A KARSZTVÍZ
(karbonátos kızetekre jellemzı résvíz)
A karszt, karsztosodás fogalma elnevezés a szlovéniai Karszt hegységbıl Lényege: olyan terület, ahol a felszíni és a felszín alatti formakincs kialakulásában is domináns szerepet kap az oldódás sajátos formakincs (felszíni és felszín alatti) sajátos hidrológia: gyorsan megújuló, egyéb területeknél nagyságrendekkel nagyobb felszín alatti vízforgalom mészkı, dolomit, só, gipsz, anhidrit DE: bazalt, homokkı: pszeudokarszt (álkarszt)
Karsztosodás legfontosabb kritériumai (miért pont a mészkı?)
vízben jól oldódik (kısó jobban) vízben szinte maradék nélkül oldódik fejlett repedéshálózattal rendelkezik és állékony hegységalkotó mennyiségben fordul elı
A kialakuló repedéshálózat óriási vízmennyiség szállítására, illetve tárolására alkalmas
A mészkı speciális oldódása A deszt. víz kevés meszet old (karbonátos oldódás):
CaCO3 ⇔ Ca2+ + CO32-
(max. 1515-20 mg/l)
CO2 jelenléte esetén hidrokarbonátos oldódás: CaCO3 + H2CO3 ⇔ Ca(HCO3)2 (1 (1--2 g/l is lehet) A reakcióegyenletben feltüntetett CO2:
kötött CO2 vagy szénsav
A reakció lejátszódásához többlet CO2 szükséges:
járulékos vagy tartozékos szénsav
További CO2: szabad vagy agresszív szénsav
A víz mészoldékonysága
alapvetıen az oldott CO2-tartalom függvénye (ld. keveredési korrózió) CO2-oldékonyság: hımérséklet hımérséklet-- és nyomásfüggı + rendelkezésre álló CO2 CO2 eredete: légkörbıl kevés, TALAJTAKARÓ - talajtakaró további funkciói: szőr és tompít - biológiai aktivitás, élıvilág, erdık szerepe
Hımérséklet szerepe: oldódásintenzitás és feloldható maximális koncentráció meghatározása - a karsztosodás éghajlatfüggı!
Hideg (boreális és magashegységi) területek: - lassú, a beszivárgás által mélyre hatoló oldódás - magasabb telítettségi értékek Jakucs L., 1971
Trópusi-szubtrópusi területek: Trópusi- gyorsabb, a felszín közelére korlátozódó oldódás - alacsonyabb telítettségi értékek - de általában jóval nagyobb csapadékmennyiség
Jakucs L., 1971
Keveredési korrózió B
Lényege: két, külön-külön mészben telített karsztvíz összekeveredésük után újból oldóképessé válik Oka: a mész oldásához szükséges összes CO2 (kötött+tartozékos) exponenciálisan nı a keménységgel
C
Példa: A-oldat: mésztartalom 20 nk CO2-tartalom: 220 mg/l (K: 150, T: 70) B-oldat: mésztartalom 50 nk CO2-tartalom: 1640 mg/l (K: 375, T: 1265)
A
A és B 1:1 arányú keveredése esetén: C mésztartalma: 35 nk (20 és 50 átlaga) CO2-tartalma: 930 mg/l (220 és 1640 átlaga) DE 35 nk oldatban tartásához csak 700 mg/l CO2 szükséges, tehát van 230 mg/l szabad CO2-nk Ez további 5 nk-nak megfelelı mész feloldására elegendı keveredési vonal
A víz útja a felszíntıl a forrásokig forrás: ÁTF
Legfontosabb fogalmak Vadózus (beszivárgási) zóna - leszálló karsztvízöv korróziós BB-zóna (epikarszt) gravitációs AA-zóna Epifratikus öv (átlagos és maximális karsztvízszint között) Freatikus zóna (támaszkodó karsztvízöv) karsztvízszint (átlagos; maximális, minimális karsztvízszintingadozás öve vagy dinamikus tartalékkarsztvíz öve)
aktív karsztvízcirkuláció zónája (karsztvízlencse) inaktív mélykarszt (ha van) mélykarszt (ha van)
Karsztok tipizálása I.
Karsztok tipizálása II. (Hevesi A. 1991)
Vízbevétel szerinti tipizálás (Jakucs L. 1971) A-típusú, vagy autogén karszt (vízbevétel csak a direkt csapadékból származik):
Jakucs L., 1971
Karsztos üregképzıdés Elsıdleges üregképzıdés: felszín közelében
mérsékelt övben ez 55-20 m - epikarszt (karrok, dolinák), kisebb barlangok, zsombolyok Másodlagos üregképzıdés: keveredési korrózió, a karsztvízlencse alsó határfelületén víz alatti oldás, kör vagy ovális keresztmetszet nagyobb üregek, köztük szőkületek víztelenedésükhöz a karsztvízszint süllyedése (hegység emelkedése vagy erózióbázis süllyedése) szükséges Egyéb: tektonizmus, hévizek
Elsıdleges és másodlagos üregképzıdés Jakucs L., 1971
Karsztvízszintsüllyedés hatása (hegység emelkedése vagy erózióbázis süllyedése) Jakucs L., 1971
Hevesi A., 1991
B-típusú vagy allogén karszt – nemkarsztos területrıl is érkezik hozzáfolyás (pl. patak):
Jakucs L., 1971
víznyelı
A batükaptúra folyamata
Jakucs L., 1971
Jakucs L., 1971
B-típusú üregképzıdés Jelen lehet itt is minden AA-ra jellemzı Legtipikusabb: a víznyelıtıl a forrásig tartó BBtípusú átfolyó (patakos) barlang, szabad légtérrel és áradások idején jelentıs hordalékszállítással és erózióval nem feltétlenül járható végig: víznyelıbarlangok, forrásbarlangok
Aggteleki--karszt Aggteleki
Nyugat--mecseki Nyugat mecseki--karszt
Karsztvízszintsüllyedés hatása (hegység emelkedése vagy erózióbázis süllyedése)
forrásszintek (relatív) süllyedése - Y-zóna emeletes barlangrendszerek kialakulása autogén jelleg erısödése:
magasba emelkedı (maradó?) mészkıplatók ponorok inaktívvá válása morfológiai változások (elleneséső völgyszakaszok)
Jakucs L., 1971
Jakucs L., 1971
A- és BB-típusú karsztforrások Vízjárás: A: kiegyenlítettebb, pusztító árvizek nem jellemzıek B: felszíni csapadékra sokkal érzékenyebben reagál - nagy árvizek Hordalékszállítás: A: szilárd hordalék minimális, viszont oldott mészben telített (mésztufa) B: sok szilárd hordalékot szállíthat, és mészben telítetlen
Karsztvizek jelentısége többé-kevésbé kiegyenlített vízhozamok többé általában rendkívül tiszta rövid idın belül megújuló gravitációs úton érkezı olcsó, jó minıségő ivóvíz MENNYISÉGI és MINİSÉGI védelme is fontos
Magyarországon: - Bükk, Aggteleki Aggteleki--karszt, Dunántúli Dunántúli--khg, Mecsek, stb. - számos város vízellátását biztosítják
Dunántúli--khg. karsztvize Dunántúli
szén- és bauxitbányászat szénévtizedeken át tartó intenzív karsztvízkiemelés helyenként 100 mm-t meghaladó vízszintcsökkenés 1990--tıl visszatöltıdés 1990
Felhasznált ábrák, diagramok forrásai:
Jakucs L. 1971: A karsztok morfogenetikája. Akadémiai Kiadó Bp. Borsy Z. (szerk.)1993: Általános természetföldrajz. Nemzeti Tankönyvkiadó, Bp. Hevesi A. 1991: Magyarország karsztvidékeinek kialakulása és formakincse II. Földrajzi Közlemények CXV. 33-4. pp. 9999-120. http://www.kvvm.hu/szakmai/karmentes/kiadvanyok egyéb
