Földalatti víztározókkal menthetnénk meg a Homokhátságot az elsivatagosodástól a Másfélfok legújabb elemzése szerint. Mádlné Szőnyi Judit, hidrogeológus, az MTA doktora, az ELTE TTK Általános és Alkalmazott Földtani Tanszék habilitált egyetemi docense, a Tóth József és Erzsébet Hidrogeológia Professzúra kutatóközpont vezetőjének írása.

Az elmúlt több mint száz évben a Magyarországon lehullott éves csapadék összmennyisége szignifikánsan nem változott, de annak tér- és időbeli eloszlása a szélsőségek irányába tolódik el, a heves esőzések miatt lezúduló nagycsapadék pedig nem tud hatékonyan beszivárogni a talajba. Az ország nemcsak a folyókon tapasztalható korszerűtlen vízgazdálkodás miatt szárazodik és veszít vizet, de a megfigyelt felszínalatti vízszint csökkenése is több, mint 2 cm/év volt az 1986–2010 közötti időszakban. Amellett, hogy egyre több vizet veszünk ki mezőgazdasági, ipari és lakossági célokra, a hátsági területeken még nagyobb a veszteség (akár 10 cm is évente), mert a felszínalatti vizek a folyóvölgyek irányába mozognak.

A Másfélfok elemzése arra mutat rá, hogy ha nem változtatunk a jelenlegi vízgazdálkodási gyakorlaton, valamint nem törekszünk a csapadék helyben tartására, akkor a Homokhátságon teljesen ellehetetlenülhet a mezőgazdaság és csak a folyóvölgyek maradnak élhetők. Ez azonban nem szükségszerű, és már most rendelkezésünkre állnak költséghatékony, helyben is megvalósítható célzott felszínalatti vízpótlási megoldások, amiknek a hatékonyságát nemzetközi jó gyakorlatok is igazolják.

A csapadék tetőkről és burkolt felületekről való összegyűjtése, kutakba juttatása, majd aszály idején onnan történő kinyerése nemcsak a vízhiányt enyhíthetné, de vízszintemelkedést is eredményezne a felszín alatt és az ökoszisztémák regenerációját is segíthetné. Természetesen csak úgy, hogy közben a bejuttatott víz megfelelő minőségét és hatását is ellenőrizzük. A felszínalatti vízkészlet egy korlátozottan megújuló erőforrás, ezért a vízkivételi gyakorlatok megváltoztatása nélkül nincs az az alkalmazkodási megoldás, ami hatékonyan segíthetne a helyzeten.

Nyáron kevesebb, télen több csapadék

Az éghajlati szimulációk trendjei alapján a nyári csapadék mennyisége csökken, a téli viszont növekedni fog hazánkban. Ami a növények vegetációs időszakában várhatóan súlyosbítja a mezőgazdaság jelenlegi helyzetét. Mindezen fölül a szélsőséges csapadékesemények intenzitása (napi 10–20 mm-t meghaladó eső) és a gyakorisága is fokozódik. Mi több, a vegetációt minden harmadik kritikus tavaszi és nyári félévben aszály sújtja. Mindezek a trendek kedvezőtlenek a mezőgazdaság szempontjából, mert a lehulló eső nem tud lassan beszivárogni a talajba, hanem vagy lefolyik a területről csatornákon keresztül, vagy elpárolog.

Az Európát és hazánkat is sújtó 2022-es rekord aszályos év felkorbácsolta a téma iránti érdeklődést és felhívta az agrárium figyelmét is arra, hogy táji szintű vízvisszatartásra, komplex megoldásokra van szükség, amihez helyet is kell biztosítani a tájban. Hiszen az öntözés további fejlesztése ökológiai és gazdasági okokból csak korlátozott területen lehetséges. A vízhiányos tájban gazdálkodók maguk is felismerték a problémákat és igyekeztek földjeiken megtartani a csapadékot és a belvizet.

Jó hír, hogy egyre többet hallunk nagy folyóink mentén az árvízi víztöbblet helyben tartásáról, sőt a talaj jelentős víztározó képességéről is. Arról azonban kevesebb szó esik, hogy a talaj alatt található víztartó rétegekbe is tározhatunk vizet. Mi több, a felszíni vízvisszatartáshoz képest kisebb párolgási veszteséggel, és onnan tartós szárazság idején újra ki is nyerhetjük a víztartalékot. A mesterséges vízbetározás a csökkenő felszínalatti vizek szintjére is jótékony hatással lehet, hiszen országos szinten a felszínalatti vízszint csökkenése 2,24 cm/év (1986–2010). Ami azért is aggasztó, mert – összehasonlításképp – 10 cm vízszint növelés az alföldi kukorica termésátlagát 0,23t/év-vel növelhetné.

A rendelkezésre álló víztöbblet felszín alá juttatása mint innovatív vízpótlási lehetőség alkalmazásához azonban vízföldtani tudásra van szükség, ezért a Másfélfok ezt a kérdést járja körbe ebben az írásban az ELTE Tóth József és Erzsébet Hidrogeológia Professzúra felszínalatti vizekkel foglalkozó kutatásai alapján.

A vízszintek csökkenése a felszínalatti víz öntözési, ivóvízellátási célú túlhasználatának és az éghajlatváltozási folyamatok együttes következménye a világ számos régiójában nyomon követhető a NASA GRACE műholdjainak köszönhetően.  A folyamat Magyarországon is megfigyelhető, azonban a vízszintcsökkenés mértéke nem egyenletes, a kiemelt hátsági területeken, mint a Nyírség, Maros-hordalékkúp vagy a Duna-Tisza közén számottevő, akár a 10 cm-t is elérheti évente.

Ehhez képest a nagy folyók völgyében szignifikánsan kisebb a csökkenés, sőt egyes területeken minimális növekedés is megfigyelhető. Ennek oka, hogy a felszínalatti vizek a folyóvizekhez hasonlóan mozgásban vannak, de ennek mértéke néhány méter vagy centiméter évente. A mozgás iránya pedig a magasabb domborzati helyzetű területek felől a mély fekvésű folyóvölgyek felé tart, csakhogy szemünk elől elzártan. Azaz a hátsági területekről a felszínalatti víz szintje alatt tovább áramlik a víz a folyóvölgyek irányába. Ez a hátságon rásegít a vízszint csökkenésre, míg a folyóvölgyekben némileg kompenzálja a csökkenést. Ebbe a természetes rendszerbe  avatkoztunk be, amikor csatornákat és vízkitermelő kutakat építettünk.

Természetesen a valóság ennél jóval összetettebb. Jó harminc évvel ezelőtt, amikor a vízszintek a mostaninál magasabban helyezkedtek el a hátságon, számos tó létezett, melyeket a közeli magaslatok felől odaáramló felszínalatti vizek tápláltak. Tehát a magasabban fekvő területektől a folyóvölgyek felé tartó regionális vízáramlás mellett sok kisebb, sekély lokális áramlási rendszer táplálta ezeket a magaslati vizes élőhelyeket. Ami nemcsak vízforrást jelentett az élőhelyeknek, de a tápláló felszínalatti víz kémiai jellege alakította azok szikes vagy lápos jellegét, ezáltal pedig az ottani ökoszisztémát.

Az éghajlati forgatókönyvek és a vízföldtani modellezés alapján a hátságon további vízszintcsökkenés várható az évszázad végéig. A felszínalatti vízáramlási folyamatokat numerikus modellezéssel vizsgáltuk annak érdekében, hogy előrejelzést adjunk a várható vízszintváltozási trendekre vonatkozóan a Duna-Tisza közi hátságon és a kapcsolódó folyóvölgyekben. Az éghajlati előrejelzések alapján a felszínalatti vizekbe történő csapadékbeszivárgás várható mennyisége nyolcvan éven belül egyharmadára csökken a Duna-Tisza közén. Ez pedig a Hátságon a vízszint további háromméteres csökkenését vetíti elő.

S itt nem is számoltunk az öntözési célból kivett víz mennyiségének növekedésével, ami további vízszintcsökkenéshez vezet. A kutatás legmeglepőbb eredménye, hogy nemcsak vízszint, hanem azzal párhuzamosan a korábbi semlyékeket (időszakosan vizenyős terület) tápláló helyi áramlási rendszerek teljes eltűnése is bekövetkezhet. Ami oda vezet, hogy a felszínalatti vizek a hátságtól a folyóvölgyek felé fognak áramlani mélyen a felszín alatt. A talaj, a korábbi tavak és felszínközeli víztestek, ökoszisztémák végképp elveszítik kapcsolatukat a felszínalatti vizekkel és eltűnésük prognosztizálható.

Homokhátság mezőgazdaság nélkül

Ezzel párhuzamosan a jelenlegi mezőgazdasági gyakorlat is teljességgel ellehetetlenül. Ezen trendek alapján a folyóvölgyek maradhatnak élhetők és itt folytatható az élelmiszertermelés. A földalatti víztárolás mentheti meg a Homokhátságot az élhetetlen jövőtől? Kis túlzással ezt állítja a Másfélfok. Számos nemzetközi tapasztalat áll rendelkezésre fejlett és fejlődő országokból (Spanyolország, Ausztrália, USA, India, Kína, Pakisztán stb.), ahol a problémák már korábban jelentkeztek és a célzott felszínalatti vízpótlás (Managed Aquifer Recharge, MAR) jelentett ezekre megoldást. Hazánkban is működnek már mintaterületi felszíni vízmegtartó rendszerek.

A MAR-ok újdonsága, hogy a felszíni vízösszegyűjtés és -megtartáshoz hozzákapcsolják a felszínalatti víztartók (homok, kavics) kínálta térrészt, azaz a felszíni és felszínalatti tározók együttes használatában gondolkodnak. Előnyük, hogy kialakításuk többnyire nem igényel nagy mérnöki beavatkozást a környezetbe, a rendszerek települési vagy lakossági szinten is megtervezhetők és kivitelezhetők, s ezáltal a kockázatok is könnyebben értékelhetők és kezelhetők.

A Duna–Tisza közi hátságon a csapadékvíz az egyetlen helyben gyűjthető és használható vízforrás.

Természetesen a településeken rendelkezésre álló tisztított szennyvíz kísérleti felhasználása is felmerülhet a jövőben a MAR céljaira. Egyelőre csak az esővíz visszatartásával kapcsolatban kezdte meg a Másfélfok vizsgálatait. Az esővízgyűjtés sok évezredes múltra tekint vissza, ami új, az az összegyűjtött víz közvetlen felszín alá juttatása sekély kutakba történő bevezetéssel. Két lehetőség kínálkozik:

1. tetővízgyűjtés,
2. burkolt felületekről lefolyó víz összegyűjtése és koncentrált felszín alá juttatása.

Igazán lokális megoldások a problémára, amikhez azonban a helyi emberekre is szükség van.

Kutatásaik első lépéseként Kerekegyháza mint hátsági kisváros tekintetében a tetővíz-összegyűjtés lehetőségét és annak kockázatát elemezték egy többéves terepi kísérlet és numerikus szimuláció segítségével. Mi e koncepció előnye? A tetővíz koncentrált vízszinthez juttatása révén a beszivárgási folyamat és a párolgási vízveszteség is csökkenthető. Nagycsapadékú időszakban így hatékonyan tudjuk tározni az egyébként veszteségként vagy károkozóként jelentkező vizet. Ezzel átmenetileg megemeljük a felszínalatti vízszintet, majd később, száraz időszakban, kutakon keresztül ismét kinyerhetjük a többletvizet.

A 2020 januárjában megkezdett kísérlet eredményei az ásott kútba juttatott víz vízszintemelő hatását és a sekély felszínalatti víz minőségének jelentős javulását mutatták mind az összes oldottanyag-talom, mind pedig a fő és nyomelemek tekintetében. Az ásott kút vizében megjelent ugyan a cink az esővíz ereszcsatornán (bádog) át történő bejuttatásának tulajdoníthatóan, de a körülötte kialakított ideiglenes megfigyelő objektumokban jelenléte nem volt kimutatható.

A rendszer működésének fenntartása érdekében az ereszcsatorna és az ásott kút aljának éves tisztítása mindenképpen szükséges. A mennyiségi potenciált tekintve a vizsgált kúton keresztül bejuttatott éves víz mennyiség 40 m³ volt. Ezt a mért értéket a település tetőfelületeire vonatkoztatva éves szinten több mint 280 ezer m³ többletvíz lenne közvetlenül bejuttatható a település alá, ami elvben ~20 cm vízszintemelkedést okozhatna 30 százalékos kőzet pórustérfogat mellett, és ha a veszteségekkel és az eláramlással nem számolunk. Ez az érték a valóságban természetesen kisebb, viszont az utakról lefolyó víz koncentrált bejuttatásával számottevően növelhető lenne. De itt már szükséges az előtisztítás (szűrés, olajleválasztás), a vízminőség előzetes ellenőrzése és a hatások utólagos nyomon követése annak érdekében, hogy sem mennyiségi, sem minőségi értelemben ne eredményezzen kedvezőtlen hatásokat.

Ilyen szűrési funkció építhető be vízlefolyási útvonalak mentén a víz felszín alá juttatása előtt egyes egyéb természetalapú megoldásokkal kombinálva, mint a biológiai alapon működő elfolyók és esőkertek (Sustainable Drainage Systems, SuDs), ahol élő rendszerek biztosítják a szennyeződések felfogását, lebontását. Ezek az egyszerű megoldások a hátság valamennyi településén a lakosok körében és önkormányzati szinten megvalósíthatók a jó gyakorlatok és a kockázatok szükséges megismertetése mellett.

Vadregényes tó volt, a csatorna elkészültével kiszáradt

De mi történik a településeken a felszín alá bejuttatott vízzel, hogyan segítheti ez a hátsági vízgazdálkodást? A bejuttatott víz aszályos időszakban a település céljaira ismét kinyerhető és felhasználható. Emellett ezzel a megoldással nemcsak helyi vízszintemelkedés érhető el, de a vízáramlás irányába eső közeli mély fekvésű területekre is eljut a vízszintemelkedés hatása. Kerekegyházától nyugatra található a Kondor-tó, ami 1987 előtt még vadregényes vízi világ volt, de a tavat érintő csatorna megépítése után hamarosan kiszáradt.

Egy 2023-ban publikált modellezési tanulmányban rámutattak, hogy a Kerekegyházán (beáramlási terület) potenciálisan összegyűjthető csapadékvíz felszín alá juttatásával a vízszint nemcsak a település alatt fog megemelkedni, hanem a hatás a vízmozgás irányába eső Kondor-tó alatt (kiáramlási terület) is jelentkezik, ami hozzájárul a terület regenerációjához. Bár a célzott felszínalatti vízpótlás Magyarországon még nem elterjedt gyakorlat, de mint technológia, világszerte ismert és széles körben alkalmazott. Az ELTE által szolgálati találmányként elismert innováció lényege, hogy ezt a technológiát a természetes vízáramlások helyreállítása érdekében alkalmazzuk. Azaz a módszer természetalapú megoldásnak (Nature Based Solution) minősíthető.

A MAR-megoldás előnye, hogy a vizes élőhelyet az eredeti felszínalatti táplálási útvonalon „kelti életre”, így annak vízminősége is a vízszint-süllyedés előtti állapotot rekonstruálja. „Okos megoldás” abban az értelemben, hogy a legkevesebb bejuttatott vízzel a legnagyobb hatást tudja elérni. E megoldás jelentőségét az adja, hogy a vizes élőhelyek és ökoszisztémák megőrzése kiemelt jelentőségű emberi egészségünk és a táj szolgáltatásai szempontjából. De a helyi mezőgazdaság számára is mérhető haszonnal jár.

Tálcán kínált megoldás az alkalmazkodásra

a Másfélfok szerint.

A vízproblémák napjainkban fokozódnak. A technikai, mi több a természetalapú megoldások is rendelkezésre állnak, de elköteleződés és a probléma jelentőségét értő szándék is kell azok alkalmazásához. A csapadékeloszlás trendjei és a szélsőséges események fokozódása megkívánja hazánkban is a vizek helyben tartását, megőrzését és céltudatos hasznosítását. Ehhez a MAR, mint a felszínalatti és felszíni vízvisszatartást együtt szolgáló megoldás tálcán kínálja a lehetőséget. S ha a technikát természetalapú megoldásként használjuk, akkor lehetőségünk van arra, hogy a természeti rendszerekhez, a tájba illeszkedően alkalmazkodjunk az elkerülhetetlen változásokhoz.

De arról sem szabad elfelejtkezni, hogy a láthatatlan, ámde korlátozottan megújuló felszínalatti vizekből történő vízkivételek tudatos priorizálása és a vízpótlási, vízkitermelési folyamatok nyomon követése, a vízminőség hosszútávú megőrzése nélkül a legjobb alkalmazkodási megoldás sem vezethet eredményre. Ehhez szükséges megérteni a felszínalatti vizek összetett rendszereit. Ez vezethet oda, hogy a Kárpát-medence felszínalatti vizeit ne statikus és kimeríthetetlen, jórészt a felszíni vizektől független vízmedenceként vizionáljuk a harmadik vízkorszak küszöbén.