Parti szűrésű rendszerek kezdeti értékelésének módszerei

Gábor Nyiri; Péter Szűcs

doi:10.59258/hk.20607

Nyiri Gábor Miskolci Egyetem, Műszaki Föld- és Környezettudományi Kar https://orcid.org/0009-0007-7596-6968
Szűcs Péter Miskolci Egyetem, Műszaki Föld- és Környezettudományi Kar https://orcid.org/0000-0002-6061-2514

DOI: https://doi.org/10.59258/hk.20607

Kulcsszavak: Parti szűrés, hidrogeológiai módszerek, numerikus modellezés, véges differencia módszer

Absztrakt

Hazánkban és Európában a nagy számban alkalmazott parti szűrésű rendszerek üzemeltetésében több évtizedes tapasztalattal rendelkezünk, bár még mindig vannak nyitott kérdések ezen rendszerek működésével kapcsolatban. Ezen tapasztalatok felhasználhatóak olyan országok ivóvíztermelési terveinél, amelyek a parti szűrésű rendszereket csak az utóbbi időkben kezdték el alkalmazni, illetve még csak tervezik ezen rendszerek használatát. Ilyen országok pl: India, Malajzia, illetve az afrikai országok. Ha egy potenciális parti szűrésű vízbázissal állunk szemben hasznos ismernünk, hogy az a folyó-vízadó rendszer milyen hatékonysággal fog működni. Ehhez célszerű egy olyan értékelő rendszer kialakítása, amely egyszerű, könnyen használható és tartalmazza azon tapasztalatokat, amelyekkel például az európai országok rendelkeznek. Munkánkban a parti szűrésű rendszerekkel kapcsolatos főbb korábbi eredményeket, valamint ezen rendszerek kezdeti értékelésében nagy segítséget nyújtó eszközöket mutatjuk be, továbbá az egyik értékelési módszer véges differencia módszerrel történő összehasonlítását is elvégeztük.

Szerző életrajzok

Nyiri Gábor, Miskolci Egyetem, Műszaki Föld- és Környezettudományi Kar

NYIRI GÁBOR 2013-ban végzett a Miskolci Egyetemen környezetmérnök alapszakon, majd tanulmányait a Miskolci Egyetem hidrogeológus mérnöki mesterszakán folytatta, ahol 2015-ben szerzett okleveles hidrogeológus mérnök végzettséget. 2015-től 2016-ig az Északmagyarországi Regionális Vízművek ZRt. környezetvédelmi megbízottja. 2016-tól a Miskolci Egyetem Mikoviny Sámuel Földtudományi Doktori Iskolájának PhD hallgatója. Fő kutatási területe a parti szűrésű rendszerekhez, valamint a csápos kutakhoz kapcsolódik. Abszolutóriumot 2021. július 12-én szerzett, PhD értekezését 2022. júliusában sikeresen megvédte. Jelenleg a Miskolci Egyetem, Víz- és Környezetgazdálkodás Intézetének tudományos munkatársa.

Szűcs Péter, Miskolci Egyetem, Műszaki Föld- és Környezettudományi Kar

SZŰCS PÉTER a Nehézipari Műszaki Egyetem Bányamérnöki Karán szerzett kitüntetéses geofizikus-mérnöki oklevelet 1988-ban. Oktatói és kutatói pályájának elején először a Geofizikai Tanszéken, majd az MTA Bányászati Kémiai Kutatólaboratóriumában dolgozott. 1993-ban Dr. Univ. címet, majd 1996-ban PhD doktori oklevelet szerzett. 2009-ben megszerzi az MTA doktora tudományos címet, illetve sikeresen habilitált (Dr. habil.) a Miskolci Egyetemen. 1998 óta a Miskolci Egyetem Hidrogeológiai – Mérnökgeológiai Tanszékén dolgozik. 2010-től a tanszék vezetője. 2010-ben egyetemi tanári kinevezést kapott. Az MTA-ME Műszaki Földtudományi Kutatócsoport vezetője 2012-től 2022-ig. Publikációinak száma több mint 640. 2022-ben az MTA levelező tagjává választották. 1998-tól a Magyar Hidrológiai Társaság tagja.

Hivatkozások

A 123/1997. (VII. 18) Korm. rendelet a vízbázisok, a távlati vízbázisok, valamint az ivóvízellátást szolgáló vízilétesítmények védelméről.

Abdel-Fattah, A., Langford, R., Schulze-Makuch, D. (2008). Applications of particletracking techniques to bank infiltration: a case study from El Paso, Texas, USA. Environmental Geology 55 (3), pp. 505-515. https://doi.org/10.1007/s00254-007-0996-z

Bradley, P.M., Larry, B.B., Joseph, W.D., William, T.F., Edward, T.F., Laura, E.H., Kasey, J.H., Steffanie, H.K., Dana, W.K., (2014). Riverbank filtration potential of pharmaceuticals in a wastewater-impacted stream. Environmental Pollution 193, pp. 173-180. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2014.06.028

Caldwell, T.G. (2006). Presentation of Data for Factors Significant to Yield From Several Riverbank Filtration Systems in the US and Europe. Riverbank Filtration Hydrology. Springer, pp. 299-344. https://doi.org/10.1111/j.1745-6584.2001.tb02362.x

Chen, X. (2001). Migration of induced-infiltrated stream water into nearby aquifers due to seasonal ground water withdrawal. Ground Water 39 (5), pp. 721-729. https://doi.org/10.1111/j.1745-6584.2001.tb02362.x

Constantz, J. (2008). Heat as a tracer to determine streambed water exchanges. Water Resources Research 44 (4). https://doi.org/10.1029/2008WR006996

Czuppon Gy., Tóth A., Fekete E., Fórizs I., Engloner A., Kármán K., Dobosy P., Nyiri G., Madarász T., Szűcs P. (2024). Stable isotope and hydrogeological measurements: Implications for transit time and mixing ratio in a riparian System of the Danube River, Journal of Hydrology, 650(132412), https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2024.132412

De Vet, W., Van Genuchten, C.C.A. (2010). Water quality and treatment of river bank filtrate. Drinking Water Engineering Science 3 (1), pp. 79-90. https://doi.org/10.5194/dwes-3-79-2010

Derx, J., Blaschke, A.P., Farnleitner, A.H., Pang, L. (2013). Effects of fluctuations in river water level on virus removal by bank filtration and aquifer passage—a scenario analysis. Journal of Contaminant Hydrology 147, pp. 34-44. https://doi.org/10.1016/j.jconhyd.2013.01.001

Doussan, C., Poitevin, G., Ledoux, E., Detay, M. (1997). River bank filtration: modelling of the changes in water chemistry with emphasis on nitrogen species. J. Contam. Hydrol. 25 (1), pp. 129-156. https://doi.org/10.1016/S0169-7722(96)00024-1

Erdélyi N., Gere D., Fekete E., Nyiri G., Engloner A., Tóth A., Madarász T., Szűcs P., Nagy-Kovács Zs.Á., Pándics T., Vargha M. (2025). Transport model-based method for estimating micropollutant removal efficiency in riverbank filtration, Water Research, 275(123194), https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.123194

Ghazali, M.F., Adlan, M.N., Rashid, N.A.A. (2015). Riverbank filtration: evaluation of hydraulic properties and riverbank filtered water at Jenderam Hilir, Selangor. Jurnal Teknologi 74 (11). https://doi.org/10.11113/jt.v74.4857

Gorski, J., (2011). Quality of Riverbank Filtrated Water on the Base of Poznan City Poland: Water Work Experiences. Riverbank Filtration for Water Security in Desert Countries. Springer, pp. pp. 269-279. https://doi.org/10.1007/978-94-007-0026-0_16

Hoang, N.A.T., Covatti, G., Grischek, T. (2022). Methodology for evaluation of potential sites for large-scale riverbank filtration. Hydrogeology Journal 30, 1701–1716. https://doi.org/10.1007/s10040-022-02522-4

Holzbecher, E. (2006). Calculating the effect of natural attenuation during bank filtration. Comput. Geosci. 32 (9), Hoffman és Gunkel 2009:

Hoffmann A., Gunkel, G. (2009). Bank filtration in the sandy littoral zone of Lake Tegel (Berlin): Structure and dynamics of the biological active filter zone and clogging processes, Limnologica, 41(1), 10-19 https://doi.org/10.1016/j.limno.2009.12.003 pp. 1451-1460. https://doi.org/10.1016/j.cageo.2006.01.009

Hiscock, K.M., Grischek, T. (2002). Attenuation of groundwater pollution by bank filtration J. Hydrol., 266. pp. 139-144. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(02)00158-0

Hubbs, S.A. (2006). Changes in Riverbed Hydraulic Conductivity and Specific Capacity at Louisville. Riverbank Filtration Hydrology. Impact on System Capacity and Water Quality Nato Science Series IV (60). Springer, pp. 199–220. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-3938-6_9

Juhász J. (1976). Hidrogeológia, Akadémiai kiadó, Budapest, ISBN 963 05 0785 4

Kármán K., Maloszewski P., Deák J., Fórizs I., Szabó Cs. (2014). Transit time determination in riverbank filtrated system by oxygen isotopic data using the lumped parameter model. Hydrological Sciences Journal, 59 (6), pp. 1109-1116. https://doi.org/10.1080/02626667.2013.808345

Kovács B. (2004). Hidrodinamikai és transzportmodellezés I. (Processing Modflow környezetben), Miskolci Egyetem, Műszaki Földtudományi Kar, Szegedi Tudományegyetem, Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék, GÁMA-GEO Kft. ISBN 963 661 636 1

Lautz, L.K., Siegel, D.I. (2006). Modeling surface and ground water mixing in the hyporheic zone using MODFLOW and MT3D. Adv. Water Resour. 29 (11), pp. 1618-1633. https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2005.12.003

Lee, E., Hyun, Y., Lee, K.K., Shin, J. (2012). Hydraulic analysis of a radial collector well for riverbank filtration near Nakdong River, South Korea. Hydrogeology Journal 20 (3), pp. 575-589. https://doi.org/10.1007/s10040-011-0821-3

Mustafa, S., Bahar, A., Aziz, Z.A., Suratman, S. (2014). Review of the role of analytical modelling methods in riverbank filtration system. Jurnal Teknologi 71 (1). https://doi.org/10.11113/jt.v71.3055

Nagy-Kovács, Z., Davidesz, J., Czihat-Mártonné, K., Till, G., Fleit, E.; Grischek, T. (2019). Water Quality Changes during Riverbank Filtration in Budapest, Hungary. Water, 11, 302. https://doi.org/10.3390/w11020302

Nyiri G., Kovács B., Zákányi B., Szűcs P. (2022). Tartózkodási idő vizsgálata csápos kutak esetében, Hidroló-giai Közlöny, 102. évf. 4.szám, pp. 62-66.

Ojha, C.S.P. (2011). Simulating Turbidity Removal at a River Bank Filtration Site in India Using SCS-CN Approach, Journal of Hydrologic Engineering, 17(11). https://doi.org/10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0000498

Ray, C. (2008). Worldwide potential of riverbank filtration. Clean Techn Environ Policy 10, 223–225. https://doi.org/10.1007/s10098-008-0164-5

Ray, C., Melin, G., Ronald B. Linsky R.B. (2003). Riverbank Filtration, Improving Source-Water Quality Springer Dordrecht. https://doi.org/10.1007/0-306-48154-5

Ray, C., Prommer, H. (2006). Clogging-Induced Flow and Chemical Transport Simulation in Riverbank Filtration Systems. Riverbank Filtration Hydrology. Springer, pp. 155-177. https://doi.org/10.11113/jt.v71.3055

Salamon, E.; Goda, Z. (2019). Coupling Riverbank Filtration with Reverse Osmosis May Favor Short Distances between Wells and Riverbanks at RBF Sites on the River Danube in Hungary. Water, 11, 113. https://doi.org/10.3390/w11010113

Sandhu, C., Grischek, T., Kumar, P., Ray, C. (2011). Potential for riverbank filtration in India. Clean Technol. Environ. Policy 13 (2), pp. 295-316. https://doi.org/10.1007/s10098-010-0298-0

Schubert J. (2006). Experience with riverbed clogging along the Rhine river. Riverbank filtration hydrology. Impact on System Capacity and Water Quality Nato science series IV (60), Springer, pp. 221-242. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-3938-6_10

Shamrukh, M., Abdel-Wahab, A. (2008). Riverbank filtration for sustainable water supply: application to a large-scale facility on the Nile River, Clean Techn Environ Policy 10, pp. 351-358., https://doi.org/10.1007/s10098-007-0143-2

Shamsuddin, M.K.N., Sulaiman, W.N.A., Suratman, S. (2014). Groundwater and surface-water utilisation using a bank infiltration technique in Malaysia. Hydrogeology Journal 22 (3), pp. 543-564. https://doi.org/10.1007/s10040-014-1122-4

Shankar, V., Eckert, P., Ojha, C., König, C.M. (2009). Transient three-dimensional modeling of riverbank filtration at Grind well field, Germany. Hydrogeology Journal, 17(2), pp. 321-326. https://doi.org/10.1007/s10040-008-0356-4

Székely F., Nyiri G., Szűcs P., Zákányi B. (2021). Analytically supported numerical modeling of horizontal and radial collector wells, Journal of Hydrologic Engineering, 26(12). https://doi.org/10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0002137

Tolnai B. (szerk.) (2008): Vízellátás, Máttyus Sándor nyomán, A Fővárosi Vízművek Zrt. üzemeltetői ismeretanyaga, Budapest

Umar, D. A., Ramli, M., F., Aris, A., Z., Sulaiman, W.N.A., Kura, N.U., Tukur, A.I. (2017). An overview assessment of the effectiveness and global popularity of some methods used in measuring riverbank filtration, Journal of Hydrology, 550, pp. 497-515. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2017.05.021

Völgyesi I. (2014). Parti szűrés? Biztos?, Hidrológiai Közlöny, 94(1), pp. 21-24.

Yadav, P.K., Batheja, V., Köhler, A., Cantarella, V., Tufail, M., Werth, C., Grischek, T. (2024). RBFsim – A tool for early planning stage of riverbank filtration Systems, Sustainable Water Research Management 10(167), https://doi.org/10.1007/s40899-024-01137-9