Felszín alatti vizek – Vares

Felszín alatti víztestek változásának hatásvizsgálata felhagyott ércbánya területen a Bosznia Hercegovinai Varesben

03-KKM-VIZDIPLOMACIA-2019

A magyar Külgazdasági és Külügyminisztérium 2019-ben pályázatot hirdetett a hazai vízipar külpiaci tevékenységét elősegítő projektekre 03-KKM-VIZDIPLOMACIA-2019 referenciaszámon. Az Envirotis Holding Zrt. ezen a pályázaton megbízást és költségvetési támogatás nyert a Felszín alatti víztestek változásának hatásvizsgálata felhagyott ércbánya területen a Bosznia Hercegovinai Varesben című ajánlatával.

1. A feladat célja

A tervezett projekt a NATURAQUA Kft által korábban megvalósított (Passzív Vízkezelési Technológia megvalósíthatóságának vizsgálata Bosznia Hercegovina Vares területén) megvalósíthatósági tanulmány, valamint a (Passzív vízkezelési technológia hatékonyságának vizsgálata pilot kísérleti rendszerben felhagyott ércbánya területéről származó környezeti mintákon) pilot projekt folytatását tűzi ki célul.

A projekt elsődleges célja a területen található, mintegy 60 méter magas völgyzárógát lábánál fellépő vízszivárgási pályák azonosítása geofizikai felmérések elvégzésével. A tervezett projekt során geoelektromos mérésekkel a zagytározó völgyzáró gátjának szerkezetét (szemcseméret), valamint nedvességtartalmának változását kísérjük figyelemmel, így átfogó képet kapunk a gát jelenlegi állapotáról.

A projekt további célkitűzése az egyes szivárgási pontoknál kilépő vizek szennyezettségének vizsgálata, kémiai-analitikai módszerek alkalmazásával, valamint az iszapszennyezettségre vonatkozó kioldódási vizsgálatok elvégzésével.

  1. Előzmények

A NATURAQUA Zrt már 2015-ben a helyszínen felkereste a varesi ipari térség egyik legkritikusabb környezeti veszélyeztetést jelentő létesítményét, a flotációs tó (Veovaca zagytározó tó) területét. Az akkori terepbejárás tapasztalatai és a helyi önkormányzati szakemberekkel és illetékes politikai vezetőkkel történt megbeszélések egybehangzóan a súlyos környezeti veszélyeztetés fennállását bizonyították. A zagytó és főleg annak nagy magasságú gátjának jelenlegi kritikus állapota komoly veszélyt rejt magában. Az elerodált gát mellett a zagytóból kilépő fakadóvizek nehézfém szennyezettsége a Bosna-folyóig hosszan elnyúló völgy települései mellett még az ország egyik meghatározó folyójának vízminőségét is veszélyezteti.

Az ipari termelés leállása óta a helyi önkormányzat erőforrásainak elapadásával a zagytározó tó állapot megőrzésére, ellenőrzésére és felügyeletére sem jut megfelelő anyagi forrás. A projekt eredményeként létrejövő megvalósíthatósági tanulmány potenciális jövőbeli országos, vagy nemzetközi finanszírozás létrejötte esetén műszaki alapot biztosíthat a súlyosan veszélyeztetett terület passzív víztisztító technológiával történő kezelésére, az erodált völgyzárógát biztonságba helyezésére végtére is a sérült környezet rekultivációjára.

Felhasznált adatok

Az archív anyagok felkutatása a korábbi projektek során történt meg. Ennek során a már nem üzemelő bánya és érc feldolgozó üzem irattárának megmaradt dokumentumai közötti kutatás vezethetett volna eredményre. Azonban az üzem leállításának viszonyait ismerő helyi szakemberek véleménye szerint a vonatkozó dokumentumok részben elkallódtak, részben azok őrzésével, továbbvezetésével megbízott munkatársak magántulajdonába kerültek át.

A tulajdonos önkormányzat birtokában lévő anyagok rendezetlenek, de a helyi munkatársak segítő együttműködése alapján az üzemelés leállítása után keletkezett csekély számú dokumentációt rendelkezésre tudták bocsájtani.

A hatósági dokumentum és iratkezelésről nincs információnk. Az iszaptároló tó és környezetére vonatkozó építési és megvalósulási tervek nem álltak rendelkezésre.

A magyar Külgazdasági és Külügyminisztérium korábbi projektjei során az alábbi dokumentumok születtek, melyeket szintén felhasználtunk jelen tanulmány készítéséhez:

  • Megvalósíthatósági Tanulmány – Passzív Vízkezelési Technológia Megvalósíthatóságának Vizsgálata a Bosznia Hercegovinai Vares területén (KKM/24119-2/2017/Adm. azonosító számú A hazai vízipar külpiaci tevékenységét előmozdító tevékenységek finanszírozása 01-KKM-VIZDIPLOMACIA-2017 pályázat keretében elkészült tervhez, NATURAQUA Kft, 2018. április
  • Az előző dokumentáció részeként a sok alapadatot szolgáltató geodéziai felmérés (vizsgált terület felmérése, gát felmérése, tó mélység felvétele, metszetek, iszap és víz mennyiségre adat)
  • Pilot Kísérlet Eredmény-összefoglaló – Passzív Vízkezelési Technológia Hatékonyságának Vizsgálata Pilot Kísérleti Rendszerben Felhagyott Ércbánya Területéről Származó Környezeti Mintákon (KKM/8534-4/2018/Adm azonosító számú A hazai vízipar külpiaci tevékenységét előmozdító tevékenységek finanszírozása 02-KKM-VIZDIPLOMACIA-2018 pályázat keretében elkészült tervhez), NATURAQUA Kft, 2019. április

3. A terület bemutatása

Vareš Szarajevótól 50 km-re (légvonalban 35 km) lévő hegyvidéki település, a Zvijezda (vagy Vares-) hegység által határolva. Tárgyi területünk Vares város körzetéhez tartozó, tőle keletre 4 km-re elhelyezkedő Tisovci település feldolgozó üzemének zagytároló tava és környéke, mely tónak átlagos vízszintje 916,27 mAf magasságban fekszik.

A körzet kezdetleges ércbányászati és feldolgozó ipara először az 1880-as években kapott nagy lendületet, mikor a Monarchia a Stavnja-folyó völgyében kiépítette a vasutat és jelentős feldolgozó üzemet létesített Vares Majdan területén, mellyel 1891-ben létrehozta Bosznia-Hercegovina első nagyolvasztó kemencéjét a kis Stavnja folyó völgyében, 828 mAf. tengerszint feletti magasságban. A következő nagy fellendülés a második világháborút követő időszakban volt. Az 1992-95-ös délszláv háborúval a bányászati tevékenység, és vele együtt a kapcsolódó ipar is megszűnt, maga után hagyva megfelelő lezárási és rehabilitációs intézkedések nélkül a bánya- és üzemi területeket. A félbehagyott bányafejtések súlyos stabilizációs veszélyeket rejtenek és komoly vízelvezetési és környezeti problémákat okoznak. A teljesen lepusztult, ellenőrizetlenül hagyott műszaki létesítmények környezeti és balesetvédelmi szempontból jelentős kockázati tényezőt jelentenek.

4. Feladatmeghatározás, a vizsgálatok leírása

A Vares melletti zagytározó tó gátja szabad szemmel láthatóan rossz állapotban van. Ezen felül a korábbi helyszíni bejárások során a gát alsó részén egy kis vízhozamú buzgárt azonosítottunk. Ez azt jelentheti, hogy a gáttestben szivárgási pályák alakulhattak ki. Emiatt felmerülhet a gyanú, hogy a gát állékonysága nem megfelelő. Sajnálatos módon nem kell sokáig visszamenni az időben, hogy magyar vagy nemzetközi példát találjunk arra, milyen következményei vannak egy esetleges gátszakadásnak.

A gát statikai vizsgálatait a legjobban fúrásos talajmechanikai zavartalan mintavételekkel lehetett volna megtenni, azonban a gát megközelíthetősége nem tette lehetősé, hogy nagyméretű, teherautóra szerelt fúróberendezésekkel hajtsunk a gáttestre. Emiatt ezt a módszert el kellett vetnünk.

A problémát végül a geofizikai módszerek oldottuk meg: ezek segítségével a gáttest állapotáról roncsolásmentes képet kaphatunk, valamint a gáttest nedvességtartalmát is megmutatja. A technológia előnye, hogy nem csak pontszerűen, hanem egy szelvény mentén kapunk képet a vizsgálható paraméterekről. Emellett nehezen megközelíthető helyeken is alkalmazható.

A korábban feltárt buzgárban a fakadó víz szennyezettebbnek bizonyult, ellentétben a tó vizével. Ennek vizsgálatára mintavételeket terveztünk, melyek során ismételten megvizsgáljuk a két víz minőségét, valamint egy hosszú idejű átszivárgásos teszt során vizsgáljuk meg a szivárgás során történő kioldódást.

A projekt során két alkalommal végeztünk helyszíni bejárást:

  • szeptember 23-24
  • március 9-10

A bejárás során körbejártuk a zagytározó tavat, a gátat, szemrevételeztük annak állapotát, valamint a szeptemberi bejárás során (márciusban az időjárás nem tette lehetővé), a gát alatti beton átvezetés kilépő műtárgyától lefelé megtekintettük a csak „kis tónak” nevezett víztestet.

A zagytározó tó a korábbi bejárásoknak megfelelő állapotban van, a csapadékhiányos időszakból fakadóan némileg alacsonyabb vízszinttel.

A gáton azonban a korábbinál tapasztaltnál is mélyebb árkok találhatóak, ezek több helyen a két méteres mélységet is elérik:

A gáton lévő vízmosásokban megfigyelhetőek a gát anyagának rétegződései

A gát környezetében, valamint a völgyben lefelé több helyen tereprendezés, illetve fúrások nyomai látszódtak. Ezek valószínűleg a térségben folytatott bányászati vizsgálatokhoz készültek.

A korábban felfedezett buzgár és a völgyzáró gát kifolyó műtárgya mellett elhaladva a völgyben tovább haladva elértük a „kis tavat”. Ez a víztest a völgyben, a hegyoldalhoz kapcsolódó bányászati meddő által lehatárolt területen helyezkedik el. A tó felett, a völgyzáró gát irányában egy 4-5 méter magas beton műtárgyat találtunk, melynek felső oldalán a völgyben folyó patak egy nagy méretű víznyelő betoncsőbe folyik be. A cső kifolyását nem találtuk meg, de a kialakítása azt valószínűsíti, hogy a vizsgált zagytározóhoz hasonló létesítmény kialakítást terveztek ezen a helyen is.

A kis tóról, a meddőhányóról és a műtárgyról készült fotók:

A tározó felett elhelyezkedő flotációs üzem területén továbbra sem történtek felújítási, rekultivációs munkák:

5. Geofizikai vizsgálatok

A geofizikai vizsgálatok tervét az általunk szolgáltatott adatok alapján a vizsgálatokat végző Geomega Kft. munkatársaival többször konzultálva alakítottuk ki.

Figyelembe véve a zagytározó völgyzáró gátjának felszíni adottságait, a vizsgálandó gát feltételezett belső szerkezetét és a kutatási mélységet, non-destruktív felszíni geofizikai vizsgálatokra a geoelektromos tomográfia és a szeizmikus P- és S-hullám mérések kombinációját javasolták.

Az eddig elvégzett archív adatgyűjtések, terepbejárások, helyszíni (terepi) vizsgálatok, mintavételezések (felszíni és fúrásokból vett víz, talaj és kőzet minták), geodéziai mérések, valamint laboratóriumi vizsgálatok eredményeinek felhasználása mellett 2019. szeptember 23-26. között a NATURAQUA Zrt. megbízásából terepi geofizikai méréseket végzett a GEOMEGA Földtani és Környezetvédelmi Kutató-Szolgáltató Kft. A mérések kiterjedtek a gáttest és annak feküjének geofizikai vizsgálatára. Ennek során a gát anyagára, anyagi összetételére, szemszerkezetére, tömörségére és nedvességtartalmára vonatkozó összehasonlító eredmények születtek, melyek az eddigi mérések, kutatások kiegészítésére, igazolására adtak támpontot.

A terepi mérések kétféle geofizikai módszerrel történtek:

1, geoelektromos tomográfiai méréssel (e mérési módszer a kőzetek fajlagos ellenállásának különbözőségén alapul),

2, szeizmikus mérésekkel (ennél a mérési felvételezésnél a nyomóhullámok által keltett vertikális, illetve a nyíróhullámok által keltett, a szelvényre merőleges, horizontális elmozdulásokat rögzítik.)

Az alkalmazott geofizikai mérések és ezek kiértékelésének összevetésével kapott eredmények igazolták eddigi méréseink megállapításait:

  • A gát két, markánsan elkülöníthető részből áll: az eredetileg megépített gáttestből és a később hozzáépített támasztó súlygátból. (A gát mögötti víztömeg vízszintje jelenleg 916,27 mAf. magasságon van – melynek szintjét lefolyó csövek szabályozzák -, a gát korona szintje 920-921 mAf. szinten, a támasztó súlygát koronaszintje: 899 mAf., míg talpszintje 873 mAf. magasságon áll.) A nagygát és a súlygát anyaga egyértelműen különböző (mind a fajlagos ellenállás mérések, mind a szeizmikus sebesség adatok ezt támasztják alá). A nagygát anyagában kisebb tömörségű, kisebb szemcseméretű anyagból épült, az eróziónak jobban ki van téve, míg a súlygát kavicsosabb, keményebb anyagú, tömörebb. Az ellenállás szelvények alapján a súlygátat a nagygát testére ráépítették, hogy megtámassza azt.
  • A geofizikai mérések igazolták az archív anyagban fellelhető eredeti völgyfelszín morfológiájára vonatkozó topográfiát.
  • Az eredetileg tervezett és kivitelezett gáttest magjában egy jóval tömörebb, cca. 20 m magasságú (gáttest alja cca. 870 mAf. belső mag korona magassága cca 890 mAf.) vízzárásra tervezett szerkezet található, melyet a magas szeizmikus sebesség értékek is igazolnak.
  • A gát anyaga – melyet már a laboratóriumi talajvizsgálatok eredményei is igazoltak – a flotációs üzem maradék szemcsés anyagából, közelítően a tervezett, – és a magas gátaknál szokásos 1:3-as mentett oldali rézsűvel – fokozatosan épült fel (a geodéziai mérések alapján: 1:2,9 lejtésaránnyal). A gát zagytó felöli oldala a tervek alapján eredetileg 1:1,75-ős rézsűvel készülhetett, de ennek igazolása – a gáttest és a leülepedett zagy közel azonos anyagösszetétele miatt már pontosan geofizikai módszerekkel sem mutatható ki. (Jelentősége ennek csak abban jelentkezik, hogy így – a geodézia által megszerkesztett hosszmetszet tanúsága alapján – egy jóval szélesebb gáttest alakult ki a zagyszint magasságában, mely ezzel a biztonságot elősegíti).
  • A tervezett gát biztonsági megtámasztására – a helyiek elmondása szerint – egy későbbi gátmozgás észlelését követően került sor. A súlygát – támasztógát – anyaga zúzott kő – feltételezhetően bánya meddő – melynek rézsű hajlása jóval meredekebb (cca. 1:2) a zárógátnál.
  • A súlygát talpánál egy mesterséges, enyhelejtésű apró zúzottkő feltöltésű teret alakítottak ki, mely cca. 80-90 méter után – az eredeti völgytalp kibukkanásával – végződik. Ezen a helyen lép ki a gát alatt megjelenő buzgár.
  • A gát testébe beszivárgó víz, – melyet a geofizikai szelvény markánsan kimutat – az előző pontban jelzett buzgár formájában tör a felszínre. Ennek eredete több tényezőből is adódhat: egy része a zagytározó alatti völgytalpon összegyűlő vizek gáton való átszivárgásából, magából a nagy felületű gáttest szemcsés anyagán átszivárgó csapadékvízéből és a gát mögötti tó vizének gáton való átszivárgásából.
  • A geoelektromos mérések alapján a nagygát tározó felőli oldala, valamint a súlygát anyaga nagyobb ellenállást mutat, ugyan így a gáttól északra eső feltöltődött és leülepedett, kiszáradt zagy ellenállását hasonló értékek jellemzi

6. Zagytározó-tó rekultivációjának lehetséges megoldásai

Az alábbiakban összegezzük a leglényegesebb feladatokat, melyek figyelembe vételével állítottuk össze a rekultiváció négy alternatíváját a terület rehabilitációjára, a zagytározó-tó legkisebb környezeti terhelésének elérésére, melynek főbb szempontjai:

  • a völgyzárógát megerősítése illetve felületének biztonságos kialakítása, erodálásának megszüntetése
  • az iszap tömeg állékonyságának biztosítása, az iszapba jutó csapadékvíz minimalizálása
  • a vízgyűjtő terület csapadékvizének rendezett és ellenőrizhető mederbe terelése
  • a zagytározó környezetéből távozó vizek megfelelő szennyeződési határértékek alá való csökkentésének elérése
  • az iszap kiporzásának megszüntetése, ill. minimalizálása
  • a rekultiváció tájba illesztése
  • a rekultiváció gazdasági megvalósíthatóságának elérése

Terület rekultivációs lehetőségei:

  • A felhalmozott flotációs iszap felszedése és rendezett, bevédett lerakóban való elhelyezése, a terület eredeti állapotának helyreállítása (fikció, megvalósíthatóságának esélye semmi)
  • Gát állapotának helyreállítása, tó vizének tisztítás utáni lecsapolása, iszap felület rendezése és letakarása, terület rekultiválása, környezetből érkező csurgalékvizek tisztítása
  • Gát megerősítése statikailag és vízzárás szempontjából, felületen tó meghagyása, csurgalékvíz kezelése
  • Flotációs üzem működtetésének folytatása, újabb zagytározó terület megnyitásával, jelenlegi terület lezárásával

A rekultivációs lehetőségeket a későbbiekben a rendelkezésre álló műszaki és pénzügyi feltételek alapján, a terület jövőbeli felhasználása alapján kell értékelni.