Karcag múltbéli és jelenlegi vízgazdálkodása

 

 

 

Készítette:

Székely András

 

Évfolyam:

12. B

 

Iskola:

Karcagi Nagykun Református Gimnázium, Egészségügyi Szakközépiskola és Kollégium

 

Felkészítő tanár:

Major János

 

Leírás: Mikovinyi_térkép

 

 

Tartalomjegyzék

 

Bevezetés............................................................................................................................... 3

 

 

1. A belvizek kialakulása és befolyásoló tényezői............................................................... 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. A karcagi vezetékes ivóvíz minősége............................................................................... 7

2.1. Az ivóvízellátással kapcsolatos tervek, jövőbeni feladatok............................... 8

 

 

3. A szennyvíztisztító telep jellemzése.................................................................................. 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.

 

1. A belvizek kialakulása és befolyásoló tényezői

 

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:

1. A belvízképződést befolyásoló természeti tényezők:

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 73300 hektár belvízzel elöntött területet regisztrálták, ami meghaladta a 2000-ben mért maximumot (70110 ha). Azóta a csapadéktalan időjárásnak és a folyamatos szivattyúzásnak köszönhetően apadás tapasztalható. Ekkor Karcag környékén közel 10000 hektárra volt tehető az elöntött területek nagysága. A szivattyútelepek és a beállított mobilszivattyúk napi 24 órában üzemeltek, az átemelt víz mennyisége napi 1.2-1.3 millió köbméter körül alakult. A belvízvédelmi szakaszon III. fokú védelmi fokozat volt érvényben, s a Hortobágy-Berettyó csatorna Karcag-Kisújszállási szakaszán is III. fokú volt az árvízvédelmi készültség. A belvízi szakaszon folyamatos szivattyúzással igyekeztek a csatornák vízszintjét minél alacsonyabban tartani, hogy az esetleges nagyobb csapadékot nagyobb befogadóképességgel várják.

 

2. A karcagi vezetékes ivóvíz minősége

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 – 220 m talpmélységű kutak, mivel felszín alattiak, védett rétegből adnak vizet, gyakorlatilag állandó minőségben. A kitermelt enyhén lúgos kémhatású, sárgás színű vízre jellemző a magas nátrium és hidrokarbonát tartalom, valamint a nagy KOIps értékek. Az ammónium koncentráció határérték körüli. Vannak kutak, amelyekben a szulfát koncentráció is határérték körüli vagy annál magasabb. Az arzén tartalom tekintetében 3 db kút esetében határérték fölötti, 1 db kútnál határérték körüli és 2 db kútnál határérték alatti. A sok településen magas vas- és mangán koncentráció a karcagi kutak vizére nem jellemző. A ténylegesen üzemelő kutak vize fizikai és kémiai kezelést (pl.: vastalanítás) nem igényel, fertőtlenítés után kerülhet a hálózatba a tárolókból.

 

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: 5.000-6.000 kg. A klórozás során keletkező trihalometán koncentráció a határértéknél sokkal alacsonyabb.

 

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.) KömKöViM - 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:

  1. Nyersvíz mechanikai tisztítása
  2. Biológiai tisztítás anoxikus és aerob szelektorokban
  3. Szennyvíz – eleven iszap feladás a membránreaktorba
  4. Fölösiszap elvétel
  5. Ultraszűrés bemerülő membrántechnológiával
  6. Ultraszűrt víz kiadása a BP/MC tartály felé és a fertőtlenítő medencékhez
  7. Iszapkezelés, Komposztálás

 

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

 

  1. Rekonstruálandó biológiai medencék

 

 

  1. Szippantott szennyvíz fogadó

 

 

6. Biológiai reaktor aerob szelektor terének flygt levegőztető elemei

 

 

7. ZeeWeed membrán kazetták

 

  1. Fúvó és membrán gépház

Leírás: Belvíz86

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)