Víz: a 21. század nagy kihívása

Számosan úgy érvelnek, ideértve e cikk szerzőjét is, hogy ha az emberiségnek sikerül elkerülnie a 21. században a nukleáris holokausztot – ami mindenekfelett álló legfontosabb közös feladatunk –, akkor a következő megoldandó kihíváshalmaz a vízzel lesz kapcsolatban – a vízzel kapcsolatos szélsőségek kockázatának várható növekedésétől a közegészségügyi helyzeten át a nemzetközi vízgyűjtőkön lehetséges konfliktusok és/vagy háborúk elkerüléséig. 

E rövid közlemény megkísérli áttekinteni a honi vízgazdálkodásunk megkerülhetetlen peremfeltételeit jelentő főbb globális kihívásokat és meghajtókat, a hazai helyzetet és a lehetséges megoldások körvonalait. Azzal érvel, hogy a népességdinamikai előrejelzések és a várható klímaváltozás tükrében a jelenlegi vízgazdálkodási gyakorlat nem tartható fenn a 21. században, és a víz lesz ezért századunk egyik legnagyobb, ha nem a legnagyobb kihívása – globálisan és várhatóan lokálisan is.

Globális változás és adaptáció szükséges a vízgazdálkodás minden szintjén, az integrált vízgazdálkodástól kezdve az intézményes felépítésen át az oktatásig és kutatásig. A megállapítás egyaránt érvényes a fejlődő és iparosodott országokra. Különösen érvényes ez Magyarországot illetően, ahol az elmúlt közel három évtized a dezintegrált vízgazdálkodás aggodalomra okot szolgáló példáját adták.

Mi a helyzet globálisan?

A 20. századi népességrobbanás következtében – amikor is egy évszázad alatt a Föld népessége 2 milliárdról 6 milliárdra háromszorozódott, miközben a vízkivételek mennyisége globálisan meghatszorozódtak – kinyílt egy olyan olló, amely gátolja humán és környezeti rendszereink fenntarthatóságát (UN, 2018). Az egy főre jutó éves átlagos vízkészlet 1975 óta drámaian lecsökkent – a megközelítően 15500 m3/fő/év világátlagról az 5000 m3/fő/év átlag vízmennyiségre. Hangsúlyozandó, hogy ez a szám globális átlagot jelent a jelenlegi 7,7 milliárdos lélekszámú emberiségre (http://www.worldometers.info/world-population/) vetítve, és igen nagy a szórás Kanada 120 ezer m3/fő/év adatától, hazánk 11700 m3/fő/év egy főre jutó vízmennyiségétől Jordánia 120 m3/fő/év értékéig. (Ez utóbbi nem mellesleg 70 m3/fő/évre csökkent az elmúlt négy év során a közel-keleti háborús migráció következtében.)

A vízkészletek csökkenésére azonban nyilvánvalóan nem lehet olyan lineáris előrejelzést adni, mely szerint a következő 40 év múlva az emberiség alól „kifutna” vízkészlete, hiszen a hidrológiai ciklus állandóan megújítja a vízkészletet. Az is kétségtelen azonban, hogy további csökkenés várható az egy főre jutó vízkészlet mennyiségében mindaddig, amíg a század közepén a Földön már 9,6 milliárd ember fog élni. Ez már igen közel lesz a fenntarthatóság határához és a további növekedés határához, tehát ahhoz az állapothoz, amikor humán és környezeti rendszereink a túlhasználat következtében visszafordíthatatlanul összeesnek.

A globális népesedési helyzet elmúlt két évezredben tapasztalt drámai változását az 1. ábra szemlélteti.

1. ábra. A Föld népességének változása

[[paginate]]

Hogy mennyire drámai a helyzet, azt talán egy sokkolóan szikár tény világítja meg a legjobban: az eddig élt Homo Sapiens fele kortársunk. Így hát csakugyan beléptünk egy új korszakba, az Antropocénba (Waters et al., 2016), melynek során alapvetően megváltozott a víz körforgása, a hidrológiai ciklus is.

Ma a Föld édesvízkészlete épp annyi, mint a holocén klímaoptimum idején volt az 5000 és 9000 évvel ezelőtti periódusban. Az összes víz 97,5%-a a tengerekben és óceánokban van, a maradék 2,5% az emberiség édesvízkészlete. Ennek kb. 60% a szilárd víz, azaz jég és hó az Északi-sarkon, az Antarktikán, gleccserekben a magas hegyi hótakaróban és a permafroszton. A maradék 90%-a a felszínalatti nem megfagyott víz. Ami marad, az mindösszesen 42000 km3 könnyen hozzáférhető felszíni vízkészletet jelent (Shiklomanov és Rodda, 2003) tavakban, tározókban és vízfolyásokban. A felszíni vizek 90%-a lentikus, lassú áramlású vizekben van, nagyjából 40% a Bajkál-tóban, 20% a Nagy Tavakban, a maradék pedig kisebb tavakban (ideértve a Balaton 2 km3 vizét) és tározókban. A felszíni vízkészlet az összes víz – ideértve a tengereket és óceánokat is – mindösszesen 0,007%-a – ez utóbbit hívják tréfásan a hidrológiai James Bond-jelenségének. A felhasználók száma az utóbbi évszázad során azonban háromszoros exponencialitással növekedett, ami az elsődleges oka a vízkészletek egy főre jutó radikális csökkenésének. Ez a fejlődő országokban, elsösorban az Ázsiában várható népességnövekedéssel – ahol már most is az emberiség 60%-a él a globális vízkészletek 36%-val – jelentősen növelheti a vízkészletekkel kapcsolatos konfliktuspotenciált, mivel a 36%-os arány ugyanaz marad, ám a népesség jelentősen meg fog nőni, még ha nagyjából marad is a 60%-os részaránynál.

A globális vízválság tehát nem azt jelenti, hogy „kifut” alólunk a víz, hiszen a hidrológiai körfolyamat szorgosan dolgozik ennek elkerülésén. A válság ott van, hogy miképpen is kormányozzuk intézményeinkkel vizeinket. Milyen jogi keretet hozunk létre s az milyen hatékonyan működik, hogyan üzemeltetjük a hidrometeorológiai észlelőrendszereinket, miként tesszük nyíltan hozzáférhetővé a vízzel mint közkinccsel kapcsolatos mérési adatainkat a köz számára, mennyire támogatja a tudományos kutatás a kormányzati döntéseket, miképp képezzük a szakmai utánpótlást, integrált vízgazdálkodást hozunk-e létre vagy önös politikai szándékok és lobbik mentén dezintegráljuk rendszereinket? És mindez csak egy kis csokor azokból a kérdésekből, amelyekkel szembe kell néznünk nemzeti, regionális és globális szinten.

[[paginate]]

Tényleg globális vízválság lesz?

Hát nem válság az már most, ha naponta hatezer gyerek hal meg vízzel kapcsolatos betegségekben globálisan? Hogy évente 6-8 millió embertársunk hal meg vízzel kapcsolatos katasztrófákban és betegségekben? Hogy a szubszaharai afrikai betegségek 90%-a víz eredetű és a rossz vízminőség eredménye? Hogy a szubszaharai kórházak betegeinek fele a víz, illetve az egészséges víz hiánya miatt van ott? Hogy harminc év alatt az egy főre jutó víz mennyisége drámain leapadt? Hogy 35 év múlva több mint kilenc milliárd ember lesz a Földön, akiknek víz kell, csatornázás és szennyvízkezelés? Hogy ma több embertársunknak nincs hozzáférése a minimális szanitációhoz, mint 18 éve, a Milleneumi Fejlesztési Célok kezdetén? Hogy ez 2,6 milliárd ember? Hogy a világ szennyvizeinek 85%-a tisztítás nélkül kerül a befogadókba, ma már mérhető genetikai változásokat okozva a mikrofaunában? Hogy az elmúlt 30 évben az édesvízi élőlények száma megfeleződött?

Lehetne, és kell is a kérdések sorát folytatni, mert ezek az emberiség jövőjét jelentik (UN World Water Development Report, 2018). Az ENSZ 17 Fenntartható Fejlődési Célja (SDG-k) az ENSZ Közgyűlése által államfői szinten elfogadott vízió (2. ábra), ami egy keretrendszerben foglalja össze az emberiség számára 2030 elérendő legfontosabb célokat a fenntarthatóság érdekében, tehát annak érdekében, hogy elkerüljük rendszereink irreverzibilis változásait.

2. ábra. A Fenntartható Fejlődési Célok (SDG-k) 17 alcélja

A két legfontosabb cél a szegénység és az éhínség felszámolása 2030-ra, ami hihetetlenül ambiciózus két fő cél, ám – adva a világgazdaság jelenlegi állapota és a gazdagság megléte, de ugyanakkor elfogadhatatlanul aszimmetrikus megoszlása – nem elérhetetlen. Más kérdés, hogy a világpolitika jelenlegi polarizálódó állapota, a „We first” és a „Nekünk a mi országunk az első!” ostoba, populista, kirekesztő, immorális és fenntarthatatlan önzése, a növekvő nacionalizmus, a szolidaritás elpárolgása, a militáns szélsőségek megerősödése, a bugyután hepciáskodó kisnemzetállamoskodás a minden rendszerünket széttéphetetlenül összekötő globalizáció korában, a befelé fordulás és a xenofóbia ellenirányú folyamatokat indukál(hat)nak. Mindenesetre a víz az, ami a maradék 16 célt összeköti, mint azt a bevallottan szubjektív elrendezésű 3. ábra szemlélteti.

  

3. ábra. A víz mint a Fenntartható Fejlődési Célok központi eleme      

[[paginate]]

Jó tíz éve Rockstöm et al. (2009) az egyes környezeti elemek átbillenési pontjainak becslésénél – tehát azoknak a határpontoknak a meghatározásánál, ami után rendszereink irreverzibilis állapotba kerülnek – úgy érvelt, hogy míg a biodiverzitás csökkenésénél és a klímaváltozásnál már túlmentünk az átbillenési pontokon, ahonnan nincs visszatérés, a globális vízkivételeket illetően még távol vagyunk a 4000 km3-es planetáris határtól (4. ábra).

  4. ábra. A planetáris határok (Rockström nyomán)

Ám időközben a mérési idősorokbók kiderült, hogy alig tíz év után már most majdnem ott tartunk (5. ábra). Az ábrából az is jól látszik, hogy a vízhasználatok nagyjából 70%-ért a mezőgazdaság (és az élelmiszeripar felel), tehát ha ott akár kicsivel is lehet javítani a vízfelhasználás hatékonyságát, akkor azzal nagy lépést tehetünk a fenntartható vízgazdálkodás felé.

5. ábra. A globális vízhasználat trendjei a 20. században

A hidrológiai változások legjelentősebb tényezője tehát az emberi tevékenység hatása. Erre mintegy rárakódik a természetes és antropogén okokra visszavezethető klímaváltozás hatása, ez utóbbi az ipari forradalom óta. E hatások mára nagyjából fele-fele arányban érvényesülnek.

[[paginate]]

A klímaváltozás hatása a hidrológiai ciklusra

A klímaváltozás hidrológiai ciklusra gyakorolt fő hatása nagy valószínűséggel az lesz, hogy a víz körforgása felgyorsul. Ennek számos súlyos következménye lehet.

Azt, hogy a víz körforgása a globális felmelegedés hatására felgyorsul, viszonylag elég egyszerűen be lehet látni – hozzátéve rögvest, hogy ez a magyarázat a primitívségig leegyszerűsített, mert a klímarendszer számos komplexitását, a belső visszacsatolásokat és a rendszer kaotikus, valamint véletlenszerű viselkedését nem veszi figyelembe. Tehát: a Földről kifelé irányuló radiáció egy része az üvegházhatás eredményeként csökken, aminek következtében nő az atmoszféra átlaghőmérséklete. Ez már kimért jelenség és nem spekuláció. A megnövekedett hőmérséklet hatására megnő az evapotranszpiráció (párolgás a szabad felszínekről és a növényzetről), aminek következtében megnő a felhőképződés valószínűsége. Több felhőből több csapadék keletkezhet, aminek hatására egységnyi idő alatt megnövekszik a lefolyás. A megnövekedett lefolyásból tovább nő a párolgás és így tovább, tehát a víz körfogása várhatón felgyorsul. Ha ez így van, akkor egységnyi idő alatt több szélsőséges hidrológiai esemény fordul elő. Megnő tehát az árvizek gyakorisága és mértéke. A folytonossági feltételnek minden körülmények között fenn kell állnia – ma épp annyi édesvíz van a Földön, mint a holocén klímaoptimum idején –, ami csak úgy történhet meg, hogy az aszályok időtartamának és kiterjedésének is növekednie kell. Hangsúlyozni kell persze, hogy az atmoszférikus és hidrológiai folyamatok ennél a primitív modellnél lényegesen bonyolultabbak, seregnyi visszacsatolás, erős nem-linearitás, káosz és sztochaszticitás jellemzi a rendszert – pont ez az oka, hogy a sok nagyléptékű szimulációs klímamodell számos esetben ellentmondásos eredményekre vezet, bár a főbb tendenciák azonosításában nincs kontraverzió. A csapadékeloszlás idő- és térbeli változásával a felszínalatti vizek utánpótlódása is jelentős mértékben változhat, tehát a klímaingadozás és -változás az egész hidrológia ciklusra kihat. Újfent megjegyzendő azonban, hogy az emberi tevékenység hatása a hidrológia körfolyamatára lényegesen jelentősebb, mint a klímaváltozásé. Vörösmarty et al. (2000) szimulációs vizsgálatai ezt az arányt nagyjából 80, ill. 20%-ra becsülték 2050-re, azzal a szcenárió alapfeltevéssel élve, hogy a népességváltozás az ENSZ előrejelzéseket követi, míg a széndioxid kibocsájtás megkettőződik. A klímaváltozás tehát valóban „rárakódik” az antropogén hatásokra, bár részben maga is antropogén eredetű, azaz várhatón tovább növeli a hidrológiai események bizonytalanságát, s így a vízgazdálkodás kockázati tényezőit is. Az elkövetkező harmincöt év közel harminc százalékos globális népességnövekedése, azaz a több mint kilencmilliárdos emberiség, tehát várhatóan nagyságrendekkel nagyobb változást okoz a hidrológia ciklusban és a vízzel való gazdálkodásban, mint az ugyanezen időszak alatt várható klímaváltozás. Ezért tartják számosan fontosabbnak az adaptációs stratégiák kidolgozását a túlpolitizált, egyesek szerint barokkosan bonyolult diplomáciai mitigációs manővereknél. A megoldás is antropogén – az emberiség kezében van. Ezért kritikus a Párizsi Klímamegállapodás (UNFCC, 2015) betartása. Ha az egyik legnagyobb üvegházgáz-kibocsájtó kiszáll belőle, akkor annak következményeit a világ többi része nem tudja kompenzálni, és egy újabb lépést teszünk rendszereink összeomlása felé. Kényszerből és mások immoralitása miatt.

[[paginate]]

A víz a klímaváltozás elsődleges közege – akár a termikus expanzió következtében várható tengervízszint-emelkedésről, akár a hidrológiai ciklus terresztris részéről legyen szó, ideértve a gleccserek és a permafroszt szerepét is. Sajnálatos módon azonban pont a hidrológiai ciklus – a klímarendszer talán legérzékenyebb és legkevésbé értett része – kapja a legkisebb figyelmet a klímaváltozással kapcsolatos vitákban és a kutatásban is. Csak remélni lehet, hogy a Párizsi Megállapodás utánkövetése során a kormányok végre ennek, az emberiség túlélése szempontjából központi, szó szerint létkérdés megoldásának, valamint a víz általi és a vízzel való gazdálkodáson keresztüli adaptációnak is szentelnek időt és energiát.

A klímaváltozással kapcsolatos kormányközi tárgyalások, mint például az említett párizsi klímacsúcs nem gyorsan zajlanak. Egy összetett folyamatról van szó, ahol közel kétszáz ENSZ tagország, esetenként markánsan eltérő politikai és gazdasági érdekei között kell megtalálni a mindenki által elfogadható konszenzust. A dolog természetéből fakadóan ez időbe telik. Sok időbe. Valószínűleg sokan vannak, akik kudarcnak minősítik a klímacsúcsot, különös tekintettel az után, hogy az Egyesült Államok 2017 nyarán bejelentette, hogy kiszáll az egyezményből, bár e bejelentés nagy dinamikával azóta is politikai alternáció tárgya. Lesznek, akik sikeresnek minősítik a klímaegyezményt. Lesznek csalódottak és lesznek elégedettek. Félő, hogy tudomásul kell vennünk: a világ mai állapota és feltételei mellett ezt lehetett elérni. Ám tovább kell menni a megkezdett úton (6. ábra).

6. ábra. Berlini szoborcsoport: “Politikusok a globális felmelegedés ügyét tárgyalják" és már fülükig ér a víz

Evolúció és nem revolúció – még ha némelyek elégedetlensége azt kívánná is. Komolyan meg kell vizsgálni és támogatni kell egy globális kormányközi víz-konferencia és tárgyalássorozat újbóli összehívását – annál is inkább, mert az eddigi első és eddig egyben az utolsó létfontosságú ENSZ konferencia pont negyvenegy éve történt az argentínai Mar del Plata-ban. Azóta pedig egy s más azért történt. Ha más nem, hát annyi, hogy a Föld egy főre jutó vízkészlete a harmadára zsugorodott. Az ebből fakadó teendők ezért nagyon számosak és nemzetközi összefogás nélkül nem megoldhatók.

[[paginate]]

Több víz, kevesebb víz?

Az elmúlt évtizedekben tehát számos jel mutatott arra, hogy alapjaiban változott meg a hidrológiai ciklus. Mint megmutattuk, ennek egyik látlelete a szélsőségek előfordulási valószínűségének megnövekedése volt. Meglévő hidrológiai statisztikai módszereink nem tudták megmagyarázni, vajon mi az oka annak, hogy a százéves, azaz százévenként statisztikailag egyszer előforduló árvíz miért szinte húszévenként fordul elő. Ez ugye elég kínos, mert erre nem készültünk. Miként tudjuk a mértékadó árvízszinteket ebben a helyzetben egyáltalán értelmezni és használható tervezési módszereket adni a gyakorló mérnökök kezébe? Miként tudjuk eszközeinket a nemstacionárius hidrológiai jelenségekhez igazítani, mert a jövő nem olyan lesz mint a múlt? Hogyan tudnánk a legjobban a klímaváltozás hatásaihoz alkalmazkodni? Hogyan javíthatnánk a vízminőséget?

Lehet, hogy módszerünk hibás s javítandó, és nem a hidrológiai körfolyamat különös viselkedése az ok? Lehet, hogy nem vettük észre a változást? Félő, hogy a válasz erre a kérdésre igenlő. Bizony nem vettük észre, hogy a jövő más lesz, mint a múlt, s hogy a stacionaritás feltételezése többé már nem igaz (Milly et al. 2008), ám a mérnöki méretezéshez szükséges, a méretek megállapítását szolgáló, vagyis mértékadó helyzeteket mégiscsak a változatlanság feltételezésével becsüljük mind a mai napig világszerte. Még akkor is, ha azzal áltatjuk magunkat, hogy százezer éves adatsorokat generálunk Monte Carlo-módszerrel, tehát jó hosszú periódust fedünk le – ami igaz is, csak éppen olyan adatsort generáltunk, amelynek statisztikai paraméterei definíciószerűen ugyanazok (kell hogy legyenek), mint az észlelt idősoroké. A legjobb esetben is csak megtartottuk az észlelt idősorok információ-tartalmát, újat nem teremtettünk. És megmaradtunk a stacionaritás feltevésénél. Ez pedig jelentős rizikót okoz, akár az alul-, akár a felülméretezés kockázatát vonva maga után. A nem-stacionaritásnak tehát súlyos gyakorlati következményei lehetnek, melyek alapvetően megkérdőjelezik vízgazdálkodási rendszereink méretezési alapelveit is, melyeken mérnökgenerációk sora nőtt fel. Például a százéves, vagy T-éves, gyakoriságú mértékadó árvízszint többé már nem értelmezhető, hiszen – túl a Szöllősi-Nagy (2017) által közölt bájos anekdotán – példák egész sora igazolja, hogy a százévenként egyszer előforduló árvíz jószerével sokkal gyakrabban fordul(hatot)t elő. Ebből aztán számtalan kárrendezési jogi vita és konfliktus keletkezhet műtárgyaink üzemeltetése kapcsán. Mi az oka a változásnak? A kivédhetetlen globális változások, amelyek peremfeltételként határozzák meg lehetséges lokális cselekvéseinket. Az éghajlatváltozás említett hatásai mellett további nyomás helyeződik meglévő vízkészleteinkre a világban végbemenő globális demográfiai, ideértve a migrációs folyamatokat is, és a radikális urbanizáció miatt. Mint jeleztük, ezen folyamatok hatása sokszorosan meghaladja a klímaváltozás várható hatásait, és már rövidtávon, azaz néhány évtizeden belül, még jelentősebben megváltoztatják a hidrológiai ciklus működését. Kulcskérdés tehát, hogy mérnöki műtárgyaink méretezési alapelveit hozzáigazítsuk a nem-stacionárius világhoz.

A klímaváltozás lassú folyamat – kétszáz évnek kellett az ipari forradalom óta eltelnie ahhoz, hogy a hidrológiai ciklus változása mérhető és kimutatható legyen a víz körforgásának felgyorsulása (intenzifikálása) következtében előálló nem-stacionárius állapot miatt – addig az emberi tevékenység közvetlen hatása már néhány évtized alatt mérhető volt. A hatás elsődleges oka a demográfiai változás volt. A 2050-re várható 9,6 milliárdos népesség demográfiai dinamikájával (növekedés, mobilitás, migráció), föld- és vízhasználatával pedig alapvetően megváltoztatja a hidrológiai ciklus működését. Minekutána az emberi tevékenység hatásaira mintegy rárakódó klímaváltozás hatásainak kb. 80%-a vízzel kapcsolatos – azon keresztül, ill. annak hatására következik be –, a vízzel való fenntartható gazdálkodás az emberiség fenntarthatóságának kulcskérdése. A hidrológiai ciklus várható gyorsulása következtében meg fog tehát növekedni a szélsőségek előfordulási valószínűsége, azaz megváltoznak a mértékadó helyzetek, azonközben a Föld vízkészlete épp annyi lesz, mint a holocén elején. Viszont a népesség növekedése következtében a század közepéig drasztikusan csökkenni fog az egy főre jutó vízkészlet. Ez nyilvánvalóan nem fenntartható és súlyos konfliktusok forrása lehet nemzetközi és szub-szuverén szinten egyaránt (Wolf, 2007).

[[paginate]]

És a megoldás? Létezik egyáltalán?

Igen, létezik megoldás. És csak tőlünk függ. Persze nem lesz könnyű a megfelelő megoldást megtalálni, mert régi paradigmákat kell ledöntenünk. És nincsen egyetlen üdvözítő megoldás, hanem egy megoldástartomány van, amin belül tudunk csak lép(eget)ni. Nem lesz könnyű az „egyenes-csatorna-vasbeton-szerkezet” klasszikus építőmérnöki paradigmából a soft engineering területére átmennünk, ahol ökoszisztéma-szolgáltatások látnak el olyan funkciókat, melyeket eleddig csak műtárgyakkal véltünk elérhetőnek. Nyilván több víztározás kell a víz-, élelmiszer- és energiabiztonság eléréséhez. Több tározás pedig nyilván nem érhető el a duzzasztás és a gátak helyes funkciójának megértése nélkül, legyen szó intenzívebb öntözésről vagy erőművek megfelelő szintű és mennyiségű hűtővíz-szolgáltatásáról. Hasonló a helyzet a dunai nemzetközi hajózást illetően is, az idei őszi kisvizek ugyan kiugróan alacsonyak voltak, ám nem szingulárisak, mert több ilyenre számíthatunk a jövőben. Rendkívül fontos az igen érzékeny és nagy sebezhetöségü felszínalatti vizekkel való racionális és fenntartható gazdálkodás. Ha a különböző vízadó rétegeket 80 méteres kutakkal kötjük össze, mindenféle átgondolás, hidrogeológiai szakvélemény, mérés és monitoring nélkül, akkor a nem-pontszerű szennyeződésekkel már teljesen elszennyeződött első vízadó réteg szennyeit vezetjük át a lejjebb fekvő vízadó rétegekbe s fosztjuk meg így a jövő generációit a tiszta víztől. Több ez, mint politikai döntés egy szűk lobbi rövidtávú érdekeit kielégítendő. Ez már etikai kérdés. Mint ahogy az egész fenntartható vízgazdálkodás az.

Epilógus

A 21. század vagy a tudás társadalma, vagy nem lesz 21. század – hangzik egyre többet szerte a világban annak nyomán, hogy a ’90-es évek közepe táján voltaképpen ledőlt a digitális korlát és – legalábbis a mezzo-szintű vízmérnöki gyakorlat szintjén – minden kiszámítható, s mindez csak gépidő kérdése. És persze a tudás függvénye. Ez így van a vízgazdálkodásban is. Jól működő digitális modellek serege (Vörösmarty et al., 2018) áll a hidrológus, a gyakorlati vízmérnök és a stratégiai vízügyi terveő rendelkezésére különböző szinteken: a lokálistól a regionálison át a globálisig. Példa erre lokális szinten a szennyvíztisztító telepek irányítástechnikája a szenzoroktól a szabályzó elemekig, regionális vízellátó rendszerek távirányítással történő optimális folyamatszabályozásától osztott intelligenciájú folyamatirányító rendszerekkel, a globális hidrológiai körfolyamat fluxusainak számításáig térinformatikai rendszerben, összekapcsolva az atmoszferikus és terresztris részek elemeit, amire korábban soha nem volt lehetőség, részint az említett számítási korlátok, részint a megfelelő és elégséges mennyiségű adatok hiánya miatt. Az utóbbit illetően is hihetetlen fejlődés tanúi lehettünk az elmúlt negyed évszázadban. A műholdak és távérzékelési technikák ma már naponta egy exabájt hidrológiailag releváns adatot továbbítanak a Földre Tera Hertz sebességgel. Ez ugye nagy szám: egy milliárd gigabájt, azaz egy darab egyes után tizennyolc nulla. Jó sok adat naponta.

Ám hogyan dolgozzuk mindezt fel és hogyan kapcsoljuk össze a különböző szintű modelleket, melyek egymásnak kölcsönösen peremfeltételei? Ráadásul sereg bizonytalanságot rejtenek magukban s így a laplace-i determinizmus csődöt mond, mert a hidrológiai ciklus nem egy 3D-s vízgép, melynek működése csinosan számítható a klasszikus hidrodinamika eszköztárával és rutin numerikus módszerekkel. A hidrológiai folyamatok heterogenitásából fakadó véletlenszerűsége és a léptékváltás ezt az utat kizárja. Hogyan segítheti mégis mindez az operatív vízgazdálkodást? Miként lehet ebből az óriási napi adattömegből a jó döntés számára szükséges mintázatot kiszűrni? Az adatgyűjtési technikák fejlődésével – legyen szó az in situ intelligens szenzorokról, vagy az említett távérzékeléssel nyert adatokról – párhuzamosan fejlődtek a nagy adathalmazok gyors feldolgozására képes adatfeldolgozási módszerek. A Big Data és alakzatfelismerő algoritmusok a rekurzív tanulás elvét alkalmazva hihetetlen sebességgel szűrik ki a különböző szintű, bizonytalansággal terhelt adatokban rejlő mintázatot. A tanuló algoritmusok már a Mesterséges Intelligencia (MI) tartományába tartoznak s bár távolinak tűnhet, mégis közeli a lehetőség a gépi tanuláson alapuló digitális vízgazdálkodás diszciplínájának és gyakorlatának megteremtéséhez.

[[paginate]]

Úgy tűnik tehát, hogy az MI alkalmazásával hamarosan összekapcsolhatók lesznek a vízgazdálkodási döntések különböző szintjei a lokálistól a globálisig. Ezek a különböző szintű vízgazdálkodási gépek/modellek várhatóan egyfajta sajátos IoT rendszert (Internet of Things) képeznek, lehetővé téve, hogy a lokális optimumok egy globális optimum részei legyenek, azonközben kölcsönösen egymás peremfeltételei is. Válaszokat kaphatunk majd olyan kérdésekre is, hogy miként kell műtárgyainkat méretezni egy olyan világban, ahol a stacionaritás feltétele – amelyen mérnökgenerációk sora nőtt fel – első megközelítésben sem igaz. Mint jeleztük, ezekre a kérdésekre ugyanis sem a klasszikus hidrodinamika, sem a Monte Carlozós számpasszírozás nem ad jó választ. A kockázat viszont marad, szintje meg ismeretlen.

Egy dolgot nem szabadna elfelejtenünk: a vízgazdálkodás elsősorban nem műszaki kérdés, hanem társadalmi. Ha pedig társadalmi, akkor politikai, sőt: etikai. A vizes szakma története tele van trójai falovakkal, ahol ez tetten érhető, elég talán a Bős-Nagymaros nevű döglött politikai műlóra utalni. A szakma akkor nem hallgatott a társadalomra. Igaz, azt a politika akkoriban, jó harminc éve, nem is engedte, s cinikusan játszotta ki egymás ellen az aktorokat. Ha a víz társadalmi kérdés, akkor viszont döntési modelljeinkben megkerülhetetlen a társadalom lehetséges válaszmechanizmusainak modellezése, ami vélhetően legalább egy nagyságrenddel bonyolultabb feladat, mint a 2/3D lokális hidraulikai számítgatás, mert a társadalmi válaszokban nagyságrendekkel több a bizonytalanság (és a kockázat). Hogy ezt sikerrel oldja-e meg az ágens-alapú viselkedésmodellezés (Akhbari és Grigg, 2013) és beilleszthető-e ez a környezeti folyamatok fluxusainak modellezésébe, nos, ez az a nagy kérdés, amire várhatóan az MI, illetve a gépi tanulás ad majd választ a nem távoli jövőben. Az MI várhatóan lényegében fogja átalakítani a humán kondíció egészét és részleteit, a tervezési szabványoktól és eljárásoktól a földmunkagépek használatán át a vízgyűjtő szintű stratégiai tervezésig. Aki ezt nem fogja fel, az intellektuálisan menthetetlen, mert nem érti a 21. századot.

Mert tanulnunk állandóan kell. És persze a mesterséges intelligencia mellé természetes intelligencia is szükséges a döntéshozók részéről. Ez már keményebb dió, tetszőleges politikai rezsim fennállása esetén is (Somlyódy, 2018). Az adaptáció készsége tanulás nélkül nem szerezhető meg egy egyre komplexebb és globálisan egyre inkább összehuzalozott világban. Újabb adalék ez a magyar víztudomány intézményrendszere alapvető újjáépítésének szükségességéhez és a VITUKI kormányokon átívelő kivéreztetésével, majd kivégzésével keletkezett vákuum és tudásszakadék megszüntetéséhez. Történt erre kísérlet egy Nemzeti Víztudományi Program (MTA, 2016) útjára bocsájtásával, azonban az eredmények egyelőre fájóan váratnak magukra. Talán újra kellene gondolni a továbblépés módozatait. A keret, a Kvassay Jenő Terv (OVF, 2018) már megvan.

Wittgenstein szerint a világ mindaz, aminek az esete fennáll, már csak egy új, a kormányzat szakpolitikai döntéseit segítő vízgazdálkodási kutatóintézet hiányzik ahhoz a hazai vízgazdálkodásban, hogy a hazai vizes társadalom (is) része lehessen a tudás-társadalom világának.

Végül egy, a stricto sensu tudományon túlívelő kérdés: intézményeink dezintegráltsága. Erősen nehezíti helyzetünket a magyar vízgazdálkodás intézményrendszerének széttagoltsága, ami a hatékonyság jelentős kerékkötője. A klímaváltozás, amelynek hatásai elsősorban a hidrológiai ciklusra hatnak, új kihívások elé állítja a magyar hidrológiai és meteorológiai szolgálatokat. Ha valóban elfogadjuk a hidrológiai ciklus integráló szerepét – márpedig más logikus választásunk nincs –, akkor annak bármely helyen való szétvágása önkényes, mert sérti az integritás elvét. A hidrológiai ciklus atmoszferikus és terresztris körforgásra történő szétválasztása is ilyen. Még inkább sérti ezt az alapelvet, ha a felszíni és felszínalatti vizek mennyiségi és minőségi adatait intézményi szinten is elkülönítve kezeljük. Alapkérdés az adatokhoz való nyílt hozzáférés is. Ami állami, azaz adófizetői pénzből gyűjtött adat, az közkincs és nem lehet adatkufárkodás tárgya. Az adatok szabadon kell hozzáférhetőek legyenek mindenki számára.

Szöllősi-Nagy András

[[paginate]]

Irodalmi hivatkozások

Akhbari, M. and Grigg, N. S. (2013) A Framework for an Agent-Based Model to Manage Water Resources Conflicts, Water Resour Management, DOI 10.1007/s11269-013-0394-0

Milly, P.C.D., J. Betancourt, M. Falkenmark, R.M. Hirsch, Z.W. Kundzewicz, D.P. Lettenmaier, R.J. Stouffer (2008) Stationarity is Dead, Water Management Science 319:573-574.

MTA (2016) Jelentés és javaslat a magyar víztudomány valamint az operatív hidrológia honi helyzetéről és intézményrendszerének kívánatos fejlesztéséről, az MTA Elnöki Víztudományi ad-hoc Bizottságának jelentése, nem publikált kézirat, Budapest

Rockström, J., W. Steffen, K. Noone, Å. Persson, F.S. Chapin, III, E.F. Lambin, T.M. Lenton, M. Scheffer, C. Folke, H.J. Schellnhuber, B. Nykvist, C.A. de Wit, T. Hughes, S. van der Leeuw, H. Rodhe, S. Sörlin, P.K. Snyder, R. Costanza, U. Svedin, M. Falkenmark, L. Karlberg, R.W. Corell, V.J. Fabry, J. Hansen, B. Walker, D. Liverman, K. Richardson, P. Crutzen, and J.A. Foley (2009): A safe operating space for humanity. Nature, 461, 472-475, doi:10.1038/461472a.

OVF (2018) Nemzeti vízstratégia (Kvassay Jenö Terv), http://www.kormany.hu/download/6/55/01000/Nemzeti%20V%C3%ADzstrat%C3%A9gia.pdf, Országos Vízügyi Föigazgatóság, Budapest

Shiklomanov, I.A. and Rodda, J.C. (2003) World Water Resources at the Beginning of the Twenty-First Century. UNESCO International Hydrology Series, Cambridge University Press, Cambridge

Somlyódy, L. (2018) Most már csak dönteni kéne a legfelsőbb helyeken - Somlyódy László akadémikus a természetes vizeink állapotáról, Barotányi Zoltán interjúja, Magyar Narancs, 30, 39, p. 8-10

Szöllősi-Nagy, A. (2017) Milyen (m)értéket ad a mértékadó?, Mérnök Újság, december, p. 13

UNFCC (2015) The Paris Agreement, Uited Nations, New York

UN World Water Development Report (2018), UNESCO, Paris

Vörösmarty, C. J., Green, P., Salisbury, J., Richard B. Lammer, R. B. (2000) Global Water Resources: Vulnerability from Climate Change and Population Growth, Science, Vol. 289, Issue 5477, pp. 284-288

Vörösmarty C. J., Vanesa Rodríguez Osuna, Anthony D. Cak, Pamela Green, Zachary Tessler, Fabio Corsi, Anik Bhaduri, Stuart Bunn, Jorge Gastelumendi, Ian Harrison, Richard Lawford, Peter J. Marcotullio, Michael McClain, Robert McDonald, Peter McIntyre, Margaret Palmer, Richard Robarts, András Szöllősi-Nagy, Stefan Uhlenbrook (2018) Ecosystem-based water security and the sustainable development goals, Ecohydrology & Hydrobiology, July

Waters, C. N. et al. (2016) "The Anthropocene is functionally and stratigraphically distinct from the Holocene". Science. 351 (6269): aad2622.

Wolf, A. T. (2007) Shared Waters: Conflict and Cooperation, Annu. Rev. Environ. Resour., 32:3.1–3.29.

Hasonló anyagaink

Röviden az öngyilkosságról

Az öngyilkosság az ember talán legrejtélyesebb és legérthetetlenebb magatartása: ellentmond a természet törvényének, melynek parancsa az Élet, az egyed és a faj fenntartása, biztosítása. Zonda Tamás írása.

Gondolatok a klímaváltozásról

Alig van olyan természeti jelenség, amely olyannyira beszédtémává vált volna az elmúlt évtizedekben, mint a klímaváltozás, vagy ha úgy tetszik: a globális felmelegedés. A televíziós csatornák műsorai ontják a természeti katasztrófákról szóló hírek...