Hidrológiai Közlöny, 2018 (98. évfolyam)
2018 / 2. szám - SZAKCIKKEK - Somlyódy László: Vízminóségi modellek és a mérnök
14 Hidrológiai Közlöny 2018. 98. évf. 2. sz. 2008). Új mérnöki szakterületek születtek, mint a villamos-, a gépész- és a vegyészmérnök, a szakosodás azóta is tart. A korai 20. századra az építőmérnök fő tevékenységét a szerkezetek, a közlekedési rendszerek és a fő közművek (gátak, völgyzáró gátak stb.) képezték. Alapvető változást a víz által terjesztett járványok felismerése hozott: a vízminőség-szabályozás fejlődő keretei között az építőmérnökök egyre jobban részt vettek a városi ivóvíz- és szennyvízrendszerek létrehozásában, vízművek, szennyvíztelepek és különböző hálózatok építésében. A feladat jól definiált volt: adott mennyiségű ivóvíz eljuttatása a lakossághoz és a hulladékok biztonságos összegyűjtése, elvezetése. Ezzel szemben az a kérdés, hogy mi történjen a szennyezésekkel, a hulladékokkal, azaz a vizek minőségével, már jóval komolyabb kihívást jelentett. A nyers szennyvizeket először közvetlenül a befogadókba vezették - folyók, tavak és tengeröblök váltak szennyvízcsatornákká. Szükségessé vált szennyvíztelepek építése. Hamarosan kiderült azonban, hogy a technológiák növekvő spektruma áll rendelkezésre, a legegyszerűbb ülepítéstől kezdve a költséges kombinált fizikai-kémiai, majd később a fizikai-kémiai-biológiai kezelésig. Szélsőséges esetben utóbbi tisztább elfolyó vizet eredményezett, mint az eredeti befogadóé vagy egy kristálytiszta hegyi pataké volt, de ugyanakkor a költségek irreálisan magasra nőttek. Nyilvánvaló, hogy egyik szélsőséges megoldás sem volt elfogadható. Szükség volt valamilyen tervezési célra, ami a környezet védelmét megbízhatóan, de gazdaságosan biztosítja. Ez a felismerés vezetett az elfolyóvízhatárértékek oly módon történő előírásához, ami mellett a befogadók vízminősége elfogadhatóan alakul. A kívánatos tisztítási szint meghatározása elkerülhetetlenül igényelte a vízminőség „előrejelzését”, a szennyezésterhelés függvényében. Azaz, szükség volt a terhelés (W) és a vízminőség (C) közötti kapcsolatra. Építő- és más mérnökök elkezdtek matematikai modelleket fejleszteni, amelyek célja a C(W)- válaszfiiggvény meghatározása volt. Mára már tudjuk, hogy a feladat távolról sem egyszerű, a probléma jó esetben a tudás és a felismert nem tudás határán helyezkedik el, és kulcsfontosságú a bizonytalanságok felismerése és kezelése; ami nem feltétlenül tartozik a politikusok kedvenc témái közé. Önmagában a minőség fogalma sem definiálható könnyen és jól, csak a 20. század elején merült fel az igény — nem minden vita nélkül - hogy a vízminőséget az édesvizek mennyiségéhez hasonlóan számokkal jellemezzük. A folyamat azonban sokkal bonyolultabbnak bizonyult. Napjainkban a vízminőség-szabályozás messze túlnyúlik a városi pontforrások kérdésén. Ipari szennyezők, városi és mezőgazdasági nem pontszerű terhelések, másodlagos szennyezések, több eltérő hatású szennyező együttes jelenléte, a befogadóra vonatkozó kritériumok színesedése, az ökológiai és morfológiai feltételek megjelenése mind együttesen jellemzi napjaink vízminőség-szabályozását. Egy dolog azonban nem változott: továbbra is a vízminőségi modellek jelentik az egyik fontos eszközt az állapotot jellemző koncentrációk előrejelzésére, a terhelések függvényében. A vízminősítés meglehetősen összetett feladat, amelyet sok komponens és folyamat alapján, a tér- és időbeli változásokat, a vízjárás alakulását stb. is figyelembe véve kívánatos elvégezni. Naivitás lenne azt hinni, hogy ismereteink lehetővé tennék az egyre bonyolultabb jelenségek „pontos” leírását modellek segítségével, ugyan a rendelkezésre álló módszerek is sokat fejlődtek. A modellekkel célunk a jelenségek markáns vonásainak megragadása. Míg a mérések lehetővé teszik annak vizsgálatát, ami van, a modellekkel a jövő eseményeit is elemezhetjük. így a modellek hozzáértő kezekben alkalmasak beavatkozási alternatívák és stratégiák kidolgozására, a relatív előnyök/hát- rányok azonosítására, a változatok sok szempontú értékelésére. Ily módon a mérnök hatékony eszközzel rendelkezik a jövőre vonatkozó kérdések módszeres vizsgálatára. A modellek megalkotásához felhasználjuk elméleti ismereteinket, továbbá ahol utóbbiak nem elégségesek, empirikus tudásunkat. Itt jelennek meg a befogadókon elvég- zett/elvégzendő helyszíni mérések és a különböző kísérletek. Ilyen értelemben minden modell valamilyen mértékben empirikus jellegű: a jól megtervezett mérési programok a modellalkotás, a paraméterbecslés és az igazolás fontos elemeit képezik. A mérnök kitüntetett szerepét további tényezők is indokolják. A vízminőség-szabályozás feladatai meglehetősen bonyolultak. Elégséges itt arra utalni, hogy a Balaton vízgyűjtője mintegy 6 000 krm, a Dunáé pedig ennek több mint százszorosa. A különböző terhelések száma elérheti a több tízezret, és ezeket mind figyelembe véve kívánatos valamilyen rehabilitációs stratégia kialakítása. A mérnök az, aki okos modelljeivel, a ma logarlécével képes arra, hogy különböző adatbázisokra építve meg tudjon birkózni ilyen feladatokkal. A mérnök az, aki kreatív gondolkozásra építve képes a nagyságrendi becslésekre, a megfelelő és megengedett egyszerűsítésekre, oly módon, hogy a megoldás a kívánt határidőre elkészüljön. A mérnököt, gyakran a tudóssal összehasonlításban, sokféleképpen definiálják. Kármán Tódor szerint a tudós próbálja megérteni, ami van, a mérnök létrehozza, ami korábban nem volt. Borbély Samu, a neves matematikus-mérnök szerint a mérnök az az ember, aki egy adott feladatot a rendelkezésre álló eszközökkel, adott időre elvégez. És ismét másként, a tudós feladata tudni, a mérnöké tenni. A mérnök tehát, például az ökológussal szemben, alapvetően cselekvő ember, aki a határidők betartásával mindig valamilyen jövőbeni célt kíván megvalósítani. O tehát a „mi emberünk” a vízminőségszabályozás területén. A MÉRNÖK ÉS AZ ÖKOLÓGUS A vízminőségi problémák másik főszereplője az ökológus. Kettejük kapcsolata nem mentes a konfliktusoktól. Valamely probléma esetében az ökológus feladata az okok feltárása, más szereplők tájékoztatása; a mérnöké a költséghatékony gyógymód megtalálása és a betegség kezelése. Kettőjüknek együtt kellene működniük; beállítottságuk, szakmai tradícióik, gondolkodásmódjuk különbözősége és az, hogy az ökológus csak elvétve tud vagy mer számszerűsíteni, egyelőre gyakran emel gátat a kölcsönös megértés elé.
