Hidrológiai Közlöny 1969 (49. évfolyam)

9. szám - Dr. Kádár László: A turbulens diffúzió jelentősége a vízminőség szabályozásában

418 Hidrológiai Közlöny 1969. 9. sz. SZEJNNY VÍZTISZTÍTÁS A turbulens diffúzió jelentősége a vízminőség szabályozásában Dr. KABAR L ÁS Z L Ó A vízminőség szabályozása a korszerű vízgazdálkodás alapvető feladatainak egyikévé vált. A társadalomnak a vízellátással szemben megnyilvánuló és egyre növekvő igénye mind erőteljesebben veti fel a szennyezett vizek ártalommentes elvezetésének és elhelyezésének kérdését. A vízkészletek fokozódó igénybevételével további vízgazdálkodási beavatkozások válnak szükségessé a szennyvizek minőségrontó hatásának csökkentésére a befogadóban. A vízminőség-védelemre irányuló beavatkozások korát a részfeladatok sokrétűsége jellemzi. A védelem középpontjában a szennyvíztisztítás áll ugyan, de ezt kiegészítő — esetleg helyettesítő — megoldásként a vízminőség szabályozása más vízgazdálkodási beavatkozással is elősegíthető. A megfelelő és gazdaságos műszaki megoldásokra irányuló törekvés világszerte előtérbe hozta a befogadók és egyszersmind vízkészletek differenciáltabb vizsgálatának és értékelésének gondolatát. Az e témaköben végzett kutató munka egy része a befogadóba vezetett szennyvíz eloszlásának vizsgálatára irányul. A vizsgálatok módszere a befogadó sajátos viszonyaihoz alkalmazkodóan különböző lehet, de valamennyi a diffúzió-elmélet alapján épül fel. A gyakorlati kutatómunka főbb területei: -— vizsgálatok folyókban, az áramlási viszonyok ós a szennyvízeloszlás közötti kapcsolat feltárása érdekében [1, 2, 31, — folyamok torkolati szakaszénak szenyezettségi vizsgálatai, különös tekintettel az ár-apály jelenségére [4, 5], — álló, illetve lassú áramlásban levő vizekben, tavakban végzett eloszlásvizsgálat ffi], — tengeröblök elszennyeződésével kapcsolatos vizsgálatok [7, 8, 9], A turbulens diffúzió és a vízminőség alakulása közötti kapcsolatok meghatározására irányuló kutatások gyakorlati jelentősége az utóbbi 5—10 esztendőben különösen megnövekedett világszerte. Utalunk itt a Nemzetközi Hidraulikai Kutatásügyi Szövetség 1965-ben Leningrádban tartott XI., valamint 1967-ben Fort Collinst-ban (Colorado, USA) tartott XII. Kongresszusára, amelyeken a felvetett téma jelentős helyet foglalt el. Elsősorban a radioaktív ezennyvízhullámok levonulása a szennyezőanyagok feldúsulása, tengerparti üdülőhelyek védelme, kikötők és tengeröblök elszennyeződése késztette a kutatókat arra, hogy e témával behatóbban foglalkozzanak. Ennek megfelelően a diffúziós jelenség vizsgálata számos kutatómunka tárgyát képezi, a jelenséggel kapcsolatos paraméterek meghatározásának módszerei azonban nem teljesen hozzáférhetők a gyakorló mérnök számára. A turbulens diffúzió folyamata olyannyira összetett, hogy kizárólag elméleti megközelítése nem vezet a gyakorlat által közvetlenül hasznosítható megoldáshoz. A jelenséget létrehozó hatótényezők befolyásoltsága, egymásrahatása — az elméleti összefüggések érvényessége mellett — a paraméterek számszerűségét jelentősen módosíthatja, ezért a téma megközelítéséhez a valóságos helyzetből származó mérési információk nyújtják a legmegbízhatóbb alapot. A probléma megoldását sürgető gyakorlati szempontok A szűkös vízkészletek egyre indokoltabbá teszik hazai viszonyok között is a turbulens diffúzió jelenségében rejlő vízgazdálkodási előnyök és lehetőségek kihasználását a vízminőség szabályozásában [11, 12, 13, 14]. Tekintettel arra, hogy hazánkban a szennyvizek többségének befogadója kisebbnagyobb folyóvíz, így elsősorban a folyók áramlási viszonyai és a koncentráció eloszlás közötti kapcsolatok feltárására tettünk kezdeményező lépéseket. A szennyvizek koncentráció eloszlásának ismeretére az alábbi gyakorlati igények hívták fel figyelmünket: a) A vizek minősítése. A folyók minősítése reprezentatív vizsgálaton alapul és viszonylag kis térfogatú vízminta elemzése alapján mondunk véleményt a felszíni vízkészletek minőségéről. Torzított eredményt kaphatunk, ha a mintavételi helyek kijelölése során figyelmen kívül hagyjuk a szennyvizek (mellék vízfolyások) bevezetését követően a koncentrációk alakulását. b) A szennyvízbírság. A szennyvíztisztítás területén az iparvállalatok közvetlen gazdasági és a népgazdaság érdekei között fennálló látszólagos ellentmondás szükségessé teszi, hogy a vizek tisztaságára irányuló társadalmi igényeket központi szabályozással érvényesítsük. A szennyvízbírság alkalmazási gyakorlatában a szennyezés károsságának helyes megítéléséhez szükségesnek mutatkozott, hogy részletesebben megismerjük a szennyvízforrás és a befogadó sajátos kapcsolatát a minőségeltérítés vonatkozásában. Több szenny vízforrás egymásrahatásának, szuperponálódásának mértékét megállapító eljárás kidolgozását is igényként jelölhetjük meg. c) Vízkivételi művek és szennyvízbevezetések telepítése. Mind a vízkivételi, mind a szennyvízbevezető művek elhelyezésének megítélésében egyre inkább tekintettel kell lenni a szennyezőhatás mértékére, a kitermelendő víz várható minősége szempontjából. d) Rendkívüli szennyvízhullámok levonulása. A váratlan, nagyobb tömegű időszakos szennyezés ún. szennyvízhullám levonulásával a folyó alsóbb, kritikus szelvényeiben várható minőségváltozás előrejelzésében szükséges az áramlásviszonyok és a koncentráció kapcsolatának feltárása. Ezen alapulhat a vízminőségelőrejelző szolgálat megbízható működése. e) A befogadó terhelhetősége. Köztudott, hogy a szennyvíztisztító hatásfokának növelésével fokozottabb arányban emelkedik a beruházási és az üzemköltség. A gazdasági optimumra törekvő műszaki megoldások kialakításában tehát nem hagyható figyelmen kívül a befogadó terhelhetősége sem. Nem közömbös azonban, hogy a befogadót szennyvízterhelés szempontjából milyen mértékben vehetjük számításba és ennek alapján milyen engedményeket (esetleg szigorításokat) tehetünk a szennyvizek kezelésében. Cél, hogy a befogadóban okozott minőségváltozás ne lépje túl a megenged-