MUCSI LÁSZLÓ - GEIGER JÁNOS

Hasonló dokumentumok
Folyóvízi övzátony testek mikro és makroléptékű 3D szedimentológiai modellezése

GEOINFORMATIKA A KOCKÁZATELEMZÉSBEN

A TALAJVÍZSZINT SZTOCHASZTIKUS SZIMULÁCIÓJA EGY TISZAI ÖVZÁTONY PÉLDÁJÁN. Mucsi László 1 Geiger János 2

A GEOINFORMATIKA TUDOMÁNY ÉS A FÖLDRAJZ KAPCSOLATA MUCSI LÁSZLÓ 65 ELŐSZÓ

A XXI. SZÁZADRA BECSÜLT KLIMATIKUS TENDENCIÁK VÁRHATÓ HATÁSA A LEFOLYÁS SZÉLSŐSÉGEIRE A FELSŐ-TISZA VÍZGYŰJTŐJÉN

VÁROSI CSAPADÉKVÍZ GAZDÁLKODÁS A jelenlegi tervezési gyakorlat alkalmazhatóságának korlátozottsága az éghajlat változó körülményei között

TALAJVÉDELEM XI. A szennyezőanyagok terjedését, talaj/talajvízbeli viselkedését befolyásoló paraméterek

Magyar Földtani és Geofizikai Intézet. XXIII. Konferencia a felszín alatti vizekről április 6 7., Siófok

c adatpontok és az ismeretlen pont közötti kovariancia vektora

Szakdolgozat. Belvíz kockázatelemző információs rendszer megtervezése Alsó-Tisza vidéki mintaterületen. Raisz Péter. Geoinformatikus hallgató

TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZGAZDÁLKODÁS: Érdekek, lehetőségek, akadályok

II. rész: a rendszer felülvizsgálati stratégia kidolgozását támogató funkciói. Tóth László, Lenkeyné Biró Gyöngyvér, Kuczogi László

CSAPADÉKVÍZ GAZDÁLKODÁS A TELEPÜLÉSEKEN

Dr. Fancsik Tamás Rotárné Szalkai Ágnes, Kun Éva, Tóth György

Talajvízszint idősorok vizsgálata statisztikai módszerekkel a 4-es metró építésének pesti területén A D J U N K T U S

Területi statisztikai elemzések

Működésbiztonsági veszélyelemzés (Hazard and Operability Studies, HAZOP) MSZ

Vízkutatás, geofizika

BUDAPEST VII. KERÜLET

Hidrodinamikai vízáramlási rendszerek meghatározása modellezéssel a határral metszett víztesten

BAGME11NNF Munkavédelmi mérnökasszisztens Galla Jánosné, 2011.

Felszín alatti vizektől függő ökoszisztémák vízigénye és állapota a Nyírség és a Duna-Tisza köze példáján keresztül

DIGITÁLIS TEREPMODELL A TÁJRENDEZÉSBEN

Hidrogeológiai kutatások. Mező Gyula hidrogeológus

Ivóvízbázisok sérülékenysége a klímaváltozással szemben. Rotárné Szalkai Ágnes, Homolya Emese, Selmeczi Pál

1. Magyarországi INCA-CE továbbképzés

BUDAPEST, VII. KERÜLET

FELSZÍN ALATTI VIZEK RADONTARTALMÁNAK VIZSGÁLATA ISASZEG TERÜLETÉN

REGIONÁLIS KLÍMAMODELLEZÉS AZ OMSZ-NÁL. Magyar Tudományos Akadémia szeptember 15. 1

befogadó kőzet: Mórágyi Gránit Formáció elhelyezési mélység: ~ m (0 mbf) megközelítés: lejtősaknákkal

Sérülékeny vízbázisok és a vízminőség védelme a parti szűrésen alapuló Rainey-kutakkal történő víztermelés figyelembe vételével

Villámárvíz modellezés a Feketevíz vízgyűjtőjén

Hajdúnánás geotermia projekt lehetőség. Előzetes értékelés Hajdúnánás

Az éghajlati modellek eredményeinek alkalmazhatósága hatásvizsgálatokban

A vízgyűjtő, mint a hidrogeográfiai vizsgálatok alapegysége Jellemző paraméterek. Az esésgörbe

7. számú melléklet a 219/2004. (VII. 21.) Korm. rendelethez A tényfeltárási záródokumentáció tartalma

A felszín alatti víz áramlási viszonyainak monitoringja mint a kármentesítés egyik alapkérdése

MAGYAR HIDROLÓGIAI TÁRSASÁG XXXIV. ORSZÁGOS VÁNDORGYŰLÉSE DEBRECEN

Szigetköz felszíni víz és talajvíz viszonyainak jellemzése az ÉDUVIZIG monitoring hálózatának mérései alapján

A Balaton szél keltette vízmozgásainak modellezése

Geotermia az Önkormányzatok számára Szakmapolitikai Konferencia Szeged, május 28. Meddő CH-kutak geofizikai vizsgálatának

Ócsa környezetének regionális hidrodinamikai modellje és a területre történő szennyvíz kihelyezés lehetőségének vizsgálata

A projekt bemutatása és jelentősége a célvárosok számára. Unger János SZTE Éghajlattani és Tájföldrajzi Tanszék

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

, Budapest. stakeholder workshop TAKING COOPERATION FORWARD 1. Kiss Veronika- KSzI Kft.

A Tisza vízgyőjtı helyzetértékelése 2007

Hogyan készül a Zempléni Geotermikus Atlasz?

A jövőben várható klímaváltozás és néhány lehetséges hatása a régióban

A HŐMÉRSÉKLET ÉS A CSAPADÉK HATÁSA A BÜKK NÖVEKEDÉSÉRE

Nagyfeszültségű távvezetékek termikus terhelhetőségének dinamikus meghatározása az okos hálózat eszközeivel

Új klímamodell-szimulációk és megoldások a hatásvizsgálatok támogatására

Geofizika alapjai. Bevezetés. Összeállította: dr. Pethő Gábor, dr Vass Péter ME, Geofizikai Tanszék

Az Alföld talajvízszint idısorainak hosszú emlékezető folyamatai ELTE-TTK TTK Környezettudományi Doktori Iskola Tajti Géza 2009

A VÁROSI FELSZÍNBORÍTÁS-VÁLTOZÁS VIZSGÁLATA SZEGEDEN ŰR- ÉS LÉGIFELVÉTELEK ALAPJÁN

A kockázat fogalma. A kockázat fogalma. Fejezetek a környezeti kockázatok menedzsmentjéből 2 Bezegh András

Hidrometeorológiai értékelés Készült január 27.

Mérési hibák

A jövő éghajlatának kutatása

Új regionális éghajlati projekciók a klímaváltozás magyarországi hatásainak vizsgálatára

Vezetők elektrosztatikus térben

A DINAMIKUS TÁVVEZETÉK-TERHELHETŐSÉG (DLR) ALKALMAZHATÓSÁGÁNAK FELTÉTELEI

Benyhe Balázs. Alsó-Tisza-vidéki Vízügyi Igazgatóság

rség g felszín n alatti vizeinek mennyiségi

A talaj vízforgalma és hatása a mezőgazdasági termelésre

Tájékoztató. a Tiszán tavaszán várható lefolyási viszonyokról

SZINOPTIKUS-KLIMATOLÓGIAI VIZSGÁLATOK A MÚLT ÉGHAJLATÁNAK DINAMIKAI ELEMZÉSÉRE

Üvegolvasztó kemencék jellemző korróziós kopásai

A rózsadombi megcsapolódási terület vizeinek komplex idősoros vizsgálata

Folyami hidrodinamikai modellezés

KÖZÉP-TISZA-VIDÉKI KÖRNYEZETVÉDELMI ÉS VÍZÜGYI IGAZGATÓSÁG. Az árvízkockázati térképezés információs eszközei

Molekuláris dinamika I. 10. előadás

Bakó Krisztina Környezettudományi szak Környezet-földtudomány szakirány

Fermi Dirac statisztika elemei

Havi hidrometeorológiai tájékoztató július

13. Kockázatos Körkapcsolás

Talajtani adatbázis kialakítása kedvezőtlen adottságú és degradálódott talajok regionális szintű elhelyezkedését bemutató térképsorozathoz

Statisztika I. 8. előadás. Előadó: Dr. Ertsey Imre

Hatásvizsgálati Konferencia Fenntartható fejlődés, környezeti és természeti hatások

A felszín alatti vizek mennyiségi és minőségi monitoring hálózata

Statisztika - bevezetés Méréselmélet PE MIK MI_BSc VI_BSc 1

DETERMINATION OF SHEAR STRENGTH OF SOLID WASTES BASED ON CPT TEST RESULTS

A felszínközeli szélsebesség XXI. században várható változása az ALADIN-Climate regionális éghajlati modell alapján

Robotika. Relatív helymeghatározás Odometria

Felszín alatti közegek kármentesítése

TPM egy kicsit másképp Szollár Lajos, TPM Koordinátor

III. Vízbázisvédelem fázisai

Havi hidrometeorológiai tájékoztató január

Vízminőségi adatok értékelési módszerei. Bagyinszki György

A HÓBAN TÁROLT VÍZKÉSZLET MEGHATÁROZÁSA AZ ORSZÁGOS VÍZJELZŐ SZOLGÁLATNÁL február 21.

A fenntartható geotermikus energiatermelés modellezéséhez szüksége bemenő paraméterek előállítása és ismertetése

Növekvő városi területek a területváltozási folyamatok modellezése agglomerációs térségekben

A települések katasztrófavédelmi besorolásának szabályai, védelmi követelmények.

Reprezentatív adatbázis létrehozása az éghajlatváltozási hatásvizsgálatok és a döntéshozatal támogatására

2. (b) Hővezetési problémák. Utolsó módosítás: február25. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Példa: Tartó lehajlásfüggvényének meghatározása végeselemes módszer segítségével

Gépi tanulás és Mintafelismerés

Digitális Domborzat Modellek (DTM)

Statisztikai módszerek a skálafüggetlen hálózatok

A évi TOP20 kukorica hibridek terméseinek stabilitásvizsgálata

A hígtrágya tárolásának és kezelésének hatósági háttere

Átírás:

MUCSI LÁSZLÓ - GEIGER JÁNOS Környezeti kockázatelemzés és technológiai fejlesztések a felszín alatti vezetékek környezeti monitoringjában Összefoglalás A felszín alatti, különösen a kőolaj és földgázkitermeléssel kapcsolatos szállítóvezeték-rendszerek monitoringja nem nélkülözheti azokat a geoinformatikai, geostatisztikia módszereket, melyekkel kijelölhetők a nagyobb környezeti kockázatú területek. A hálózatelemzés alapja a talajvízszint felület modellezése. Az Algyőtől délre elhelyezkedő, a Tisza egykori kanyarulatának területén, 2002-2004 között végzett talajvízszint mérések alapján kívántunk felületi térképeket előállítani, a talajvíz áramlási rendszerét elemezni. A "klasszikus" izovonalas térképszerkesztő eljárások a regionális tendenciák hangsúlyozásával nem alkalmasak a talajvízszint kisléptékű (üledékes szövetiszerkezeti okokra visszavezethető) heterogenitásainak megjelenítése. Elméleti meggondolások alapján az ilyen heterogenitás elemzésére a szekvenciális (Gaussi) sztochasztikus szimuláció tűnik alkalmasnak. A variográfiai elemzések kapcsán a három szerkezetből álló, összetett variogramokon a legnagyobb hatástávolság az övzátony méretéből, a közepes a folyókanyar csapásirányából, a legkisebb pedig - valószínűleg - a talajvízszintet tartalmazó üledék(ek) szedimentológiai heterogenitásából származtatható. A szekvenciális (Gaussi) sztochasztikus szimuláció realizációinak különbözősége és hasonlósága a talajvízszint felület leképezhetőségének bizonytalanságát fejezi ki. A 100 realizációból szerkesztett, várható érték típusú becslés igen részlet gazdag felületet eredményez, amely - bár nem feltétlenül könnyíti meg a dinamikus szimuláció végrehajtását - vélhetően kielégítőbb dinamikus szimulációs eredményekhez tud hozzájárulni. A várható érték típusú becsléssel előállított hidraulikus gradiens térkép - éppen a kis és közepes léptékű heterogenitás feltárása miatt - a helyi potenciális áramlási rendszerek értelmezését jelentősen megkönnyítheti. A talajvízszint relatív mélysége, a változó helyi áramlási rendszerek és a vezetéklyukadások időbeli és térbeli elemzésével kockázatelemzést végeztünk a teljes vezetékhálózatra vonatkozóan, megkönnyítve elsősorban légi vezetékellenőrzés optimális útvonalának kijelölését. Kulcsszavak: sztochasztikus szimuláció, kockázatelemzés, geoinformatika, geostatisztika, távérzékelés Bevezetés Napjainkban a környezeti problémák egyre inkább a társadalom figyelmének közép-pontjába kerülnek, átértékeljük korábbi cselekedeteinket aszerint, hogy azok miként befolyásolják jövőnket. A környezet átalakítás hatásai már globálisan jelentkeznek, ennek ellenére a lokális folyamatokkal kapcsolatos döntésekben sokszor bizonytalanok a döntéshozók, a döntésekkel kapcsolatban nem alakul ki társadalmi konszenzus. Az életminőség javítása és emellett a környezet megőrzése mindenképpen kompromisszumos megoldást igényel. A döntéshozást segítheti, ha azonosítani és mérni lehet a döntésben rejlő kockázatot. Az objektív kockázatbecslést nehezíti, hogy a lehetőségek kiválasztásának mennyiségi elemzése számos szubjektív elemet tartalmazhat, illetve a kockázat definiálásában sincs teljes egyetértés a kutatók között. A kockázatértékelésnek választ kell adnia a következő kérdések-re: mekkora a negatív esemény bekövetkezésének valószínűsége, illetve mik a környezet átalakítás negatív következményei. A kockázatbecslés alapja hatások és azok következményeinek mind objektívebb mérése. A környezeti folyamatok, így a vezetéklyukadás előfordulások esetében mind a (lyukadást kiváltó) hatások, mind a következmények térbeli változóként kezelhetők, ezért a térinformatikai és távérzékeléses módszerek különösen alkalmasak lehetnek elemzésükre. A vezetéklyukadást előidéző hatások között, a technika okok mellett, a leggyakrabban megnevezett tényező a külső korróziót okozó talajvíz. Feltételezésünk szerint, az agresszív talajvíz, mint a külső korróziós vezetéklyukadás egyik okozójának vizsgálata, pontosabban a talajvíz szintjének térbeli és időbeli elemzése, segítheti a lyukadások legvalószínűbb bekövetkezési helyeinek kijelölését, térképi ábrázolását. A talajvízfelszín szimulált modellje alapján a ténylegesen bekövetkezett vagy az esetleges szennyezések terjedésvizsgálata is támogatható. egyetemi docens, SZTE TTK Természeti Földrajz és Geoinformatikai Tanszék egyetemi docens, SZTE TTK Földtani és Őslénytani Tanszék 1

Eredmények A kockázatfogalom többféle megközelítése közül a technikai megközelítés adja a legegyszerűbb választ a bevezetőben feltett kérdésekre. Eszerint: a negatív következmények értelmezhetők a nemkívánatos események, pl. a berendezések vagy rendszerek meghibásodásai vizsgálatunkban a vezetéklyukadások következtében az emberre és a környezetre gyakorolt negatív fizikai-kémiaibiológiai hatások összességeként. A negatív hatásokat, többek között a kármentesítés költségeit, a kiesett termés mennyiségét, stb. objektíven lehet mérni. A lyukadás előfordulás bekövetkezési valószínűségeit a korábbi lyukadások statisztikái alapján számíthatnánk ki, de ezek a statisztikák nem tárják fel teljes mértékben az ok-okozati kapcsolatokat. A bekövetkezés valószínűségének számítását megkönnyítheti, ha a negatív eseményeket kiváltó hatásokat, mint térben és időben változó paramétereket elemezzük A felszín alatti vezetékek, kitéve a csőfalon belüli és kívüli terheléseknek, az idő múlásával egyre növekvő valószínűséggel kilyukadnak. A szállított anyag a vezetéken keletkező lyukon át, a nagyobb belső nyomás miatt, a vezetéket körülvevő közegbe áramlik. A környezetet ért hatás mérhető a kifolyt anyag mennyiségével (értékével), a kárelhárítás során mentesített, elszállított és veszélyes hulladékként kezelt talaj térfogatával (a kárelhárítás költségével), a terület értékcsökkenésével, a kiesett termés mennyiségével, stb. Összefoglalóan a hatás a felelősnél jelentkező mindazon költség, mely tartalmazza a kárelhárítás összes költségét, valamint a károkozásnak megfelelő azon összeget, amit a terület tulajdonosának fizet a kárt okozó. Bizonyos hatások természetesen nem fejezhetők ki pénzben, mint pl. a talajban elpusztult élőlények mennyisége, a környezeti folyamatokba bekerülő toxikus anyagok későbbi hatásai, a vízbázis szennyezése, stb. Véleményünk szerint, (1) a lyukadás kockázata térben és időben változó, de mérhető, és (2) kiszámítható a lyukadás előfordulás valószínűségének és annak mérhető következményeinek, hatásainak szorzataként. A kockázat számításánál nyilvánvalóan a legnehezebb feladat a lyukadás előfordulás valószínűségének (p ly ) megadása. Látható, hogy a lyukadás előfordulásának valószínűsége a vezetéket érő belső és külső hatások és a vezeték ellenállás együttes valószínűségének bekövetkezésétől függ. Statisztikai alapon a lyukadás előfordulásának valószínűsége két független valószínűségi változó, a belső hatások okozta lyukadás előfordulásának valószínűségét megadó valószínűségi változó (p b ) és a külső hatások okozta lyukadás előfordulásának valószínűségét megadó valószínűségi változó (p k ) értékétől függ, az alábbiak szerint: p ly = max (p b, p k ) Ebben az esetben feltételezhető, hogy a belső és a külső hatások egymástól függetlenül hatnak a vezetékek különböző szakaszain. A belső hatások, pl. a nyersanyag mozgatott, szilárd fázisának koptató hatása a vezeték teljes hosszában vékonyíthatja a csőfalat, ezért a külső korróziónak e vékonyabb csőfalat kell korrodálnia a lyukadás bekövetkezéséhez. Emiatt a lyukadás valószínűsége ténylegesen a belső és külső lyukadás előfordulás valószínűségi változóinak függvényeként írható le: p ly = f (p b,p k ) Az árvízvédelemben megfogalmazott kockázatszámításhoz hasonlóan (Nagy L., 2005), azonban nagyon nehéz egy adott területen adott intenzitású veszély, jelen vizsgálatban a lyukadás, várható bekövetkezésének konkrét valószínűségét megadni. A lyukadás kockázatát alapvetően meghatározza a vezeték anyagának korrózióval szembeni ellenállása, amit megadhatnak várható élettartamként. Bár ez az érték nem abszolút mértékű, de mondhatjuk, hogy ez idő után a vezeték lyukadása igen nagy valószínűségű. A bekövetkezés kockázatát, tehát jelentősen csökkenti, ha az élettartamot, valamilyen tevékenységsor révén meghosszabbítjuk, kezdve az egyre ellenállóbb anyagok kutatás-fejlesztésével, azok alkalmazásán át, a külső korrózió elleni védelemig. A vezetéken belüli, lyukadást elő-idéző hatások közé sorolhatjuk: az áramló anyag szilárd fázisa okozta mechanikai hatásokat, melyek a koptatás révén a vezetékfal elvékonyodásához vezetnek, a szállított anyagok kémiai hatásait a szállítás során kialakuló vagy előidézett nyomásváltozásokat, melyek inkább vezetékrepedésekhez, a varratok kinyílásához vezetnek, ill. a vezetékfal anyaghibáit. 2

A fenti tényezők kiszűrésére (a kockázat csökkentése érdekében) mára modern eszkö-zöket fejlesztettek ki, melyek egyrészt a vezetékfektetés előtt ki tudják mutatni az anyaghibás részeket, másrészt a már működő vezetékek belső falát tudják vizsgálni (ún. csőgörény). Ezért a lyukadás előfordulás kockázatának meghatározásakor a legnagyobb bizonytalanságot, a külső hatások okozta lyukadás előfordulás valószínűségének meghatározása jelenti. Adott vezetékszakaszon történő lyukadás lehetséges bekövetkezésének valószínűségét, a legkedvezőbb esetben, a külső tényezők összetett hatásainak függvényeként adhatjuk meg. p k = f(kh 1, kh 2,, kh i ), ahol kh i az i-dik külső hatás. Amennyiben sikerül a valószínűségi változó és a külső hatások függvényszerű kapcsolatát meghatározni, akkor e hatások térbeli változékonyságának térképezésével hatékonyan támogatható a légi vezetékmonitoring. A külső tényezők többnyire térben változó paraméterekkel írhatók le, ezek lehetnek folytonosan változó jellegűek (talajvíz szint, hőmérséklet) vagy diszkrétek (villanyvezeték elektromos tér hatása a korrózióra, útkeresztezés mechanikai hatások, stb.), melyek leginkább hibrid (vektros-raszteres) térinformatikai rendszerekkel kezelhetők. Egyes külső hatások nemcsak a lyukadás kialakulását, hanem a kijutó anyag terjedését is meghatározzák. Ilyen, pl. a talajvíz szintje, mely egyrészt, ha a vezeték szintje fölé emelkedik, akkor a korrózió kockázatát növeli, illetve ha az adott területen nagy a felület gradiense, akkor a szennyezőanyag is messzebbre áramolhat. A talajvízszint időbeli változása miatt a lyukadás előfordulás bekövetkezésének valószínűsége is időben változik. A fenti eredmények is mutatják, hogy a lyukadás kockázat mértéke nemcsak térben, hanem időben is változó értéket mutat, ezért a vezetékmonitoring optimális útvonalának igazodnia kell terület időben változó paramétereihez. A mintaterület bemutatása A MOL Rt. Algyői Bányászati Üzem bányaterülete a Dél-Alföld legnagyobb kiterjedésű ipari-bányászati területe, ahol a kitermelés, a szállítás és a feldolgozás egyes folyamatai mind megtalálhatók. A környezet-átalakítás hatásai nem pontosan ismertek, bizonyosak nem is nyilvánosak. A nagy területre kiterjedő bányászati tevékenység miatt a vállalati környezeti monitoring rendszerben hatékonyan alkalmazzák a légi vezetékmonitoringot. Az Algyői Bányászati Üzem bányaterületén több mint 1000 kút található és kb. 1700 km hosszúságú vezetékrendszer húzódik a felszín alatt (1. ábra). Az 1960-as években elkezdett kutatás és kitermelés jelentősen átalakította a korábbi agrár táj arculatát. A bányászati tevékenység közben a területen napjainkig folytatódik a mezőgazdasági tevékenység, elsősorban növénytermesztés. Ezért a vezeték-lyukadások kockázata nemcsak a MOL Rt-nél, ha-nem a mezőgazdasági termelőknél is jelentkezik terméskiesés, a talaj minőségének romlása, szennyezett talajvíz miatti terméscsökkenés, a parcella értékvesztése formájában. 1. ábra A vizsgált terület Landsat TM 453 (RGB) felvételen és az olaj-, gáz- és termálvízkutak vektorfedvénye (Mucsi et al, 2004) 3

A talajvízfelszín modellezése és a modellek derivátumainak elemzése Az esetleges szennyezések a talajba, a talajvízbe kerülhetnek, s ez utóbbi áramlási rendszere a szennyezése térbeli terjedését meghatározza. A mintaterületen a MOL Rt. számos talajvíz megfigyelő kutat létesített, melyekben a talajvízszintet félévenként mérik és a talajvíz fizikai és kémiai tulajdonságait, pl. vezetőképesség, CH-tartalom, stb. meghatározzák. A kutak jelentős része koncentráltan a gyűjtőállomásokon található, emiatt a talajvízszint felszín meghatározásához, a szükséges geostatisztikai számítások elvégzése után, kiegészítéseként saját kiépítésű megfigyelő kutakat fúrattam mezőben. A leolvasott talajvízszintek, és az azokból generált talajvízszint felszínek modellezésére, a meglévő eljárások mellett, új szimu-lációs modell kidolgozására volt szükség (Geiger J- Mucsi L, 2004, 2005). Ennek segítségével lehetővé válhat a talajvízszint kis- és nagyléptékű heterogenitásainak vizsgálata. A talajvíz szintjét általános esetben a hidrológiai elemek, ezen belül a csapadék mennyisége (ennek éves és sokéves eloszlása), a beszivárgás és párolgás (evaporáció, transpiráció) mértéke, továbbá a talajtani/szedimentológiai és a topográfiai viszonyok határozzák meg. Belátható, hogy e sok összetevős rendszer elemei közül lokálisan a talajtani és szedimentológiai elemek változékonysága lehet a legnagyobb. Ugyanakkor a talajvízszint térképi felületeiben ez a heterogenitás általában nem tükröződik. A sztochasztikus szimulációk módszer családjából választott szekvenciális gaussi szimuláció példát mutathat a kis és közepes léptékű geológiai heterogenitással szinkronban levő talajvízszint térképezésére. A variográfiai elemzés után, megtörtént a vízszint adatok szekvenciális Gaussi szimulációja, melynek keretében minden vizsgált időpontban 100 darab, egymással egyenlően valószínű sztochasztikus realizáció készült. A szimuláció elvéből következően arra a kérdésre, hogy pontosan mekkora ez a valószínűség, természetesen nem lehet válaszolni (vagy legalábbis ebben a választott algoritmusban nem). Az alkalmazott eljárás csak azt biztosítja, hogy minden grid pontra adott becslés után, a pont körüli végtelen kicsiny sugarú környezetre felírt normál eloszlásból a várható érték körüli fél-szórás sugarú környezetből történik a gridponti érték véletlenszerű kiválasztása. Ez legalább 0,66 valószínűséget jelent. Ennél pontosabb válasz ebben az algoritmusban nem adható. A 2.ábra a száz realizációból hatot jelenít meg. Mint, ahogyan látható, vannak olyan területek, ahol a realizációk alig különböznek egymástól, míg más helyeken a különbség szembetűnő. Ez a megoldás jellegéből adódóan a rendelkezésre álló adatokból történő laterális kiterjesztés bizonytalan-ságával függ össze (Journel, 1993). Sőt, azt is lehet állítani, hogy az egyes realizációs képeken nagyon különböző területeken a kiterjesztés (azaz a kontúr térkép) rendkívül bizonytalan. 2.ábra Egyenlően valószínű sztochasztikus realizációk a talajvízszint felszín alatti helyzetéről 4

A számolt 100 realizáció minden egyes grid pontra száz értéket jelent. Ez már kellően sok ahhoz, hogy a terület feletti gyakorisági eloszlást megadjuk. Ebből viszont természetesen következik, hogy a szimulációs realizációk során olyan feladatokat lehet megoldani, mint: Kontúrozzuk a 72 cm-es relatív vízszint előfordulási valószínűségét a területen, Mely területen fordul elő a 85 cm-es relatív vízszint p=0,78-as valószínűséggel, stb. A 3.ábra a relatív talajvíz szintjére adott 100 realizáció várható értékét, a 4.ábra pedig a talajvízszint Balti szint feletti abszolút helyzetét mutatja. A részletgazdagság lehetőséget biztosít a hidraulikus gradiens lokális értékelésére is. 3.ábra A 100 sztochasztikus realizációból kapott várható érték típusú becslés a talajvíz szint felszín alatti helyzetére 4.ábra A 100 sztochasztikus realizációból kapott várható érték típusú becslés a talajvíz szint abszolút helyzetére. A nyilak a hidraulikus potenciált mutatják A vizsgált terület (6*5 km 2 ) viszonylag kicsi relatív reliefértéke (5 m) ellenére igen változatos morfológiájú. A Tisza egykori kanyarulatának (Nagyfai kanyarulat) levágása miatt a jellegzetes övzátonysorok a Tisza jelenlegi bal partjának mentett oldalára kerültek, de területen ennek ellenére is maradtak érdekes, a talajvíz szintjét, illetve a talajvízáramlást jelentősen befolyásoló formák a felszín alatt. Ezekkel magyarázható a talajvízszint változása a vizsgált időszak adatsorai alapján. 2002-ben januárban, márciusban, áprilisban, májusban, júniusban, augusztusban, októberben mértük meg az összes monitoring kút talajvízszintjét, így ezekre készítettük el a sztochasztikus szimulációkat. A várható érték típusú becslés, minden esetben, részlet gazdag felületet eredményezett és lehetőség volt a térbeli változásokat a közel egy éves időszakban elemezni. 5. ábra Talajvízszint felületek szintvonalakkal a mintaterületen 2002-ben 5

Egy adott időpontban mért talajvíz szintje rendkívül összetett hidrológiai folyamat eredménye. A csapadék mennyisége, a lefolyási viszonyok, a párolgás, a folyó vízállása, a talajvíz áramlása, a mesterséges vízelvezetés, stb. mind együttesen eredményezi a pillanatnyi talajvízszintet. A talajvízszint mérésével és az esetleges térbeli változások elemzésével elő kívántuk készíteni a korróziós eredetű vezetéklyukadások térbeli előfordulásának vizsgálatát, támogatva ezzel a környezeti károk megelőzését célzó munkálatokat. Miután a méréseink kizárólag a talajvízszint mérésére irányultak, nem kívántunk komplex hidrológiai, vagy szennyezésterjedési elemzésekbe bocsátkozni. Mégis, amint az a későbbiekben kiderül, a sztochasztikus szimulációval előállított talajvízszint felületek térinformatikai analízisével a szennyezésmodellek bizonyos meghatározó paramétereit, mint pl. az áramlás iránya, az áramlás sebessége kijelölni, ill. becsülni lehet, ezáltal a módszer alkalmas lehet a szennyezésmodellek tesztelésére is. A talajvízfelszínekből elkészíthetők, a felszíni domborzathoz hasonlóan, a lefolyási irányok térképei (6 ábra), melyek itt úgy értelmezhetők, hogy a talajvíz áramlása ebben az irányban történhet az adott időszakban. Természetesen itt nem dinamikus modell készítéséről van szó, a térbeli terjedés mértéke (bizonyos távolság megtételéhez szükséges idő meghatározása vagy fordítva) közvetve mégis megadható. Ezáltal a dinamikus modellekhez szükséges olyan paraméter, mint pl. a porozitás térbeli változékonysága becsülhető a felületmodellek segítségével. Az áramlási irány térképeit elemezve az is nyilvánvaló vált, hogy a változó felületek változó áramlási irányokat generálnak. A 2002 márciusára vonatkozó térképen a mintaterület ÉK-i részén rajzolódott ki egy több ágból felépülő hálózat. Ez júniusra szinte teljesen eltűnik, a talajvízszint kiegyenlítődése befejeződött, ugyanakkor megjelentek a mintaterület Ny-i, ÉNy-i irányba tartó áramlási rendszerek. Augusztusra, októberre az áramlási irányok hálózata leginkább egy felszíni sugaras folyóhálózatra emlékeztet (a talajvízszint felület egy óraüveg felülethez hasonlítható). 6. ábra Talajvízszint felületen számított összefolyások a mintaterületen 2002-ben (a színkulcs melletti számok azt fejezik ki, hogy egy adott 1 ha-os cella hány hektárról gyűjti össze a vizet, míg a piros vonal a 25 ha-nál nagyobb összefolyású cellákat köti össze) A vezetéklyukadás előfordulás kockázatbecslésekor a talajvízszint aktuális szintjével becsülhetjük a bekövetkezés valószínűségét. A lyukadás statisztikák alapján megmondható lesz, hogy milyen talajvízszintek esetében fordulnak elő leggyakrabban a lyukadások. Nyilvánvaló, hogy a csővezeték mélységével egyenlő, vagy a kapilláris vízemelést figyelembe véve annál kissé alacsonyabb talajvízszintek esetén is, az agresszív talajvíz korróziós lyukadást okozhat. Ezért mindenféleképpen tanulmányozni kell a változó relatív talajvízszint térképeit (7. ábra). A 7. ábrán jól felismerhetők az állandóan magas talajvízszintű területek (a DNy-ÉK irányú hát és az attól D-re található alacsonyabb tszf-i magasságú térszínek), ahová a hátról áramlik a talajvíz. A háttól É-ra lévő felszínek magasabban fekszenek, így az emelkedő talajvízszint esetén sem lesz kritikusan magas a talajvíz szintje. Ezen a részen egyébként is kevés vezeték húzódik a felszín alatt 6

7. ábra A relatív talajvízszint térképei 2002-es mérések alapján A talajvíz szintje kritikus esetekben rendkívül magas lehet, a talajvízkutak pozitív kutakká válhatnak. A 2005. márciusában megfigyeltek szerint a mintaterület DK-i részén belvízfoltok kialakulásával is számolni kell, amely a lyukadás bekövetkezése esetén még nagyobb terület szennyezését okozhatja. A 30. ábrán jól látható, hogy az SZT-7 tankállomás környékén jelentős kiterjedésű belvízfoltok alakultak ki, illetve, hogy az 1-2 m-rel magasabban fekvő térszínek belvízmentesek. Az ábrán az is tisztán kivehető, hogy a 420-as és a 229-es számú kutak között a belvízfoltok az egykori kanyarulat övzátonysorait követik. 8. ábra Belvizes foltok a mintaterület DK-i részén 2005. március 18-án (fotó: Dzsupin M. A talajvíz áramlási irányai, a gradiensek nagysága az esetleges szennyezések terjedési karakterisztikáját befolyásolja. A talajvízfelszínen úszó olajszennyezés nagyobb gradiens esetén messzebbre juthat, a szennyezés nagyobb területet érinthet. Ezért a talajvízszint vizsgálat révén nemcsak a bekövetkezési valószínűség számításához járulhat hozzá fenti vizsgálat, hanem a lyukadás idejére megszerkesztett gradienstérképpel támogatható a lyukadás hatásainak becslése, a szennyezett terület lehatárolása is. Összefoglalás Vizsgálatunkban rávílágítottunk arra, hogy a vezetéklyukadások előfordulását befolyásoló tényezők, elsősorban a talajvízszint mélysége, annak változása, a monitoringkutakban mért talajvízszint adatok alapján, a sztochasztikus szimuláció módszerével jól modellezhető. A talajvízszint modellek révén kimutathatók a magas talajvízszintű területek, melyek a vezetékhálózat ismeretében megadhatják a vezetéklyukadások előfordulásainak potenciális helyeit, míg a gradienstérképek a szennyezés terjedési irányait, lehetséges útvonalait határozzák meg. A kockázatosnak ítélt területek fölött a légi vezetékmonitoring útvonalát pontosabban meg lehet határozni, a vezetéklyukadások felderítésére hatékony távérzékeléses, pl. hőkamerás vizsgálatokat folytathatunk. Irodalom Geiger J. -Mucsi L. (2005): A szekvenciális sztochasztikus szimuláció előnyei a talajvízszint kisléptékű heterogenitásának térképezésében Hidrológiai Közlöny 85. évf. 2. szám p. 37-47. Journel, A., (1993): Modeling uncertainty: Some conceptual thoughts. In: Dimitrakopoulos, R.(ed): Geostatistics for the Next Century. pp.30-43. Kluwer, Dordrecht. Mucsi L. - Geiger J. (2004): A talajvíz szint sztochasztikus szimulációja egy tiszai övzátony példáján - II. Magyar Földrajzi Konferencia, Szeged,., Konferencia kötet p.1208-1220. Nagy L. (2005): Kockázat számítás az árvízvédelemben az EU javaslata Hidrológiai Közlöny 85. évf. 2. szám p. 17-20. 7