A Hidrogeológiai- Mérnökgeológiai Tanszék környezetvédelemmel kapcsolatos kutatásai

A Hidrogeológiai- Mérnökgeológiai Tanszék környezetvédelemmel kapcsolatos kutatásai Dr. Szabó Imre tanszékvezető, egy. docens www.hidrotanszek.hu

A Hidrogeológiai-Mérnökgeológiai Tanszék kutatási tevékenysége Hidrogeológia Mérnökgeológia Környezetvédelem Vízkutatás-vízgazdálkodás Vízkészletvédelem Vízminőségvédelem Vízbázisok diagnosztikai vizsgálata Karsztvízkutatás Felszín-alatti hidraulikai áramlási problémák Mérnökgeológiai, építésföldtani térképezés Talajmechanika Nyírószilárdság-vizsgálatok Környezetvédelem geotechnikai kérdései Felszínmozgásos területek vizsgálata Hulladéklerakók Szennyezett területek vizsgálata Kármentesítés Transzportmodellezés Kockázatelemzés Térinformatika

A tanszék munkatársainak tevékenységi területe

Nemzetközi kutatási projektek a Hidrogeológiai-Mérnökgeológiai Tanszéken EU-5 Keretprogram: IRON CURTAIN PROJEKT (2002-2004) NATO SQUASH PROJEKT (2001-2004) TEMPUS PROJEKT (1992-1995) Magyar-osztrák TÉT projekt (Miskolc-Leoben) (2000-2001): A talajvízminőséget érintő kockázatok kezelésére vonatkozó stratégiák kidolgozása Magyar-osztrák TÉT projekt (Miskolc-Leoben) (2003-2004): Szennyezett területek kármentesítésének minőségbiztosítása Magyar-osztrák TÉT projekt (Miskolc-Leoben) (2005-2006): Geostatisztikai módszerek alkalmazása a szennyezett területek kármentesítésének minőségellenőrzése során

A nemzetközi projektek partnerei

Európai Uniós K+F Projekt: Vasfüggöny Projekt Az EU 5. Keretprogram Életminőség és természeti kincsek fenntartható kezelése című alprogramjában támogatást nyert a Vasfüggöny The Iron Curtain című projekt. A kutatási programba az egykori vasfüggöny, keletnyugati határ hat mintaterületét vonták be, amely közül az egyik, a Kékfrankos mintaterület a Sopron Fertő tó Észak Burgenland környezetét foglalja magába. THE IRON CURTAIN PROJECT 5 th Framework Programme Quality of Life and Management of Living Resources EC-Project Contract No: QLK5-CT-2001-01401

A Vasfüggöny Projekt (folyt.) A projekt teljes költségvetése 3 évre: 3,4M Euro 10 partnerintézet: Norvégiától Görögországig, Oroszországtól Németországig Projekt célja eltérő fejlettségű, de erőforrásait tekintve összetartozó területek (értsd pl. Vasfüggöny menti területek) fejlesztési koncepcióinak kidolgozása, modellezése Egy modellező eszköz kifejlesztése 6 tesztterületen kipróbálva A projekt érdekessége és kihívása: valódi multidiszciplinaritás (vidékfejlesztés, mezőgazdaság, infrastruktúra fejlesztés, környezet-, és természetvédelem, vízgazdálkodás,.)

A Projekt 6 mintaterülete A kiválasztott mintaterületeken eltérő problémákat eredményez a vasfüggöny történelmi, gazdasági és környezeti öröksége Köztük az egyiken még ma is is áll a vasfüggöny

Az Az osztrák-magyar tesztterület Urban Water Forest Agriculture 1 Agriculture 2 Reed Grass Területhasználatok (Landsat felvételből) felvételből)

Partnerek (alvállalkozók nélkül) University of Leoben, Division of Oekosystem Analysis, Austria Aristotle University of Thessaloniki, Department of Civil Engineering, Greece University of Salzburg, Department of Geography and Geoinformatics, Austria Interconsult International ASA, Oslo, Norway GEO Ltd., Prague, Czech Republic Geonardo Ltd., Budapest, Hungary Friedrich-Schiller-University, Department of Geography, Jena, Germany University of Miskolc, Department of Hydrogeology and Engineering Geology, Hungary

A Szamos-folyó határon átnyúló alluviális összletének komplex hidrogeológiai vizsgálata NATO NATOTudomány a Békéért pályázat (2001-2003) SQUASH PROJECT, NATO SfP SfP973684 Partnerek: Partnerek: University Universityof ofliege, Hydrogeology HydrogeologyGroup, Department Departmentof of Georesources, Georesources, Liege, Liege, Belgium Belgium Technical TechnicalUniversity Universityof ofbucharest, Faculty Facultyof ofhydraulic Techniques, Techniques, Bucharest, Bucharest, Romania Romania A projekt projekt főbb főbb céljai: céljai: a a határ határ két két oldalán oldalán elhelyezkedő elhelyezkedő régió régió felszín felszín alatti alatti vízbázisának vízbázisának hosszú hosszú távú távú mennyiségi mennyiségi és és minőségi minőségi fenntarthatóságát fenntarthatóságát biztosítani. biztosítani. projektben projektben résztvevő résztvevő partnerek partnerek a a szoros szoros együttműködés együttműködés révén révén nemzetközi nemzetközi színvonalú színvonalú tudományos tudományos és és technikai technikai eredményeket eredményeket érjenek érjenek el. el. a a kidolgozott kidolgozott tudományos tudományos eredmények eredmények és és eljárások eljárások nagyban nagyban hozzájárulhatnak hozzájárulhatnak ahhoz, ahhoz, hogy hogy tovább tovább erősödjék erősödjék a a politikai politikai együttműködés együttműködés Magyarország Magyarország és és Románia Románia között között a a felszín felszín alatti alatti vizek vizek tekintetében tekintetében is. is. a a projekt projekt keretében keretében megvalósulhat megvalósulhat egy egy hosszú hosszú távú távú monitoring monitoring program program kidolgozása kidolgozása a a projekt projekt lehetővé lehetővé teszi teszi annak annak felmérését, felmérését, hogy hogy a a különböző különböző humán humán tevékenységek tevékenységek hogyan hogyan befolyásolják befolyásolják a a felszín felszín alatti alatti vízbázis vízbázis mennyiségi mennyiségi és és minőségi minőségi mutatóit. mutatóit. Ennek Ennek ismeretében ismeretében meghatározhatók meghatározhatók a a hosszú hosszú távú távú védekezés védekezés főbb főbb irányvonalai. irányvonalai. az az Ecsedi-láp Ecsedi-láp és és a a területen területen található található egyéb egyéb vizes vizes élőhelyek élőhelyek számára számára biztosítani biztosítani az az ökológiai ökológiai vízigényt. vízigényt.

A vizsgált vizsgált terület terület és és a területen található vízkivételi helyek helyek A kalibrációs folyamatban lévő lévő regionális léptékű léptékű áramlási modell modell

Hulladékelhelyezés

A szivárgási tényező meghatározása boratóriumban (flexibilis falú permeabiméter-triaxiális cella) 1x10-7 k = 8,7 x 10-10 m/s sötétbarna közepes agyag Iv-2 / 2,1-2,3 m Szivárgási tényező, k [m/s] 1x10-8 1x10-9 1x10-10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Idő, t [nap]

2 1.9 k < 1 10-9 m/s k > 1 10-9 m/s Térfogatsûrûség, ρ d [g/cm 3 ] 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 w opt =15,5% Gyáli hulladéklerakó 10 12 14 16 18 20 22 24 Víztartalom, w [%] A gyáli lerakón mért szivárgási tényező értékek a víztartalom és térfogatsűrűség függvényében A k < 10-9 m/s kritériumot kielégítõ mérések aránya [%] 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 38 76 82-2 0 2 4 6 8 10 Az optimális víztartalomtól való eltérés [%] A vízzárósági kritériumnak megfelelő k-tényező értékek százalékos megoszlása a wopt-tól való eltérés függvényében 93 81 88 GYÁL (Szabó A.

belépés kilépés A k-tényező helyszíni mérése infiltrométerrel 1000 826 t=2500 100 Mérések száma [db] 800 600 400 200 0 255 667 GYÁL 428 3,8 % k < 1E-09 m/s 2x10-10 4x10-10 6x10-10 8x10-10 1x10-9 2x10-9 4x10-9 Szivárgási tényezõ, k [m/s] 242 82 k > 1E-09 m/s 96,2 % 0 80 60 40 20 0 Eloszlás [%] k a = d d k i i i

Alternatív szigetelőrendszerek vizsgálata - Bentonitszőnyegek - Keveréktalajok - Vízüveggel kezelt talajok (Hydrostab)

1x10-9 A típusú GCL (por töltet) A típusú GCL (granulátum töltet) Plagioklász 2% Kaolinit Kvarc 3% Krisztobalit 25% Illit 4% A típusú GCL 3% Amorf 4% Plagioklász 5% Goethit 3% Amorf Kvarc 5% 5% Gipsz 1% B típusú GCL Na-montmorillonit 59% Na-montmorillonit 81% Na-montmorillonit Illit Krisztobalit Kvarc Plagioklász Kaolinit Amorf Szivárgási tényező, k [m/s] 1x10-10 1x10-11 σh = σn = 30 kpa σn = 80 kpa σh = 30 kpa 0 1 2 3 4 5 6 Idő, t [nap] A szivárgási tényező értéke az A típusú bentonit szőnyegnél 1x10 normál terhelés -9 mellett, illetve anélkül Na-montmorillonit Gipsz Kvarc Plagioklász Goethit Amorf Szivárgási tényező, k [m/s] 1x10-10 σ n = 30 kpa A típusú GCL (por töltet) A típusú GCL (granulátum töltet) B típusú GCL 1x10-11 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Idő, t [nap]

A mentett oldalon kilépő kumulatív szennyezőanyagmennyiség és a belépő szennyezőanyag-mennyiség arányának alakulása az idő függvényében az adszorpció figyelembevételével ill. elhanyagolásával A C C+a B B+a A B C

Bentonit-homok keverékből épített szigetelőrétegek vízzárósága (in situ kísérletsorozat) Közreműködők: INNOVÁCIÓ 2000 Kft. Miskolci Egyetem, Eljárástechnikai Tanszék Miskolci Egyetem, Hidrogeológiai- Mérnökgeológiai Tanszék Csőke és Társa Bt. GEOSZABÓ Mérnöki Iroda Bt. BALÁZS Mérnöki Iroda Bt. Antalffy és Társa Bt.

A próbaterület A próbamező parcellái (10-10 db) A bentonit terítése: - műtrágya szórógéppel - finisherrel 8-12 % bentonit-homok keverési arány 60-112 t/parcella bentonit hozzáadás

összetétel Hydrostab Égetési pernye 6-9 % Vízüveg 1,2-1,5 % Szennyvíz iszap Szárazanyag tartalom > 30% 45-50 % 40-45 % Szemcsés/szennyezett talaj (D<16 mm) A szig. szig. rendszer rendszer felépítése felépítése Rekultivációs réteg drénréteg geomembran 2x25 cm Hydrostab+geotextilia k [m/s] 1,00E-08 1,00E-09 dest. water rain dest. water water rain water leachete leachete Kísérleti körülmények: 56 nap víznyomás nélkül 56 nap h=100 cm vízoszlop mellett Mintamagasság: 10 cm Mintaátmérő: 15 cm Hidr. gradiens: i=10 Kiegyenlítő- és gázdrén HULLADÉK 1,00E-10 0. hónap h=0 2. hónap h=100 4. hónap h=0 6. hónap h=100 8. hónap h=0 10. hónap h=100 stb. 96. hónap h=100 desztillált víz esővíz csurgalékvíz

Total costs Material costs Construction costs Transfer costs Sand + Bentonite 1 Capillary 1 Geomembrane 1 Geomembrane 2 GCL 2 GCL 1 Decree 1 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 - Alternatív Szigetelőrendszerek költségelemzése

Hulladéklerakók vízháztartásának vizsgálata (HELP) A szoftver fontosabb alkalmazási lehetőségei hulladéklerakók esetén: Több lerakó profil szimulációja a legmegfelelőbb terv kiválasztása érdekében; Csurgalékvíz felgyülemlés, vagy szivárgási problémák kiértékelése meglévő lerakóknál; Szigetelő rendszerek hatásfokának értékelése a csurgalékvíz felgyülemlés csökkentése érdekében; Csurgalékvíz gyűjtőrendszerek tervezése és optimalizálása. Az alapvetően egydimenziós (egyes elemeiben kvázi kétdimenziós) hidrológiai modell a következő alapadatokat használja fel: Meteorológiai adatok (csapadék, napsugárzás, hőmérséklet). Tervezési adatok (szigetelők, szivárgó- és lefolyó vízgyűjtő rendszerek, a felszín lejtése). Talaj jellemzők (hézagtérfogat, szántóföldi kapacitás, hervadáspont, szivárgási tényező, kezdeti víztartalom)

Egy veszélyeshulladék-lerakó lezárásának vizsgálata A vizsgálandó szelvény felépítésénél figyelembe kell venni a terület földtani felépítését, a tárolt iszapmennyiséget és az egyes rétegek talajfizikai jellemzőit. Nincs lezárás, Nem veszélyes hulladéklerakók rendezetlen állapot Nincs lezárás, füvesítve Veszélyes hulladéklerakók Bentonitszőnyeg A vizsgált szelvények felépítése

A VÍZHÁZTARTÁSI VIZSGÁLAT EREDMÉNYEI AZ ISZAP SZIVÁRGÁSI TÉNYEZŐJÉNEK FÜGGVÉNYÉBEN Az iszaprétegen átszivárgó vízmennyiség [mm/év] 150.00 140.00 130.00 120.00 110.00 100.00 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 Nincs lezárás, rendezetlen állapot Nincs lezárás, füvesítve 5 10-8 1 10-8 5 10-9 1 10-9 5 10-10 1 10-10 5 10-11 1 10-11 "A" eset, nincs lezárás, a jelenlegi rendezetlen állapot "B" eset, nincs lezárás, füvesítve "C" eset, a nem veszélyes hulladékok felső szigetelőrendszere "D" eset, a veszélyes hulladékok felső szigetelőrendszere "E" eset, alternatív lezárási lehetőség bentonitszőnyeggel Nem veszélyes hulladéklerakók Veszélyes hulladéklerakók Bentonitszőnyeg Az iszap szivárgási tényezője k [m/s]

Vízbázisvédelem Gyöngyös-Atkári Vízmű hidrogeológiai védőidomának meghatározása Az V/-1 vízadó telepbe érkező áramvonalak 5 és 50 éves elérési idő esetén (17 000 m 3 /d víztermelés mellett)

Transzportmodellezés 1év 1év 5év 5év Havária esetén a talajvízben várható fűtőolaj koncentrációk BOSCH EGER, 2004. 10év 10év 15év 20év

Transzportmodellezés

Karsztvíz monitoring rendszer (Bükk-hegység)

Vízszintek a Nagyvisnyó, Nv - 17 (= Nv - 8) megfigyelőfúrásban 1992-től kezdődően -235 544,9-240 539,9 Vízszint a terep alatt [m] -245-250 534,9 529,9 Vízszint [mbf] -255 524,9 Az 50 mm-nél nagyobb csapadékösszegű időszakok vízszintemelő hatása Nv - 17, 1993.05.01-2002.05.01. 544,0 542,0 540,0-260 12 519,9 1992.01.01 1993.01.01 1994.01.01 1995.01.01 1996.01.01 1997.01.01 1998.01.01 1999.01.01 2000.01.01 2001.01.01 2002.01.01 2003.01.01 4 Az eddigi legnagyobb vízszintcsökkenés Nv - 17 megfigyelőfúrásban Napok száma Fajlagos vízszintemelkedés [cm/mm] 10 mért havi átlag valószínűsíthető 8 6 2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 Január 230 240 Február 250 260 Március Április Május Június Július AugusztusSzeptemberOktóber November December 0-235,9 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 Nv-17 (napi átlagok) -237,9 Napok Az Nv-17 adatainak közelítése 6. fokú polinommal -239,9 Vízszint [ mbf ] 538,0 536,0 534,0 532,0 530,0 528,0 526,0 524,0 522,0-241,9-243,9-245,9-247,9-249,9-251,9-253,9-255,9-257,9 Vízszint a terep alatt [ m ] A tényleges mérés ideje

A HOLLÓHÁZAI felszínmozgások geotechnikai vizsgálata

A mérnökgeofizikai szondázás (ELGOSCAR) eredményei Magasság (mbf) 380 375 370 365 360 355 350 345 340 335 A HOLLÓHÁZAI HOLLÓHÁZA, ÉSZAKI TERÜLET A vizsgált szelvény definiálása felszínmozgások geotechnikai vizsgálata Állékonyság vizsgálat Török patak 1: törmelékes görgeteges nyirok 2: dácit görgeteg 3: riolit tufa 3 4: agyag 2 Kossuth L. u. Dózsa Gy. u. 330 5: riolit tufa 2 6: agyag 1 325 320-50 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Távolság (m) HOLLÓHÁZA, ÉSZAKI TERÜLET Állékonyságvizsgálat 1. eset Talajvízszint: a felszínen 1.2 Magasság (mbf) 380 375 370 365 360 355 350 345 340 335 F=1.023 380 375 370 365 360 HOLLÓHÁZA ÉSZAKI TERÜLET Állékonyságvizsgálat 3. eset Talajvízszint: a felszín alatt 16m Biztonsági tényező [-] 1.15 1.1 1.05 Jelmagyarázat 1. eset 2 eset 3. eset 330 325 320-50 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 345 Távolság (m) Magasság (m) 355 350 340 335 330 325 F=1.179 1 0.95 0 5 10 15 20 Vízszintsüllyesztés [m] 320-50 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Távolság (m)

HULLADÉKLERAKÓ ÉS ÉS ÁLLÉKONYSÁGVIZSGÁLAT (a mozgások előrehaladása 3 hét alatt)

Az AVAS domb mozgásmegfigyelő hálózatának mérése 2001 2002 92i inklinométeres kút Összesen Összesen 11 11 db db ink. ink. kút, kút, 20db. 20db. tv. tv. megfigyelő megfigyelő kút kút

A Hidrogeológiai-Mérnökgeológiai Tanszék konferencia kiadványai Nemzetközi konferencia kiadványok Hazai konferencia kiadványok

A Hidrogeológiai-Mérnökgeológiai Tanszék oktatói által az elmúlt 10 évben írt könyvek, egyetemi tankönyvek Hidrogeológia, mérnökgeológia

A Hidrogeológiai-Mérnökgeológiai Tanszék oktatói által az elmúlt 10 évben írt vagy közreműködésükkel készült könyvek, egyetemi tankönyvek Környezetvédelem

A Hidrogeológiai-Mérnökgeológiai Tanszék konferencia kiadványai Nemzetközi konferencia kiadványok Hazai konferencia kiadványok Köszönöm a figyelmet! Szabó Imre 46-565-076 hgszabo@uni-miskolc.hu

www.hidrotanszek.hu Köszönöm a figyelmet! Szabó Imre 46-565-076 hgszabo@uni-miskolc.hu