Karcag múltbéli és jelenlegi
vízgazdálkodása
Készítette: Székely András Évfolyam: 12. B Iskola: Karcagi Nagykun
Református Gimnázium, Egészségügyi Szakközépiskola és Kollégium Felkészítő tanár: Major János |
|
Tartalomjegyzék
Bevezetés............................................................................................................................... 3
1.1. Az 1999. évi tavaszi ár-és belvízi helyzet ismertetése
Karcag térségében............. 4
1.2. A 2010-2011. évi belvízi helyzet ismertetése Karcag
térségében........................... 6
2.1. Az ivóvízellátással kapcsolatos
tervek, jövőbeni feladatok............................... 8
3.1. A karcagi membrántechnológiás
szennyvíztisztító telep
és az
alkalmazott technológia ismertetése............................................... 9
Összefoglalás....................................................................................................................... 10
Felhasznált irodalom.......................................................................................................... 10
Köszönetnyilvánítás……………………………………………………………………….11
Kép-és
ábrajegyzék……………………………………………………………………….12
BEVEZETÉS
A szülővárosom a Nagykunság és a Hortobágy érintkezési zónájában, gyakorlatilag az Alföld közepén található Karcag. Ezt az egykori tipikus mezővárost a Nagykunság kulturális és gazdasági központjaként is számon tartják. Lélekszáma 23 ezer főre tehető, így a lakosság száma alapján csak a közepes méretű városok közé sorolható, a közigazgatási határ nagysága alapján azonban hazánk városai között a 4. helyet foglalja el Budapest, Debrecen és Hódmezővásárhely után.
Síkvidéki területen a nagymennyiségű csapadékból keletkező, a talaj felszínén összegyülekező vízborítást belvíznek nevezzük. Keletkezésére főleg a télvégi, kora tavaszi időszak a legkedvezőbb, mivel a hóolvadáshoz ebben az időszakban jelentősebb csapadékhullás is járul. Előfordulhat azonban nagyon heves nyári záporok esetén is, de ennek a valószínűsége nagyságrenddel kisebb a tavaszinál.
A belvizek kialakulását befolyásoló tényezőket PÁLFAI (1994) természeti, illetve antropogén eredetű csoportokba sorolta. A rendelkezésre álló szakirodalmi közlemények alapján a csoportokhoz tartozó tényezők az alábbiak szerint foglalhatók össze:
a, időjárási elemek
§ csapadék mennyisége
§ csapadék intenzitása
§ hőmérséklet
§ párolgás
§ olvadó hó mennyisége
b, talajtani tényezők
§ felszíni rétegek vízbefogadó- és vízvezető képessége
§ a talajszelvény rétegezettsége
§ a talajvíz mélysége és dinamikája
§ a talaj nedvességtartalma
c, domborzati tényezők
§ lejtésviszonyok
§ mikrovízgyűjtők területe, mélysége, átfolyási lehetőségek
§ a mikrovízgyűjtő helyzete, kitettsége
2. Emberi tevékenységgel kapcsolatos tényezők
§ területhasználat módja
§ talajművelés mélysége
§ a művelt réteg agronómiai állapota
§ belvízlevezető és elvezető rendszerek állapota
§ öntözés
Az időszaki vízállások által okozott mezőgazdasági, illetve környezetvédelmi károkat közvetlen és közvetett formákra osztotta.
Közvetlen károk:
- terméscsökkenés
- termés minőség romlása
- tavaszi munkák kitolódása
- a tavaszi vetések tenyészidejének rövidülése
Közvetett károk:
- a talaj eliszapolódása, fizikai degradációja
- talajtömörödés
- másodlagos mocsarasodás
- anaerob viszonyok miatti mikrobiális aktivitás csökkenés
- N- és P-háztartás kedvezőtlen változása
- a felvehető tápanyagtartalom csökkenése
- N-kilúgozódás fokozódása
- gyomosodás
- művelési ellenállás növekedése
A kialakult károk nagyságának döntő meghatározója a területi kiterjedés mellett a vízborítás időtartama. A kárelhárítás, illetve megelőzés során tehát törekedni kell a káros víztömegek mielőbbi elvezetésére.
1.1. Az 1999. évi tavaszi ár-és belvízi helyzet ismertetése
Karcag térségében
A geológiai,
talajtani, hidrológiai, illetve domborzati viszonyok miatt a karcagi határ
jelentős része rendkívül érzékeny a belvizek kialakulására. Az 1. ábra az 1986.
évi belvízi helyzetet mutatja be. Ekkor Karcag környékén mintegy 10300 ha állt
belvízborítás alatt, ami a 33152 ha összterületnek a 31,07%-a.
Rendkívül komoly
probléma lépett fel 1999 tavaszán is, amely helyzet részletes ismertetésével
szeretném érzékeltetni a lakóhelyem környékének belvízérzékenységét.
1998 őszén,
októberben és novemberben már folyamatos I. fokú belvízvédelmi készültség volt
elrendelve a karcagi határban a rendkívül csapadékos időjárás következtében.
Már ekkor is jelentős nagyságú felszíni vízborítások keletkeztek, sok helyen
nem tudták az őszi betakarítást elvégezni, és az őszi talajmunkálatok is
elmaradtak a terület egy részén. A talajvízszint jelentős emelkedést mutatott,
és a felszín közeli talajrétegek is telítődtek vízzel. A tél folyamán lehulló
hó mennyiség a folyamatos hideg időjárás következtében felhalmozódott. Rontotta
a helyzetet, hogy a Tisza felső vízgyűjtője is minden addiginál nagyobb hó
készlettel rendelkezett ebben az időszakban.
Kora tavasszal a
hirtelen hóolvadás hatására jelentős, időben elhúzódó árhullám indult el a
Tiszán, amelynek során, a Közép-Tisza vidékén a korábban észlelt legmagasabb
szintet 30-80 cm-rel meghaladó vízszintet mértek. A tiszai árhullám jelentős
vízvisszaduzzasztást okozott a Hármas-Körösön, ami hasonló hatással volt a
Hortobágy-Berettyó vízszintjére. A mezőtúri Hortobágy-Berettyó árvízkaput le
kellett zárni, mert a körösi árvízszint veszélyeztette a Hortobágy-Berettyó
árvízvédelmi töltéseit. Közben a Hortobágy-Berettyó főcsatorna felső
vízgyűjtőjén, valamint a Hortobágy-Berettyó jobb és bal oldali vízrendszerein
is egy időben indult meg a jelentős mennyiségű csapadékkal kísért hóolvadás,
így a főcsatorna hullámterének tározókapacitása rohamos ütemben telítődött
annak ellenére, hogy szinte minden szivattyútelep teljes kapacitással üzemelt.
Ennek eredményeként a Hortobágy-Berettyó torkolati vízszintje rendkívüli
mértékben megemelkedett és Mezőtúr térségében a gátszakadás reális veszéllyé
vált. Épp ezért a Hortobágy-Berettyó folyón a Karcag határában lévő Ágota
térségében teljes mederelzárást kellett elvégezni. A folyó vizét a Nagyiváni
vésztározóba vezették, amelynek mennyisége 50-60 millió m³ volt. Az
elárasztott terület nagysága 6000-6500 hektárra volt tehető.
A
Hortobágy-Berettyó mentén mindkét oldalon vízbevezetési korlátozást léptettek
életbe, aminek következtében a belvízvédelmi szivattyútelepek hosszú ideig nem,
vagy csak kapacitásuk 1-2%-ával üzemelhettek. Emiatt Karcag térségében a
belvízborítás területe minden korábbi értéket meghaladott. Az elöntött
területeken az őszi gabonavetések kipusztultak, a tavaszi talajmunkák, illetve
vetések szintén elmaradtak, így a térségben ez évben nagy terület megműveletlen
maradt. A belvíz okozta károk milliárdokban voltak mérhetők.
Kedvezőtlen
helyzet alakult ki Karcag belterületein is, a magas talajvízszint hatására igen
sok régi építésű vályog épület megrongálódott. Az épületkárok felmérése során
megállapították, hogy sok esetben a talajvíz szintje a felszíntől mindössze
10-20-cm-re helyezkedett el. Karcagon 40 lakást minősítettek belvízkárosultnak,
ebből 5 lakás összedőlt. Becslések szerint a károk helyreállítása 9-10 millió
forintba került. A belvízi helyzet súlyosságát az is növelte, hogy a
belvízelvezető csatornahálózat, illetve műtárgyainak éves karbantartása rendre
elmaradt, a csatornák vízi növényzettel csaknem 100 %-os mértékben benőttek
voltak, a műtárgyakat pedig sok esetben megrongálták.
1.2. A 2010-2011. évi belvízi helyzet ismertetése Karcag
térségében
A 2010. évi rendkívüli csapadékmennyiség (2. táblázat) következtében Karcag környékén belvíz elleni védekezésre volt szükség.
A belvízvédelmi készültséget már 2010. január 1-jén meghirdették, ami az
év folyamán 200 napon át volt érvényben. Az ősz végével újrainduló védekezési
időszakot körülbelül egy hónapos szünet előzte meg. Persze ez sem volt igazán
csapadékmentes, de a gazdák, a vízügyi szervek, és a vízben ázó határ némiképp
lélegzethez juthatott. Októberben a felmérés szerint a karcagi szakaszon 4000
hektárt borított belvíz. November közepétől viszont ismét csapadékossá vált az
időjárás, s az elöntött terület nagysága elérte a 10700 hektárt, ami
megközelítette az 1999. évi 11200 hektáros maximumot. Négy szivattyútelepet
üzemeltettek, s volt olyan időszak, amikor 1 millió 300 ezer köbméter vizet
emeltek át a befogadó Hortobágy-Berettyó csatornába. Belvíztározásra
is szükség volt, amelynek során a Németéri- főcsatorna vizét december 17-ét
követően a nagyiváni tározóba vezették. A
szivattyútelepek üzemeltetése mellett a csatornaőrök járták a területet,
figyelemmel kísérve a belvízi elöntések változásait, a műtárgyak állapotát, s
szükség szerint elvégezve a vízfolyási akadályok eltávolítását. Karcagon az
önkormányzat II. fokú belvízvédelmi készültséget tartott fenn. Ezt a
készültségi fokozatot, ami a vízgyűjtők, a csatornák és az átemelők fokozott
figyelemmel kísérését jelenti, az átlagost jóval meghaladó éves
csapadékmennyiség indokolta. A város területén is több helyen alakultak ki
belvízfoltok. A KÖTI-KÖVIZIG 2011. január 16-án kiadott ár- és belvízvédelmi
tájékoztatója szerint a hónap közepén az igazgatóság területén
A 201/2001. (X.25.) Korm. rendelet előírásai tartalmazzák az emberi fogyasztásra szolgáló ivóvíz minőségi követelményeit (az ásványvizek, palackozott vizek és a gyógyvizek kivételével). A rendelet szerint a víz akkor felel meg az ivóvíz minőségének, ha nem tartalmaz olyan mennyiségben vagy koncentrációban mikroorganizmust, parazitát, kémiai, vagy fizikai anyagot, amely az emberi egészségre veszélyt jelenthet. A rendelet részletesen előírja a vízminőségi határértékeket, a szükséges ellenőrzéseket, a minőségi problémák miatti beavatkozások – korlátozások módját, a kapcsolódó jelentés – tájékoztatási kötelezettségeket is.
Karcag város vízellátását a Berekfürdő-Kunmadaras határában lévő
mélyfúrású kutak biztosítják. A 100 –
2009. december 25-ig 6 db mélyfúrású kút látta el Karcag várost ivóvízzel. Ezt követően az arzéntartalom határértékének (10 µg/l) betartása miatt jelenleg 3 db kút biztosítja a város vízellátását. Karcag város szerepel az Észak-Alföldi Régió Ivóvízminőség-javító program II. ütemében. Melynek következtében a gáztalanító + ammónia-mentesítő és arzén-mentesítő + szerves tartalom csökkentő technológia kerülne kiépítésre.
A távvezetékek a vízműtelepen lévő 4 db egyenként 600 m3-es vasbeton térszinti tárolóba juttatják a vizet. A víztároló medencék közül jelenleg 1 db üzemen kívül van. A 3 db üzemelő víztároló medence negyedévente egy alkalommal fertőtlenítésre kerül. A tároló medencék töltő, ürítő tolózárai a zárkamrákban találhatóak és a kezelésük is ott történik.
A víz fertőtlenítése (csírátlanítása) klórozással történik. A tároló medencékbe jutás előtt történik a víz előklórozása, a 2 db Ø 300 mm-es KM PVC távvezetékbe külön – külön bevezetéssel. Az adagolt klórmennyiség 250g/h vezetékenként.
A tároló medencékből hálózati szivattyú juttatja a vizet a hálózatra,
illetve a víztoronyba (ellennyomó). A 600 m3-es vasbeton víztorony a
fogyasztási és nyomás ingadozások kiegyenlítésére szolgál. A Calpelda típusú hálózati szivattyú 37 kW-os, 220 m3/h
vízszállító teljesítményű. A víztároló medencéket negyedévente, a víztornyot
havonta egy alkalommal ürítik, takarítják, fertőtlenítik. A hálózati szivattyú
előtti vezeték szakaszba történik a víz utóklórozása. Az adagolt klór mennyiség
150 g/h, a felhasznált éves klórmennyiség: 5.000-
2.1. Az ivóvízellátással kapcsolatos tervek, jövőbeni feladatok
Az általam megkérdezett szakemberek szerint a szakmai munka az elkövetkezendő években két fő feladatköré fog csoportosulni:
- Karcag város szerepel az As, illetve a B tartalom miatt a 201/2001. (X.25.) az ivóvíz minőségi követelményeiről és ellenőrzés rendjéről szóló és az azt módosító 47/2005. (III.11.) kormányrendelet mellékletében, melynek következtében az előírt határidőre az említett elemek határérték alá történő csökkentését meg kell oldani. Ezen elvárások teljesítése céljából a város szerepel az Észak-Alföldi Régió vízminőség javító program II. ütemében.
- Az elavult öntöttvas vezetékek cseréjét, kiváltását kell megoldani a csőtörések számának és ez által a hálózati veszteség csökkentése érdekében.
.
3. A szennyvíztisztító telep jellemzése
A szennyvíztisztítási technológiák közül elterjedt módszer a mesterséges biológiai szennyvíztisztítás. Napjainkban a biológiai rendszerű szennyvíztisztító telepekkel szemben támasztott követelmények jelentős mértékben megnövekedtek. A biológiai szennyvíztisztítással szemben elvárásként jelent meg a nitrogén és foszfor hatékony eltávolítása is.
3.1. A karcagi membrántechnológiás
szennyvíztisztító telep és az alkalmazott technológia ismertetése
A karcagi szennyvíztisztító telep bővítésére és átalakítására a KÖTI-VÍZIG 2004-ben vízjogi létesítési engedélyt adott ki.
A telepről távozó tisztított szennyvíz befogadója a Karcag I. csatorna, ami élővízbe, a Hortobágy-Berettyóba torkollik. Az élővizek védelmének érdekében valósították meg a szennyvíztisztító telep bővítését egy 17 éves folyamatos szennyvíz-bírságolási időszakot követően. A bővítés célja elsősorban a telepre érkező szennyvíz teljes mennyiségének megtisztítása legalább a 3. területi kategória - 9/2002.(III.22.) Köm – KöViM - előírásai szerinti mértékben. A rekonstrukció 2004 szeptemberében kezdődött el és a próbaüzem a kivitelezési munkálatok befejezése után 2005 júliusában kezdődött meg, a komposztálásé pedig 2005 decemberében. A szennyvíztisztító telep folyamatos üzemű. A telep elsődleges feladata, a beérkező kommunális szennyvíz mechanikai előtisztítása, a biológiai szervesanyag és az ammónia lebontása, kiegészítő vegyszeres foszfor eltávolítással. Az eleveniszap fázisszétválasztása membrán reaktoros, bemerülő membránszűréssel történik.
Néhány adat a szennyvíztisztító telep kapacitásáról:
A membrán bioreaktoros ultraszűrő technológia főbb szakaszai:
A karcagi szennyvíztisztító telep intenzifikálása membrán bioreaktoros technológiával történt. Az alkalmazott technológia lényege, hogy a mechanikai előtisztítás után az eleveniszapos biológiai tisztítás fázisszétválasztásra nem ülepítést, hanem membránszűrést alkalmaz. Az alkalmazott technológia általános előnyei közé tartozik a lebegőanyag-mentes tisztított szennyvíz, az alkalmazható magasabb iszapkoncentráció, és iszapkor, valamint az ezen keresztül megvalósuló megbízható nitrifikáció és denitrifikáció.
A karcagi szennyvíztisztító telepen megvalósult Zenon rendszerű membrán bioreaktoros technológia 25 napos iszapkorral üzemel, így a nitrifikáció teljes, a termelődő iszap stabil, és így a technológia bűzmentes. Az alkalmazott változtatható vízszinttel üzemelő flexibilis bioreaktor lehetővé teszi a rugalmas üzemvitelt, az elő- és utódenitrifikáció pedig biztosítja az elfolyó vizek stabilan alacsony nitrogén koncentrációját. A vegyszeres foszforeltávolítással a foszfor megfelelő mértékű eltávolítása biztosítható a technológiában. A magas iszapkor és megfelelő hidraulikai tartózkodási idő biztosítja a tökéletes szervesanyag eltávolítást, az alacsony BOI és KOI koncentrációt.
Az 1. táblázatban mutatom be a vízjogi létesítési engedélyben meghatározott és az óta érvénybe lépett új, a felszíni vizekre vonatkozó vízminőségi határértékeket. Látható, hogy az alkalmazott technológia alkalmas a megkívánt vízminőség biztosítására.
Összefoglalás
Pályamunkámban foglalkoztam az utóbbi évek legaktuálisabb karcagi problémájával, a belvízzel. Ismertettem a térség 1999., illetve 2010-2011. évi tavaszi ár- és belvízi helyzetét. Megismertem az ivóvíz minőségének helyi problémáit, aktualitásait. Bemutattam, hogy milyen fejlődési utat járt be a karcagi szennyvíztisztító telep napjainkig. A jövőben még nagyobb alapossággal, áthatóbb formában szeretnék foglalkozni a témával.
Felhasznált irodalom
BELLON T.: (1987) A gátépítés hatása a lakosság gazdálkodásának és életmódjának megváltozására (In: Szerk. Tóth A.: „Áldás és átok a víz”. Kisújszállás Város Tanácsa. Kisújszállás. 113- 130.)
KARCAGI G.: (1987) A Mirhó gát megépítésének vízrajzi következményei (In: Szerk. Tóth A.: „Áldás és átok a víz”. Kisújszállás Város Tanácsa. Kisújszállás. 23-46.)
MÁTÉ F.: (1962) Talajtérképezési kérdések a Nagykunságban. I. A Nagykunság talajainak leírása. In: Szerk: GEREI L.:Genetikus talajtérképek. OMMI Kiadványai. Budapest. 1.3. 3-47.
PÁLFAI I.: (1994) Az Alföld belvíz-veszélyeztetettségi térképe. Vízügyi Közlemények. LXXVI. 278-290.
SZABÓ L.: (1987) A „Mirhó Gyáttyának” építése (In: Szerk. Tóth A.: „Áldás és átok a víz”. Kisújszállás Város Tanácsa. Kisújszállás. 3-22.)
Köszönetnyilvánítás
Köszönettel tartozom Dr. Zsigrai Györgynek, a
Debreceni Egyetem Karcagi Kutatóintézet igazgató helyettesének, Fodor
Miklósnak, a KÖTIVIZIG Karcagi Szakaszmérnökség munkatársának, valamint Márki
Zoltánnak, a Karcagi Víztársulat munkatársának, hogy adatokkal,
dokumentumokkal, illetve szakmai tanácsaikkal segítették a pályamunkám
elkészítését. Köszönöm továbbá földrajz tanárom, Major János segítségét és
áldozatos munkáját.
1.táblázat
A karcagi szennyvíztisztító telep vízjogi
engedélyében, illetve a vonatkozó törvényekben meghatározott vízminőségi
paraméterek
Vizsgált paraméter |
mértékegység |
28/2004.
(XII.25) KvVM rendelet 3. területi kategória
időszakos vízfolyás |
9/2002
(III.22) KöM – KöVIM együttes rendelet 3 kategória:
Általános Vízjogi engedély szerint |
MBR
biológiából elfolyó vízminőség optimálás után |
Karcag
városi szennyvíztisztító telep elfolyó vízminőség optimálás után |
pH |
- |
6.5 – 9 |
6 – 9 |
7.8 |
7.8 |
KOIcr |
mg/l |
75 |
125 |
10 – 30 |
27 – 50 |
BOI5 |
mg/l |
25 |
25 |
2 – 4 |
- |
Összes nitrogén |
mg/l |
25 - |
50 |
6 – 18 |
7 – 18 |
Szervetlen nitrogén |
mg/l |
20 - |
- |
6 – 18 |
- |
Ammónia |
mg/l |
5 |
10 |
0.1 – 0.9 |
0.3 – 4.6 |
Összes foszfor |
mg/l |
5 |
10 |
0.7 – 1.7 |
1.2 – 2.6 |
Lebegőanyag |
mg/l |
50 |
35 |
<10 |
<10 |
SZOE |
mg/l |
5 |
10 |
<2 |
<2 |
(Forrás: KÖTIVIZIG)
Az 1. - 8. képeken. (Forrás: KÖTIVIZIG) a
szennyvíztelep berendezéseit mutatom be.
1.
Iszap depónia és komposztáló tér
2.
Biológiai reaktor aerob szelektor terei
3.
Gépi rács és tangenciális homokfogó
6. Biológiai reaktor aerob szelektor terének flygt levegőztető elemei
7. ZeeWeed membrán kazetták
1. ábra
Karcag környékének belvízborítási térképe
1986 tavaszán
(Forrás: Karcagi
Kutatóintézet)
2.táblázat
A 2010-ben lehullott csapadék mennyiségének
alakulása Karcag környékén
(Forrás: Karcagi Víztársulat)