, mert a világon kb. 1,2 milliárd ember kénytelen egészséges, tiszta víz hiányában élni.

56. ábra Tiszta ivóvíz hiány a Földön - A barna foltokkal jelzett területeken szűkében vannak a megfelelő minőségű ivóvíznek (http://www.heartforthenations.net/haiti.html)

A kontinensek között, a fejlett és fejletlen országok között nagy különbség van ebben a tekintetben. Több régióban vannak olyan feszültségek a vízkészletek egyenlőtlen megosztása miatt a vízgyűjtőkön osztozó országok között, amelyek háborús konfliktusokhoz vezethetnek. Az egy főre jutó napi vízhasználat: 573 l az USA-ban, 150 l az EU-ban, 110 l Magyarországon, 87 l Kínában és 10 l Mozambikban. A megfelelő minőségű ivóvíz biztosítása főleg Afrikában és Dél-Ázsiában jelent gondot (56. ábra).

Magyarországon a XX. század második felében a településeken kiépült a vezetékes vízellátó hálózat. Ezt megelőzően a lakosság források, kutak, és patakok vizét használta ivóvíznek. A közüzemi ivóvíz szolgáltatás jelenleg gyakorlatilag már minden települést érint. A közüzemi célra kitermelt és szolgáltatott víz több mint 94%-ka felszín alatti eredetű és csak mintegy 6%-ka származik felszíni vízbeszerzésből. Felszíni vízkivétel a Dunából, Tiszából, Keleti-főcsatornából, Balatonból, észak-magyarországi völgyzárógátas tározókból történik.

A lakosság 40%-ka olyan településen él, ahol az ivóvíz minősége valamilyen szempontból kifogásolható. A fő gondot a víz természetes eredetű arzéntartalma okozza azokon a területeken, ahol az meghaladja a 10 μg/l határértéket (az Alföldön, Dél-Baranyában és Dél-Somogyban). A különféle nitrogén-vegyületek az Alföldön, Baranyában, Tolnában és Somogyban jelentenek gondot. Az ország területének mintegy felén problémát okoz a vízkészlet magas vaskoncentrációja.

Az ivóvízvezeték-hálózatba bekapcsolt lakások aránya 2007-ben országosan majdnem 95% volt. A közüzemi célra kitermelt víz fogyasztása – a víz- és csatornadíjak emelkedése miatt – az utóbbi másfél évtizedben fokozatosan csökkent. A szolgáltatott ivóvíz mennyisége 2007-ben 517 millió m3 volt. A 90-es évek elejétől kezdődően csökkent az egy főre jutó vízfogyasztás is, 1997-től stagnáló fogyasztás figyelhető meg. Az egy főre jutó vízfogyasztás az utóbbi években mintegy 37 m3/év (100 liter/fő/nap). Átlagosan gépesített háztartásban, automata mosógép és angol WC használata esetén több mint 60%-át teszi ki a tisztálkodás és a WC használat vízszükséglete. Fejenként napi 3 liter vizet fogyasztunk el ivóvízként, 3 litert kocsimosásra, 6 litert kertek öntözésére, 10 litert kézmosásra, tisztálkodásra, 8 litert mosogatásra, 18 litert mosásra, 40 litert fürdésre, mosakodásra, 45 litert WC öblítésre.

A kutakból kinyert vizet kétféleképpen lehet megtisztítani. Természetes úton, amikor a víz több kavics és homokrétegen keresztül halad a mélyben, ezekben a kavics és homokszemcsékben a szennyeződések megakadnak. A másik lehetőség, amikor a vizet a víztisztító műbe vezetik, ahol több lépcsőben mesterséges szűrökkel távolítják el a vízből a szennyeződéseket. A víz tisztaságát laboratóriumokban vizsgálják és csak a megfelelő tisztaságú vizet engedik az ivóvíz vezetékekbe (http://www.vizmuvek.hu).

A megtisztított vizet a csöveken keresztül medencékbe szállítják és gyűjtik össze. A medencékből pedig szintén távirányítással újabb csővel szállítják az ivóvizet a lakásokba. A medencékre azért van szükség, hogy egyrészt mindenhova, egységesen lehessen elosztani a vizet, másrészt pedig, ezekben mindig van tartalék víz arra az esetre, ha akadály lenne a víztermelésben. A víztornyok abban segítenek, hogy a magas házakban is mindig feljusson. A vízveszteség országos átlaga 19%, kisebb a Duna részvízgyűjtőn, nagyobb és rosszabb a Tisza részvízgyűjtő szolgáltatóinál.

Magyarországon a budapesti vízellátás a legnagyobb műszaki feladat és itt van a leghosszabb hagyomány, ezért példaként mutatjuk be Budapesten és környékén a vízellátás fő jellemzőit. Aquincum város, a mai Óbuda területén már i.sz. a II. században fejlett vízellátással rendelkezett. Későbben, 1414-1416 között Zsigmond király szivattyús vízművet építtetett a budavári királyi palota ellátására. A Fővárosi Vízművek már több mint 140 éve működik. Budapesten és 22 környező településen több mint 2 millió ember számára biztosítja az egészséges ivóvizet.

57. ábra A Fővárosi Vízművek Szentendrei-szigeti vízbázisa (bal) és a Gellérthegyi víztartály (jobb)

Budapesten ahol a Duna biztosítja a szükséges vízkészletet. Két fő vízbázis van: Északi vízbázis - a Duna közvetlen Budapest fölötti szakaszán, a Szentendrei szigeten, valamint a folyó jobb és bal partján lévő védett területek, amely a fővárosi vízszükséglet nagyobbik részét, mintegy 70%-át biztosítják. A Szentendrei-sziget vízbázisai parti szűrésű vizet termelnek. A másik a Déli vízbázis, amely a Duna Budapest alatti szakaszán a Csepel-sziget, Ráckeve és Szigetszentmiklós között elhelyezkedő területen van, amely a fővárosi vízszükséglet mintegy 30%-át fedezi.

A névleges víztermelő kapacitás 2008. december 31-én 963 ezer m3/nap (11,1 m3/s) volt. Az átlagos kapacitáskihasználtság 52%, a maximális kihasználtság pedig 65%. A napi átlagos ivóvíztermelés 2008-ban 502 ezer m3 volt (5,81 m3/s). A 2008. évi ivóvíztermelés 183.876 ezer m3 volt. A budapesti csőhálózat hossza 4.629 km.

A Budapesti Vízművek laboratóriumai évente mintegy 11.000 vízmintát elemeznek, és fizikai, kémiai, mikrobiológiai, bakteriológia radiológiai jellemzői alapján minősítik a termelt és a szolgáltatott víz minőségét. Az ivóvíz minőségét Állami Népegészségügyi és Tisztiorvosi Szolgálat (ÁNTSZ) laboratóriumaiban is ellenőrzik. (http://www.vizmuvek.hu).

58. ábra A közműolló alakulása a részvízgyűjtők területén, 2005-2007 (VGT 2009)

A vízi közlekedés (hajózás) személy-, áru- valamint postaforgalomnak vízi úton való lebonyolításával foglalkozik. A vízi közlekedésnek a nagyméretű és a nagy tömegű áruk hosszabb távolságra történő szállításnál van előnye. Egyrészt, mert a rendkívül súlyos vagy rendkívül nagyméretű rakományok közúton, vasúton vagy légi úton egy darabban nem szállíthatók, hajókon viszont igen. Másrészt a vízi közlekedés a leggazdaságosabb nagy mennyiségű szállításnál (például a gabona). Ezen kívül környezetkímélőbb közlekedési mód. A vízi közlekedés a személyszállításban is részt vesz, elsősorban komp szolgáltatásként híddal vagy alagúttal nem rendelkező folyószakaszok vagy kisebb tengerek esetében. Turizmusban a kisebb sétahajó utak és a nagy felszereltségű óceánjáró hajók egyaránt jelentősek.

A vízi közlekedés az egyik legrégebbi szállítási forma, eredete az emberiség történelmének homályába vész. Először a folyók, majd a tengerek lettek a vízi közlekedés első útvonalai, amelyek nagy távolságok összeköttetését tették lehetővé. Emellett a hajózás a XIX. századig a leggyorsabb közlekedési forma volt.

A kikötő a folyó- vagy tengerpart természetes védettséget biztosító, vagy mesterséges építményekkel védett része, amely alkalmas hajók kikötésére. A kikötők a hajózás biztonságát és az áruk ki- és berakodását biztosító építményekkel rendelkeznek: mólókkal, dokkokkal, hullámtörőkkel, raktárakkal, stb. A jelentős kikötők rendelkeznek saját vasútvonallal és teherpályaudvarral, autópálya kapcsolattal. Vannak édesvízi kikötők, folyókon, csatornák mentén, tavakon, és tengeri kikötők, folyók torkolatában, mesterséges csatornákban vagy közvetlenül tengeröbölben. A világ legforgalmasabb kikötői (forgalom millió tonnában, 2004-ben): Szingapúr 393,4, Sanghaj 380, Rotterdam 352.

59. ábra Az európai „A” kategóriájú tengeri kikötők 2010-ben (http://www.vki.hu/~tfleisch/PDF/pdf08/duna-BELVIZI-EUROPA)

A kikötők a tengerhajózásban is meghatározzák a fő forgalmi útvonalakat. A világkereskedelemben a fő hajózási útvonal-csoportok:

- Észak-atlanti útvonal: az északi-tengeri és a brit kikötők, valamint Kanada és az USA keleti partja és a Karib-tenger között;

- Dél-atlanti útvonal: az európai és Közép- és Dél-Amerika keleti parti kikötői között. A Panama csatornán átvezetés biztosítható Amerika nyugati partjára is;

- Mediterrán útvonalak: Amerikából és Észak-Európából Dél-Európába és Észak-Afrikába, valamint a Szuezi csatornán át az Arab öbölbe;

- Indiai óceáni útvonalak: a mediterrán útvonalak folytatása India, a Távol-Kelet (benne Japán) és Ausztrália felé;

- Csendes-óceáni útvonalak: az Egyesült Államok nyugati partjától Japán, a Távol-Kelet, valamint Ausztrália és Új-Zéland felé vezető utak.

Az alkalmazott járművek hasonló funkció esetén is különböznek egymástól a hajótest kialakítását tekintve a folyami és a tengerhajózásban. Mindkét hajózási módban a két fő csoportot a személy- és az áruszállító járművek alkotják. Ezen kívül léteznek különleges hajók is, komphajók, mentőhajók, világító-, tűzoltó-, hadi-, kutató-, kikötői vontató-hajók, stb.

Európában, a belvízi hajózást több mint 30.000 km hajózható folyó és csatorna teszi lehetővé. A hajó állomány 11.500 hajó egységből (zömében önjáró hajók) áll, a teljes szállítási kapacitás 11 millió tonna, a teljes szállítási teljesítmény 120.000 millió tonna-kilométer, a belvízi áruszállítás részesedése az Unió áruszállítási forgalmából 7%.

60. ábra A dubrovniki/Horvátország (bal) és a cardiffi/Wales (jobb) turisztikai kikötő

Az Európai Unió bővítését követően megkezdődött a közép és kelet-európai tagországok (Bulgária, Csehország, Észtország, Lettország, Litvánia, Lengyelország, Magyarország, Románia, Szlovákia és Szlovénia) folyami hajózásának fejlesztése és az Unió szabványaihoz történő illesztése. A Duna magyarországi szakaszán ez elsősorban folyamszabályzási munkákat és a megfelelő infrastruktúra (kikötők) kiépítését jelenti. Vízi úton elérhető Európa minden fontos iparterülete és több száz városa. Ezeket a területeket fejlett teherhajózási hálózat köti össze és egyes területeken a személyforgalom elsősorban a turista forgalom is jelentős. Európa folyami teher forgalmának súlypontjai: Hollandia, Belgium, Luxembourg, Franciaország, Németország és Ausztria. Ennek a területnek legfontosabb folyói, a Duna és a Rajna, de csatornák és kisebb folyók kapcsolódnak ehhez a rendszerhez.

A mesterséges vízi utak (csatornák) szintbeniek vagy zsilipesek lehetnek. Előbbibe sorolható pl. a Szuezi, a Korinthoszi, vagy a Ferenc-csatorna, utóbbiba a Panamai, a Duna-Majna-Rajna, vagy a Sió-csatorna. Nagy szintkülönbség esetén hajóemelőművet alkalmaznak. A Rajna–Majna–Duna-csatorna a világ leghosszabb belvízi útja. Hossza 3483 km, a hozzá kapcsolódó folyószakaszokkal együtt 12.000 km. 1992. szeptember 15-én adták át.

A magyarországi belvízi hajókkal a Duna-delta (Fekete-tenger) és a Rajna torkolat (Északi-tenger) kikötőibe lehet szállítmányokat eljuttatni. A Duna-Majna-Rajna vízi útnak a földrajzi közepe Dunaalmásnál, az 1752,5 dunai folyamkilométernél van. Adott a lehetősége annak, hogy a Duna-Majna-Rajna vízi úthoz csatlakozó folyók, csatornák - az ENSZ EGB 2,5 m-es merülési norma betartásával - bekapcsolhatók legyenek vízi járműveink közlekedési útvonalába.

A magyarországi vízi szállításban a személyszállítás nem jelentős (2008-ban 828 ezer fő vette igénybe 20 millió km-en), az áruszállítás teljesítménye viszont az utóbbi évtizedben dinamikusan fejlődött. Az átlagos vízi szállítási távolság évek óta növekvő tendenciát mutat.

61. ábra A Duna Bős vízlépcső hajózsilip (bal) és a Kiskörei vízlépcső hajózsilip kapu (jobb)

62. ábra Magyarországi vízi utak (www.kti.hu)

Magyarország ún. nagyhajózásra alkalmas vízi útjainak hossza 1638 km, ennek 85%-ka állandóan, 15%-ka időszakosan hajózható. A vízi úthálózat hosszának 53%-ka a Duna vízgyűjtő területéhez, 47%-ka pedig a Tiszáéhoz tartozik. 28 nagyobb kikötő van Magyarországon, a kikötők áruforgalma is növekszik. Az elmúlt évtizedben több kikötőfejlesztés is történt, amelynek célja a trimodális funkció betöltése (a közúti és vasúti kapcsolat kialakítása) és áruforgalmi központ kialakítása volt, pl. Baja Ro-Ro, Csepeli Szabadkikötő Ro-Ro, Győr-Gönyű Ro-Ro-La kikötő. A kikötők forgalmának döntő része (96%-ka) a Duna vízgyűjtőjén zajlik. A Tisza vízgyűjtőjén a legjelentősebb kikötő a szegedi.

Az EU tagállamainak területén kijelölt Transz-Európai Közlekedési Hálózat (TEN-T) hajózható belvízi útvonalakat, folyami és tengeri kikötőket köt össze közúti, vasúti és légi közlekedési elemekkel egységes rendszerré. A TEN-T VII. számú közlekedési folyosója a Rajna/Majna-Duna folyami hajózási útvonal, melybe hét kikötőnk: Győr-Gönyű, Komárom, Budapest-Csepel, Dunaújváros, Baja, Mohács, Szeged tartozik. A folyami és a balatoni forgalmat összevetve, a Balaton az utaslétszámban vezet, míg a folyami hajózásban megtett utaskilométer hatszorosa a tavinak. A magyar tengeri hajózás, amely kizárólag az árufuvarozásra koncentrálódott, erősen visszaszorult. Magyarországnak jelenleg már csak két tengerjáró hajója van, amit az orosz államadóság törlesztéseként kapott.

63. ábra Duna Esztergom (bal) és Budapest Vigadó (jobb) turisztikai kikötők

A Duna és a Tisza nagyjából párhuzamosak egymással és az ország területén nincsenek összeköttetésben. Az ország területén kívül is csak jelentős időveszteséggel lehet az egyik folyórendszerből a másikba átjutni. Ezt a problémát hívatott megoldani a Duna–Tisza-csatorna tervezése. A csatorna ügye főleg pénzhiány miatt több száz éve húzódik. További hátrányt jelent a hajózás szempontjából, hogy a Duna és a Tisza vízrendszerén belül a vízi út méretei nem egységesek, valamint az, hogy a két folyó vonala nem követi az áruáramlás K-Ny-i fő irányait, hanem arra merőleges közlekedést tesznek lehetővé.

A belföldi (tengerhajózás nélküli) áruszállítási teljesítményekben a hajózás részaránya 2,9%-ra csökkent, az összes teljesítmény alapján számítva, tehát a tengerhajózást is figyelembe véve ez a visszaesés jóval nagyobb.

Az ásványvíz olyan mélyen fekvő, szennyezetlen rétegekből felszínre kerülő víz, amely ásványokat és egyéb oldott anyagokat tartalmaz, ami sajátos ízt és gyakran gyógyhatást kölcsönöznek neki. A természetes ásványvizek összes oldott ásványianyag-tartalma legalább 500 mg/l, és tartalmazza a következő anyagok valamelyikét: lítium-ion (≥5 mg/l), szulfid-ion vagy titrálható kén (≥1 mg/l), metakovasav (≥50 mg/l), nátrium-ion (≤200 mg/l), magnézium-ion (≥20 mg/l), kalcium-ion (≥60 mg/l), bromid-ion legalább (≥5 mg/l), jodid-ion legalább (≥1 mg/l), fluorid-ion (0,8-1,2 mg/l), radonaktivitás (≥37 Bq/l), szabad szén-dioxid legalább (≥1000 mg/l). A gyógyvizek hasonló jellemzője akár a 20.000 mg/l-t is elérheti.

Az ásványvizek, jellegük szerint főleg kalcium-, magnézium-, nátrium-hidrogén-karbonátos, kloridos, szulfátos, fluoridos vizek, illetve ezek változatai. A szervezetnek számos olyan anyagra van szüksége, amelyet nem biztos, hogy felveszünk a táplálékkal együtt, de megtalálható az ásványvízben. Ugyanakkor - ellentétben az üdítőitalokkal, és különösen az alkohol tartalmú italokkal - a természetes ásványvíz kalóriamentes.

13. táblázat Éves ásványvízfogyasztás országonként 2003-ban (liter/fő)

Ország

Fogyasztás

Ország

Fogyasztás

Ország

Fogyasztás

Olaszország

203

Spanyolország

126

Görögország

57

Franciaország

149

Svájc

110

Lengyelország

41

Belgium

145

Portugália

92

Nagy-Britannia

34

Németország

129

Magyarország

60

Oroszország

10

A világon több mint 3000 ásványvízmárka van forgalomban. Világszinten a fejlett országokban a legnagyobb a fogyasztás, de mindenütt bővülő tendenciát mutat. 2008. évi adatok alapján már Kína adta a világ ásványvíz fogyasztásának közel 10 százalékát. Magyarországon több mint 500 olyan nagy mélységű kút ismeretes, amely ásványvizet szolgáltat. A kutak mélysége néhány métertől 2550 m mélységig terjed. Jelenleg közel 120 kút és forrás szolgáltat elismert, természetes ásványvizet hazánkban, amelyek közül 45-50 vizét palackozzák. A Magyar Ásványvíz Szövetség adatai szerint évről évre több palackot értékesítenek, az utóbbi évtizedben a következőképp alakult az egy főre eső hazai fogyasztás: 1960-ban 2,3 liter, 1997-ben 18 liter, 2000-ben 39,2 liter, 2008-ban 111 liter.

Az Európai Unió rendelete szerint csak az a víz lehet természetes ásványvíz, amely: védett vízadó rétegből származik, eredendően tiszta, szennyeződésmentes, összetétele ismert és állandó, összetevői csak meghatározott mennyiségben fordulhatnak elő, ásványi anyag és nyomelem-tartalmának köszönhetően egészségre kedvező hatású, szigorú mikrobiológiai követelményeknek kell megfelelnie, néhány fizikai eljárástól eltekintve nem szabad kezelni, nem szabad – a szén-dioxid kivételével – idegen anyagot adni a vízhez. Sok palackozott „ásványvíz” nem felel meg az ásványvíz követelményeinek, mert csak forrásvíznek, ivóvíznek tekinthetők. Mesterségesen is állítanak elő ásványi és egyéb anyagokkal dúsított vizet, szoros értelemben azonban ezek sem tekinthetők ásványvíznek. A palackozott vizek további kategóriái, melyek részben természetes eredetűek, ill. azok alapanyagként történő felhasználásával készülnek: a forrásvíz, dúsított és ízesített vizek, gyógyvíz.

64. ábra Magyar ásványvizek (34) összes ásványi anyag tartalma (mg/l) (Magyar Ásványvíz Szövetség és Terméktanács adatai alapján - http://www.asvanyvizek.hu)

A hazai palackozott ásványvizek közül az 1000 mg feletti összes ásványi anyag tartalmúak: Borsodi víz, Balfi, Theodora Kékkúti, Parádi, Aqua Mathias és Visegrádi (14. táblázat).

A természetes ásványvíz nem azonos a gyógyvízzel. A gyógyvizek is ásványvizek, de olyan ásványvizek, amelyeknek klinikailag bizonyított gyógyhatásuk van. A gyógyvizek összes ásványi anyag tartalma 25-30.000 mg/liter, esetenként még ennél is több. A természetes ásványvizeket bármelyik egészséges ember korlátozás nélkül ihatja, a gyógyvizet csak orvosi utasításra, az orvos által javasolt mennyiségben és gyakorisággal fogyaszthatja.

14. táblázat A magyarországi palackozott ásványvizek és összes ásványi anyag tartalmuk

Ásványvíz neve

Összes ásványi anyag

Ásványvíz neve

Összes ásványi anyag

Ásványvíz neve

Összes ásványi anyag

Amadé

535

Fonyódi forrásvíz

761

Fonte Verde

667

Apenta Optima

588

Harmatvíz forrásvíz

410

Parádi

1444

Aqua Mathias

1405

Jászok Kincse

700

Primavera

555

Aquarius Aqua

515

Lillafüredi

640

Szentkirályi

517

Aquastella

728

Margitszigeti Kristályvíz

1350

Theodora Kékkúti

1600

Ave

521

Mizse

515

Theodora Kereki

904

Balfi

1890

Montivíz

593

Uniquelle

700

Borsodi víz

5700

NaturAqua

636

Veritas Gold

444,7

Civis

546

Nestlé Aquarel forrásvíz

603

Viktória

528

Csokonai

521

Óbudai Gyémánt

687

Visegrádi

1297

Dogerita

491

Pannon Aqua

645

Vivien

620

Emese

560

Pannon Gyöngye

583

M

agyarország a Pannon-medence közepén, kedvező geotermikus adottságú területen helyezkedik el. A geotermikus gradiens másfélszerese a világátlagnak: 5ºC/100m. Ennek oka: a földkéreg vékonyabb 20-26 km vastagságú (világátlag: 30-35 km), jó hőszigetelő üledékek töltik ki a medencét (agyagok, homokok). A geotermikus gradiens az Alföldön és a Dél-Dunántúlon magasabb, a Kisalföldön és a hegyvidéki területeken alacsonyabb.

65. ábra A magyarországi termálvíz kutak helye és létesítési éve (VITUKI 2006

A kitermelt hévíz felhasználása: ivóvízellátás 26%, mezőgazdasági célú vízellátás 21%, balneológia, gyógyászat, gyógyturizmus 31%, egyéb (többcélú, kommunális, ipar) 22%. Azonban a termálvíz hasznosításnak vannak környezetvédelmi korlátai. A különböző rétegek igénybevétele kihat az egész rendszerre. A felszín alatti víz nyomáscsökkenés megakadályozásának módja: vízvisszasajtolás, környezetkímélő szenny - használt víz elhelyezés, csapadék vízvisszatartás. A magas só-tartalom, a szénhidrogén származékok (pl fenol, benzol) magas KOI, ammónium – veszélyeztetik a talaj, a felszíni és a felszín alatti vizek minőségét és az ökoszisztémát. A használt termálvíz elvezetése felszíni vizekbe (vízfolyások, tavak, holtágak, időszakos vízfolyások, belvízcsatornák, öntözőcsatornák, hűtőtavak) történik. Aktuális probléma a Rába sóterhelése, amit főleg az ausztriai Fürstenfeldi termálenergia távhőszolgáltató Kft. (Stájerország) vize szennyez.

A gyógyfürdő olyan fürdőlétesítmény, amely elismert gyógyvizekkel rendelkezik. Gyógyfürdőket általában természetes vagy mesterségesen fúrt hőforrások vagy ásványvizes források mellett létesítenek. A gyógyfürdőhöz gyakran uszoda és gőzfürdő, néha strand és szálloda is tartozik, ahol nemcsak a betegek, hanem mindenki élvezheti a gyógyvíz jótékony hatását. A gyógyfürdőkkel a balneológia (gyógyfürdőtan) tudománya foglalkozik. Gyógyfürdő látogatása nem javasolt következők esetén: láz, terhesség, tbc, pajzsmirigytúltengés, magas vérnyomás, szívinfarktus után 6 hónap, fertőző betegségek, szív- és keringési elégtelenség, epilepszia, elmebetegség, önellátásra képtelenség, inkontinecia, rosszindulatú daganatos betegség.

66. ábra A jelenleg is működő római fürdő a dél-nyugat angliai Bath-ban

Fürdőket már az ókori görögök és rómaiak is építettek. Caracalla császár i.sz. 216-ban Rómában nyitotta meg a birodalom legnagyobb közfürdőjét, a termákat. A szimmetrikusan kialakított épületben, amelyet csőrendszer kötött össze egy központi kemencével, a melegített vízben 1500 ember fürödhetett egyszerre. Ennek a fürdőnek ma már csupán a romjai találhatók meg, de még ezek alapján is érzékelhető, milyen impozáns lehetett egykor az épület.

Róma 15 meleg vizű termája és 856 hideg vizes közfürdője a III. században nem csupán tisztálkodási és társasági célokat szolgált, betegségmegelőző és gyógyító szerepük is volt. A rómaiak Pannóniát (Dunántúl) Augustus császár korában, az időszámításunk kezdete körül foglalták el. A mai Budapest területén eddig 11 katonai és polgári köz- és magánfürdő maradványait tárták fel, amelyek mindegyike hasznosította az itt található meleg források vizét. Emellett megtalálhatók a római kori fürdők maradványai Balfon és Tatán is.

A török fürdő eredete arra az időre vezethető vissza, amikor a törökök Anatóliába érkeztek, ahol találkoztak a bizánci és római fürdőkultúrával. Az itt talált hagyományt ötvözték a saját tradícióikkal és az iszlám vallás fürdőzésre vonatkozó előírásaival, így született meg a török fürdő, eredeti nevén "Hamam" (jelentése: meleget árasztó). A fürdőkbe nők és férfiak egyaránt beléphettek, de külön időpontban, vagy egymástól elkülönült helyiségekben. Kortól, nemtől, vagyontól függetlenül mindenki látogathatta, a mindennapi élet és a török kultúra szerves részévé vált. A Török Birodalom egész területén épültek fürdők. Magyarországon, Pécsett, Budán, Szegeden, Esztergomban, Szolnokon és Egerben. A török hódoltság ideje alatt a budai fürdők virágzásnak indultak, és az akkori társadalmi életnek jelentős színterei lettek. A budai törökfürdők közül négy (Rudas-, Király-, Császár- és Rác-fürdő) ma is üzemel, akárcsak az egri.

Magyarországon 2000. január 1-jén összesen 1289 regisztrált termálkút volt. Az országban mintegy 150 meleg vizes gyógyfürdő, köztük 36 speciális – többek között radioaktív, kénes-savas, sós-brómos-karbonátos, jódos vizet tartalmazó – fürdő található. Európa egyetlen barlangfürdője Északkelet-Magyarországon a tapolcai, a Balaton közeli Hévíz pedig Európa legismertebb meleg (33°C) gyógyvizű tava. Budapest – évtizedek óta a világ „fürdőfővárosa”. A fővárosban két tucat fürdő és 13 gyógyfürdő van. A gyógyfürdőkhöz az utóbbi évtizedben jelentős számban születtek építkezési, infrastrukturális bővítések, szélesedett a gyógyszállók rendszere, kialakultak a welness-szállodák, működnek a gyógybarlangok és felépült számos aquapark is.

A gyógyvizeket kémiai elemzés alapján az alábbi csoportokba osztják:

- Egyszerű szénsavas vizek (Maconka (Nógrád megye), Répcelak, Mihályi);

- Földes, meszes vizek (Budapesten a Császár fürdő, a Lukács fürdő, a Rácz fürdő, a Rudas fürdő és a Gellért fürdő, de az ország több pontján is vannak ilyen források és kutak, például: Csopak, Esztergom, Kékkút, Mohács, Székesfehérvár);

- Alkalikus vizek (Balf, Békés, Bükkszék, Gyopárosfürdő, Gyula, Makó, Mezőtúr, Nagyszénás, Tótkomlós, Szeged/Anna, Szécsény, Szolnok);

- Kloridos vagy konyhasós vizek (Cserkeszőlő, Debrecen, Eger, Hajdúszoboszló, Karcag, Sóshartyán/Jódaqua, Pesterzsébet, de hasonló gyógyhatásuk van az alföldi sziksós tavaknak: Dunapataj, Gyopáros, Kakasszék, vagy a Nyíregyháza-Sóstó);

- Keserűvizek (Őrmezőn a „Hunyadi János” és a „Ferenc József”, a nagyigmándi „Igmándi”, vagy a tiszajenői „Mira” keserűvíz);

- Vasas vizek (a parádi Clarissa- és István-forrás vagy a mohai Stefánia-forrás vize);

- Kénes vizek (Budapesten az „Imre”, a „Lukács” és a „Rudas” fürdő egyes forrásai, Aranyos fürdő, Balf, Parád Csevice forrás, Erdőbénye, Harkány, Mezőkövesd);

- Jódos–brómos vizek (sóshartyáni „Jodaqua”, Debrecen, Kiskőrös, Hajdúszoboszló, Pesterzsébet);

- Radioaktív vizek (Rudas, Imre, Gellért, Eger, Miskolctapolca, Hévízi-tó);

- Egyszerű hévizek (Római-fürdő, Pünkösdfürdő, Csillaghegy, Kács fürdő).

A 78/2008. (IV. 3.) Korm. rendelet meghatározza a fürdővizek kijelölésének elveit. A kijelölés a fürdési szezont megelőzően történik. Az országban összesen 275 db természetes fürdőhely van kijelölve. Ezek nagy többsége 172 db a Balaton részvízgyűjtőjén, ebből 165 db a Balatonon található. További 52 db a Duna részvízgyűjtőn (ebből Velencei-tónál 9 db), 47 db a Tisza (ebből Tisza-tónál: 6 db) és 4 db a Dráva részvízgyűjtőn található. A 275 db fürdőhelyből 26 db folyókon, 249 db állóvízen található. Az állóvízi strandok nagy része nagy tavainkon, a többi holtágakon és kavicsbánya tavakon található.

15. táblázat A természetes fürdőhelyek száma vízgyűjtőnként (VGT 2009)

Terület

Természetes

fürdőhelyek száma

Terület

Természetes fürdőhelyek száma

Magyarország

275

Tisza

47

Duna

52

Dráva

4

ebből Velencei-tó

9

Balaton

172

A vízi turizmusba minden, a vízhez kötődő rekreációs tevékenységet beleértve, pl. a horgászat, vízi sportok, termálturizmus, gyógyvízturizmus, stb. Hazánk folyó- és állóvizei megfelelő lehetőséget nyújtanak a vízi turizmus számára. A Balaton, a Velencei-tó, a Fertő tó és a Tisza-tó mintegy hétszáz négyzetkilométer vízfelülettel rendelkezik. Komoly lehetőséget jelenthet a magyar turizmus számára a vitorlásturizmus minőségének fejlesztése. Bővítésre még van lehetőség: az EU tagországaiban lévő tavak átlagos terheltségét mutató statisztikai adat hektáronként 4 vitorlás hajó, a Balaton esetében ez a szám 0,5 hajó. A kézzel hajtott járművek – kajak, kenu, evezős csónak – részére 3870 kilométeres víziút áll rendelkezésre.

Mind a motoros hajók használatához, mind a vízi túrázáshoz, vitorlázáshoz jól kiépített kiszolgáló infrastruktúra szükséges, amellyel csak részben rendelkezünk. A hazai nagy folyókon nem adottak a feltételek a motoros vízi turizmus kulturált fogadására és ellátására, sok a hiányosság a nagyobb tavaknál a vitorlás turizmus színvonalas fogadását illetően, valamint a kisebb folyókon az evezősturizmus feltételei tekintetében.

67. ábra A hévizes Budapest Széchenyi (bal) és Nyíregyháza Sóstófürdő (jobb)

Magyarország nemzetközi összehasonlításban az adottságokat tekintve világviszonylatban nagyhatalomnak számít, közvetlenül Japán, Izland, Olaszország és Franciaország mellett Magyarország rendelkezik a világ egyik legbővebb termálvíz kincsével. A feltárt gyógy- és termálvizek (és az erre épülő szolgáltatások) kiemelt jelentőséget biztosítanak az egészségturizmusnak. A gyógyfürdők, termálfürdők és strandfürdők turisztikai szempontból jelentős forgalmat bonyolítanak. Kínálatuk számokban: 208 minősített gyógyvíz, 71 gyógyfürdő, 13 gyógyhely, 30 gyógyszálló, kb. 40 wellness szálloda, 5-5 gyógy-barlang és gyógyiszap, valamint 1 gyógy-gáz. A hazai gyógyvízkincset a helyi lakosság is felhasználhatja - az egyik legfőbb érték -, az egészség megőrzésére, az életminőség javítása érdekében. A lakosság nagy része súlyos mozgásszervi-, reumatikus-, és idegrendszeri betegségekben szenved, miközben az e betegségek orvoslására használható termálvizek bőségesen állnak a rendelkezésünkre.

68. ábra Vízi turizmusra alkalmas vizeken érintett települések megoszlása részvízgyűjtőként

Az egyedi előnyök következtében a gyógy-és termálturizmus a nemzetgazdaság egészére is jelentős, pozitív hatást fejt ki: - a gyógy-és termálturizmusban a vendégek által elköltött minden újabb száz forint után a nemzetgazdasági munkajövedelmek 75 forinttal növekednek, - a gyógy-és termálturizmusban létrejövő minden száz új munkahely a nemzetgazdaságban további 214 új munkahelyet teremt. A kedvező természeti adottságok és a nemzetgazdasági húzóhatások ellenére a gyógy-és termálturizmusban rejlő lehetőségek Magyarországon javarészt még kihasználatlanok.

6. A VIZEK JÓ ÁLLAPOTA ÉS AZ EU VÍZ KERETIRÁNYELV

Tartalom:

Az EU Víz Keretirányelv

Vízgyűjtő gazdálkodási tervek

Az ipari forradalom kezdetétől, de különösen a XX. század második felében egyre gyorsabban romlott a Föld vízkészleteinek állapota, a víz mennyiségi, minőségi és ökológiai jellemzői. Ez a romlási tendencia – ha területenként eltérő mértékben is, de - megfigyelhető lokális és globális szinten egyaránt. A romlási folyamatban a XIX. században a járványok, a XX. század közepétől az oxigénháztartás, hőszennyezés, eutrofizáció, nitrásodás volt figyelemre méltó. Egyre komolyabb gondot jelentett az árvizek, a vízhiány és más haváriák által okozott károk, az intenzív savasodás. A XX. század utolsó két-három évtizedében - elsősorban az üvegházhatású gázok mennyiségének gyors növekedése miatt - az éghajlatváltozás problematikája került előtérbe.

A víz mennyiségi és minőségi állapotával kapcsolatos gondok egyre súlyosabbá váltak az emberiség számára, hiszen a Föld egyik legfontosabb erőforrása. Ahhoz, hogy a jövőben mindenkinek jusson elegendő tiszta ivóvíz, és a folyók, tavak tájaink, életünk meghatározó elemei maradhassanak, erőfeszítéseket kell tenni a vizek megóvásáért, állapotuk javításáért.

Ez a nagyjelentőségű felismerés vezette az Európai Uniót új vízpolitikájának, a „Víz Keretirányelvnek” (rövidítve: VKI), angolul Water Framework Directive (rövidítve: WFD) kidolgozásához, mely 2000. december 22-én lépett hatályba. A VKI hosszabb hivatalos magyar címe: Az Európai Parlament és a Tanács 2000/60/EK (2000. október 23.) Irányelve a vízvédelmi politika terén a közösségi fellépés kereteinek meghatározásáról. A VKI 45 oldal, mellékletekkel együtt összesen 124 oldal hosszú, és tartalma 26 cikkre tagolódik.

1. cikk Cél; 2. cikk Fogalommeghatározások; 3. cikk A közigazgatási megállapodások összehangolása a vízgyűjtő kerületekben; 4. cikk Környezeti célkitűzések; 5. cikk A vízgyűjtő kerület jellemzői, az emberi tevékenység környezeti hatásainak vizsgálata és a vízhasználat gazdasági elemzése; 6. cikk Védett területek jegyzéke; 7. cikk Az ivóvíz kivételére használt vizek; 8. cikk A felszín és felszín alatti vizek és a védett területek állapotának megfigyelése; 9. cikk A vízszolgáltatások költségeinek megtérülése; 10. cikk Kombinált megközelítés a pontszerű és a diffúz szennyezőforrások esetén; 11. cikk Intézkedési program; 12. cikk A tagállamok szintjén nem megoldható problémák; 13. cikk Vízgyűjtő gazdálkodási tervek; 14. cikk A nyilvánosság tájékoztatása és részvétele; 15. cikk Jelentés; 16. cikk Vízszennyezés elleni stratégiák; 17. cikk Stratégiák a felszín alatti vizek szennyezésének megakadályozására és szabályozására; 18. cikk Bizottsági jelentés; 19. cikk Jövőbeni közösségi intézkedések tervei; 20. cikk Az irányelv műszaki fejlődéshez történő hozzáigazítása; 21. cikk Szabályozási Bizottság; 22. cikk Hatályon kívül helyezések és átmeneti rendelkezések; 23. cikk Szankciók; 24. cikk Végrehajtás; 25. cikk Hatálybalépés; 26. cikk Címzettek

A VKI szövegének szerves részét képezi a 11 db. melléklet.

I. Melléklet A hatáskörrel rendelkező hatóságok listájához előírt információk; II. Melléklet 1. Felszíni vizek jellemzői, 2. Felszín alatti vizek jellemzői; III. Melléklet Gazdasági elemzés; IV. Melléklet Védett területek; V. Melléklet Vizek állapota; VI. Melléklet Az intézkedési programokba felveendő intézkedések listája; VII. Melléklet Vízgyűjtő-gazdálkodási tervek; VIII. Melléklet A fő szennyező anyagok példálózó listája; IX. Melléklet Kibocsátási határértékek és környezetbiztonsági előírások; X. Melléklet Elsőbbségi anyagok; XI. Melléklet A. Térkép (folyók és tavak ökorégiói), B. Térkép (az átmeneti vizek és a parti tengervizek ökorégiói)

A VKI alapvető célja, hogy 2015-re a felszíni és felszín alatti vizeket „jó állapotba” kell hozni, amenyiben ez egyáltalán lehetséges és fenntarthatóvá kell tenni a jó állapotot. A „jó állapot” nemcsak a víz tisztaságát jelenti, hanem a vízhez kötődő élőhelyek minél zavartalanabb állapotát, illetve a megfelelő vízmennyiséget is. Általános célkitűzései:

  1. - a vizekkel kapcsolatban lévő élőhelyek védelme, állapotuk javítása,

    - a fenntartható vízhasználat elősegítése a hasznosítható vízkészletek hosszú távú védelme,

    - a vízminőség javítása a szennyezőanyagok kibocsátásának csökkentésével,

    - a felszín alatti vizek szennyezésének fokozatos csökkentése, és további szennyezésük megakadályozása,

    - az árvizeknek és aszályoknak a vizek állapotára gyakorolt kedvezőtlen hatásainak mérséklése.

A célok eléréséhez szükséges intézkedéseket a vízgyűjtő-gazdálkodási terv foglalja össze.

A VKI hatálya minden olyan emberi tevékenységre kiterjed, amely jelentős mértékben kedvezőtlenül befolyásolhatja a vizek állapotát és így akadályozhatja a vizek jó állapotának elérését, illetve megőrzését. Esetenként lehetőséget ad kevésbé szigorú környezeti célkitűzések megfogalmazására és későbbi határidők kijelölésére. Kevésbé szigorú környezeti célkitűzések is megállapíthatók akkor, ha egy víztestet olyan mértékben befolyásol az emberi tevékenység, vagy annak természetes viszonyai olyanok, hogy jó állapotát lehetetlen vagy csak ésszerűtlenül költséges módon lehet elérni. Ebben az esetben is minden gyakorlati lépést meg kell tenni a vizek állapota további romlásának megelőzésére.

Magyarország földrajzi, illetve vízrajzi elhelyezkedése miatt is (vizeinek döntő része külföldi területekről érkezik), alapvetően érdekelt abban, hogy a Duna nemzetközi vízgyűjtő területén mielőbb teljesüljenek a VKI célkitűzései.

A környezeti célkitűzéseket a 4. cikk határozza meg. A legfontosabb előírások a felszíni vizekkel kapcsolatban: 2015-ig el kell érni a víztestek jó ökológiai állapotát; el kell érni az erősen módosított és mesterséges víztestek jó potenciálját és jó kémiai állapotát; meg kell akadályozni a felszíni vizek állapotának romlását. A legfontosabb előírások a felszín alatti vizekre vonatkozóan: 2015-ig el kell érni a jó mennyiségi és minőségi állapotot; vissza kell fordítani a jelentős terhelési trendeket; meg kell akadályozni, illetve korlátozni kell a káros anyagok vizekbe történő bejutását; meg kell akadályozni a felszín alatti vizek állapotának romlását.

Az Európai Parlament és a Tanács - tekintettel a felszín alatti vizek védelmére - speciális intézkedéseket írt elő a vízszennyezés korlátozására és csökkentésére vonatkozóan.

A mesterséges és erősen módosított víztestek külön kategóriát képeznek, kijelölésük minden esetben csak az adott állapot javítási lehetőségeinek alapos vizsgálatát követően történhetett meg. Ezeknél a víztesteknél, illetve víztest-részeknél, amelyek esetében a jó ökológiai állapot egyáltalán nem, illetve elviselhető mértékű ráfordításokkal nem állítható helyre, valamint a helyreállítás bizonyos vízhasználatokat (mint a vízerőművek, hajózás, árvízvédelem) döntően akadályozhat, nem a jó ökológiai állapot, hanem a jó ökológiai potenciál elérése a cél. A jó ökológiai állapot és a jó ökológiai potenciál meghatározása a Keretirányelv V. Mellékletében található táblázatok alapján történik.

Az erősen módosított víztestek kijelöléséhez elvégzett vizsgálatok során nem csak a már meglévő vízállapotokra, hanem az emberi beavatkozások következtében fellépő változásokra is tekintettel kellett lenni.

A VKI által meghatározott feladatok végrehajtásáért minden tagország maga viseli a felelősséget. A legfontosabb feladatok: állapotfelvétel (jelenlegi állapot), a célok meghatározása (az elérendő állapot), intézkedések meghatározása a célok eléréséhez. Fontos részfeladatok: vízgyűjtő egységek meghatározása, nemzetközi vízgyűjtő egységekhez való besorolás, a vizek jellemzőinek elemzése a vízgyűjtőkön (felszíni víztípusok megállapítása), referencia-feltételek és mérőhelyek megállapítása, a felszín alatti vizek leírása, az emberi tevékenységek hatásainak vizsgálata, jellemzési kritériumok kidolgozása, felügyeleti módok megállapítása, a vizek állapotának értékelése, gazdasági elemzések elvégzése, a költség-visszatérülés elvének átültetése, az intézkedési programok meghatározása.

A VKI célja az is, hogy jogi keretet biztosítson a vizekkel kapcsolatban lévő ökoszisztémák védelméhez; a fenntartható vízhasználatokhoz; az emisszió csökkentésével a vízminőség javításához; az árvizek és aszályok környezeti hatásának mérsékléséhez. Fontos egyéb szempontok: a költségmegtérülés, a “szennyező fizet” elv, a társadalmi kapcsolatok, az integráló szemlélet, vízgyűjtő elv, célok (állapot romlás megakadályozása, jó állapot elérése), feladatok (monitoring, vízgyűjtő-gazdálkodási terv, intézkedési terv), határidők, felelős hatóság, jelentési kötelezettség. A VKI 2. cikk tartalmaz 41 db. fogalommeghatározást, melyek közül olyanokat is bevezet, melyek a hazai szakirodalomban nem voltak használatban.

Néhány fontos fogalom újszerű definíciója a VKI-ban:

"Mesterséges víztest" emberi tevékenységgel létrehozott felszíni víztest.

"Jelentősen (erősen) módosított víztest" felszíni víztest, amely emberi tevékenység általi fizikai változások eredményeként jellegében lényegesen megváltozott.

"Felszíni víztest" a felszíni víznek olyan különálló és jelentős eleme, mint például egy tó, egy tározó, egy vízfolyás, folyó vagy csatorna, egy vízfolyás, folyó vagy csatorna része, átmeneti víz vagy parti tengervíz egy szakasza.

"Felszín alatti víztest" A felszín alatti víznek egy víztartón vagy víztartókon belül lehatárolható része.

"Vízgyűjtő kerület" a szárazföldnek vagy tengernek egy olyan területe, amely egy vagy több szomszédos vízgyűjtőből áll azok felszín alatti vizeivel és parti tengervizeivel együtt, és amelyet a 3. cikk (1) bekezdése a vízgyűjtő-gazdálkodás fő egységeként határoz meg.

"A felszíni víz állapota" egy felszíni víztest állapotával kapcsolatos általános kifejezés, amely állapotot a víz ökológiai és kémiai állapota közül a rosszabb határoz meg.

"A felszín alatti víz állapota" egy felszín alatti víztest állapotával kapcsolatos általános kifejezés, amely állapotot a víz mennyiségi és kémiai állapota közül a rosszabb határoz meg.

Az Eu irányelvek és különösen a VKI az európai jogrendszerbe illeszkedésének megértéséhez legalább vázlatosan ismernünk kell a 25 európai tagország által alkotott Európai Unió működésének, szervezeti felépítésének, jogrendszerének néhány alapvető jellemzőjét.

Az Európai Unió fő intézményei: az Európai Unió Tanácsa, az Európai Tanács, az Európai Bizottság, az Európai Parlament és az Európai Közösségek Bírósága.

1. Európai Unió Tanácsa = Miniszterek Tanácsa Az EU kormányközi alapon működő döntéshozó, jogalkotó szerve. Tagjai az adott témáért felelős tagállami miniszterek;

2. Az Európai Tanács = Az Unió csúcsszerve, stratégiai kérdésekben dönt, kijelöli a fejlődés általános irányvonalát. Tagjai az EU állam- és kormányfői;

3. Az Európai Bizottság = Közösségi érdekeket képviselő, kormányszerűen működő szupranacionális szerv, melynek feladata a közösségi döntések előkészítése. Tagjai: 27 biztos (elnök + 5 alelnök) akiket 5 éves megújítható időszakra választanak. Hatáskörei: jogalkotási javaslatok beterjesztése a közösségi kompetenciába tartozó területeken, delegált jogalkotói és végrehajtói hatáskör, az EU költségvetése tervezetének elkészítése, a „szerződés őre” (ellenőrzi a tagállamok közösségi jognak megfelelő magatartását);

4. Az Európai Parlament = Az Unió állampolgárainak érdekeit képviseli a közösségi döntéshozatalban társjogalkotó szerv. Tagjai: 785 közvetlenül választott képviselő 5 éves időszakra (Magyarországról 22 képviselő). Hatáskörei: a) társjogalkotó, társdöntéshozó szerv az EU Tanácsa mellett, b) a Bizottság elnöke és testülete kinevezésének jóváhagyása, működésének ellenőrzése, c) költségvetés elfogadásában betöltött szerep, d) politikai kezdeményező szerep;

5. Az Európai Közösségek Bírósága = Biztosítja a közösségi jog egységes értelmezését, alkalmazását és védelmét, továbbá az EU intézményeinek jogszerű működését. Tagjai: a tagállamok közös beleegyezésével 6 évre választott 27 bíró.

69. ábra Az Európai Unió 25 tagországa (zöld)

Az EU jogalkotása összetett, bonyolult és időigényes folyamat. A Bizottság kezdeményezi a jogalkotást és előterjeszti a javaslatát. A javaslatról a Parlament meghallgatása és bevonása után a Parlamenttel közösen vagy egyedül a Tanács dönt. A közösségi jog elsőbbséget élvez a tagállamok belső jogrendszerével szemben, hatályba lépést követően közvetlenül alkalmazandó és közvetlenül hatályos. Elsődleges jogforrásai: alapítószerződések, költségvetési szerződések, csatlakozási szerződések. A másodlagos jogforrások: a közösségi jogszabályok. Ezek kötelező jogforrások, mint a rendelet, irányelv és határozat. Nem kötelező jogforrások az ajánlások és vélemények. A VKI irányelv, az EU kötelező jogszabálya, amit minden tagállamnak végre kell hajtania.

A VKI különleges jelentősége a vizek védelmének egységes - elsősorban ökológiai - szempontok szerinti, következetes végrehajtása. Ezzel összhangban ugyanakkor speciális tényezők is megjelennek, mint például: következetesen terület-specifikus, vízgyűjtő egységre vonatkozó tényezők, víztípusok szerinti tényezők, a káros anyagok vizsgálatának kombinált módszere, paraméterekkel, illetve paramétercsoportokkal kapcsolatos tényezők.

A VKI következetes végrehajtásától egy erőteljes ökológiai szemléletű és egységesebb vízvédelem kialakulása várható. A jogharmonizáció után a magyar vízi, környezetvédelmi és természetvédelmi jogszabályokban már meglévő vízgazdálkodási és vízvédelmi eszközök tovább erősödtek. A VKI előírásai, különösen a vízgyűjtőkön való integrált gazdálkodás követelménye, emeli a vízvédelem szintjét Magyarországon. Hatályba lépésétől jogi és anyagi természetű végrehajtási kötelezettségeket ró a tagországokra.

A VKI harmonizációjának legfontosabb, törvényi szabályozást is igénylő részei és előírásai: a fogalom-meghatározások, a vízgyűjtőkön való vízgazdálkodás alapelvei, a határokon átnyúló vízgazdálkodás koordinálására vonatkozó kötelezettségek, a jó vízállapotra vonatkozó célkitűzések, a határidők meghosszabbításának és egyes előírások könnyítésének lehetőségei, intézkedési programok és vízgyűjtő-gazdálkodási tervek eszközei.

A VKI összetettsége nem teszi lehetővé valamennyi szakmai előírás, mint például az intézkedési programok és vízgyűjtő-gazdálkodási tervek összeállításához, valamint a társadalom bevonásának megvalósításához szükséges eljárások, vagy az állapotfelmérés, az értékelés, a monitoring, vagy a jelentések készítése szabályainak törvényi meghatározását. Ez az alacsonyabb szintű jogszabályok feladata, amelyeknek azonban illeszkedniük kell a törvényi szabályozáshoz.

A 3. cikkben meghatározott vízgyűjtőkön koordinált vízgazdálkodás a VKI fontos eleme. Ahhoz, hogy a VKI célkitűzései megvalósuljanak, az EU tagállamoknak gondoskodniuk kell arról, hogy a VKI - különösen az intézkedési programokra vonatkozó - előírásai, valamennyi vízgyűjtő egységen koordinált módon megvalósuljanak.

A kombinált módszer alkalmazását a VKI 10. cikke írja elő. A felszíni vizekbe pontszerű, illetve diffúz forrásokból történő bevezetésekre vonatkozóan egyrészről - a technika jelenlegi állása szerint elérhető - emissziós értékek megállapítását, másrészt a bevezetésektől függő vízminőségi célkitűzések meghatározását írja elő. Amennyiben a vizek minőségére vonatkozó célkitűzéseket nem sikerül elérni, szigorúbb emissziós értékeket kell meghatározni.

A különösen veszélyes anyagok listája azokat az elemeket tartalmazza, amelyekben az Európai Parlament és az Európai Tanács (2001-ben) megegyezett. Elfogadtak egy 33 anyagból, illetve anyagcsoportból álló listát, amelyet "különösen veszélyes anyagok", "megvizsgálandó veszélyes anyagok" és "nem különösen veszélyes anyagok" alcsoportokra osztottak, és a VKI X. Mellékletébe felvettek.

A nemzetközi vízgyűjtők esetében az érintett országoknak közösen kell a koordinációt megvalósítaniuk. A nemzeti és nemzetközi vízgyűjtő egységeken egyetlen VGT-t kell készíteni.

A VGT-k elkészítése és végrehajtása során az adatgyűjtéstől az értékeléseken és a célkitűzések megállapításán át, az intézkedések végrehajtásáig nagyon sokrétű munkára van szükség. A VKI VII. Melléklete szerint a VGT-éknek tartalmazniuk kell többek között:

- a vízgyűjtő általános leírását, beleértve a felszín alatti vizeket is,

- minden jelentősebb terhelés és emberi tevékenység vizekre való hatásainak összefoglalását,

- a védett területek és a megfigyelési hálózat leírását,

- a vizekre vonatkozó környezeti célkitűzések listáját,

- a gazdasági elemzést,

- minden intézkedés és intézkedési program összefoglalását,

- az illetékes hatóságok felsorolását,

- a tájékoztatásra tett intézkedések és a VGT készítése során végzett társadalom bevonási tevékenység összefoglalását.

A Keretirányelv 14. cikke a tagállamoktól megköveteli minden érdekelt aktív bevonását a VKI által előírt tervezési folyamatba és az intézkedések végrehajtásába. Ehhez elengedhetetlen az intézkedési tervek összeállítására vonatkozó ütemtervek és munkaprogramok, a legfontosabb vízgazdálkodási problémák összefoglalásának, illetve a vízgyűjtő-gazdálkodási tervjavaslat időben történő közzététele. A társadalom aktív bevonása elősegíti a tervezők és a társadalom közti bizalom kiépítését, és ezt a vizekkel kapcsolatos tervezett intézkedések során intenzíven fel kell használni.

A VKI eredményes végrehajtásához sok kutatás-fejlesztési feladatot kell megoldani, ezért az EU kutatási keretprogramjai számos olyan kutatási hálózatot, illetve nagy projektet támogatnak, amelyek a VKI végrehajtását segítik. A támogatott projektek és hálózatok között több olyan is van, amely kifejezetten vagy részben a VKI nemzetközi vízgyűjtő-gazdálkodási vonatkozásaival foglalkozik.

A VKI különböző határidőkre és tartalommal feladatokat és jelentési kötelezettségeket ír elő a tagországok számára. Az EU csatlakozás óta Magyarország három jelentést nyújtott be az Európai Bizottság számára. Az elsőt 2004. júniusban (1. Nemzeti Jelentés). Ez tartalmazta Magyarországnak a Duna-vízgyűjtőkerületen belüli meghatározását, térképi bemutatását, a hatáskörrel rendelkező hatóság (a minisztérium) megnevezését, illetékességének meghatározását, a minisztérium keretirányelvhez kapcsolódó felelősségi köreinek listáját és a nemzetközi kapcsolatok leírását. A második jelentés az ország területén található víztestek jellemzéséről, a vizeket érő hatások elemzéséről, a vízhasználatok gazdaságossági szempontú értékeléséről és a védett területek listájának elkészítéséről szólt (2. Nemzeti Jelentés). Ezt a szakemberek az Európai Közösség Víz Igazgatói által elfogadott elvek alapján készítették el és nyújtották be a 2005. március 22-i határidőre. A harmadik jelentés azokról a monitoring programokról számolt be, melyeket a felszíni és a felszín alatti vizek állapotának áttekintésére kellett elindítani, 2006. december 22-ig (3. Nemzeti Jelentés).

2009. december 22-én közreadásra került Magyarország első VGT -e, amit 2010. május 5.-én a Kormány elfogadott (1127/2010. (V.21.) Korm. határozat melléklete).

A VKI-ban előírt legfontosabb feladatok megvalósítási határideje:

Hatóságok kijelölése, jogharmonizáció 2003

Vízgyűjtő Kerületek kialakítása 2004

Emberi tevékenységek hatásainak elemzése 2004

Vízhasználatok gazdasági elemzése 2004

Védett területek nyilvántartásának elkészítése 2004

Új monitoring programok beindítása 2006

VGT kéziratának elkészítése 2008

Konzultációk lebonyolítása 2008

VGT közzététele 2009

Tevékenységi Program működésbe léptetése 2012

Jó víz állapotok elérése 2015

Tevékenységi program felülvizsgálata 6 évente

VGT felülvizsgálata 6 évente

Hatévenként a megújított tervekben rendszeresen dokumentálni kell az elvárt és elért eredményeket, illetve az egyes intézkedések kudarcait, a könnyítések igénybevételének indoklását. Ezzel a vízgyűjtő-gazdálkodási terv ellenőrzési eszközként szolgál mind a vízgyűjtő-gazdálkodási tervezésben résztvevők, mind az Európai Bizottság számára.

A tagállamoknak a vízszolgáltatásoknál figyelembe kell venniük a költség-visszatérülés elvét, valamint a környezeti- és vízkészlethez kapcsolódó költségeket; a vízáraknak a vízkészletek hatékony felhasználására való ösztönzést kell támogatniuk; az okozó fizet elv figyelembe vételével megfelelő díjat kell megállapítani a különböző használók felé. A költségeket fedező vízárak követelményének végrehajtását 2010-ig teljes mértékben meg kell valósítani. Magyarországnak már számos területen sikerült elérnie, hogy a vízárak jelentős mértékben fedezzék a költségeket.

A VKI bevezetésének főbb lépései: a tipológia meghatározása; víztestek kijelölése és besorolása; referenciajellemzők, állapot, helyek megállapítása; minősítés; monitorozás; víztestek jellemzése; környezeti célkitűzések meghatározása, VGT-k kidolgozása, jelentés az EU-nak. Lényeges a ciklikus folyamat biológiai validációval.

A vízterek állapotának jellemzéséhez állapotjellemzőket adtak meg, ezek: biológiai elemek, mely alapján a biológiai állapot került meghatározásra; a hidrológiai és morfológiai elemek melyek alapján a hidrológiai-morfológiai állapot került meghatározásra; a fizikai és általános kémiai elemek valamint a specifikus szennyezők, melyek alapján az ökológiai állapotot befolyásoló kémiai állapot került meghatározásra; a kémiai paraméterek, melyek alapján a kémiai állapot került meghatározásra. A felszíni víztér állapotát az ökológiai állapot és a kémiai állapot alapján lehet jellemezni.

A víztestek („water bodies”) tipizálása három csoportba történt: szárazföldi vizek, átmeneti vizek, tengeröblök (parti vizek), melyek közül a Duna Vízgyűjtő Kerületben mindhárom, Magyarországon csak a szárazföldi vizek vannak jelen. A felszíni vízterek tipológiájának felállításához két változat között lehet választani: a részletesebb B-változat tartalmazza az A-változatot.

70. ábra Magyarországi vízfolyás víztestek

A vízfolyásokra vonatkozóan megadandó jellemző adatok: földrajzi szélesség és hosszúság; tengerszint feletti magasság (>800 m, 200-800 m, <200 m); geológiai felépítés (meszes, szilikátos, szerves); a víztérhez tartozó vízgyűjtőterület (10-100 km2, 100-1000 km2, 1000-10.000 km2, >10.000 km2); a folyótorkolattól mért távolság; meteorológiai jellemzők (léghőmérséklet, csapadék); medermorfológiai jellemzők (víztükörszélesség, vízmélység, a főmeder és a völgy alakja); hozam-kategória; hordalékszállítás; esés (energiakészlet); természetes vízminőségi jellemzők (klorid, savasságot semlegesítő kapacitás).

A tavakra vonatkozóan megadandó jellemző adatok: földrajzi szélesség és hosszúság; tengerszint feletti magasság (>800 m, 200-800 m, <200 m); a tó átlagos mélysége (<3 m, 3-15 m, >15 m); a vízfelület nagysága (0,5-1 km2, 1-10 km2, 10-100 km2, >100 km2); geológiai felépítés (meszes, szilikátos, szerves); meteorológiai jellemzők (léghőmérséklet, csapadék); vízszintingadozás; a tó alakja; meder-(üledék) összetétel; tartózkodási idő; keveredési jellemzők; savasságot semlegesítő kapacitás; tápanyag-terhelés.

A víztestek kijelölésekor vízfolyásokat, állóvizeket és felszín alatti vizeket vettek figyelembe (70. ábra). A 10 km2-nél nagyobb vízgyűjtőterülettel rendelkező vízfolyásokra vonatkozóan 25 típust és 876 vízfolyás víztestet (folyók, patakok, csatornák) jelöltek meg. Ezekből 306 erősen módosított, vagy mesterséges víztest. Az 50 hektárnál nagyobb kiterjedésű állóvizeket 18 típusba és 296 állóvíz víztestbe sorolták. Ezek közül 75 természetes és 221 erősen módosított, vagy mesterséges víztest. A felszín alatti vizek esetében 6 típust és 185 víztestet állapítottak meg: 22 sekély hegyvidéki, 55 sekély porózus, 23 hegyvidéki, 48 porózus, 29 karszt (14 db hideg karszt és 15 db termál karszt), 8 porózus termál.

A hidromorfológiai jellemzőket befolyásoló igénybevételek a vízkivételek, valamint a vízkormányzás és a morfológiai változások.

Vízkivételek felszíni vizekből:

- Egyedi pontszerű vízkivételek ivóvízellátás biztosítására (nem jelentősek);

- Energiatermeléshez kapcsolódó hűtővíz célú ipari vízfelhasználások (≥10 m3/s);

- Egyedi vízkivételek összegezett mennyisége, ha az a természetes víztestnek/vízfolyás-szakasznak a hasznosítás szempontjából jellemző vízkészlet értéke a 70%-át meghaladja (dombvidéki kisvízfolyásokon halastavi vízhasználatok).

Jelentős vízkormányzási tevékenység és morfológiai változások:

- völgyzárógátas tározók felvízi és alvízi hatásai;

- duzzasztás felvízi és alvízi hatásai;

- szabályozás hatása a meder- és sebességviszonyokra;

- árvédelmi töltések hatása a nagyvízi mederre és az ártérre;

- parterősítés és burkolatok hatása a parti sávra;

- vízkivételek és átvezetések hatása a sebességviszonyokra és a vízszintingadozásra.

A víztestek erősen módosított állapotának okai döntően az árvízvédelmi létesítmények, a belvízvédelem létesítmények, a völgyzárógátak, kisebb mértékben egyéb okok.

A VKI előírásoknak megfelelő monitoring rendszerek beindítására 2006-ban került sor. Az állapotértékelés alapja a háromszintű monitoring rendszer: a felügyeleti (surveillance), az üzemelési (operative), és a vizsgálati (investigative). A vizsgálandó jellemzők száma bővült a szerves mikroszennyezőkkel és az ökológiai monitoringgal. A VKI által előírt mintavételi gyakoriság 4-12 minta/év (a hazai gyakorlat kétheti).

A felszín alatti vizek minőségi védelmét szolgáló jogi szabályozásokban megjelent a szennyező anyagok közvetett bevezetésének tilalma a fokozottan érzékeny területeken található időszakos vízfolyásokra vonatkozóan, valamint az időszakos vízfolyásba történő tisztított szennyvíz bevezetésével kapcsolatosan korlátozások és ellenőrzési kötelezettségek.

Szennyező anyagnak időszakos vízfolyásokba történő bevezetését – mint a felszín alatti vízbe történő közvetett bevezetést – a 219/2004. (VII.21.) Korm. rendelet fokozottan érzékeny területeken tiltja, egyéb területeken csak feltételekkel engedi meg, és ez vonatkozik a tisztított települési szennyvizekre is. Amennyiben az adott vízfolyásba tisztított szennyvíz bevezetése lehetséges, a vízhozamokra vonatkozó mennyiségi és minőségi kérdéseket is kell vizsgálni. Fokozottan érzékeny területeken a bevezetés nem történhet meg.

71. ábra Vízfolyás és állóvíz víztest kategóriák megoszlása (Dávid 2009)

A VKI-ban figyelt biológiai elemek: gerinctelen fauna esetében, az egyedsűrűség, összetétel, érzékeny állomány jelenléte, diverzitás; halaknál, az egyedsűrűség, összetétel, életciklus/korszerkezet, érzékeny állomány jelenléte.

Az ökológiai állapot jellemzését szolgáló fizikai és általános kémiai paraméterek: hőmérsékleti viszonyok, oxigén háztartás, sótartalom, savasodási állapot, tápanyagok, átlátszóság (csak állóvizekre).

A vízfolyások hidromorfológiai jellemzői: a hidrológiai viszonyok, a folyó folytonossága, morfológiai viszonyok. Hidrológiai viszonyok a vízfolyás mennyiségi és dinamikai jellemzői, történelmi lefolyási jellemzők, módosított lefolyási jellemzők, valós idejű lefolyási jellemzők, összefüggés a felszín alatti vizekkel, vízszint helyzete, hozzááramlás a felszíni vízből. Folyó folytonossága: nem biztosított, akadályok típusa, a vízi organizmusok áthaladásának biztosítása. A morfológiai viszonyok: a vízfolyás-mélységi és szélességi változók, keresztmetszete, vízhozam, a meder szerkezete és a mederüledék, keresztmetszete, szemcse mérete, parti zóna szerkezete, hossza/szélessége, fajok összetétele, folytonosság/talaj fedőréteg, áramlási sebesség, mederformák.

A tavak hidromorfológiai jellemzői: a hidrológiai viszonyok és a morfológiai viszonyok. A hidrológiai viszonyok: mennyiségi és dinamikai jellemzők, történelmi lefolyási jellemzők, módosított lefolyási jellemzők, valós idejű lefolyási jellemzők, keveredés és vízkörforgás, összefüggés a felszín alatti vizekkel, vízszint helyzete, hozzááramlás a felszíni vízből, tartózkodási idő, térfogat, elfolyás/hozzáfolyás. A morfológiai viszonyok: a tómélységi változói, felülete, térfogata/mélysége, a meder szerkezete és a mederüledék, szemcse mérete, elemi összetétel, üledék kora / üledékképződési ráta, parti zóna szerkezete, hossza, fajok összetétele, növénytakaró.

72. ábra A vízfolyások kategóriája (Simonffy-Rákosi 2009)

A „jó állapot” megállapításához viszonyítási alapra van szükség. Ez az antropogén hatásoktól mentes, zavartalan (referencia) állapotot jelenti. Az emberi beavatkozás hatással lehet a vizek hidrológiai, morfológiai és biológiai jellemzőire. Zavartalan állapot az, ahol a szennyező anyagok koncentrációja megfelel a természetes határértékeknek, szintetikus anyagok nem mutathatók ki és a vízhez kötődő élőhelyek számára biztosított a megfelelő vízmennyiség. A vizek állapotát a következő öt osztályba sorolják:

- Kiváló állapot az amikor, a fizikai és az általános kémiai jellemzők nem jeleznek emberi beavatkozást, a szennyező-anyagok koncentrációja megfelel a természetes háttérértékeknek, szintetikus anyagok nem mutathatók ki, valamint a biológiai és a hidrológiai, hidromorfológiai elemek közel azonosak a referencia állapottal.

- Jó állapot, amikor a referencia állapothoz képest enyhe torzulások következnek be a biológiai elemek összetételében, esetleg plankton virágzás, de nincs bakteriális terhelés, a hidrológiai, morfológiai, fizikai állapot megfelel a fentieknek, a kémiai komponensek koncentrációja kisebb, mint a környezetminőségi határérték.

73. ábra Szennyezések okai-tápanyagterhelés megoszlása források szerint (Clement 2006). Szennyvízterhelés a nagy városokra koncentrálódik. Dombvidék: terhelés 70%-ban diffúz. Síkvidék: pontszerű-diffúz arány 50%-50%

- Közepes állapot esetén a referencia állapothoz képest közepes eltérések állapíthatók meg, bakteriális telepek és alacsonyabb diverzitás figyelhető meg.

- Gyenge állapot az, amikor a zavartalan állapothoz képest jelentős átalakulások észlelhetők a biológiai közösségek összetételében.

- Rossz állapot az, amikor a zavartalan állapothoz képest, komoly átalakulások figyelhetők meg és a biológiai közösségek jelentős csoportjai hiányoznak.

A környezeti igénybevételek (jelentős terhelések) meghatározására kidolgozott módszerek: közvetlen azonosítás észlelési (monitoring) adatok alapján, számítás modellek segítségével, szakértői becslés („hasonló” vizek), és ezek kombinációi.

A veszélyes anyagok kibocsátása a közvetlen ipari kibocsátók és a növényvédőszerek. A közvetlen ipari kibocsátók esetében az ellenőrzött komponensek, az Anionaktív detergens, Cu (összes), Zn (összes), Cr (összes), Cr-VI (összes), Cd (összes), Ni (összes), Fe (összes Pb), illetve a befogadóban mért ugyanazon komponensek. A növényvédőszerekkel kapcsolatban országos értékesítési adatok alapján becsülték a felhasználást. A kockázatosság megítélése területi szinten mezőgazdasági területhasználat aránya alapján történt. A veszélyes anyag terhelés miatt kockázatos víztestek száma 201, a pontszerű források 26 víztestet (13%) tesznek kockázatossá.

A VGT azoknak a szabályozásoknak és programoknak az összefoglalása, amelyek egy adott vízgyűjtőre biztosítják a környezeti célkitűzések elérését (a jó ökológiai, kémiai és mennyiségi állapot elérését). A VGT nem kiviteli terv, hanem a vizek állapotát feltáró és annak „jó állapot”-ba hozását megalapozó koncepcionális és stratégiai terv. Célja az optimális intézkedések átfogó (műszaki, szabályozási és gazdasági-társadalmi szempontú) ismertetése, amely meghatározza az intézményi feladatokat, és amely alapján folytathatók, illetve elindíthatók a megvalósítást szolgáló programok. A VGT tartalmazza az összes szükséges információt, amely a víztestekről rendelkezésre áll, az állapotértékelések eredményét, a tervezési területen jelentkező problémákat és ennek milyen okait, továbbá, hogy milyen környezeti célokat tűzhetünk ki, és ezek eléréséhez milyen műszaki- és szabályozási intézkedésekre, illetve pénzügyi támogatásokra, ösztönzőkre van szükség.

A VKI szerinti vízgyűjtő gazdálkodási tervezés (és a vízgyűjtő gazdálkodás) legfontosabb egysége a Vízgyűjtő Kerület. Az EU tagállamokban meghatározott 110 vízgyűjtőkerületből 40 nemzetközi az EU területének több mint 60%-ka. A vízgyűjtőkerületek nagysága: 1000-800.000 km2 között változik, a 70.000 víztest átlagos területe 19-312 km2, a felszín alatti víztestek átlagos területe 300-1000 km2. A víztestek 25%-ka erősen módosított vagy mesterséges, a felszíni víztestek 29%-ka nincs veszélyben, a felszín alatti víztestek 43%-a nincs veszélyben.

A Duna vízgyűjtő kerület magában foglalja a Duna vízgyűjtőt és a Fekete-tenger partmenti vizeit, illetve partvidéki vízgyűjtőit is (807.827 km2). A vízgyűjtő kerület vízgyűjtő-gazdálkodási terve a Duna Védelmi Nemzetközi Bizottság (ICPDR) koordinálásával 2009. novemberben készült el (Final Draft Danube River Basin District Management Plan, Part A – Basin-wide overview, Version 8.0) és interneten is közzétették (www.icpdr.org). A tervhez a Duna vízgyűjtő országai szolgáltatták az információt. A Duna vízgyűjtőkerületen belül – hazánkat is érintve – készült a Tisza nemzetközi részvízgyűjtő VGT-e, szintén az ICPDR koordinációjával.

74. ábra A vízgyűjtő-gazdálkodási tervek 30 százaléka országhatárok által megosztott vízgyűjtőkre készül (az EU területének a 70 %-ka). Forrás: WOLF, A.: International River Basin register. www.transboundarywaters.orst.edu

A Duna vízgyűjtő Európa második legnagyobb vízgyűjtője, területe 801.463 km2 és 19 országot érint. Magyarország teljes területével a vízgyűjtő közepén helyezkedik el. A Duna, vízhozama a Duna-deltánál átlagosan 6.550 m3/s. Két legnagyobb mellékfolyója a Tisza és a Száva. A Tisza-vízgyűjtő a Duna legnagyobb területű részvízgyűjtője (157.186 km), amelyen öt ország osztozik.

A Duna VGT-nek készítése során az egész vízgyűjtőn 681 db. 4000 km2-nél nagyobb felszíni folyóvíztestet jelöltek ki, 25.117 fkm hosszúságban. A Duna folyamot magát 45 víztestre osztották, ebből 4 víztest a magyar Duna szakasz. Hat 100 km2 nagyobb felületű tó-víztestet tekintettek Duna vízgyűjtő szintű jelentőségűnek, köztük az egyik átmeneti víztest. Az azonosított tó víztestek közé tartozik a Balaton és a Fertő tó.

75. ábra A vízgyűjtő-gazdálkodási tervezési területek hierarchiája a Duna Vízgyűjtő Kerületben (VGT 2009)

A Duna VGT tartalma:

- A vízgyűjtő kerület (vízterek) általános jellemzése;

- A felszíni és a felszín alatti vizek állapotát befolyásoló jelentősebb emberi tevékenységek és hatások összegzése;

- A védett területek meghatározása és térképi megjelenítése;

- A monitoring rendszer és a monitoring eredményeinek térképi megjelenítése, minősítés vízterenként;

- A környezeti célok és az ezekhez kapcsolódó egyéb információk felsorolása;

- A vízhasználatok gazdasági elemzésének összegzése;

- A környezeti célok elérésére hozott intézkedési programok összegzése;

- Esetleges, a részvízgyűjtőkre, ágazatokra, víztípusokra vonatkozó részletes programok ismertetése;

- A közvélemény tájékoztatása és bevonása a döntésekbe;

- Az illetékes hatóságok listája;

- A háttér dokumentációk és információk hozzáférési lehetőségei.

A Duna első állapotértékelésének eredményeként a folyó teljes hosszának 58%-át sorolták kockázatos kategóriába a szerves szennyezés, 65%-át a tápanyagterhelés és 74%-át a veszélyes anyagok miatt. A folyó hosszának 65%-át találták kockázatosnak vagy lehet, hogy kockázatosnak a hidromorfológiai változások miatt abból a szempontból, hogy el lehet-e érni a VKI-ben előírt környezeti célkitűzéseket. A Duna teljes hosszából (2.857 km) 1.592 km hosszúságú részt (56%) nyilvánítottak erősen módosított víztestnek. A teljes hosszon a 45 víztestből háromnak (4%) jó az ökológiai állapota és harmincnak (67%) jó a kémiai állapota (ebből 2 magyarországi Duna víztest). A hat édesvizű tó közül háromnak jó az ökológiai állapota, köztük a Balatonnak és a Fertő-tónak is, és mindkettőnek jó a kémiai állapota is. A Duna vízgyűjtőjének élővilágát befolyásoló legjelentősebb problémák, a magas tápanyagterhelés, a jelentős hidromorfológiai változások, szennyezés veszélyes anyagokkal, valamint a nagyszámú baleseti szennyezése.

76. ábra Magyarország vízgyűjtő-gazdálkodási tervezési alegységei (VGT 2009)

Magyarország érdeke, hogy az országos jelentőségű vízgazdálkodási kérdések azonosításának folyamatában figyelembe vegyék azt, hogy a Duna vízgyűjtő szintjén mit tekintenek jelentős vízgazdálkodási kérdésnek, hiszen ezek megoldására a vízgyűjtő országaival közös tervet kell készíteni. A VGT adatai alapján a hazai felszíni vizek rosszabb állapotban vannak a Duna vízgyűjtő többi országának vizeinél vagy talán az értékelési rendszerünk túl szigorú.

A magyarországi VGT tervezése - a VKI előírások kielégítése és a hatékony társadalmi részvétel érdekében - több szinten valósult meg: országos szinten az országos VGT, részvízgyűjtő - Duna-közvetlen, Tisza, Dráva, Balaton - szinten (4 részvízgyűjtő VGT), tervezési alegységek szintjén (összesen 42 alegységi VGT), víztestek szintjén (76. ábra).

Költséghatékony megoldások: adott ráfordítással a legnagyobb állapot javulás. A Költségvisszatérülés a mezőgazdaságban 1-100%, az iparban 40-100%, a háztartásokban 70-100%. A környezeti és készlet-költségeket általában nem veszik figyelembe.

A VKI VGT végrehajtása során négyes tagolású szervezeti felépítés működik: 1) a legfelső szintű döntési fórum a környezetvédelemért felelős minisztérium (korábban KvVM → jelenleg VM); 2.) országos érdekelt az Országos Vízgyűjtő-gazdálkodási Tanács (Országos Titkárság); 3.) regionális érdekeltek a Területi Vízgyűjtő-gazdálkodási Tanácsok (Duna, Tisza, Dráva, Balaton); 4.) helyi érdekeltek – koordináló környezetvédelmi és vízügyi igazgatóságok (Duna ÉDU-KÖVIZIG, Tisza KÖTI-KÖVIZIG, Dráva DÉDU-KÖVIZIG, Balaton KDT-KÖVIZIG), Területi Titkárságok.

A Vízgyűjtő-gazdálkodási Bizottságok tagjai, a tervezés felelősei, az államigazgatás és az önkormányzatok képviselői 40%-ban, a gazdasági szektor képviselői 20%-ban, a civil szervezetek képviselői 20%-ban, a szakmai és tudományos szervezetek képviselői szintén 20%-ban (egyetemek, MTA, MHT, stb.)

Az országos VGT kidolgozását követően, az elkövetkező években kulcskérdés, hogy miképpen történik az integráció, a végrehajtás biztosítása, és a finanszírozás.

  1. VÍZKÁRELHÁRÍTÁS - A VIZEK ÁLTAL KIVÁLTOTT VESZÉLYHELYZETEK KEZELÉSE

Tartalom:

A vízkárelhárítás hidrológiai alapjai

Árvizek (árvízmentesítés és a Vásárhelyi Terv Továbbfejlesztése; árvízvédekezés)

Vízrendezés (síkvidéki vízrendezés, belvízrendezés, belvízgazdálkodás, dombvidéki vízrendezés, belterületi vízrendezés)

A vízkárelhárítás a víztöbblet vagy vízhiány kártételeinek elhárítását, a károk mérséklését célzó megelőző, valamint a tényleges védekezéssel járó szervezett tevékenységet foglalja magában. A megelőző jellegű beavatkozások a mederből kilépő vizek vagy a belvizek ellen ár- és belvízvédelmi művek építésével (szerkezeti intézkedésekkel), továbbá észleleléssel, előrejelzéssel, riasztással, logisztikával, operatív irányító szervezet kialakításával (nem szerkezeti intézkedésekkel) védik az elöntéssel veszélyeztetett területeket. A megelőző jellegű beavatkozás az eredményes védekezés feltétele. A védekezés az élet- és vagyonbiztonság érdekében, jogszabályban meghatározott keretek között szervezett tevékenység.

A Földön többféle olyan természeti jelenség, esemény következhet be, melyek veszélyeztetik az ember gazdasági-társadalmi tevékenységét, negatívan befolyásolják az életkörülményeket, esetenként emberi áldozatokkal járnak. A XX. században és a XXI. század első évtizedében, számos százezres nagyságrendű emberi áldozatot követelő természeti katasztrófa volt: 1920. december földrengés Kínában (200.000 halott); 1976. január trópusi ciklon Bangladesben (300.000); 1976. július földrengés Kínában (255.000); 2004. december cunami Dél-Keletázsiai országok partvidékein (300.000). Ez a legnagyobb emberáldozatokkal járó rövid felsorolás is jelzi, hogy természeti katasztrófák az év bármely időszakában előfordulhatnak és a jelenségek intenzitásának függvényében is, de ott okozzák a legnagyobb gazdasági károkat és humán vesztességeket, ahol nagy a népsűrűség és nem megfelelő a védelmi felkészültség szintje.

A vízzel kapcsolatos katasztrófák is sok humán áldozatot követeltek, de még nagyobbak az ezáltal bekövetkező gazdasági-társadalmi és ökológiai károk. Az Európában 1980-2007. között feljegyzett 3500 természeti katasztrófa (77. ábra) következtében 88.500 ember halt meg (évente átlagosan 4917 fő) és a bekövetkezett károk értéke elérte a 197 milliárd Eurót (Munich Re 2008). A legtöbb természeti katasztrófát meteorológiai és hidrológiai jelenségek okozták, a legnagyobb kárértékek hidrológiai és meteorológiai katasztrófák nyomán következtek be. Az éghajlati katasztrófák közzé sorolták a szélsőséges hőmérsékletet, aszályt, erdőtüzet, a hidrológiaiak közzé az árvizet, földcsuszamlást, a meteorológiaiak közzé a vihart, a földtaniak közzé a földrengést, cunamit, vulkánkitörést.

77. ábra Különböző típusú természeti katasztrófák százalékos arányszámai Európában 1980-2007 között: események száma (bal), bekövetkezett kárértékek (közép) és az emberi áldozatok száma (Munich Re 2008 nyomán)

Más osztályozás szerint, a vízzel kapcsolatos károk származhatnak a vizek többletéből (árvíz, belvíz) és a vizek hiányából (aszály, kisvizek) egyaránt (78. ábra).

78. ábra Vízzel kapcsolatos három veszélyforrás Magyarország területén (Nagy 2005)

Az 1998-2008. közötti évtizedben, az európai országokban több mint száz nagy árvíz vonult le, amelyek igen jelentős károkat okoztak és több millió embert, veszélyeztettek. Európa egyes térségeiben többször is megismétlődtek a veszélyhelyzetek. A Kárpát-medence országaiban, Magyarország és Szlovákia keleti-, Ukrajna délnyugati részén, Romániában kiemelkedően gyakran alakult ki nagy árvíz (79. ábra). Az ilyen katasztrófa események gyakorisága és egyre pusztítóbb jellege az éghajlatváltozás miatt szélsőségesebb időjárási jelenségek hatására a jövőben várhatóan fokozódni fog.

79. ábra Árvízi események száma Európában 1998-2008 között (http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/figures/occurrence-of-flood-events-in-europe)

A vízgyűjtők és Magyarország éghajlatát három hatás: az atlanti-óceáni, a kontinentális és a földközi-tengeri befolyásolja, minek eredményeképp az év bármely időszakában heves és tartós árvizek indulhatnak el a folyókon, melyeket a tavaszi időszakban jellemzően hóolvadással párosuló, esetenként heves csapadéktevékenység, más évszakban pedig nagy intenzitású, kiterjedt esőzés válthat ki.

Az árhullámokat kiváltó időjárási folyamatok hatásának részletes vizsgálatát Bodolainé (1983) végezte el, és tipizálta az árhullámokat kiváltó időjárási helyzeteket, a különböző típusú árhullámok kialakításában játszott szerepüket. A talajközeli ciklon centrum, a magassági térképek teknő és gerinc vonala és a karakterisztikus földrajzi helyzet alapján az árhullámkeltő időjárási helyzeteket hét időjárási típusba sorolta: West-típus (W), Zonális típus (Z), Vonuló mediterrán ciklon (M), Centrum típus (C), Nyugati ciklon típus (Cw), Hideg légcsepp típus (H). Az árhullámokat kiváltó időjárási típusok meghatározásához összeállította az időjárási helyzetek BJE katalógusát az 1951-2000. időszakra. Az 50 éves katalógus alapján meghatározta az egyes időjárási típusok gyakoriságát.

A BJE-féle időjárási típusok két nagy csoportba sorolhatók, a West és Ciklonális jellegű osztályba. A West-jellegű csoporton belül a ciklonális helyzetekben az 1966–70. évekbeli maximális 482 esettel szemben, 1971–75. között a minimális 292 eset következett be. A BJE-típusok legkisebb valószínűséggel szeptemberben és októberben fordulnak elő. A nagy csapadékmennyiséget létrehozó időjárási típusok várható valószínűsége évszakonként csak kissé változik, tehát a nagy csapadékok előfordulási valószínűsége nem évszak-függő. Nagy folyórendszereknél, melyek vízgyűjtőterülete meghaladja a 100.000 km2-t, jelentős árhullámokat csak több napig tartó csapadékesemények váltanak ki. Ilyen csapadékeseményeket jellemzően az árhullámokat kiváltó típusok halmozódása vált ki. Megállapította, hogy nem csak az árhullámveszélyes időjárási helyzetek gyakorisága nőtt meg az utóbbi évtizedben, hanem nőtt a hozzájuk kapcsolódó csapadékhozam is.

Az árvizek a meteorológiai, hidrológiai tényezők, valamint a vízgyűjtő tulajdonságainak kedvezőtlen egybeesése hatására keletkeznek. Az árvíz származhat esőből, hóolvadásból, gleccservízből, vagy ezek kombinációjából. A csapadékviszonyok kedvezőtlen alakulását: nagy intenzitású esők, hosszú időtartamú esők, nagy területre kiterjedő esők vagy, a vastag hótakaró hirtelen olvadása idézi elő. Kialakulhat árvíz jégtorlaszok, jégdugók felett a duzzasztó hatás miatt, nagyon nagy árhullám zúdulhat le völgyzárógát átszakadása esetén is.

80. ábra A kétóránkénti csapadékösszeg Técsőnél és a vízállás alakulása a Tiszán Tivadarnál 2001. március 3-7. között (Konecsny 2004)

Esőzések idején az árhullám kialakulásának veszélyét fokozhatja a talajréteg talajvízzel való telitettsége, a talajfagy, a növénytakaró hiánya, illetve nagyobb vízgazdálkodási létesítmények hibás üzemeltetése is. Az árhullámok kialakulásában a lehulló csapadék mennyiségének és intenzitásának egyaránt van jelentősége. Ezért fontos ismernünk a napi nagycsapadékok területi eloszlását és gyakoriságát. Az árhullám alakját, a csapadékhullás időbeni eloszlása (80 ábra) mellett a víz vízgyűjtőterületen történő összegyülekezésének ideje befolyásolja, ami a folyó fő ágának és a mellékvizek vízszállításának, területi elhelyezkedésének, hosszának függvénye. Folyóink Kárpátokban lévő forrásvidékén, a hó formájában lehulló csapadék jelentős része, gyakran az alacsony hőmérsékletekkel jellemezhető téli idény kezdetétől március közepéig-végéig tározódik. Ha gyors felmelegedés és olvadás következik be, amit esetenként számottevő eső egyidejűsége is tetéz, a folyókon jelentős tavaszi árhullámok alakulnak ki (81. ábra).

81. ábra A hóolvadás következtében 2006. tavaszán lefolyt vízhozamok Tarac Királymező és Borzsa Dolha vízmércéknél (bal), és a Tisza árhulláma négy szelvénynél (jobb) (Konecsny et al. 2006)

Az utolsó 100 év legnagyobb tiszai árvizei közül az 1879. évi, az 1888 évi, 1895. évi, 1919. évi, 1932. évi, 1941. évi, 1947/48. évi, 1984/85. évi jelentős részben hóolvadásból keletkezett. Az 1999. márciusi árvíz kivételesen döntően-, a 2000. áprilisi tiszai árvizek jelentős mértékben-, a 2001. márciusi árhullám pedig csak kisebb mértékben tekinthető hóolvadásból keletkezett árvíznek.

A Felső-Tiszán például az évi tetőző vízállások leggyakrabban március és április hónapban következnek be, kivételesen augusztusban, szeptemberben (82./bal ábra). Az árvizek fontos jellemzője a tartósság, vagyis a kiöntéssel fenyegető magas vízállás hossza napokban. A nagy esésű folyószakaszokon gyorsan megemelkedik a folyó vízszintje (árad) és gyorsan vissza is húzódik medrébe (apad). A kis esésű és síkvidéki folyószakaszokon, pl. a Tisza hazai szakaszán, hetekig hónapokig tarthatnak a magas vízállások (82./jobb ábra).

A Dunán a tavaszi olvadás későbben jelentkezik, gyakoriak a nyári árhullámok, mivel az Alpokban a hó későbben olvad el és a gleccserek nagyobb mértékben, a nyári hónapokban táplálják a folyókat. Heves vízjárású folyókon: az árhullám gyorsan alakul ki, magas vízállással tetőzik és gyorsan apad. Nyugodt vízjárású folyókon: hosszan elnyúló, és kisebb vízállás-emelkedéssel jár.

82. ábra Az évi tetőző vízállások havonkénti gyakorisága a Tisza Tivadar vízmércénél (bal) és a nagy árhullámok tartóssága (jobb) (Konecsny 2001)

A folyókon több évtizede folyamatosan észlelő vízmérce állomásoknál megfigyelték, hogy egy adott időpontig észlelt legmagasabb vízállás (LNV vagy Hmax) fokozatosan emelkedik (83./bal ábra). Az emelkedés mértéke folyószakaszonként különböző, de úgy a Dunán, mint a Tiszán és mellékfolyóikon egyértelmű a tendencia. Az 1888. évi árhullámot követően az árvízcsúcsok növekedésének mértéke helyenként meghaladta a 2 m-t (Tisza Tivadar 2,61 m, Tisza Tiszabő 2,14 m). A növekedés üteme az utóbbi fél évszázadban felgyorsult. Az évi maximális vízhozamokra is emelkedő trend a jellemző (83./jobb ábra).

83. ábra Az LNV szintek a Felső-Tiszán Tiszabecsnél és Tivadarnál (bal) és évi tetőző vízhozamok a Tisza Szeged szelvénynél (jobb)(Konecsny 2003d és Konecsny-Mika 2010)

Az árvízveszély mérséklésében jelentős szerepe van a hidrológiai előrejelzéseknek (84. ábra). Magyarországon árvízi előrejelzéseket területi szinten a KÖVIZIG-ek, országos szinten a VITUKI Környezetvédelmi és Vízgazdálkodási Kutató Intézet (VITUKI) keretében működő Országos Vízjelző Szolgálat (OVSZ) készít és ad közre. Az előrejelzések előállításához szükséges időjárási és vízjárási adatokat az Országos Meteorológiai Szolgálat (OMSZ), a tizenkét KÖVIZIG, illetve a szomszédos országok szakintézményei szolgáltatják.

  1. 84. ábra A Tisza Tiszabecsre 1998, novemberi árhullám idején kiadott vízállás előrejelzések többórás időelőnye a 720 cm-es a tetőzés idejéhez képest (Illés-Konecsny 2001)

A VITUKI által kidolgozott és használt szimulációs rendszer három modult tartalmaz: egy hófelhalmozódást és olvadást számító “hóolvadás” modult, a felső szelvényekben a lefolyás számítását végző “csapadék-lefolyás” modult, és az alsóbb szelvényekben a mederben történő lefolyás számítását végző “árhullám transzformációs” modult. Amennyiben a csapadék szilárd formában éri el a talajt, az aktív csapadék meghatározása speciális számítások útján lehetséges, hiszen a felszínen hó formájában megjelenő csapadék vízleadását kell meghatározni. A TAPI Csapadék-Lefolyás Modell használatára esőzések esetén kerülhet sor. A Diszkrét Lineáris Kaszkádmodell azon a feltevésen alapszik, hogy a lefolyás modellezhető úgy, hogy a vízgyűjtőt n db sorbakapcsolt tározóval (kaszkáddal) helyettesítjük.

Magyarország a Duna vízgyűjtőjén, ezen belül a Kárpát-medence vízrajzilag egységes területének legmélyebben fekvő részén helyezkedik el. Az ország területének 70%-ka alacsonyabb 200 m-nél, és alig 1%-ka emelkedik az 500 m-es magasság fölé. Az ország keleti része a legmélyebb, az Alföld magassága mindössze 80-100 m.

A magyarországi 95.000 km hosszú vízhálózatból a vízügyi szolgálat kezelésébe tartozó folyók hossza: 2801 km. Ebből a Duna völgyében 1352 km található, a Tisza völgyében 1449 km, melyből a Tisza főágán 585 km. A magyarországi folyók közül szabályozottnak mondható 940 km. A további 1861 km hosszon szabályozás vagy szabályozás kiegészítés csak akkor készül, ha azt a főbb célok - árvíz-, jég-, hordalék-levezetés, hajózás vagy egyéb hasznosítás – indokolják, és a beavatkozás nem jár a folyó környezetére káros hatással. Az országot átszelő folyók a környező országok területéhez tartozó hegyvidéki vízgyűjtőkről, azaz az Alpok 2000-3000 m-es, illetve a Kárpátok 1500-2300 m-es tengerszint feletti magasságú hegyeiből érkeznek Magyarország területére. A hegyvidékről a magyarországi síkságra lépő folyók esése nagymértékben csökken, és az egyes folyók árvizei e területeken torlódnak.

A domborzati adottságok következtében 21.200 km2, az ország területének 23%-ka alacsonyabb a folyók mértékadó árvizeinek szintjénél. Ez a körülmény olyan árvízmentesítési problémát jelent, amely Európában szinte egyedülálló. A szélsőséges kontinentális hatások érvényesülése esetén folyóink a tél folyamán befagyhatnak. A kialakuló jégtakaró vastagsága elérheti a 25-50 cm-t is. Nyugatról érkező tavaszi felmelegedés hatására a Dunán és mellékfolyóin az ország területére érkező árhullámok még álló jégtakarót találnak, amelyet felülről lefelé haladva felszakítanak és súlyos következményekkel járó jégtorlódásos árvizeket, okozhatnak. A Felső-Tisza és mellékfolyói, illetve a Körösök heves vízjárásúak, a vízgyűjtőt érő jelentősebb csapadékot követő 24-36 órán belül határainknál 8-10 m-t is emelkedhet a vízszint. A jelentősebb árhullámok tartóssága a felső szakaszokon 5-10 napig, a középső és az alsó szakaszokon 50-120 napig is terjedhet. A magyarországi folyók árvizeinek matematikai-statisztikai vizsgálata alapján, átlagosan két-háromévenként közepes, öt-hatévenként jelentős, 10-12 évenként nagy árvizek, kialakulására lehet számítani.

  1. 85. ábra Árvízkárok a mátrakeresztesi hírtelen árhullám után (Kovács 2006)

    A kis vízgyűjtő területű (≤100 km2) rövid vízfolyásokon alakulnak ki a rövid idő alatt levonuló, intenzív un. hírtelen- vagy villám árvizek (flash flood). Az ilyen árhullámokat kiváltó okok, a csapadék nagy mennyisége és intenzitása, a völgyekben a domborzati adottságok miatti nagy vízszintesések. A hirtelen árvizeket a gyors vízszintemelkedés, nagy vízsebesség jellemzi, ami jelentős hordalék és uszadékszállítást vált ki. Az árhullám maximális vízhozama akár több százszor meghaladja a sokévi közepes értéket. A jelenség gyorsasága és helyi jellege miatt – szerencsés körülmények között is - legfeljebb néhány órás időelőnnyel jelezhető előre. Az utóbbi években több ilyen hirtelen árvíz alakult ki a Kárpát-medencében és Magyarország hegy- és dombvidéki völgyeiben is. Ilyen volt a Mátrakeresztesen 2005. április 18-án levonult komoly veszélyhelyzetet kiváltó hirtelen árvíz (85. ábra). Mátraszentlászlón 2 óra alatt 110 mm csapadék hullott, ebből 45 percen keresztül ömlött a jég (borsónyitól a diószemig), Mátraszentimrén 95 mm, Mátraalmás-Szuhán 63,5 mm. Rendkívül ritka, hogy áprilisban 100 mm feletti a napi csapadékösszeg kialakul és 236 mm az áprilisi havi összeg (Kovács 2006).

    2005. augusztus 23-án a székelyföldi Fehér-Nyikó patakon (a Nagyküküllő mellékvize Székelyudvarhely térségében) vonult le az emberemlékezet óta legnagyobb árvíz. A 368 m3/s tetőző vízhozam Siménfalván mintegy 300-szor haladta meg a sokévi közepes vízhozamot és majdnem háromszor nagyobb volt, mint az eddig észlelt (135 m3/s/1975) maximális vízhozam (86. ábra). A vízgyűjtő felső részén rövid idő alatt lehullott nagy csapadék hatására rendkívül gyors volt az áradás, így a völgy alsó szakaszán - ahol alig volt csapadéktevékenység - az ott élő lakosságot váratlanul érte a patakmederben lezúduló mintegy 5 méter magas víztömeg és alig volt lehetőség elmenekülni az áradat elől. A katasztrófában 16 ember halt meg, és az anyagi károk is nagyon jelentősek voltak (Konecsny 2006b).

86. ábra Évi maximális vízhozamok idősora (bal) és a 2005. augusztusi árvíz árhullámképe (jobb) a Fehér-Nyikó Siménfalva vízmércénél (Konecsny 2006b)

Az árvízveszély és árvízkockázat mértékét az árhullám tetőző szintje, ezek gyakorisága, időtartama, a mellékfolyók árvizeinek egyidejűsége, az ártér vízszállító képessége, az ott élő emberek száma és az ártérben lévő gazdasági értékek nagysága határozzák meg. A Kárpát-medence folyóinak nagy része – az éghajlati jellemzők következtében - szélsőségesen ingadozó vízjárású. Árvíz idején a vízhozamok a Dunán 10-20-, a Tiszán 60-80-, a Körösökön 400-800-szorosát is elérhetik a kisvizes időszakokban szállított vízmennyiségnek. A vízgyűjtők elhelyezkedése és a csapadék tér- és időbeli eloszlása miatt az év szinte bármely időszakában lehet árvíz.

Magyarországon az árvizek által fenyegetett 21.200 km2 kiterjedésű terület, 151 olyan ártéri öblözetre tagozódik, amelyből árvízi elöntés esetén a víz nem juthat át a szomszédos öblözetbe. Az egyes öblözetek határait a természetes domborzat, a védelmi művek és mesterséges vonalas létesítmények (utak, vasutak töltései stb.) alkotják. A 151 ártéri öblözetből 55 a Duna, 96 a Tisza völgyében található (72,9%). Az ártéren van, az ország megművelhető területének 40%-ka; a vasutak 32%-ka, a közutak 15%-ka, több mint 2000 ipari üzem; itt 2,3 millió lakos él 646 településen.

Az árvízvédelmi műveket átlagosan a 100 évenként előforduló (1% valószínűségű) rekord magasságú árvizek biztonságos levezetésére építik ki. Kivételt képez Budapest, Győr és Szeged, ahol a megfelelő biztonság érdekében az 1000 évente előforduló, számított árvízszintre kell a műveket kiépíteni. Az árhullámok gátak között tartásához szükséges, hogy jól működő szervezet végezze a védekezési munkálatokat, rendelkezésre álljanak a megfelelő védelmi eszközök és anyagok, pontos árvízi előrejelezések készüljenek. A védekezést az állami főműveken a Vízügyi Szolgálat végzi. A védelmi eszközöket és anyagokat védelmi raktárakban előírás szerinti mennyiségben tárolják. Árvízmentes időszakban ("békeidőben") a védvonalak folyamatos ellenőrzése mellett kell végezni a rendszeres karbantartást. Az árvízi rongálódásokat az árvíz levonulása után azonnal helyre kell állítani, és pótolni kell a felhasznált védelmi anyagokat, eszközöket.

Az 1998. november - 2001. március között levonult négy árvíz, a 2006. április-májusi tiszai árvizek, a 2002. augusztusi és 2006. áprilisi dunai árvizek, valamint a Tisza és Duna több mellékfolyóján 2010. május-júniusi, komoly védekezési helyzet elé állította az országot. Az árvizek idején ideiglenes védművek (körtöltés, nyúlgát) épültek. Az árvizeket követően végleges árvízvédelmi művek létesültek a települések védelmére ott, ahol ez indokolt volt.

Magyarország árvízmentesítésére nem lehet alkalmazni az egyik egyébként hatékony módszert a folyók árvizeinek a hegyvidéki vízgyűjtőn, tározókban történő visszatartását (87. ábra), mivel a hegyvidéki vízgyűjtők az ország határain kívül esnek. Az alföldi jellegű területeket átszelő folyók esése csekély, emiatt nagyvízi szabályozásra, azaz a kanyarulatok átvágására és a folyók kétoldali betöltésezésére került sor. Így az ártérnek ma már 97%-ka ármentesített. A maradék 3% kisebb folyók mentén, szűk völgyekben fekvő ártér.

Az ármentesítés első szakaszában 1820-1845 a Duna völgyben Paks és Báta között 464 km-en, a Tisza völgyben 328 km hosszan épültek árvízvédelmi töltések. A második szakaszban 1846-1876 között 1300 km töltés épült és mintegy 2 millió ha terület mentesítését végezték el. A harmadik szakaszban 1876-1945 között közel 4000 km-re nőtt a töltések hossza és 2,3 millió ha-t mentesítettek. A negyedik szakaszban 1945 után is épültek töltések, ugyanakkor igen nagy árvizek jelentkeztek (1945, 1956, 1965, 1991, 2002, 2006 évi dunai; 1947, 1970, 1978, 1998, 2001, 1999, 2000, 2001, 2006, 2010. évi tiszai).

87. ábra A Zetelakai víztározó árvízcsökkentő hatása a Nagy-Küküllőn az 1995. december végi árhullám idején (Konecsny et al. 1998)

Napjainkban a fő célkitűzés a 100 évenkénti egyszer előforduló árvizek kártételeinek kivédésére alkalmas töltések megvalósítása, néhány ipari város esetén az 1000 évenkénti egyszer előforduló árvíz elleni védelem. Az árvízvédelmi gátak döntően földgátak, és csak rövidebb szakaszokon épült téglából, kőből, betonból árvízvédelemi fal. Az ország árvízvédelmi műveinek rendszerét, a folyók mentén kiépült elsőrendű árvízvédelmi művek (fővédvonalak), a síkvidéki szükségtározók, a lokalizációs vonalak és a más célra épült, de árvízvédelemre is alkalmas terepalakulatok (pl. közúti és vasúti töltések) alkotják (88. ábra).

88. ábra. Magyarország árvízvédelmi rendszere (Szlávik 2003)

A folyók mentén kiépült elsőrendű árvízvédelmi művek hossza világszinten is jelentős (89. ábra), 4.181 km. Ebből földgát 3.920 km, árvízvédelmi fal 23 km, magaspart 238 km.

89. ábra Árvízvédelmi gátak hossza Magyarországon, összehasonlítva más országokkal (Nagy 2010 nyomán)

Az ezredfordulón az előírt méretre (MÁSZ – mértékadó árvízszint) kiépült töltések aránya a teljes töltéshosszhoz képest 2.447 km volt (62%). Azok a védelmi szakaszok, amelyek még nem felelnek meg az előírásnak, is megvédhetők, de csak fokozott védekezési munkával. A hazai és a szomszédos országok árvíz-védekezési tapasztalatai bizonyították, hogy a folyók menti töltésrendszerek fejlesztése, előírt méretre való kiépítése mellett egyes folyókon szükség van a védekezési módszerek valamelyikének alkalmazására is. A 100 éves visszatérési idejű, mértékadó árvízi terhelést meghaladó árvizek kezelése érdekében és a töltések további emelésének kiváltása céljából a hazai szakemberek kidolgozták a Tisza folyóra a Vásárhelyi terv továbbfejlesztése (VTT) című tervet. Célja az árvizek levezetési és visszatartási lehetőségeinek fejlesztése síkvidéki árvíztározók létesítése által; az árvízi meder levezető-képességének javítása; a hidak és szűkületek környezetének rendezése, ártéri hidak létesítése; övzátonyok, nyárigátak elbontása; hullámtérrendezés (művelési ág megváltoztatása, lefolyási akadályt nem képező ligetes ártéri erdők, rét-legelő kialakítása, zöld folyosó bővítése).

Az árvízi szükségtározás és az árvízi vésztározás fogalmát egyaránt használják. Mindkét fogalom azt jelenti, hogy az árvízvédelmi töltésrendszer kiépítésére mértékadó árhullámot meghaladó árvíz levonulása, és árvízkatasztrófa elhárítása érdekében a mentesített ártér egy erre előzetesen kiválasztott részére kieresztik a vizet. A tározás célja az árhullám szállította vízmennyiség egy részének átmeneti visszatartása, az árhullám tetőzési magasságának csökkentése. A szükségtározó egy olyan műszaki létesítményekkel időszakos tározásra alkalmassá tett kiépített vagy kijelölt terület, amelyet nem sajátítottak ki, azt az árvízi elöntés céljára jogi úton jelölték ki. Igénybevétele előzetesen elkészített és jóváhagyott üzemrend szerint történik. Az árvízi vésztározásra alkalmas területeket műszakilag feltárják, de az elárasztásukra irányuló döntés minden esetben egyedi mérlegelés eredménye.

90. ábra A Kraszna Nagymajtény szükségtározó feltöltésére szolgáló bukó (bal), leeresztő zsilip (közép) és a Fekete-Körös völgyében a romániai Tőz-patakon épült Bél-Bokszegi szükségtározó leeresztő műtárgyának felső tározó felőli oldala (jobb)

A VTT az Alföldön 14 árvíztározó létesítését irányozza elő, mely összesen 75 ezer ha területen 1,5 milliárd m3 víz szabályozott kivezetésére és visszatartására alkalmas. A tervezett megoldás a mértékadó árvíz szintjét 1 m-rel meghaladó árhullám 1 m-es apasztását teszi majd lehetővé. A Bodrogközben a Szamoson és a Szamos feletti Felső-Tiszán épülő négy tározó a Felső-Tisza szinte teljes hosszában képes biztosítani 60-70 cm-es vízszintcsökkentést a rendkívüli árhullámok esetén. Ennek a rendszernek egy eleme a Cigánd-tiszakarádi tározó (91. ábra), melynek vízszintcsökkentő hatása: a vízbeeresztés szelvényében 25 cm, Tokajnál 16 cm. A tározó hatása a vízkieresztés felett Záhonyig érzékelhető. A Cigánd-Tiszakarádi árapasztó tározó 2008-ban, a Tiszaroffi 2009-ben készült el.

A szükségtározó feltöltésénél a műszaki megoldás olyan kell legyen, hogy:

- a legmegfelelőbb időpontban tegye lehetővé a szabályozott megnyitást, a szükséges vízmennyiség kivezetésére, a kívánt árapasztó hatás elérésére;

- koncentrált kivezetést biztosítson, rövid idő alatt hirtelen árapasztás legyen elérhető;

- egyszeri megnyitása után a töltésen kialakított nyitás vízszállító képességének növelése ne igényeljen újabb műszaki beavatkozást (zsilipnyitást, szelvénybővítést);

- a jeges árhullámok kivezetését is biztosítsa, ha a jégtorlasz miatti visszaduzzasztás a tározó menti folyószakaszt is érinti.

91. ábra A Cigánd-Tiszakarád árapasztó tározó helyszínrajza és a Cigándi műtárgy képe

Az árvíz elleni szervezett védekezési tevékenység két, jól elkülöníthető tevékenységcsoportra osztható. Egy részük a védekezés műszaki feladatainak szervezésére, irányítására és ellátására irányul. Ez alatt a védekezés időszakában a védelmi létesítményeken folyó azon tevékenységeket értjük, amelyek a védelmi művek ellenőrzését, védelmi teljesítőképességük megőrzését, azaz szükség esetén a terheléssel szemben lokálisan fellépő védképességi hiányosságoknak a védekezési munkával, ideiglenes védelmi létesítmények (az árvízvédekezés tekintetében az áradó víznek a töltések meghágását megelőző nyúl- illetve jászolgátas magasítása, szivárgás, átázás, továbbá altalajtörés elleni megtámasztások, ellennyomó medencék stb.) kiépítésével való pótlását foglalja magába.

92. ábra Az árvízkezeléssel kapcsolatos intézkedések folyamatábrája (Schanze 2005)

Másik részük a védekezés államigazgatási feladatainak szervezésére, irányítására és ellátására irányul. Ezen tevékenységen belül is kétféle csoportosítás lehetséges: Egyfelől kiemelendők a védekezés műszaki feladatainak ellátása érdekében szükséges tevékenységek, az ezen feladatok ellátására létrehozott szervezetek személyi- és anyagi-technikai felszereltségét meghaladó munkaerő, anyag, eszköz gép és szállítóeszköz folyamatos, a védekezés igényeit kielégítő tevékenységek. Másfelől a veszélyeztetett lakosság és javak szükség esetén történő biztonságba helyezése érdekében szükséges (mentés, kitelepítés) tevékenységek, valamint a lakosság és a védekező erők egészségügyi ellátására, a kitelepítettek szociális ellátására, a járványok megelőzésére, elhárítására, a keletezett károk felmérésére, helyreállítására vonatkozó tevékenységek.

93. ábra A Duna tetőzése Budapestnél 2006. áprilisban a Vigadó térnél (bal, közép) és a Lágymányosi hídnál (jobb)

Az árvízvédelmi biztonság fogalma térben és időben változó, és függ az egyén és a közösség fejlettségétől, tűrőképességétől. Ahhoz, hogy a biztonság számszerűsíthető, tervezhető, mérlegelhető legyen, a legfontosabb szempont az árvízvédelmi biztonság politikájának kormányzati megfogalmazása. Ennek megvalósítása intézményi, szabályozási és költségvetési lehetőségeken keresztül történik. A biztonság műszaki oldala szabványokban, műszaki irányelveken keresztül valósul meg, és olyan előírásokon keresztül, melyek módszertani, eljárási szabályokat rögzítenek (Szlávik et al. 2002 ).

94. ábra Ideiglenes homokzsák védművek a Tiszán Szegednél 2006. májusban

A magyarországi árvízvédelmi létesítmények túlnyomó részét képező földgátaknál számos problémával találkozunk, melyeknek okait a földgátak létesítésével, fejlesztésével és elöregedésével lehet magyarázni. A tiszai földtöltéseket sok esetben több fázisban építették, emelték és így alakult ki a a réteges-, ún. „hagymahéj” szerkezet (95. ábra).

95. ábra A tiszai árvízvédelmi földtöltés szelvények "hagymahéj" szerkezetének oka az időbeni fejlesztés (Dunka-Fejér-Vágás 1996)

Nem mindig megfelelő építési anyagot használtak, esetenként hibás építés technológiát, és elkerülhetetlen földgátak ún. öregedése, vagyis a beépített föld ásványos és szerves korróziója előrehalad, átázások, átfagyások, kiszáradások okozta duzzadásos, zsugorodásos mozgás jön létre. A káros elváltozások tömörségcsökkenéshez is vezethetnek. Gondokat okoznak az állatjáratok, állatfészkek üregei is. A földgátakat többségében a gyepburkolatot alkalmazzák a rézsűk védelmére, melyeknek állagromlása gyengíti a földgátak védelmi biztonságát. Az árvízi jelenségek oka többnyire a védmű (a töltés és az alatta lévő talajtömb) állapotából következik. Gyakori a kedvezőtlen állapot a töltés és az altalaj, illetve a töltésrétegek csatlakozásánál. Az árvíz három szinten támadja a töltést: töltéskoronát meghaladva, töltésen átszivárogva, az altalajon át.

96. A Tisza töltése a Közép-Tiszán (bal) és az árvízvédelmi töltés tönkremeneteli valószínűségének alakulása a vízterhelés (vízállás) hatására (jobb Nagy 2005)

A földgátaknál fellépő jelenségeket egyrészt a védőtöltés magasságát tartósan vagy időszakosan (hullámzás) meghaladó vízszintek váltják ki, részint a tartósan magas vizek által okozott nyomás, amely a töltéstestben, illetve az alatta lévő talajtömbben, más szóval az altalajban idéz elő mozgást. A jelenségek tehát a vízmagasságtól és annak tartósságától függnek. Ezek a jelenségek három csoportba foglalható össze:

1. A víz és a jég elragadó erejének hatására a védőtöltés felszínének vízoldali elhabolásos eróziója, az átbukó víz a töltéskoronát és a mentett oldali rézsűt megbontva hátrarágódásos eróziót okoz. Az eróziót a víz hullámzása, illetve átbukása okozza, és ez a vízmozgás a töltés felszínét, rézsűjét, illetve a gátkoronát bontja meg;

2. A töltéstestbe kerülő víz mozgásának hatására kialakuló jelenségek: átázás, csurgás, járatos erózió, rézsűcsúszás. Bármilyen formában is indul vízmozgás a töltéstestben, illetve azon keresztül, mindenképen veszélyes dolgokat okozhat;

3. Altalajon keresztül történő vízmozgás hatására kialakult jelenségek: mentett oldali felpuhulás, felpúposodás, fedőréteg felszakadás, buzgár, altalaj folyósodás.

A földgátaknál fellépő árvízi jelenségek közül legalattomosabbak és legveszélyesebbek azok, melyek az altalajon keresztül történő vízmozgás hatására alakulnak ki (Török 2004 ).

97. ábra Nyúlgátépítés homokzsákból, föld megtámasztással

A csurgás, a gátba bejutott víznek a mentett oldali rézsűben, altalajban vagy töltésköröm közelében való koncentrált kilépése. Kéregcsurgásnak nevezik azt az árvízi jelenséget, amikor a töltésbővítéseknél az összeépítési réteg határa mentén alakul ki csurgás. Talpcsurgásnak nevezzük a töltésalapozás mentén kialakuló csurgásokat. A csurgások a töltések inhomogenitására vezethetők vissza, általában lépten-nyomon fellépnek az árvízvédelmi töltések mentett oldali rézsűjében, illetve a mentett oldali körömben. A csurgás túlfejlődése következtében rézsűcsúszások keletkezhetnek, illetve a csurgás átmérőjének bővülése gátszakadássá fejlődhet (Török 2004 ).

98. ábra Nyúlgátépítés a Tiszán Tiszabecsnél 1998. november (bal) és töltésmagasítás a Tarpa és Tivadar közötti szakaszon (jobb) 2001. március (FETIVIZIG 2001)

A töltés folyó felöli oldalát borító árvíz a nyomás hatására igyekszik a töltéstestbe, illetve az altaljba behatolni. Mivel teljesen vízzáró talaj nincs, a víz a gát anyagának pórusait bizonyos idő alatt kitölti, azokban a mentett oldal felé mozog. Veszélyessé akkor válik, amikor a gáttest teljes keresztmetszetében átnedvesedik, és a szivárgó víz a mentett oldalon megjelenik. A vízzel telített töltés állékonysága kisebb, mint a száraz vagy nedves töltésé. Következménye akár gátszakadás lehet (Galbáts 2004 ).

Az árvízvédelmi gátak legveszélyesebb jelensége a buzgár. A töltésre ható egyoldalú hidrosztatikus nyomás következtében a mentett oldalon alulról fölfelé ható áramlásból kialakult koncentrált vízfeltörés, ami a vízáteresztő réteg finomszemcséjű anyagával keveredve jelenik meg. Buzgár keletkezhet fedőréteg mentes, kohézió nélküli szemcsés talajokban, ha a kilépő víz elragadó ereje nagyobb, mint a talajszemcsék súlya; vízzáró fedőréteg esetén, ha azon folytonossági hiány van: repedés, féregjárat, gyökérjárat; vízzáró fedőréteg esetén, ha a kötött fedőréteg súlyával nem tudja ellensúlyozni az alsó síkjára ható hidrosztatikus nyomást, és a fedőréteg felszakad (Horváth 2004 )

99. ábra Buzgár elleni védekezés a Tiszán Tiszasasnál 2000. áprilisban (bal) és a Dunán Visegrádnál (jobb) 2006. áprilisban

A földtöltéseken bekövetkező másik nagyon veszélyes jelenség a rézsűcsúszás. A jelenség helye szerint megkülönböztetünk mentett oldali és vízoldali rézsűcsúszást. A mentett oldali rézsűcsúszás hosszantartó, többnyire LNV-t meghaladó vízállás esetén jön létre. A vízoldali rézsűcsúszás az árvízszint gyors apadása miatt veszélyezteti a töltést és sok helyen a folyó partját is, szakadó partot hozva létre. A mentett oldali rézsű csúszását okozhatja:

- a korábbi mentett oldali töltésbővítés vízzáróbb lett, mint az eredeti töltés volt,

- az esővíz, a töltésen átszivárgó víz és a koronán átfolyó víz a nem megfelelően tömörített kötött talajú töltést eláztatja, s kohézióját elvesztve a rézsű lecsúszik

- a nem megfelelő minőségű altalaj-, töltésanyag megfolyósodik, s a töltés állékonysága megszűnik,

- a töltés alatti szivárgás eláztatja a mentett oldali töltéslábat, és a megtámasztás nélkül maradt rézsű lecsúszik.

A töltéseken a sárfolyás kiváltó oka a mentett oldali rézsű teljes elázása, átázása. A laza kötött talaj kohézióját veszti, és a lecsúszott képlékeny anyag a töltés lábánál legyezőszerűen szétterül. A rézsűcsúszás elleni védelem során meg kell akadályozni, vagy legalább késleltetni kell víz átjutását a mentett oldalra. Gondoskodni kell a töltésen átszivárgó víz mentett oldali kivezetéséről; a csúszásra hajlamos töltésrézsűt úgy kell megtámasztani, hogy, az ne terhelés legyen; az elfolyásra hajlamos anyagból készült töltésszakaszokat ki kell váltani olyan erős támasztó vagy körtöltés megépítésével, amely a víz- és földnyomás teljes értékű felvételére alkalmas; ki kell vezetni a megcsúszott és a helyben maradó rész közötti töltéstestből a vizet; a megcsúszott rézsű tetejére rakott homokzsák rontja az állékonyságot.

100. ábra Rézsűcsúszásból kialakult gátszakadás a Tisza jobb partján a Tarpa és Tivadar közötti töltésszakaszon (2001. március 6.)

A csúszásra hajlamos, erősen átázott töltésen, vagy a már megcsúszott töltésnél bordás megtámasztás alkalmazásával lehet jó eredményt elérni. Az átázott vagy csúszásra hajlamos töltést terméskővel is meg lehet támasztani, a töltés rézsűjének meghosszabbításával. Mivel a töltésmegcsúszást legtöbbször a töltés átázása előzi meg, a csúszás helyén felszínre törő vizet a töltés testéből el kell vezetni. Szivárgót úgy kell építeni, hogy az átázott és megcsúszott töltés mentett oldali rézsűjében - a töltés lábától megfelelő magasságban - majdnem terepszintig érő 40-50 cm széles árkot kell ásni. Az így kiképzett árkot szűrőszövetbe helyezett zúzott kővel, durva szemű kaviccsal, esetleg homokos kaviccsal ajánlott feltölteni (Nagy 2004 ).

A védekezési tevékenység folyamata a következő fő tevékenységekre csoportosítható: hidrológiai előrejelzés készítése; az árvízvédelmi készültség elrendelése, védelmi szervezet mozgósítása; helyzetelemzés és tájékoztatás; szükség szerint fokozatváltás (a középvízi meder megtelik vízzel - I. fok elrendelése figyelőszolgálattal; a víz a töltéslábat eléri - II. fok fokozott figyelőszolgálattal; a vízállás tovább emelkedik és a gát részben víz alá kerül - III. fok konkrét védekezési beavatkozással); védelmi osztag mozgósítása; külső segítség igénylése szükség szerint; árvízvédelmi készültség megszüntetése.

Az árvízi készültség megszüntetése utáni feladatok: a védelmi szakfelszerelés pótlása; károk felmérése; dolgozók, szolgáltatók elszámolása; összefoglaló jelentés készítése; megrongálódott védművek helyreállítása.

Az árvízvédekezésre való felkészülésben fontos a védelmi tervek elkészítése és rendszeres aktualizálása. Ezek árvízvédelmi öblözetenként tartalmazzák a folyók árvízvédelmi műveinek műszaki adatait, a védelmi művek, műtárgyak helyszínrajzait, kiépítettségét, előfordult jelentős árvizek felszíngörbéit, árvízi károk előfordulását, a készültségi szinteket. A szintén öblözetenként készülő lokalizációs tervek tartalmazzák a védett ártérre betört árvizeket késleltető vagy feltartóztató létesítmények helyszínrajzát, a vízzározás, anyagnyerés, szállítás lehetőségeit. Minden tervben megtalálhatók a védelmi szervezeti beosztások az egyes védelmi szakaszokra és irányító törzsekbe beosztott személyi állomány adatai. Az országhatárt metsző folyók esetében fontosak a Magyarország és a szomszédos államok együttműködési tervei is. Mozgósítási, kiürítési, mentési és visszatelepítési terveket is készítenek, melyek a lakosság és a vagyon mentését szolgálják.

A területi vízgazdálkodás alapvető feladata a különböző területhasználati igényeknek megfelelő vízgazdálkodási viszonyok megteremtése. Eszközeivel csökkenthetők a vízbőség és a szélsőséges vízhiány okozta károk. A vízrendezés célja a településeken, ipartelepeken a vizek kártétel nélküli elvezetése, mező- és erdőgazdasági területeken a lehető legjobb kapcsolat kialakítása a természetes vizek és a felszíni, felszín közeli talajrétegek között, és a káros vizek elleni védelem a megelőző műszaki beavatkozások révén. A terep esése szerint megkülönböztetünk síkvidéki, valamint hegy- és dombvidéki vízrendezést.

A belvizek kialakulásának okai többfélék: a talajvíz talajszint felé emelkedése; vízátnemeresztő kőzetrétegek miatti stagnáló vizek; a talajfelszín megfagyása miatti stagnáló vizek; műszaki beavatkozások akadályozzák a terepen való lefolyást (árvízvédelmi töltések, más pl. közlekedési célt szolgáló terepalakulatok).

Hazánk mintegy 45%-ka síkvidék, kis felszínesésekkel Ezeken a területeken, a felszínen lefolyó víz sebessége kicsi, így a vízmozgás fékezett, elvezetése nehézségekbe ütközik. A víz vissza marad a mélyedésekben és csak mesterséges eszközökkel, létesítményekkel gondoskodnak elvezetéséről. Belvíz akkor keletkezik, amikor a hirtelen hóolvadásból, csapadékból vagy esetleg magas talajvízállásból adódóan a talajvízzel telítődik.

A síkvidéki vízrendezés területi alapegysége a belvízrendszer, amely belvíz-öblözetekre osztható. A rendszeren belül a mezőgazdaság számára káros vizeket és a belterületről lefolyó csapadékvizeket nyílt csatornahálózat vezeti le. A levezető hálózat gerincét a főcsatornák alkotják, amelyekre csatlakoznak a mellékcsatornák, amelyek viszont az alacsonyabb rendű mentesítő csatornák vizeit gyűjtik össze, és továbbítják a főcsatornába.

101. ábra A talajvízszint megemelkedése a csapadék hatására (1998) a Felső-Tisza vidéki KÖVIZIG területén

A főcsatorna a belvízrendszer vagy öblözet összegyűjtött vizeit a főbefogadóba továbbítja, ami jellemzően töltésezett vízfolyás, folyó. A főbefogadóba a víz gravitációsan, szivattyús átemeléssel vagy a kettő kombinációjával jut el. A belvízcsatornák műtárgyai - zsilipek, vízkormányzó műtárgyak - a vízelvezetés szabályozására szolgáló művek. A közúti, vasúti hidaknak, átereszeknek a vízátvezetés igényeit is ki kell elégíteniük. A fenéklépcsők, surrantók a nagyesésű csatornák műtárgyai. A szivattyútelepek, szivattyúállások a csatornák vizének befogadóba juttatását biztosítják, ha a gravitációs bevezetés feltételei hiányoznak.

A síkvidéki vízrendezési tevékenység nemcsak a belvizek elleni védekezést, a levezetés feladatait foglalja magában. A belvizes és a vízhiányos időszakok váltakozása miatt egyre jobban előtérbe kerül a belvízgazdálkodás. Lényege, hogy a vízrendezési művek célszerű üzemeltetésével a levezetés szabályozható, késleltethető, a belvizek medertározással, legelőkön, belvíztározókban visszatarthatók. A belvízgazdálkodás a vízrendezési és a mezőgazdasági tevékenység egységes szemléletű alkalmazásával a belvizes és az aszályos időszakok kártételeinek csökkentésére egyaránt hatékony eszköz. A vizek újrahasznosíthatóságának alapkövetelménye a visszatartott, tározott víz megfelelő minősége. Sok olyan sík vidéki vízgyűjtő van, amelyeknek nem, vagy csak nehezen jelölhető ki a természetes határa (pl.: Hortobágy-Berettyó főcsatorna vízgyűjtője). Itt a belvízvédelmi rendszerek mesterséges vízelvezető létesítményei szabják meg a vízgyűjtő határokat, amelyek időben változhatnak, attól függően, hogy hová, melyik lehetséges befogadóba vezetik a vizet.

102. ábra Belvízzel veszélyeztetett területek (VGT 2009 - Pálfai 2003)

A síkvidéki területeket 85 belvízrendszer fedi le. A belvízelvezető csatornarendszer kiépítettsége 10-78 ls-1km-2 között változik, súlyozott területi átlaga 27,2 ls-1km-2, ami átlagosan 10 évenként előforduló belvizek 15 nap alatti levezetésére ad lehetőséget. A 44,5 ezer km2 kiterjedésű síkvidéki vízgyűjtőn 42,6 ezer km hosszúságú belvízcsatorna hálózat épült ki, ebből jelenleg kizárólagos állami tulajdonú és KÖVIZIG kezelésű 8.460 km, állami tulajdonú és vízitársulati kezelésű 19.200 km, a többi belvízcsatorna önkormányzati és magán tulajdonban van. A belvizek levezetésének gyorsítására a főcsatornákon 348 db, összesen 815 m3/s kapacitású stabil szivattyútelep épült ki. Segíti a belvízelvezetést az 540 db, 170 m3s kapacitású szállítható szivattyúállomány, valamint a belvízzel való gazdálkodást elősegítő 141 millió m3 állandó és 170 millió m3 ideiglenes belvíztározó kapacitása.

A belvízcsatornákat a belvizek elvezetésén kívül öntöző-, illetve használtvizek elvezetésére is igénybe veszik. A használt vizek elvezetésében szinte a teljes, az öntözővíz szállításban csaknem 3 ezer km csatorna vesz részt.

A mintegy 150 ezer ha kiterjedésű meliorációs rendszerek kiépítésére főként az 1970-90. években került sor a síkvidéki területeken. A meliorációval javították a talajszerkezetet, a drénezés módosította a felszíni és a felszín alatti lefolyás arányát. Az ingatlantulajdonosi szerkezet átalakulásával a meliorációs rendszerek fenntartása a legtöbb helyen megszűnt.

A síkvidéki vízrendezési művek számos ponton alkotják vagy keresztezik az országhatárt. A szomszédos országokkal kiépített szoros együttműködés az eredményes védekezés feltétele. A kétoldalú megállapodások értelmében számottevő belvízmennyiség érkezik hozzánk Ausztriából, Romániából és Ukrajnából, míg Jugoszlávia és Ukrajna felé vízleadás történik. A vízforgalmat 440 km közös érdekű belvízcsatorna biztosítja, amiből 122 km államhatárt képez.

103. ábra A tiszaberceli műemlék gőzüzemű szivattyútelep (bal és közép) és az üzemelő elektromos meghajtású szivattyútelep (jobb)

Hazánk síkvidéki területeiből 34 ezer km2 a mezőgazdasági művelés alatt álló terület. Ebből 18 ezer km2 belvízzel közvetlenül veszélyeztetett. A károk mértéke a belvízborítás időtartamától, a víz hőmérsékletétől, a növényi kultúra tűrőképességétől, a terület termőképességétől függ. A ritkábban jelentkező nyári belvizek nagyobb mezőgazdasági károkat okoznak, mint a téliek vagy a tavasziak.

A közvetlen - a felszíni vízborításokból származó - belvízkárokon túl közvetett károk származnak a talajvízzel való telítettség, az oxigénhiány, a tápanyagok kimosódása, a talaj szerkezetének romlása, valamint a munkák nem megfelelő időben való elvégezhetősége miatt. Ezen területek kiterjedése a felszíni vízborítás 3-4 szeresére tehető.

A belvizek gyakoriságára jellemző, hogy az utóbbi 6 évtizedből alig fordult olyan év (1973, 1976 és 1990), amikor nem került sor belvízvédekezésre. A kilencvenes évek második felében pedig, olyan nagyságrendű belvíz alakult ki (1999-ben 440 ezer ha és 2000-ben 343 ezer ha), melyhez fogható több évtizeddel ezelőtt, a hatvanas években alakult ki. Az eddig regisztrált területi elöntések maximumai (1940-ben és 1942-ben) meghaladták az 500-600 ezer hektárt. 1966. telén 370 ezer hektárt, 1970-ben 280 ezer hektárt borított belvíz.

A védekezési módozatok közül síkvidéken általában a vízkormányzás alkalmazható eredményesen a nagykiterjedésű, de általában kis mélységű belvíz elvezetésére. Ez a víz célzott irányítását jelenti az árkok, belvízcsatornák között, továbbá a víz visszatartását, majd továbbvezetését. A levonulás gyorsítására szivattyúzást alkalmaznak. A feltöltődött csatornák, medrek iszapolásával, a szűk keresztmetszetű átereszek felbontásával is gyorsítani lehet a káros víz levezetését. A leghatékonyabb védekezési módszer a megelőzés, a vízrendezési létesítmények kiépítése, a meglévő létesítmények rendszeres karbantartása, a lefolyást gátló anyagok, növények, növényi maradványok eltávolítása a medrekből és műtárgyakból.

104. ábra Belvízi elöntések területe Magyarországon 1936 és 2000 között (Pálfai 2003)

Az ország 55%-a hegy- és dombvidéki terület, amely 103 db vízgyűjtőre tagolódik és 47,7 ezer km2 területet fed le. Az 57.000 km vízfolyásból az állam kizárólagos tulajdonában és VIZIG kezelésben van 4.170 km, állami tulajdonban és vízitársulati kezelésben van mintegy 17.000 km. A többi vízfolyás és volt üzemi csatorna önkormányzati illetve magántulajdonban van. Az árhullámok kedvező levonulását 47 millió m3 főművi és 117 millió m3 egyéb állandó és 14 millió m3 ideiglenes tározókapacitás segíti elő. A dombvidéki területen a vízfolyások árterülete 1645 települést érint.

Dombvidéken, a felszínen hirtelen keletkező, nagy mennyiségű lefolyó víz okoz károkat. Itt akár egy-két órán belüli, heves, talajpusztulást előidéző lefolyások keletkezhetnek, nagy károkat okozva. A dombvidéki vízfolyások a hirtelen megnövekedett vízmennyiséget nem tudják elvezetni, medrükből kilépve elöntik a környező területeket, másrészt nagy intenzitású csapadékot vagy hirtelen olvadásból keletkező vizet a talaj felső rétege nem tudja befogadni, s a lepelszerűen lefolyó víz megbontja, és magával viszi a talajszemcséket.

A dombvidéki vízrendezés magában foglalja a kisvízfolyások, patakok mederrendezését, képessé téve azokat az árvízhozamok levezetésére, az árhullámokat felfogó tározók építését, a völgyfenéki területek vízrendezését, a völgyoldalak rendezését, erózió elleni védelmét. Az árhullámok elleni védelem elsősorban megelőzéssel lehetséges, a meder megfelelő méretre történő kiépítésével, árvízcsökkentést szolgáló tározók létesítésével. A medrek külterületen többnyire 10-30% valószínűségű vízhozamok elvezetésére épültek ki.

A völgyfenéki területeken, ha mezőgazdaságilag értékes területekről van szó, ugyancsak meg kell valósítani a vízrendezést, nyílt felszíni vízelvezető árkok, szükség esetén felszín alatti vízelvezető rendszerek - drénrendszerek, céldrének - kiépítésével. Itt azonban meg kell vizsgálni az ökológia szempontból kedvezőbb területhasználatok lehetőségét, melynek eredményeként a természetes rétek, vizes élőhelyek, helyreállítása válik lehetővé.

105. ábra Csapadék hatására létrejött intenzív eróziós jelenségek a Balaton déli partvidékének közelében lévő szántóföldön – vízmosás (bal, közép), lerakott hordalék (jobb)

A már rendezett medrek, völgyfenéki területek megfelelő állapotát veszélyezteti a domboldalakról lezúduló víz- és hordalékelöntés, ami az erózió következménye. Az erózió kialakulási formája - felületi, árkos, vízmosásos - a lejtésviszonyoktól, a talajadottságoktól és a területhasználattól függ. A természeti adottságokhoz igazodó területhasználattal (erdősítés, növényi borítás biztosítása, szintvonalas művelés, teraszos művelés) a megfelelő vízrendezési létesítmények (vízelvezető árkok, eséscsökkentő műtárgyak, hordalékfogó) segítségével az erózió hatása jelentősen csökkenthető. Ez a termőtalaj védelmén túlmenően a nagy hordalékterheléstől mentesíti a patakmedreket. A kedvezőtlen lejtési viszonyok és talajadottságok esetén, gyakran találkozunk vízmosásokkal. A vízmosáskötések a hordalék lezúdulást akadályozzák meg a lejtőkről a vízmosásba. A vízmosáskötés műszaki létesítménye a vízmosáskötő gát, aminek a biológia védelemről is gondoskodni kell (cserje, fa-, gyeptelepítés). Nagyobb vízmosások esetén gátrendszer építése szükséges.

A vízrendezési feladatok eredményes megvalósításához a vízgyűjtő komplex rendezése szükséges, amit a tulajdonosok, területhasználók, a kezelők előre megtervezett összehangolt tevékenységét feltételezi. A védekezés eredményessége az előrejelzéstől, a riasztástól, a rendelkezésre álló felkészülési idő hosszától, a védelmi anyagok, eszközök azonnali rendelkezésre állásától nagymértékben függ.

Hazánk síkvidéki települései döntően a folyók ármentesített területein helyezkednek el. A közel sík, kis esésű területekről a víz igen lassan folyik le, ezért elvezető árkok, csatornák hiányában nagy területek kerülhetnek akár több hetes elöntés alá. A belterületi vízrendezés célja ezeknek a káros vizeknek az elvezetése, melyek származhatnak árvízből, csapadékból, belvízből, talajvízből és un. külvizekből. A hatályos előírások szerint a belterületi vízelvezető hálózatnak az 1-3%-os valószínűséggel várható csapadékokat kell tudni károkozás nélkül levezetni. A települések belterületén végzendő vízrendezési munkákat a település szerkezete, vízhálózata, hidrológiai viszonyai, lejtési viszonyok, talajtani adottságai határozzák meg. A település szerkezete, beépítettsége meghatározza a vízrendezési művek vonalvezetését, a nyílt vagy zárt rendszerű árkok, csatornák kialakítását. A sűrűn lakott, burkolattal ellátott helyeken a zárt rendszer előnyös, míg a laza falusias vagy zöldövezetes településeken a nyílt, tájba illő vízelvezető árkok kialakítása javasolt.

A belterületi, területi vízrendezési feladatok között fontos a települést veszélyeztető vízfolyások, és belvízcsatornák rendezése, a csapadékvíz-elvezető hálózatok kiépítése, a talajvízszint káros megemelkedését gátló vagy csökkentő beavatkozások, a külterületekről származó víz- és hordalékelöntés megelőzése, az alápincézett és mozgásveszélyes területek védelmét szolgáló létesítmények megépítése. A belterületek vízkár-események elleni hatékony védelme csak a térség, vízgazdálkodási egység - vízgyűjtő, öblözet -komplex vizsgálata alapján meghatározott egyéb létesítmények, beavatkozások megvalósításával oldható meg. Így biztosítani kell a belterületekről elvezetendő víz lefolyókba jutását a külterületi mederszakaszok kiépítésével, rekonstrukciójával; a belterületi vízrendezési létesítmények tehermentesítését záportározók, árvízcsúcs-csökkentő tározók, megkerülő csatornák építésével; az ár- és belvíz elleni védelmet körtöltések építésével; a víz és hordalékelöntés elleni védelmet övárkok létesítésével és a települések feletti vízmosások megkötésével.

A dombvidékeken nagy jelentősége van a tározási, tóépítési lehetőségek kihasználásának, mivel a települések és a különböző nagy értékű létesítmények védbiztonságának megteremtésére a beépítettség miatt más megoldás nincsen. A tározóban felfogott vízmennyiség irányítottan kerül levezetésre, az alatta lévő mederszakasz vízelvezető-képességének függvényében.

Helyi vízkár az árvíz és belvízvédekezés céljából kiépített védművek hiányában keletkező káros elöntés. A helyi vízkárelhárítás önkormányzati feladatkörbe tartozó védekezés. Az elmúlt évek sok példával szolgáltak vízkárokra. 1999. tavaszán-nyarán az országos, szélsőségesen nagy mennyiségű csapadék hatására, olyan települések is víz alá kerültek, ahol soha nem volt példa ilyen jelenségre. A belvízelvezető csatornák, a belterületi vízelvezető árkok megteltek, nem voltak képesek a káros vizet a befogadóig eljuttatni. A belvíz lassú levonulása miatt mély fekvésű területek hónapokig voltak veszélyeztetve. A védekezést nehezítette az egyidejűleg fellépett négy tiszai árvíz, ugyanis az árvízi helyzet miatt a belvizek befogadóba juttatását is korlátozni kellett.

  1. ÁRVIZEK-BELVIZEK ÉS AZ EU ÁRVÍZI IRÁNYELVE

Tartalom:

Az árvízi veszély és az árvízi kockázat fogalma

Az árvízi veszély térképek és árvízkockázati térképek

Az árvízkockázat-kezelési tervek elkészítése

Az EU irányelv és a hazai jogszabály végrehajtását segítő projekt

Az árvíz elkerülhetetlen természeti jelenség, tehát együtt kell élnünk vele. Az árvizek haláleseteket és kitelepítéseket okozhatnak, károsíthatják a környezetet, súlyosan veszélyeztethetik a gazdasági fejlődést, valamint akadályozhatják a Közösség gazdasági tevékenységeit. Egyes emberi tevékenységek, illetve az éghajlatváltozás hozzájárulhatnak az árvizek valószínűségének növekedéséhez és káros hatásainak súlyosbodásához. Ugyanakkor az árvizek káros következményeinek, kockázatának csökkentése lehetséges és szükséges. A kockázatok csökkentését célzó intézkedéseket az egész vízgyűjtőben össze kell hangolni, hogy azok eredményesek lehessenek.

Az Európai Parlament és a Tanács által 2007. október 23-án elfogadott 2007/60/EK Irányelv az árvízkockázatok értékeléséről és kezeléséről (röviden: Árvízi irányelv) célja az, hogy keretet adjon az Európai Unió területén az árvízi kockázatok felmérésére és kezelésére az árvizekkel kapcsolatos, az emberi egészségre, a környezetre, a kulturális örökségre és a gazdasági tevékenységre gyakorolt káros következmények csökkentése érdekében. Az irányelv területi hatálya a Közösség teljes területe. Tárgyi hatálya kiterjed valamennyi természetes eredetű elöntésre, ahol rendes körülmények között vízzel nem borított földterület ideiglenesen víz alá kerül, beleértve a talajvízből származó áradást.

Az árvízi kockázatcsökkentésnek ki kell terjednie az S-P-R-C /source-pathway-receptor-consequence – azaz: (veszély)forrás – útvonal - (kockázat)viselő - következmény/ modell bármely elemére vonatkozó intézkedésekre (106. ábra).

Ahhoz, hogy valahol egy kockázat merüljön fel, valamilyen veszélynek kell jelen lennie, melynek „forrása”, vagy kiváltó eseménye van (pl. egy nagy csapadék); kell legyen egy „fogadó/(kockázat)viselő” (pl. az ártér az összes jellemzőjével) és egy „útvonal” a forrás és a receptor között (árvízi meder a védelmi létesítményekkel együtt, elöntés, stb.). A veszély nem automatikusan vezet a káros esemény bekövetkezéséhez, de a veszély azonosítása egyértelműen azt jelenti, hogy van esély arra. A tényleges következmény a veszélynek való kitettség és a receptor sérülékenységének függvénye.

  1. 106. ábra Az árvízkezeléssel kapcsolatos S-P-R-C (veszélyforrás-útvonal-kocázatviselő-következmény) modell (Schanze 2003)

A már korábban hatályba lépett Víz Keretirányelv (2000/60/EK) előírja, hogy a jó ökológiai és kémiai állapot elérése érdekében valamennyi vízgyűjtő kerületre vízgyűjtő-gazdálkodási tervet (röviden: VGT) kell kidolgozni, ami hozzájárul majd az árvizek hatásainak enyhítéséhez (Magyarország területére a VGT 2009. decemberben készült el). Az árvízkockázat csökkentése nem tartozott a Víz Keretirányelv fő célkitűzései közé. Ezért az árvizek által az érintett területen kifejtett kedvezőtlen hatások elkerülése és csökkentése érdekében célszerű árvízkockázat-kezelési terveket készíteni. Az árvizek okai és következményei eltérőek az EU különböző országaiban és régióiban. Az árvízkockázat-kezelési terveknek tehát figyelembe kell venniük az általuk lefedett területek sajátosságait. A tagállamoknak tartózkodniuk kell attól, hogy olyan intézkedéseket hozzanak, vagy olyan tevékenységeket folytassanak, amelyek növelik az árvizek kockázatát egy másik tagállamban.

Az árvízkockázat-kezelési terveknek megkülönböztetett figyelmet kell fordítaniuk a megelőzésre, védelemre és felkészültségre. Annak érdekében, hogy a folyók nagyobb helyet kapjanak, meg kell fontolni az árterületek fenntartását, helyreállítását és a károk megakadályozására és csökkentésére szolgáló intézkedéseket. Az irányelvnek megfelelően árvízkockázat-kezelési tervek elemeit rendszeresen felül kell vizsgálni, és szükség esetén naprakésszé kell tenni az éghajlatváltozásnak az árvizek előfordulására gyakorolt valószínű hatásaira is figyelemmel.

A VGT-k és az Árvízi irányelv szerinti árvízkockázat-kezelési tervek kidolgozása az integrált vízgyűjtő-gazdálkodás részét képezik. E két folyamatnak – a VKI környezetvédelmi célkitűzéseire tekintettel – fel kell használnia a közös kapcsolódási pontok és előnyök kölcsönös lehetőségét, biztosítania kell a hatékonyságot és az erőforrásokkal való előrelátó gazdálkodást. Az értékeléseket, térképeket és terveket az árvízkockázat-kezelés területén a megfelelő legjobb gyakorlat és a rendelkezésre álló, de túlzott költségekkel nem járó legjobb technológiák alapján kell elkészíteni.

A víztesteknek a fenntartható emberi tevékenységek különböző formáit szolgáló többcélú felhasználása (pl. árvízkockázat-kezelés, ökológia, belvízi hajózás vagy vízenergia) esetében és az ilyen felhasználás víztestekre gyakorolt hatására vonatkozóan a Víz Keretirányelv egyértelmű és átlátható folyamatot állapít meg az ilyen felhasználások és hatások szabályozására, beleértve a „jó állapot” vagy a „nincs állapotromlás” célkitűzéseitől való lehetséges mentesítéseket.

Az Árvízi irányelv szerint az „árvíz”: a rendes körülmények között vízzel nem borított földterület ideiglenes víz alá kerülése. Ez magában foglalja a folyókból, hegyi patakokból, a földközi-tengeri időszakos vízfolyásokból származó árvizet és a tengerparti területeken a tengerből származó árvizet. Az „árvízkockázat”: az árvízi esemény valószínűségének és az árvízi eseményhez társuló, az emberi egészségre, a környezetre, a kulturális örökségre és a gazdasági tevékenységre gyakorolt lehetséges káros következményeknek az együttese.

Az Árvízi irányelv alapvetően négy feladat elvégzését írja elő a tagállamoknak, illetve azon országoknak, melyek elfogadják és meg kívánják valósítani az irányelv szempontjait:

- előzetes árvízkockázati értékelés;

- árvízveszély térképek;

- árvízkockázati térképek;

- árvízkockázat-kezelési tervek.

Magyarországon nemzetközi viszonylatban is jó szinten kiépített és működő árvízvédelmi rendszer van. Ez a gyakori elöntési fenyegetettség miatt alakult így az elmúlt évszázadokban. A meglévő rendszer alapját az árvízvédelmi fővédvonalak képezik, melyeket a védett területeknek nyújtandó egyenlő biztonság elvének megfelelően méreteztek. A védett területeken bekövetkezett fejlődés miatt egyre nagyobb eltérések mutatkoznak a vízkár érzékenységben. Ezért szükséges felülvizsgálni az egyenlő biztonság elvét a védelmi rendszer fejlesztésénél, vagyis a kevésbé érzékeny területeken tűrhető az esetenkénti elöntés, ezáltal nagyobb biztonság nyújtható az érzékenyebb területeknek.

A magyar Kormány 178/2010. (V. 13.) Korm. rendelete a vizek többletéből eredő kockázattal érintett területek meghatározásáról, a veszély- és kockázati térképek, valamint a kockázatkezelési tervek készítéséről, tartalmáról az Árvízi irányelvnek való hazai megfelelést szolgálja. A rendelet hatálya kiterjed a vizek többletéből eredő kockázat előzetes becslésére, az árvízi és belvízi veszély- és kockázati térképek, valamint az árvízi és belvízi kockázatkezelési tervek készítésére.

A Kormányrendelet átveszi, illetve a hazai viszonyoknak megfelelően pontosítja az Árvízi irányelvben lévő alapvető fogalommeghatározásokat, bevezeti a „vizek többlete” szóösszetétel használatát, ami azt hivatott hangsúlyozni, hogy a rendelet egyaránt vonatkozik az árvízre és a belvízre. Eszerint az „árvíz” a rendes körülmények között vízzel nem borított földterületnek a folyókból vagy kis vízfolyásokból származó ideiglenes víz alá kerülése (elöntése), a „belvíz” pedig a rendes körülmények között vízzel nem borított földterületnek a talajvízből származó vagy a csapadékvízből összegyülekező víz alá kerülése (elöntése). A vizek többletéből eredő kockázat: az árvízi, belvízi esemény valószínűségének és az árvízi, belvízi esemény által okozott lehetséges káros következményének az együttese. Pontosítja, hogy a „nem szerkezeti jellegű intézkedések” azok a beavatkozások, módszerek, eljárások, szabályok, amelyek az árvizek károkozása elleni védelmet és védekezést létesítmények nélkül segítik, így különösen: védelmi szervezet, előrejelzés, fenntartás, jogszabályok, védelmi- és lokalizációs tervek, hírközlés, adatátvitel.

Az Árvízi irányelvnek megfelelően előzetes árvízkockázati értékelést a tagállamok a területükön fekvő valamennyi vízgyűjtő kerületre, a területükön fekvő szakaszára vonatkozóan kell elvégezniük. A hosszú távú fejleményekre, különösen az éghajlatváltozásnak az árvizek előfordulására gyakorolt hatására, a lehetséges kockázatok értékelése céljából előzetes árvízkockázat-értékelést kell készíteni, melynek tartalmaznia kell:

a) a folyó vízgyűjtő kerületének térképét, a vízgyűjtők, részvízgyűjtők határaival, a domborzattal és a területhasználattal;

b) a múltban bekövetkezett azon árvizek leírását, melyeknek jelentős káros hatásai voltak, beleértve elöntésük mértékét, árvízterjedési útvonalaikat és az okozott káros hatások értékelését;

c) a múltban bekövetkezett azon jelentős árvizek leírását, amelyek esetében hasonló jövőbeni események jelentős káros következményei előreláthatók;

d) a jövőbeni árvizek lehetséges káros hatásainak értékelését, figyelembe véve a domborzatot, a vízfolyások elhelyezkedését, azok általános hidrológiai és geomorfológiai tulajdonságait, a meglévő árvízvédelmi infrastruktúra eredményességét, a lakott területek elhelyezkedését, a gazdasági tevékenységre szolgáló területeket, az éghajlatváltozásnak az árvizek előfordulására gyakorolt hatását.

A tagállamok az előzetes árvízkockázat-értékelést legkésőbb 2011. december 22-ig befejezik. Az előzetes árvízkockázat-értékelés alapján valamennyi vízgyűjtő kerületnek a területükön fekvő része tekintetében meghatározzák azokat a területeket, amelyekre vonatkozóan megítélésük szerint lehetséges jelentős árvízkockázat, illetve előfordulása valószínűsíthető. A nemzetközi vízgyűjtő kerületbe tartozó területek meghatározását az érintett tagállamok között össze kell hangolni.

A 178/2010. (V. 13.) Korm. rendelet szerint az előzetes kockázatbecslés, a veszély- és kockázati térképek elkészítéséről a vízgazdálkodásért felelős miniszter gondoskodik a Vízügyi és Környezetvédelmi Központi Igazgatóság (VKKI) és a környezetvédelmi és vízügyi igazgatóságok (KÖVIZIG) útján, valamint az érintett miniszterek irányítása, felügyelete alatt álló közigazgatási szervek bevonásával.

Az előzetes kockázatbecslés alapján meg kell határozni azokat a tervezési egységeket, amelyek vonatkozásában a vizek többletéből eredő jelentős kockázat áll fenn, illetve ezek előfordulása valószínűsíthető.

Az árvízveszélytérképeket és árvízkockázati térképeket a tagállamok a vízgyűjtő kerületre (pl.: Duna vízgyűjtő kerület) a legmegfelelőbb méretarányban kell elkészítsék. A más tagállamokkal közös területekre vonatkozó árvízveszélytérképek és árvízkockázati térképek elkészítésére az érintett tagállamok közötti, előzetes információcserére irányuló kötelezettség vonatkozik.

Az árvízveszélytérképeknek azokra a földrajzi területekre kell kiterjedniük, amelyeket a következő forgatókönyvek szerint önthet el az árvíz: a) alacsony valószínűségű árvizek (szélsőséges események); b) közepes valószínűségű árvizek (a valószínű visszatérési idő ≤100 év); c) nagy valószínűségű árvizek. Valamennyi forgatókönyv esetében szerepelnie kell a az elöntés mértékének, a vízmélységeknek vagy vízszinteknek; az áramlási sebességnek vagy a vonatkozó vízhozamnak.

Az árvízkockázati térképen fel kell tüntetni a forgatókönyvek szerinti árvizekkel kapcsolatos lehetséges káros hatásokat: a) a potenciálisan érintett lakosok becsült számát; b) a potenciálisan érintett terület gazdasági tevékenységének típusát; c) azokat a létesítményeket, amelyek árvíz esetén esetleges környezetszennyezést okozhatnak, és a lehetségesen érintett, védett területeket; d) egyéb olyan információkat, amelyeket a tagállam hasznosnak ítél.

Az irányelv előírása szerint az árvízveszély térképek és az árvízkockázati térképek 2013. december 22-ig kell elkészüljenek.

107. ábra Részlet a dél-nyugat angliai Tidal folyó elöntési térképéből Exeter város területén (www.environment-agency.gov.uk and Exeter City Council 2008.)

A magyar Kormány 178/2010. (V. 13.) Korm. rendelet szerint a tervezési egységekre készülő veszélytérképen azokat a földrajzi területeket kell feltüntetni, amelyeket elönthet. A belvíz valószínűségét a helyi viszonyok alapján kell meghatározni. A kockázati térképen fel kell tüntetni az árvíz és belvíz okozta lehetséges káros következményeket. A veszély- és kockázati térkép kidolgozását, felülvizsgálatát a vízgyűjtő-gazdálkodási tervek felülvizsgálataival összehangolva kell végrehajtani, és a vízgyűjtő-gazdálkodási tervek felülvizsgálata során a veszély- és kockázati térképen feltüntetett információkat figyelembe kell venni.

Az Árvízi irányelv szerint készülő térképek alapján a tagállamoknak a vízgyűjtő kerület szintjén összehangolt, árvízkockázat-kezelési terveket kell készíteniük és árvízkockázatkezelési célokat állapítanak meg. Az árvízkockázat-kezelési tervek a célkitűzések elérését szolgáló intézkedéseket foglalnak magukban. A terveknek figyelembe kell venniük a költségeket és hasznokat, az elöntés mértékét, az árvízterjedési útvonalakat és az árvíz-visszatartási képességgel rendelkező területeket – például természetes árterületeket –, a VKI-ban foglalt környezetvédelmi célkitűzéseket, a talaj- és vízgazdálkodást, a területrendezést, a területhasználatot, a természetvédelmet, a hajózást és a kikötői infrastruktúrát.

A tervek az árvízkockázat-kezelés minden szempontjára kiterjednek, összpontosítva a megelőzésre, védelemre, felkészültségre, beleértve az árvíz-előrejelzéseket és a korai riasztó rendszereket, valamint figyelembe veszik az adott vízgyűjtő vagy részvízgyűjtő jellemzőit. Az árvízkockázat-kezelési tervekbe a fenntartható területhasználati gyakorlatok támogatását, az árvízvisszatartás javítását, valamint bizonyos területek árvízesemények esetén történő ellenőrzött elárasztását is fel lehet venni.

A valamely tagállamban kialakított árvízkockázat-kezelési tervek nem tartalmazhatnak olyan intézkedéseket, amelyek kiterjedésüknél és hatásuknál fogva jelentősen növelik az árvízkockázatot az ugyanazon vízgyűjtőbe vagy részvízgyűjtőbe tartozó alvízi vagy felvízi más országokban.

A tagállamoknak biztosítaniuk kell, hogy az árvízkockázat-kezelési tervek 2015. december 22-ig elkészüljenek és közzétételre kerüljenek. A teljes egészében a Közösség területén belül elhelyezkedő nemzetközi vízgyűjtő kerület esetében összehangolt egyetlen, egységes nemzetközi árvízkockázat-kezelési terv vagy árvízkockázat-kezelési tervcsomag készül. A Közösség határain túlra kiterjedő nemzetközi vízgyűjtő kerület esetében, a tagállamok a nemzetközi vízgyűjtő kerület szintjén is összehangolt egyetlen, egységes nemzetközi árvízkockázat-kezelési terv készítésére törekednek. Az Árvízi irányelv alkalmazása folyamán az intézkedéseket össze kell hangolni a VKI-val. Az árvízkockázat-kezelési tervek kidolgozását és későbbi felülvizsgálatait a vízgyűjtő-gazdálkodási tervek felülvizsgálataival összehangolva kell végrehajtani, és azok e felülvizsgálatokba beépíthetők.

A magyar Kormányrendelet szerint a tervezési egységek tekintetében a veszély- és kockázati térképek alapján kockázatkezelési célkitűzéseket kell megállapítani az árvíznek és a belvíznek a lehetséges káros következményeinek csökkentésére, valamint – amennyiben indokolt – a nem szerkezeti jellegű intézkedésekre és az árvíz és belvíz valószínűségének csökkentésére összpontosítva.

A kockázatkezelési terveket a veszély- és kockázati térképek alapján az ország teljes területére egységesen kell készíteni. A kockázatkezelési terv a meghatározott kockázatkezelési céloknak megfelelő kell legyen a következők figyelembe vételével: a) a költségek és hasznok; b) az elöntés mértéke; c) az árvízterjedési útvonal; d) az árvíz-visszatartási képességgel rendelkező területek; e) a vízgyűjtő-gazdálkodási tervben meghatározott környezetvédelmi célkitűzések; f) a hajózás és a kikötői infrastruktúra; g) a talaj- és vízgazdálkodás, a terület- és a településrendezés, a területfejlesztés, a természetvédelem, a kulturális örökségvédelem követelményei; h) a vízgyűjtő vagy részvízgyűjtő jellemző.

A kockázatkezelési terv nem tartalmazhat olyan intézkedést, amelyek kiterjedésénél és hatásánál fogva jelentősen növeli a vizek többletéből eredő kockázatot az ugyanazon vízgyűjtőbe vagy részvízgyűjtőbe tartozó alvízi vagy felvízi ártéri öblözetekben.

A kockázatkezelési célkitűzések meghatározása és a kockázatkezelési terv készítése során gondoskodni kell arról, hogy azok összhangban legyenek a vízgyűjtő-gazdálkodás egyes szabályairól szóló jogszabály szerint megvalósuló környezeti célkitűzésekkel és a VGT-vel.

A tervezési egységek szintjén a kockázatkezelési tervet a környezetvédelmi és vízügyi igazgatóság, az ország teljes területére a vízügyekért felelős miniszter, a területfejlesztésért és építésügyért és a vidékfejlesztésért felelős miniszter közreműködésével készíti el a meghatározott célkitűzéseknek megfelelően.

Az előzetes kockázatbecslést, a tervezési egységeknek a meghatározását, a veszély és kockázati térképek, valamint a kockázatkezelési tervek készítését a Duna nemzetközi vízgyűjtő kerület részvízgyűjtői tekintetében az érintett országok hatáskörrel rendelkező szerveivel történő folyamatos információcsere mellett összehangolva kell elvégezni.

Az előzetes kockázatbecslést, a veszély- és kockázati térképeket legalább hatévente felül kell vizsgálni. A felülvizsgálatok során figyelembe kell venni az éghajlatváltozás árvizek előfordulására gyakorolt hatását. Az előzetes kockázatbecslést 2011. december 22-ig, annak első felülvizsgálatát 2018. december 22-ig kell elvégezni. A veszély- és kockázati térképeket 2013. december 22-ig el kell készíteni, és azok első felülvizsgálatát 2019. december 22-ig kell elvégezni. A kockázatkezelési tervet 2015. december 22-ig kell elkészíteni, és első felülvizsgálatát 2021. december 22-ig kell elvégezni.

A Kormányrendeletnek megfelelően a kockázatkezelési terv alkotóelemei:

- az ártéri öblözetek összefoglaló térképe;

- veszély-és kockázati térkép, valamint a térképek alapján levonható következtetések;

- kockázatkezelési célkitűzések leírása;

- a kockázatkezelési célok elérését célzó intézkedések összefoglalása;

- a szomszéd államokkal közös vízgyűjtők vagy részvízgyűjtők esetében a határokon túlterjedő hatású intézkedések értékeléséhez használt költség-haszon elemzés érintett tagállamok által meghatározott módszertanának leírása.

Az Árvízi irányelv és a magyarországi 178/2010 Kormányrendeletet végrehajtását, illetve Magyarország vízkár-elhárítási stratégiájának a megváltozott társadalmi-gazdasági elvárásoknak megfelelő átdolgozását célozza egy KEOP (Európai Uniós Környezet és Energia Operatív Program) Projekt (www.nfu.hu). Ennek keretében tervezték elkészíteni a veszélytérképeket, kockázati térképeket, általános kockázatkezelési terveket, és ezekhez kapcsolódóan a nagyvízi mederkezelési terveket, védekezési tervek korszerűsítésének megkezdését, a Vízügyi Adattár vízkár-elhárítási adatainak feltöltését, az Árvízi Kockázati Információs Rendszer (ÁKIR) kifejlesztését. A projekt 2008-ban kezdődött az „Árvízi kockázati térképezés és stratégiai kockázati terv készítése” címen. A VKKI és a 12 KÖVIZIG létrehozták az Árvízi Kockázati Konzorciumot (ÁKK) a VKKI vezetésével.

A kitűzött feladatok megvalósításának lépései és ütemezése:

1.) Metodikai projekt (2008-2010.);

2.) Előzetes kockázatbecslés és országos vízkár-elhárítási stratégia elkészítése, valamint a veszélytérképezéshez szükséges adatok előállítása (2010-2011.);

3.) Veszély és kockázati térképezés, kockázatkezelési tervezés (2011-2013.).

A munka szakmai irányítására 11 munkacsoportot hoztak létre, a következő megnevezésekkel: Árvíz, Belvíz, Kisvízfolyások, Külső kapcsolatok, Kockázati tényezők, Tervezés, Hidrológia és hidrogeológia, Hidraulika, Matematika, Térképészet és térinformatika, Általános informatika. A projekt keretében az Árvízi Kockázati Információs Rendszer (ÁKIR) tervezése és kidolgozása is megvalósul.

A metodikai projekt keretében az ország egész területére kiterjedő térképezési és tervezési munka egységes metodikai megalapozását végezték el. A metodikai projektben az egységes megvalósítás érdekében az elöntéseket a fővédvonali árvizekre, a kisvízfolyások árvizeire és a belvízekre vonatkozón dolgoztak ki modelleket (108. ábra).

108. ábra. Fővédvonali árvizekre-(bal), kisvízfolyásokra-(közép) és a belvízi elöntésre (jobb) kidolgozott modell (Bakonyi 2010)

A kockázat kezelési terveknek két tervezési szintje van, a stratégiai szint és a lokális szint. A térségi kapcsolatok természeti viszonyok szerint három részre bonthatók, Duna vízgyűjtő, részvízgyűjtők, védekezési területi egységek.

A stratégiai tervezést forgatókönyvek alapján végzik. Az árvízkockázat-kezelés hatása hosszútávon kell érvényesülnie, ezért készülnek a hosszútávú forgatókönyvek (2050-ig vagy 2100-ig). Az időbeni változók: az éghajlat, a népesség, a gazdasági környezet, a területhasználat. A stratégia az árvízkockázat stratégiai intézkedések együttese, a változatokat vezérelvek szerint csoportosítjuk: rugalmas, ellenálló, kombinált. A választás több-szempontú elemzéssel történik. A stratégiákat elöntéstípusok alapján is meg lehet határozni. Ennek a szempontnak az alapján a töltésezett folyókra, kisvízfolyásokra, belvizekre készülhetnek olyan stratégia változatok, amely szerint egyáltalán nem biztosítanak védelmet, marad a jelenlegi állapot, rugalmas (elsősorban nem szerkezeti intézkedéseket alkalmaznak), ellenálló (elsősorban szerkezeti intézkedések alkalmazása), kombinált (a rugalmas és az ellenálló kombinációja). Dönteni a stratégia változatok összehasonlítása alapján lehet.

Az árvízi veszélytérkép készítés hidrológiai-hidraulikai alapjainak metodikai megfogalmazásával kapcsolatban három fő részfeladat elkészítésére került sor: a módszertani elemek kiválasztása érdekében döntés-előkészítő tanulmány készítése; a kiválasztott módszertan részletes kidolgozása; a módszertan bemutatása kiválasztott mintaterületeken.

Az árvízkockázati térképek elkészítésénél az EU csak aggregált adatokat kér az egész elöntött területre vonatkozóan, míg a hagyományos értelmezés, és a magyar vízügyi szolgálat értelmezése szerint is, kisebb területegységekre bontja le a károkat és így a „kockázat” területi eloszlását is figyelembe veszi.

A metodikai vizsgálatok során meggondolásokat fogalmaztak meg az éghajlatváltozás hatásának, a jelenlegi védművek meglétének/hiányának, a védmű fenntartás helyzetének, a védekezés és a vegetáció hatásának figyelembe vételére. Az árvízi veszélytérképek elkészítése során egy adott valószínűségű árvíz esetére kell meghatározni az elöntés kiterjedését, a vízmélységek területi eloszlását és a vízsebességeket, továbbá az elöntések tartósságát. Mivel statisztikailag értékelhető számú (legalább 30) elöntési adat általában nem áll rendelkezésre egy-egy terület vizsgálatánál, szimulációs módszert használnak a veszélytérképek elkészítésére. A három szakterület: a fővédvonali árvizek, a kis vízfolyások árvizei valamint a belvizek szimulációja eltér, vagy legalábbis elemeiben eltér egymástól.

109. ábra Modell eredmények az elöntési mélységek alakulásáról az Adonyi Duna szakaszon (Bakonyi 2009)

A fővédvonali árvizek által okozott elöntések számításánál,

- ki kell választani egy árhullámot, mely a vizsgált folyószakaszra érkezik,

- az árhullámot a feltételezett szakadás szelvényébe kell transzformálni,

- meg kell határozni a szakadás méretét és kialakulásának menetét,

- meg kell határozni a kiömlő vízhozam pillanatnyi értékét,

- meg kell határozni, hogy a kifolyó vízhozam hogyan terül szét a területen, milyen sebességek állnak elő, mekkora terület kerül víz alá és mennyi ideig áll a terület víz alatt.

A szimuláció elvégzéséhez szükség van: egy árhullám generáló modellre, mely a peremfeltételeket előállítja, egy 1D (1D= egydimenzió) árhullám-transzformáló modellre, egy töltésszakadási modellre és egy 2D elöntés-számító modellre. A kisvízfolyások általában nem töltésezettek, ezek modellezéséhez szükséges: egy árhullám generáló modell, mely a peremfeltételeket előállítja, egy 1D árhullám-transzformáló modell és egy 2D elöntés-számító modell. Némileg eltérő modellezést követel meg a belvizek által okozott elöntések szimulációja, mert a belvizek keletkezését nem folyami árvizek okozzák, hanem a területre lehulló csapadék (eső, hó, jég). Ezért a belvízrendszerek modellezéséhez elő kell állítani: egy csapadék modellt, egy összegyülekezési modellt, mely egy speciális 2D modell, egy függőleges beszivárgási modellt, mely a talajvízzel való kapcsolatot biztosítja, egy evapotranszspirációs modellt, a belvízelvezető rendszer modelljét, mely célszerűen az összegyülekezési modellhez kapcsolt 1D modell és a terület víztelenítési pontjainál a víztelenítés időbeli lefolyást leíró vízhozam-idősorokat (szabad kifolyás vagy szivattyúzás). Az 1D hidrodinamikai modellt mindhárom szakterület felhasználhatja, akárcsak a 2D modellt, vagy a peremfeltételeket generáló hidrológiai modelleket is.

110. ábra Árvízveszély térkép a szlovákiai Garam (Hron) folyó besztercebányai szakaszán (Misik 2009)

A numerikus modellek általában nagyon adatigényesek. Minél jobban próbálják megközelíteni a valóságos jelenséget, minél finomabb felbontás szükséges, annál nagyobb adatmennyiségre van szükség. A 2D modellezésnél, 100*100 m-es rácsháló esetén négyzetkilométerenként 121 tereppontra (magasságra) és ugyanennyi érdességi együtthatóra van szükség. Felére csökkentve a hálóméretet, az adatigény a négyszeresére nő. Ha ezek az adatok nem állnak rendelkezésre, akkor a feladat egyszerűsített modellek segítségével oldható meg. A modellek felépítésénél célszerű olyan kisebb modulokat kialakítani, melyek több feladatra is alkalmasak.

A fővédvonali árvizek számítási modelljénél a peremfeltételeket csapadékból kell generálni. A „csapadékmező modell” szolgáltatja a „csapadék-lefolyás modell” peremfeltételét. A „csapadék-lefolyás modell” kimenete hajtja meg az „1D árhullám-transzformációs modellt”, mely a „töltésszakadás modell” bementét szolgáltatja. Végül a „töltésszakadás modell” kimenete adja a „2D öblözeti elöntési modell” peremfeltételét.

A modellrendszer egyszerűsíthető, ha 100-150 éves idősorok állnak rendelkezésre, ami lehetővé teszi, hogy a peremfeltételeket valamilyen szimulációs módszer segítségével határozzák meg. Ekkor a „csapadékmező modell” és a „csapadék-lefolyás modell” helyét egy egyszerűbb szimulációs modell veszi át, mely képes a peremfeltételeket szolgáltatni az „1D árhullám-transzformációs modell” számára. A modellrendszer rugalmasságát nem csak az adja, hogy egyes elemei – a feladattól függően – kihagyhatók, hanem az egyes modell elemek is többféle módszerrel valósíthatók meg.

Az árvízi veszélytérképezés az első lépése az árvízkockázati térképezésnek. A veszélytérképek elkészítésére egy szimuláción alapuló modellezési eljárást kell használni, mert statisztikailag értékelhető számú és megbízhatóan dokumentált elöntési eseményekre nincs elég adat. A modellrendszer összeállításánál moduláris megoldást javasoltak, mely lehetővé teszi, hogy egyes modulokat több helyen is felhasználják.

A kisvízfolyások hirtelen árvizeinek számítási modelljénél általános esetben csak a „töltésszakadás modellje” hiányzik a fővédvonali árvizek modellrendszeréből. A számítás menete a töltésezett és a töltés nélküli vízfolyásokon csak ebben az egy modulban különbözik.

A heves konvektív viharok által okozott csapadéktevékenység hidrológiai következményei közül kiemelkedően veszélyesek a hegy és dombvidéki kisvízfolyásokon kiváltott gyorslevonulású árhullámok. A gyors levonulás mellett ezeket az intenzív eróziós tevékenység, jelentős hordalék és uszadék szállítás, esetenként időszakos mederbeli akadályok képződése és elbontása, valamint a vízáramlás ingadozása jellemzi. A jelenség kialakulása viszonylag ritka és szélsőséges csapadékintenzitásokhoz és/vagy az intenzív csapadékhullás hosszabb tartamához vagy ismétlődéséhez köthető. Fontos tényező lehet a felszíni (gyors) lefolyás képződését elősegítő telítettséghez közeli nedvesítettségi állapot egy adott vízgyűjtőn. A jelenség viszonylag kis, néhányszor tíz négyzetkilométeres, de a 100–200 km2-t a legritkább esetben meghaladó vízgyűjtő nagysághoz kötődik. Amennyiben a hidrológiai észlelések rendelkezésre állnak, sokszor az árhullámot kiváltó csapadékmezőkre vonatkozó adatok hiányozhatnak, így minden észlelési adatokkal akárcsak részben jellemezhető hirtelen (villám) árvízi esemény értékes információval szolgál, amelyet célszerű figyelembe venni. A vizsgálatok döntően a hegy- és dombvidéki vízgyűjtőkre terjedtek ki.

A módszertan tartalmazza az észlelt csapadékadatok felhasználását vagy csapadékmezők generálását. A HEC HMS és/vagy HEC HMS GEO szoftverek alkalmazásával és vízgyűjtők alábbi paramétereinek felhasználásával végezhető az elemzés: domborzati paraméterek, a vízrendszer paraméterei, a vízgyűjtő paraméterei. A veszélyeztetettségi térkép kialakítása a vízgyűjtő kilépési pontjára, mint pontszerű objektumra, vagy a vízfolyás adott szakaszára, mint vonalas egységre készült.

A csapadékok és hőmérsékletek modellezése napi szinten kezdődhet a megkívánt hosszúságú és tulajdonságú idősor előállításával, úgy, hogy előbb a csapadék idősort állítjuk elő, majd pedig, a csapadékos napok ismeretében, a hőmérséklet idősort. Ezután az órás csapadék értékek előállítására kerülhet sor.

A Hidrológiai Modellező Rendszer - Hydrologic Modeling System (HEC-HMS) egy sokágú, összefolyó vízhálózattal jellemzett vízgyűjtő csapadék-lefolyás modellezésére szolgál. A kimenetként jelentkező árhullámképek és vízhozam idősorok közvetlenül vagy további feldolgozás után használhatók fel. A vízgyűjtő modell a víz körforgását jól kezelhető szakaszokra osztja és a vizsgált vízgyűjtőt lehatárolja. A programcsomag kezeli a kapcsolódó adatbázist, adatbeviteli elemeket, számítási modult, és az eredmények megjelenítésére alkalmas elemeket.

A hegy – és dombvidékek árvizeit lefedő veszélyeztetettség meghatározására két lehetőség kínálkozik. Az egyik, hogy megvizsgálják a passzív tényezőket, amelyek egy adott területen igen hosszú időskálán is változatlannak tekinthetők, és ezen tényezők összehatásaként értelmezzük a veszélykategóriákat. A passzív hatótényezőket igen nagy biztonsággal lehet meghatározni, viszont a csapadék megjelenését, lokalizációját nagyon nehéz pontosan modellezni. Ha a passzív tényezők összhatásaként valószínűsíthető egy adott veszélyeztetettség, akkor azon a területen egy átlagosnál nagyobb csapadékesemény biztosan árvizet okoz.

A csapadék vizsgálatát nehezíti az is, hogy a hegy- és dombvidéki területek hirtelen árvizeit, 200 vagy akár 500 éves visszatérési idejű csapadékmennyiségek és intenzitások okozzák, így a jelenleg rendelkezésre álló részletes adatok nem adnak lehetőséget a pontos előrejelzésekre. Ugyancsak nehezítő tényező, hogy a jelenlegi meteorológiai előrejelzések, a konvektív események helyének meghatározását igen nagy területi hibával képesek csak megadni. A radaradatok hozzájárulhatnak a pontosabb csapadékintenzitás, illetve csapadékhelyszín azonosításához.

A passzív tényezőkre alapozták a veszélyeztetett területek lehatárolását, melyekhez kilenc környezeti paramétert használták fel. Ezeket veszélyességük alapján, illetve a hirtelen árvizekhez történő hozzájárulásuk mértéke szerint kategóriákba sorolták. Az egyes környezeti faktorok számszerű meghatározása ArcGIS 9.2 térinformatikai szoftverrel végezhető el. A környezeti faktorokat 50 méter felbontású raszteres állományokból olvassák ki.

A környezeti paraméterek három nagy csoportba sorolhatók. Az első egységbe, a domborzat, valamint a domborzatból levezethető értékek tartoznak. A második csoportot a felszínhasználat, felszínborítás témakörébe sorolhatjuk, míg a harmadik egység a vízrendszer paramétereiből vezethető le. A számított domborzati paraméterek: lejtők átlagos meredeksége; lejtőtartomány; völgysűrűség.

A felszínhasználat, felszínborítottság szempontjából értékelni kell a felszíni lefolyást, a beszivárgást, az intercepciót. A lefolyást, így az összegyülekezést gyorsító kopár felszínek arányát a vízgyűjtőn, a talaj fizikai típusát és vastagságát, valamint a felszín közeli kőzetek közül a karbonátos típusok megjelenését. A vízrendszer jellemzőkkel kapcsolatban figyelembe vett paraméterek: az összefolyási pontok és a vízfolyás sűrűség. A vízfolyások kezdő és végpontját azonosították az EU VKI alapján meghatározott víztest (vízfolyás szakaszokat tartalmazó) adatbázisból. A végpontok azonosításából meghatározták az egy vízgyűjtőre jutó összefolyási (folyószakasz találkozási) pontok számát, majd elosztották a vízgyűjtőre jutó összefolyási pontok számát a vízgyűjtő területével.

111. ábra. Interpolált veszélyeztetettségi térkép, a 10 km2-nél kisebb hegy- és dombvidéki vízgyűjtők adatainak elhagyásával (VITUKI-PTE 2010)

A vízfolyás (vízhálózat) sűrűség megadja, hogy adott vízgyűjtő területről hány vízfolyás gyűjti össze a kifolyási pontig az összegyülekező vizeket, a vízgyűjtő területével normalizálva. A veszélyeztetettségi térkép kialakítása a kilépési pontok alkalmazásával érhető el. A veszélykategóriát az adott vízgyűjtőn a kifolyási pontban összegzi, ahol a valódi káresemény – mérhető gazdasági és humán tényezők vizsgálatával. A veszélykategóriák kialakításakor összegezték a kilenc passzív kategória értékeit. Minden környezeti faktort úgy alakítottak ki, hogy az érték növekedésével emelkedik az árvíz veszélyének lehetősége.

Minden vízgyűjtőre meghatároznak egy értéket, amely a környezeti faktorok alapján a veszély nagyságával arányos. Az értékeket nagyságrend alapján lehet rendezni és osztályokba sorolni. Az osztályozás szerint megkülönböztethető hat kategória. Az így kapott értékeket átadták a vízgyűjtő kifolyási pontjának. Ezekből a pontokból a távolság négyzetével fordított arányban interpolálták az adatokat. Ezek alapján kialakultak egységes veszélyeztetettségű területek, melyeket izovonalas és színezett tematikus térképen ábrázolták (111. ábra). A 10 km2-nél nagyobb vízgyűjtőket figyelembe véve 896 egységet lehet bevonni az interpolációba.

Egy adott térség belvízi veszélyeztetettségét számos természeti és emberi tényező határozza meg. Előbbiek közé sorolhatjuk az éghajlati, domborzati, talajtani, sekélyföldtani, hidrológiai tényezőket, a természetes növénytakarót, míg az emberi tevékenységek közül kiemelhetjük a területhasználatot, a vízrendezési és meliorációs munkákat, valamint a vízháztartási viszonyokat befolyásoló egyéb beavatkozásokat. Ezen tényezők együttesen, határozzák meg egy adott terület belvízi veszélyeztetettségét. A veszélyeztetettség térképi meghatározása a tényleges belvízi elöntésekből kiindulva végezhető el megbízhatóan.

A belvízi elöntés térben és időben az alábbi hidrológiai folyamatok egymásra hatásának eredményeként jön létre: felszíni lefolyás, evapotranspiráció és intercepció, beszivárgás, felszín alatti lefolyás. A célkitűzésnek megfelelő modellrendszer alkalmazása több lépésben történik. A belvíz csatornarendszerben kialakuló, egydimenziósnak feltételezhető vízmozgás számos vízkormányzó objektum által befolyásolt, és peremfeltételek által meghatározott. Tipikus az alvízi vízhozam peremfeltétel (szivattyús vízkivétel esetén).

A csatornarendszer egydimenziós hidrodinamikai modelljét és a kétdimenziós elöntési modellt) algoritmikusan összekapcsolják. A vízborítás mértékét a belvízjárta térségben a talajba történő beszivárgás is jelentősen befolyásolja. Mivel a talaj általános esetben a víz mellett levegőt is tartalmaz, a számítások célja a telítetlen talajrétegben történő nedvesség-transzport leírása. A terület közel sík volta következtében a nedvesség-transzport egydimenziós (vertikális) modellezésére szorítkoznak. A metodikát az US EPA SWMM (US EPA, 1971) modell és az ARES hidrológiai modell egyesítésével létrejött új belvizes modellrendszer (BME, 2006) valósítja meg, amely képes hidraulikai modellezéssel kezelni a lefolyásokat és a csatornarendszer csöveiből, csatornáiból, tározó műtárgyaiból vagy vízterelő szerkezetekből érkező beömléseket. A modell alapvető információit a domborzati modell (DTM) szolgáltatja. A modellezési tapasztalatok szerint kb. 50 m-es rácsmérettel lehet dolgozni, ez alatti méret esetén a számítási idő nagyon hosszú.

Az evapotranszspiráció a belvízi elöntések időszakában, általában nem játszik komoly szerepet, de figyelembe vétele indokolt. A számításokhoz a CORINE felszínborítási térkép raszterezett változatát használják. A beszivárgási számításokhoz a talaj pF görbéjére van szükség, vagy az ennek parametrizálásához szükséges, Darcy tényező, porozitás, átlagos kapilláris emelőmagasság értékek területi eloszlását kell megadni. Ezen adatok forrása lehet az MTA-TAKI által forgalmazott AGROTOPO térkép raszterizált változata. A törzshálózati adatbázis adataiból, interpolációval előállított talajvízszint térkép szolgálhat a modellezés kezdeti feltételeként. A belvízvédelmi rendszer adatai: a csatornahálózat keresztmetszeti és helyszínrajzi adatai; a műtárgyak (zsilipek, átereszek, tiltók stb.) küszöbszintjei, kereszt-szelvény adatai, és az átemelő művek működési jellemzői, kapacitás adatai szükségesek. A modell mind pontszerű, mind radar észlelésű adatokat képes fogadni.

Az árvízvédelmi gátak megbízhatóságon alapuló kockázat számításához olyan számítási rendszert javasoltak (Nagy 2010), mely az alapadatoktól a döntéshozói feladatig műszaki és gazdasági alapokon nyugszik. Ezen módszerek figyelembe vétele segít megítélni a védvonalrendszer jelenlegi védőképességét, megbízhatóságát, tönkremeneteli valószínűségét és a tönkremeneteli valószínűséghez fűződő bizonytalanságokat.

Megbízhatóságon alapuló geotechnikai számítás eredménye a gát állékonysági viszonyaitól is függő tönkremeneteli valószínűsége a vizsgált árvízvédelmi öblözetnek. Az árvízvédelmi öblözetek védőképességének fejlesztésénél, a gátrendszer kiépítésénél lényeges szempont a mentesített területen keletkezett kár. Nagyobb értékű öblözetnél (ahol feltételezhetően a keletkező kár is nagyobb) a biztonságnak is követnie kell a magasabb gazdasági igényeket.

Az „Árvízvédelem legjobb gyakorlata” az Európai Unió árvízvédekezéssel kapcsolatos ajánlásai szerint, az árvízmentesítés szintjének elfogadásánál a következmények vizsgálatát is el kell végezni, tehát a kockázat értékelését. A 100 év vagy más visszatérési időre történő tervezés csak akkor elfogadható és megalapozott, ha bizonyítva van ennek elégségessége, megfelelősége. Ennek számításához nyújt segítséget az árvízvédelmi gátak megbízhatóságon alapuló vizsgálata. Árvízvédelmi gátakkal védett öblözetek esetén jelentős kár csak gátszakadás esetén áll fenn.

A kockázati térkép a várható kár és a bekövetkezés valószínűségének területi eloszlása, amit különböző műszaki megközelítések alapján lehet meghatározni. A térképeknek be kell mutatniuk a veszélyeztetettség különböző szintjeit.

Árvízvédelmi gátaknál a kiépítettség alapján bizonyos tönkremeneteli valószínűséggel és kockázattal mindenképpen kell számolni (reziduális kockázat). Az árvízvédelmi rendszerek kockázat számításához az alapot a valószínűségi elven alapuló méretezési eljárások adják, ahol a rendszer minden egyes elemének (földmű, magaspart, árvízvédelmi fal, lokalizációs védvonal, nyárigát, műtárgyak, beleértve az átvezetéseket is, stb.) a tönkremeneteli valószínűségét meg kell határozni.

112. ábra A kockázat számításnál figyelembe vett tényezők (Nagy 1996)