DIPLOMATERV MISKOLCI EGYTEM MŰSZAKI FÖLDTUDOMÁNYI KAR KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI INTÉZET HIDROGEOLÓGIAI MÉRNÖKGEOLÓGIAI TANSZÉK

MISKOLCI EGYTEM MŰSZAKI FÖLDTUDOMÁNYI KAR KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI INTÉZET HIDROGEOLÓGIAI MÉRNÖKGEOLÓGIAI TANSZÉK

DIPLOMATERV A NATO Tudomány a Békéért Program keretében, a Szamos határon átnyúló alluviális összletén, elvégzett víznyomjelzéses vizsgálatok bemutatása és értékelése

Készítette:

Uray Bálint György szigorló hidrogeológus-mérnökgeológus hallgató

Miskolc, 2004. Május. 7. (A dokumentum formázása utólagosan módosítva lett az interneten való közzététel céljából. Tartalmilag teljes egészében megegyezik a nyomtatott változattal.)

A NATO Tudomány a Békéért Program keretében, a Szamos határon átnyúló alluviális összletén, elvégzett víznyomjelzéses vizsgálatok bemutatása és értékelése

1. Tartalomjegyzék 1. TARTALOMJEGYZÉK........................................................................................................... 1 2. BEVEZETÉS, A FELADAT MEGFOGALMAZÁSA ............................................................ 2 3. A SZAMOS ALLUVIÁLIS ÖSSZLETÉNEK ÁTTEKINTŐ FÖLDTANI ÉS VÍZFÖLDTANI ISMERTETÉSE................................................................................................ 5 A TERÜLET LEHATÁROLÁSA ......................................................................................................... 6 A TERÜLET FÖLDTANI ÁTTEKINTÉSE ............................................................................................. 7 TEKTONIKAI VISZONYOK ............................................................................................................ 14 A VIZSGÁLT TERÜLET VÍZFÖLDTANA........................................................................................... 15 FELSZÍNI VIZEK .......................................................................................................................... 16 A FELSZÍNI VIZEK KAPCSOLATA A VÍZADÓ RÉTEGEKKEL .............................................................. 17 FELSZÍN ALATTI VIZEK ............................................................................................................... 18 A VIZSGÁLT TERÜLET VIZUÁLIS BEMUTATÁSA, A TERÜLETRŐL ÉS ANNAK RÉSZEIRŐL KÉSZÍTETT SZELVÉNYEK SEGÍTSÉGÉVEL ....................................................................................................... 23 A SQUASH PROJECT KERETÉBEN KÉSZÍTETT SZELVÉNYEK ......................................................... 26 4. A VÍZNYOMJELZÉSES VIZSGÁLATOK LÉNYEGE, ALKALMAZHATÓSÁGUK ..... 34 4.1. KARSZTOSODOTT KŐZETEKBŐL ÁLLÓ TERÜLETEN ................................................................ 35 4.2. PORÓZUS KŐZETEKBŐL ÁLLÓ TERÜLETEN............................................................................. 38 5. VÍZNYOMJELZÉSES VIZSGÁLATOK HELYSZÍNEI, A VIZSGÁLATOK KIVITELEZÉSE......................................................................................................................... 41 5.1. LIVADA (ROMÁNIA) MELLET ELVÉGZETT VIZSGÁLATOK ISMERTETÉSE .................................. 42 5.2. MARTINESTIBEN (SÁRERDŐ, ROMÁNIA) ELVÉGZETT, NYOMJELZÉSES VIZSGÁLAT ISMERTETÉSE .................................................................................................................................................. 47 5.3. SZATMÁRCSEKÉN (MAGYARORSZÁG), ELVÉGZETT NYOMJELZÉSES VIZSGÁLATOK ISMERTETÉSE .................................................................................................................................................. 51 5.4. CSENGER HATÁRÁBAN (MAGYARORSZÁG) ELVÉGZETT NYOMKÖVETÉSES VIZSGÁLATOK BEMUTATÁSA ............................................................................................................................. 58 6. VIZSGÁLATI EREDMÉNYEK ............................................................................................ 63 6.1. NYOMJELZET VÍZ ÁTVONULÁSA ........................................................................................... 64 6.2. PRÓBASZIVATTYÚZÁSI EREDMÉNYEK ................................................................................... 75 7. A VIZSGÁLATI EREDMÉNYEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA, A HIDROGEOLÓGIAI MODELL PONTOSÍTÁSA........................................................................................................ 84 8. A TÖRMELÉKES ÖSSZLETBEN TÖRTÉNŐ VÍZNYOMJELZÉS, HAZAI BEVEZETÉSÉNEK LEHETŐSÉGEI....................................................................................... 92 9. ÖSSZEFOGLALÓ .................................................................................................................. 94 10. IRODALOMJEGYZÉK ...................................................................................................... 96

1.


2. Bevezetés, a feladat megfogalmazása

2.


Bevezetés: Diplomadolgozatom célja, egy vizsgálatsorozat egyik elemének az ismertetése és annak vizsgálata, hogy a hazai gyakorlatban milyen lehetőség nyílik a további felhasználására. Annak személyes oka van, hogy pont ezt a témát választottam a diplomadolgozatom alapjául. Szatmárnémetiben (Románia) születtem, jelenleg Fehérgyarmaton (Magyarország) élek. Ez pont annak a területnek a közepén van, ahol a diplomadolgozatomban ismertetni kívánt vizsgálatokat végezték. Lénárt László (konzulensem) valamikor 2003-ban megkérdezte, hogy lenne-e kedvem résztvenni az NATO által koordinált nemzetközi „NATO SfP SQUASH Project”ben, amiben a Miskolci Egyetem is részt vállalt. Örömmel mondtam igent. Úgy véltem jó lehetőség lesz számomra, hogy ezáltal is jobban megismerjem a területet, ahol élek, és ahol talán dolgozni fogok. Már kiskoromban is nagyon érdekeltek a természetben zajló jelenségek, folyamatok, és a vizet is nagyon szeretem. Leginkább ez az oka, hogy hidrogeológusnak jelentkeztem az egyetemre. Az egyetemi tanulmányaim vége fele közeledve, talán nem véletlen, hogy a tágabb értelemben vet otthonomnak a megismerésével kapcsolatos a diplomadolgozatom. A meghatározott feladat: A feladatkiírás szerint a Szamos folyó határokon átnyúló alluviális összletének a Romániai és Magyarországi oldalán elvégzett nyomjelzéses vizsgálatokat kell bemutatnom, és az eredményeket

értékelnem.

Továbbá

meg

kell

vizsgálnom a

hazai gyakorlatban

való

alkalmazhatóságuk lehetőségét. A feladatmegoldás lépései: Először a területet mutatom be, majd ismertetem a nyomjelzéses vizsgálatok lényegét és azok főbb változatait. Ezt követően a nyomjelzés céljaira felhasználható anyagokat kívánom bemutatni. Majd a SQUASH project keretében végzett nyomjelzéses vizsgálatokat ismertetem. Legvégül pedig ismertetem, hogy mire lehetett felhasználni a vizsgálatok során begyűjtött eredményeket, és további felhasználására a vizsgálatoknak milyen lehetőség van a hazai gyakorlatban.

3.


Előzmények: A Miskolci Egyetem Környezetgazdálkodási Intézete a NATO által koordinált Tudomány a Békéért Program keretében zajló SQUASH (Somes/Szamos Quantitative/Qualitative Study of the Hydrogeology) Project-ben vállalt részt. A projectnek a keretében úgy a magyar félnek, mint a románnak, hidrogeológiai méréseket kellet végezni. A mérési eredményekre a Szamos alluviális összletének modellezéséhez volt szükség. Ezen mérések sorába tartozott a magyar fél területén elvégzett 3, és a román fél oldalán végzett 2 nyomjelzéses vizsgálat. Ezen vizsgálatoknál én is részt vettem. Román oldalon, mint megfigyelő, magyar oldalon, pedig tevékeny résztvevőjeként a vizsgálatoknak. A vizsgálatokra 2003-as év tavaszán és nyarán került sor. A vizsgálatokon, mint az egyetem nyári termelési gyakorlatát töltő hallgatója vehettem részt. A részvétel igen hasznosnak bizonyult számomra, mivel meglehetősen sok gyakorlati tapasztalatot sikerült begyűjtenem és bepillantást nyerhettem az elmélet gyakorlatban történő alkalmazására. Ezek után Lénát László javasolta, hogy diplomadolgozatom ebből a témából írjam. Mivel számomra is jó ötletnek tűnt úgy döntöttem, hogy belevágok és meg csinálom.

4.


3. A Szamos alluviális összletének áttekintő földtani és vízföldtani ismertetése

5.


A terület lehatárolása A terület Románia és Magyarország É-i határterületén található. Szatmárnémeti (Satu-Mare) a terület legnagyobb települése, megközelítőleg 140 000 lelkes lakosságával. (Lásd 3.1. és 3.2 ábrákat)

3.1. ábra A terület elhelyezkedését bemutató térkép

3.2. ábra A Szamos alluviális összletének lehatárolása (NATO SfP SQUASH Project 2004.)

6.


A terület földtani áttekintése Általános jellemzők A SQUASH project által vizsgált terület az Alföld ÉK-i részén található. É-on a Tisza, NyDNy-ról a Kraszna, míg K-ről és D-ről a kezdődő dombság és a Kárpátok hegylába határolja. A terület nagysága kb. 1430 km2, ebből kb. 750 km2 van Romániában és kb. 680 km2 Magyarországon. A terület vízadó képződményei Romániában kb. 395000, míg Magyarországon kb. 50000 fő részére, biztosítanak vizet. A terület 100-140 [mBf] magasságok közt fekszik. Alapvetően sík vidék, csekély lejtéssel a terület legmélyebb része felé, ami a Tisza folyó. Felszíni vizekben igen gazdag: a Tisza, a Szamos, a Kraszna, és a Túr a legjelentősebb vízfolyásai. (Lásd 3.3. ábrát.)

3.3. ábra A terület vízhálózati térképe (NATO SfP SQUASH Project 2004.) Magyarország pliocén és pleisztocén medenceüledékeinek vízföldtani tájbeosztásáról alkotott kép nem egységes. Urbancsek J. (1977) a medenceüledékeket vízföldtani tagolódásuk és jellemzőik alapján 10 vízföldtani tájegységbe sorolta. Az általunk vizsgált terület a Keletalföldi süllyedék

7.


tájegységébe tartozik, amely három medencerészből áll: Nyírségből, az ezt övező Bodrogközből és Rétközből, valamint a Bereg-Szatmári síkságból. A terület földtanilag a Bereg-Szatmári síkság, ezen belül a Bereg-Szatmári süllyedek része. Ebbe a geológiai tájegységbe tartozik a Szamos-Kraszna köze is, amely részterület kevésbé egységes, az egymáshoz közel eső részei vízföldtani szempontból is egészen eltérőek lehetnek egymástól. A mozaikszerűen elhelyezkedő kis táblák egy része már a középső-pleisztocénben lesüllyedt, a mozgások zöme azonban csak a felső-pleisztocén idején következett be. A Bereg-Szatmári süllyedék a Kraszna és az Ér szerkezeti vonal, valamint az ÉK-i Kárpátok közötti süllyedék. Az előbb említett háromszög alakú területet ÉK-en egy belső vulkánikus öv választja el a Kárpátok előterétől, ÉK-i részét a Tisza szeli át. DK-en az Alföldi középvonal peremlépcsője mentén süllyedt le az Ecsedi-láp medencéjébe. A legszembetűnőbb határvonala Nyon a Kraszna vonal, amely a területet a Nyírségtől választja el, és itt a törést teljes hosszában feltűnő tereplépcső jelzi. Palezoós-mezozoós képződmények A Bereg-Szatmári süllyedék mélyföldtani felépítéséről kevés adat áll a rendelkezésünkre, így a környező területek földtani jellemzői alapján tudunk következtetni a rétegfelépítésre. Palezoós képződmények A terület nagyobb része alatt valószínűleg palezoós kőzetek alkotják a medencealjzatot. A medencealjzat alatt elhelyezkedő kristályos összlet nagy mélységbe lesüllyedt (helyenként 6000 m), ezért csak hézagosán ismert. (Juhász A. 1987.) Mezozoós képződmények A triász kőzetekig csak kevés kutatófúrás hatolt le. Ezekre a kőzetekre a gyér ősmaradványtartalom a jellemző. A felső-permi üledékekre általában hézag nélkül rakodtak rá az alsó-triász üledékek, amelyek általában 1000 - 1500 m vastagok. A triász végén a terület kiemelkedett, erre utal, hogy növekedett a szárazföldről származó homok és agyagmennyiség a rétegekben. A jurában csökkent a rétegekben a szárazföldről származó homoktartalom. A krétában a sekélytengeri üledékektől eltérő flis jellegű üledékek a jellemzőek. A lerakódott flis üledékek legfontosabb jellemzője, hogy a hegységképződéssel egyidejűleg jöttek létre. Kialakulásuk a legerősebb alpi orogén fázishoz kapcsolódik és amint az megszűnt a flis üledékképződés is befejeződött. Ez az

8.


üledékképződés elsősorban a Kárpátok külső oldalára volt jellemző, különösen az É-i és a K-i Kárpátok övezetében. A mélyfúrások révén a Pannonmedence aljzatában megismert flis jellegű üledéktömegek a Nyírség vonalában húzódnak tovább. Jelenlétük azt bizonyítja, hogy az alpi hegységképződés 100 -150 millió évvel ezelőtti időszakában ez a zóna mozgékony orogén terület volt. (Juhász Á. 1983.) Harmadidőszaki képződmények A fiatal medencealjzatot harmadidőszaki vulkanitok, miocén riolittufák alkotják, helyenként nagy vastagságban. Az Alföldi medencét a középső-miocénben sekély szigettenger borította, amelynek üledékében fellelhetők a tufaszórás nyomai. A miocén képződmények vastagsága változó, az Észak-Tiszántúlon vastagabb, dél felé vékonyodik. Nyíregyházánál a fúrások mintegy 1600 m, vulkáni kőzetekkel tagolt rétegsort harántoltak. Kelet felé a Tiszaháton Tarpán bukkan a felszínre az elsüllyedt helyzetben lévő vulkáni vonulat. A süllyedés a felső-miocénben, a szarmatában vált általánossá. Az alsó-pliocénben pannon üledékek rakódtak le a területen. Az általános tengeri elöntése a miocénben kezdődött el, majd a pliocénben teljesedett ki. A miocén vulkanitokra 1000 m vastagságot meghaladó pliocén összlet települt. Az alsó-pliocén rétegsort a homok és az agyagmárga jellemzi. Ebben a nyugodt földtörténeti időben települt márga fontos vízzáró, az alatta lévő sós és a felette települt felső-pannon vízadó rétegek között. A felső-pliocén rétegsort agyag és agyagmárga váltakozásából felépülő, uralkodóan agyagos összlet jellemzi, melynek vastagsága 330 - 350 m közötti. A felső-pannonban a korábbi nyugodt földtörténeti időszakot a rodhani szerkezeti mozgások váltották fel és ezzel a területen megváltoztak az üledékképződés feltételei. A Bereg-Szatmári síkságon mélyített szerkezetkutató fúrások (Nagyecsed, Gelénes) még 610 - 630 m-ben is felső-pannon rétegekben álltak meg. A felső-pannon üledékek ezen a területen legnagyobb vastagságban a Kraszna vonal mentén ismertek. A felsőpannon aljzat a Kraszna vonal és az Ecsedi-láp felé mélyül, Ny-ról K-felé lejt. Negyedidőszaki képződmények A negyedidőszaki képződmények széles körben elterjedtek a Pannon- medencében. A területen fúrt különböző vízműkutak karotázs szelvényei segítenek megkülönböztetni a pleisztocén vízadó rétegeket, az impermeábilis és a szemipermeábilis képződményeket. A levantei és a pleisztocén üledékek kőzettani kifejlődése sehol sem olyan ellentétes, mint ezen a területen, ami megkönnyíti a negyedkori vízzárók térbeli helyzetének pontos meghatározását. Amíg a harmadidőszak végén a mocsári és a beltavi üledékképződés volt a jellemző, addig a pleisztocén

9.


elején az Alföld a pannon üledékekkel együtt újra rögökre darabolódott és gyors ütemben megindult a süllyedése. Elkezdődött a pleisztocén összlet kialakulása, amely a terület vízföldtani viszonyait a víznyerés gyakorlati szempontjából alapvetően meghatározza. A 100 - 200 m vastag agyagos levantei rétegsort a pleisztocén kezdetén a Kárpátokból lezúduló folyók mindenütt kavicsos hordalékkal borították be. A peremek felől érkező, nagy esésű folyók mindig éppen a legmélyebbre süllyedő területrész feltöltését kezdték meg, a kezdeti nagy esések miatt durva üledékekkel. A legmélyebb tábla gyakran áthelyeződött, a különböző helyeken bekövetkező süllyedések miatt a folyók a medrüket gyakran változtatták, miközben lerakott üledékeiket elmosták, áthalmozták. A gyakori mederváltoztatások eredménye a pleisztocén összlet kereszt-rétegzettsége és lencsés szerkezete. Ebben a földtörténeti korban a legjobb vízadók az alsó-pleisztocénben képződtek. A középső-pleisztocénben a süllyedés mértéke csökkent ezért a tavi üledékek mind nagyobb területet foglaltak el. A pleisztocén felső szakaszában pedig ismét a folyami lerakodások domináltak. Alsó-pleisztocén Az alsó-pleisztocén legalsó szintjét a peremek felől érkező, nagy esésű folyók töltötték fel durva szemű, regionális eltérjedésű üledékekkel, ezért azt jól el lehet különíteni a felette lévő fiatalabb képződményektől.

(Urbancsek

J.,

1965.)

A

hordalék

kúprendszer peremi

durvahomokos kavicsa mélyen benyúlik a Nyírség belsejébe. A pleisztocén legelején két folyó az Ős-Sajó és az Ős-Tisza és Szamos kezdték meg az Alföld ÉK-i részének a feltöltését. Ezek a folyók olyan nagy energiával rendelkeztek, hogy egészen Mátészalkáig kavicsos üledéket raktak le. Az ŐsSajó nagyjából ÉD-i irányba folyt, de nem állandó mederben, hanem Ny-i illetve K-i irányba többször vándorolt, és így egy széles sávot töltött fel. Az Ős-Tisza és Szamos üledékgyűjtő medencéje az Ős-Sajóétól K-re van. Az Ős-Tisza és Szamos folyó is vándorolt É-i illetve D-i irányba. A Tisza-Szamos őse az alsó-pleisztocénben a mai Ér-Berettyó vonalon folyt. A két ős folyó üledékgyűjtő medencéjét a magasabb helyzetben lévő pannóniai hátság választja el egymástól. Az Ős-Tisza és Szamos hordalékának feltételezett határterületén Méhtelek és Csengerújfalu között a 30 - 40 m vastag összlet 60 - 70 %-a kavics. Ettől K-re a hordalékkúp elterjedését és kifejlődését nem ismerjük, ezért csak következtetni lehet, hogy az Ős- Szamos hordalékkúpja Nagykároly felé irányult, és ettől északabbra elsősorban az ősi Tisza tevékenykedett. Itt bukott át az Ős- Tisza a Magas-alföldről az Ér szerkezeti árokba, és ezzel mind jobban D-re szorította az ŐsSzamos hordalékát. Így az is lehetséges, hogy Magyarország területén az Ős-Szamos által lerakott

10.


üledékek csak Nagyecsedtől D-re fordulnak elő. A medence üledékgyűjtő központja az alsópleisztocénben Mátészalka és Nagyecsed, ahol a negyedkori üledékek vastagsága eléri a 260 m-t. Ebben a szelvényben a kutatófúrások 30 - 40 m kavicsréteget harántoltak. Innen K-felé a területet a Kraszna vonalát félkörívben koszorúzó kárpátaljai és erdélyi hegységek folyóinak lehordásából származó üledékek töltötték fel, amelyek egymással széles sávban keveredtek. Középső-pleisztocén Ebben a földtörténeti korban nagy süllyedés nem volt a területen, ezért a rétegsor más kifejlődésű, mint az alsó-pleisztocénben. A középső-pleisztocén rétegek elsősorban a mátészalkai és a fehérgyarmati fúrásokban tanulmányozhatók. A folyók munkaerejének csökkenése miatt a finomabb szemcséjű homokrétegek és a medencebeli kifejlődésre jellemző hármas tagozódás jól felismerhető. A rétegsor 15 - 25 m vastag tavi lerakódással kezdődik és azzal is fejeződik be, közötte pedig vékony agyagbetelepüléssel tagolt folyóvízi üledékek találhatók. Az apró és középszemcséjű homokok a leggyakoribbak, többször megismétlődnek, 5-10 m vastagságúak és egymástól elszigetelt rétegekben halmozódnak fel. A hármas tagozódás a peremek felé mindjobban elmosódik. A tavi üledékek közé zárt homokrétegeknek a peremi részekkel való kommunikációja jól kimutatható és benne biztosított a vízutánpótlás. Az előbbitől lényegesen eltérő kifejlődésű a peremi és az Ős-Tisza, Ős-Szamos átmeneti zónájába lerakódott középső-pleisztocén rétegsor. Jellemzője, hogy a porózus rétegek durvább szemcséjűek és a vízzáró, valamint vízvezető rétegek elrendeződésében az előbb ismertetett hármas tagozódás nem szabályos. Felső-pleisztocén A felső-pleisztocén folyamán a felújuló wallachi földkéreg-szerkezeti mozgások az erózióbázis eltolódásához vezettek, az egész terület erősen lezökkent. A süllyedés lényegesen kisebb volt, mint az alsó-pleisztocénben, de nagyobb, mint a középső-pleisztocénben. Az Ős-Tisza és Szamos hordalékkúpja közötti választóvonal (pannóniai-hátság) majdnem teljesen megszűnt. Ebben az időben került az Ős-Tisza és Szamos legészakabbra, előbb a Szatmári-síkság déli részén, majd a Tiszaháton, keresztül a Nyírség terültére újból durvahomokos üledéket rakott le. A folyók munkaereje csökkent, de a lehordás iránya változatlan maradt. A peremi és a medencebeli kifejlődés közötti különbség a felső-pleisztocén üledékek között nyilvánul meg a legjobban. A homokrétegek általában közép- és apró szemcséjűek, de a hordalékkúp peremén a finomhomokos és az iszapos képződmények is gyakoriak. A tavi üledékek háttérbe szorulása miatt a rétegsor tagolatlan és inkább finomszemcséjű folyóvízi lerakodások rendszertelen váltakozása jellemzi az

11.


egész összletet. A vízzáró képződmények csak vékony, már kis területen belül is kiékelődő közbetelepülés formájában rakódtak le és így a teljes sorozat hidrodinamikai rendszerét alig zavarják. A felszínen 40 - 50 m vastag kavicsos, murvás homok rakódott le. DNy-on a durvaszemcsés kavics vastagsága 5 m, Csengerújfalu térségében a homokrétegek kifinomodnak, a tavi, mocsári lerakodások kerülnek túlsúlyba. A felső-pleisztocén végén a terep esésviszonyai úgy alakultak, hogy az Ős- Tisza és Szamos újból D-re fordult, az Ér-Berettyó irányába, a Nyírség területére pedig újból É-ról jutottak el a folyók. (Lásd 3.4. és 3.5. ábrákat.)

3.4. ábra A mai Tisza vízgyűjtőjének, pleisztocén végi vízhálózata (Szerkesztette: Sümeghy József)

12.


3.5. ábra A mai Tisza vízgyűjtőjének, pleisztocén végi vízhálózata (Szerkesztette: Borsy Zoltán) Holocén üledékek A pleisztocén és az óholocén határán a földtani viszonyok lényegesen megváltoztak. A folyami üledékképződés csak a süllyedő peremi területeken maradt meg. A Nyírség területe emelkedni kezdett, az Északi középhegység előtere és a Beregi-síkság lezökkent, aminek következtében a Tisza elhagyta korábbi medrét, és végérvényesen északra fordult és többszöri mederváltoztatás után a Nyírség ÉNy-i részének megkerülésével az észak alföldi süllyedékben

13.


alakította tovább medrét. A megváltozott lejtési viszonyokat követte a Szamos folyó és az Ér szerkezeti árok is. A nagy meandereket elfoglalva az Ér alig mozgó, kis vízfolyás lett. Az újholocénban a futóhomok terjedése volt a jellemző. Ekkor alakultak ki a legnagyobb futóhomok területek. A széljárás a folyók árterületéről eltávolította a homokot és vándoroltatta. A Tisza és mellékfolyóinak szabályozásáig árterületük az ártéri üledékek lerakódásának térszíne maradt. Tektonikai viszonyok Az egymástól vetőkkel elválasztott területrészek süllyedése időben és térben változatosan következett be. Földtani felépítéssel kapcsolatban elterjedt vélemény, hogy a térségen regionális törésvonal húzódik keresztül. PL: Mátészalka és Kocsord között a középső- és a felső-pleisztocén üledékek rétegenergiája megváltozik, a jellemző nyugalmi nyomásszintek megemelkednek Az Öreg-Kraszna vonala mentén haladva, hasonló jelenséggel találkozhatunk. (Lásd: 3.6.ábrát.)

3.6. ábra A terület tektonikáját metszetben bemutató szelvény

14.


A vizsgált terület vízföldtana Ecsedi-láp a terület egyik meghatározó földtani képződménye A holocén jellegzetes terméke a tőzeg. Hazánk egyik legjelentősebb tőzeges területe az Ecsedi-láp. Ez a ma lapos terület az ősidőkben hegyvidék volt. A későbbi korokban bekövetkezett vulkáni tevékenység következtében az egyenetlen felszínre 1000 - 2000 m vastag láva és tufaréteg rakódott le, majd az egész térség lassan lesüllyedt és 1000 - 2000 m vastagságú tengeri és beltavi üledék fedte be. A területet a jégkorszak 100 - 200 m vastag hordalékkal borította be. Erre a korra tehető a Tisza és a Szamos irányváltoztatása. Az addig DNy-i irányba folyó Tisza ÉNy-nak fordult és a Nyírség magasabb részeinek megkerülésével új vízrendszert hozott létre. Az Ecsedi-láp térségének két meghatározó vízfolyása maradt a Szamos és a Kraszna, évente mindkettő jelentős árvizeket hozott létre. A Szamos mellett kialakult hordalékkúp és a Nyírség DK-i nyúlványai között egy rossz lefolyású terület keletkezett, amelyről a lomha járású Kraszna sohasem tudta tökéletesen levezetni a vizet. Ilyen körülmények között nem csoda, hogy a folyók által az Ecsedi medencébe lerakott agyagréteg kiterjedt mocsarakat és sekély lápteknőt hozott létre. A terület jellegzetessége, hogy a nyáron és ősszel a tőzeges talaj kiszárad és könnyen meggyullad. A területet az XIX.-XX. Században lecsapolták, és elnyerte jelenlegi formáját. (Lásd: 3.7. és 3.8. ábrákat.)

3.7. ábra Az Ecsedi-lápot, lecsapolás előtt bemutató térképről készült fénykép

15.


3.8. ábra Az Ecsedi-lápot, lecsapolása után bemutató térképről készült fénykép Felszíni vizek Tisza folyó A terület fő folyója. Tiszabecsnél lép Magyarország területére, majd Ny-i irányba halad tovább és Vásárosnaménynál É-felé veszi útját. A Szamos torkolatáig terjedő vízgyűjtője 60 km hosszon 13 173 km2. Ezen a vízgyűjtőn veszi fel a Szamost, a Krasznát és a Batárt is. A Szamos és a Kraszna közötti (hajdani) Ecsedi-lápot sűrű csatornahálózat vezeti le. Melynek fontosabb tagjai: Keleti-csatorna, Lápi-csatorna, Északi-csatorna. Kraszna folyó Az Öreg-Kraszna az Ecsedi láp vizét az átalakítások, mélyítések ellenére sem tudta levezetni, ezért építették (1895-1898) az Új- Kraszna csatornát 66 km hosszan a láp Ny-i oldalán. A Kraszna csatorna Börvely és Mérk-Vállaj községek között lép Romániából Magyarország területére és Vásárosnaménynál ömlik a Tiszába. Az Ecsedi láp övcsatornája. Balparti vízgyűjtője a Nyírséghez tartozó nagy lejtésű dombos terület, míg jobb parton az Ecsedi láp vizei a Lápi főcsatornán ömlenek bele Nagyecsédnél. Magyarországi hossza 46 km. Szamos folyó Romániában ered, és a vizsgált terület meghatározó vízfolyása. Komlódtótfalu és Csenger települések között lép be Magyarország területére. A Tiszába Vásárosnaménynál ömlik bele.

16.


Magyarországi hossza 40 km. 2000 tavaszán ezen a folyón érkezett Románia területéről olyan nagyfokú ciánszennyeződés, amely még a Tisza élővilágát is veszélybe sodorta. Napjainkra szerencsére nem szembetűnő a változás, amit a szennyezés okozott. Szerencsére a természet regenerálódási képessége, jelentősen nagyobb, mint azt a természetvédők szószólói hirdették. Nem lebecsülve, ezzel a kijelentésemmel, a szennyezés által okozott számottevő károkat. A felszíni vizek kapcsolata a vízadó rétegekkel Izotópos vizsgálatok kimutatták, hogy a magasabban fekvő Nyírség területe utánpótlódási, beszivárgási terület. Az alacsonyabban fekvő Szamos folyó térsége pedig megcsapolási terület. Lásd 3.9.ábrán is jól látható, hogy a vizsgált területeken megtalálhatóak a feláramlási zónák. Bár véleményem szerint nem biztos, hogy a Nyírségi vizek áramlanak itt fel, sokkal inkább a kárpátok felől érkező rétegvizek.

3.9. ábra Hidrosztatikus nyomásszint különbségek a sekély és mély vízadók között. (NATO SfP SQUASH Project 2004.)

17.


Felszín alatti vizek Talajvíz A talajvíz a Nyírségi homokban különböző mélységekben helyezkedik el. Áramlása általában D-É-i irányú. A domborzattól függetlenül általában a talajvíztükör 2-3 m mélyen található a felszín alatt, egyes területeken azonban 6 m is mélyebben. A Tisza az év legnagyobb részében leszívó hatást gyakorol a talajvízre. A Bereg-Szatmári- síkságon (az általunk vizsgált területen) a talajvízszintje 2 -3 m-es mélységben, a folyók melletti dombsorokon pedig 4-7 m-rel a felszín alatt helyezkedik el. Az évi talajvízjáték a Szatmári-síkságon 2 m körüli, a folyók mellé telepített kutakban pedig 3-4 m-es. (Lásd 3.10. ábra.)

3.10. ábra A talajvíz mélysége a felszín alatt, a magyar területen

18.


A talajvíz minősége Ezen a területen a talajvizek teljes oldott ásványi anyagtartalma általában 1000 mg/1 körüli, néhol azonban magasabb. A Szatmári síkságon a talajvizek általában lágyak és tiszták, a vízkémiai vizsgálatok különböző talajvíztípusokat határoztak meg, a terület nagy részén általában a Cahidrogénkarbonátos talajvizek az uralkodóak, de kisebb foltokban a Ca-szulfátos, Nahidrogénkarbonátos és vegyes típusú talajvizek is jellemzőek. Elmondhatjuk, hogy a terület nagy részén a talajvíz ivóvíz minőségű, bár a felszíni és a felszín közeli homokos képződmények miatt könnyen elszennyeződik. Lásd 3.11. ábra.

3.11. ábra Talajvíztípusok a magyar területen

19.


Talajvízháztartás A vízfolyások a területet megcsapolják, valamint más talajvíz-háztartási terület irányából, Románia felől van hozzáfolyás. A tényleges beszivárgás 150-170 mm/év, a párolgás értéke a talajvízből 84-146 mm/év. Az oldalirányú hozzáfolyás nem számottevő, 1-2 mm/év, az oldalirányú elfolyás azonban 78 mm/év. A rétegvízbe történő leszivárgás értéke –3 - 10 mm/év. A többi talajvíz-háztartási jellemző értéke pedig 0. Rétegvíz A mélységi vizek túlnyomó része a pliocén - pleisztocén korú szemcsés rétegekből származik, és nem a medencealjzat mélyebb kőzeteiből. A medenceüledék összlet vastagsága egyes helyeken elérheti az 1 km-t is, és több száz homok, kavicsos homok, iszapos homok, homokkő, valamint iszap, agyag, agyagmárga réteg váltakozásából áll. Magát az összletet négy részre oszthatjuk: •

alsó - pannóniai félig tengeri, félig tavi,

•

felső - pannóniai tavi,

•

levantei átmeneti szárazföldi, félig tavi,

•

negyedidőszaki folyóvízi üledékekre.

A pannon rétegek vastagsága 400 - 1200 m között változik, a hegyek előterében ÉNy-DK-i irányú mélyedést formál. Az alsó-pannonban az üledékek főleg márgák és homokkövek. Bennük enyhén sós víz található. Igen kevés vizet szolgáltatnak, ezért vízbeszerzésre ezek a rétegek nem alkalmasak. A felső-pannon üledékek lazábbak, homokos és agyagos rétegek váltakoznak bennük ezer méteres vastagságban. Ezek bővizű rétegek. A levantei (felső-pliocén) agyagrétegek vizekben szegények, vastagságuk 100 m körüli. A pleisztocén üledékösszlet a pannon medence legnagyobb hidegvíz készlettel rendelkező tározója, amely az alföldi süllyedéket tölti fel, vastagsága 110 m-re tehető. A pleisztocén összletről általánosságban elmondható, hogy benne a vízvezető rétegek viszonylag nagymennyiségben fordulnak elő. A hegylábi mélyedésekben 6-7 kavicsréteg is felhalmozódott. Ezek a rétegek azonban csak ritkán nyomozhatok nagyobb hosszban, gyakori a kiékelődés és a lencsés település. A

20.


vízzáró rétegekre ugyanez mondható el. A pleisztocén három jól elkülönülő vízemeletre oszlik (Urbancsek J., 1977.). Az Alföldön leggyakoribb felépítés a három osztató összlet (Székely F., 1976.), melyben a vízkivételek hatására nyomásváltozások alakulnak ki és ezek az áramlás irányát, és mennyiségét befolyásolják. Az alsó-pleisztocén durva szemcsés üledékei a legjelentősebb víztározók ezen a területen. A hegységperemekről lesiető folyók által szállított durvaszemcséjű homokos hordalék egymással többszörös átfedéssel érintkezik és a benne mozgó víz egy hidrodinamikai rendszert alkot. A középső-pleisztocén apró - és középszemcsés, egymástól elszigetelt, vékony porózus rétegeiben a vízutánpótlás sokkal korlátozottabb, mint a mélyebb szinteken. Az üledékképződés feltételei ugyanis gyökeresen megváltoztak az alsó-pleisztocén viszonyokhoz képest, szerephez jutott a tavi lerakódás, amely finomabb és változatosabb rétegződést eredményezett. A felső-pleisztocénben a vízmozgás lehetősége sokkal korlátozottabb, mint az alsópleisztocén rétegekben, de ebben a korban is a folyók által szállított hordalékok a jellemzőek, bár ekkor a folyók már sokkal kisebb energiával rendelkeztek, mint az alsó-pleisztocénben. Összefoglalva a teljes negyedkori rétegsor legjelentősebb víztározója az alsó-pleisztocén kavicsösszlet. Vízmű-telepítés esetén csakis ezeket a rétegeket érdemes megnyitni. Régebben egyedi kúttelepítés esetén, a felső-pleisztocén szintek kerültek megnyitásra, de újabban ezeket a tározókat már alig hasznosítják. A középső-pleisztocén rétegek megnyitása pedig nem célszerű, mert a finom szemcseszerkezetű üledékek alatt lévő kavicsos rétegsor feltárása és termelésbe állítása sokkal gazdaságosabb (Urbancsek J., 1977.). A holocén rétegek szintén kaviccsal indulnak, és felfelé elfinomodnak, homokos-iszaposagyagos összletbe mennek át. Vastagságuk nagyon változó, néhány métertől 40 - 50 m-ig. Felszínüket tőzeges lápföldek és szikesedő foltok fedik. A negyedidőszaki kavicsrétegek vastagsága általában K-ről Ny-felé nő, É-felé pedig csökken. A legsekélyebb mélységű kutak melyeknek az átlagos talpmélysége nem haladja meg a 60 m-t a Bereg-Szatmári-síkságon, a Nyírség ÉK-i részén találhatók. A jó vízadók a Szamos Kraszna közén, az Ecsedi-láp területén a legmélyebb helyzetűek. A vízellátást 70 m-nél mélyebb kutak biztosítják, valamint a 100 m-nél mélyebb kutak nagy része is ezen a területen található. Rétegvízadók kapcsolata Az ivó-, ipari- és mezőgazdasági célú vízkivételek a hideg édesvizeket tároló 200-260 m vastagságú pleisztocén alluviális összletből történnek. A közműves vízellátás alapjául az alsó-

21.


pleisztocén rétegvizek szolgálnak. A pleisztocén összlet szivárgási tényezője 20-60 m/nap. A vízvezető rétegeket nagyságrendekkel kisebb szivárgási tényezőjű képződmények választják el egymástól, melyek közvetítésével függőleges átszivárgás révén az egész rendszer részt vesz a vízszállításban. A pleisztocén összlet - alluviális keletkezésénél fogva- a törmelékes kőzetek különféle fajtáinak és átmeneteinek kaotikus váltakozásából áll. A geofizikai szelvények részletes átvizsgálása során megállapítható, hogy a valódi anyagok a rétegsorban legfeljebb kis, vízszintes kiterjedésű lencsék formájában fordulnak elő. (Székely F., 1978.) Rétegvíz minősége Vízkémiai vizsgálatok igazolták a különbségeket a felső- és az alsó-pleisztocén vízadók között, amelyek a radiokarbonátos vizsgálatok szerint különböző korúak. Az Alföld területén a rétegvizek általában arzénesek, bennük az arzén tartalom jóval magasabb, mint az EU norma.. (Lásd 3.12.ábra.)

3.12. ábra Arzénes vizek elterjedése Magyarországon

22.


A vizsgált terület vizuális bemutatása, a területről és annak részeiről készített szelvények segítségével A leírt földtani ismeretek és a területen mélyített fúrások segítségével készíthetők el a földtani szelvények, amelyek megkönnyítik a terület földtani felépítésének a szemléltetését. Sokkal szemléletesebbek, mint egy táblázatnyi rétegsor leírás. A SQUASH project egyik célja egy vízminőségi és mennyiségi modell elkészítése. A területen vízbeszerzés szempontjából a pleisztocén rétegek (alsó-, és felső-pleisztocén) a legfontosabbak. Az alattuk található idősebb rétegekkel lényegében nem kommunikálnak, azonban a meteorológiai viszonyokkal kapcsolatban vannak.

3.13. ábra Földtani metszetek 1. (Szerkesztette: Urbancsek János) A 3.13., 3.14. és 3.15. ábrákat Urbancsek János szerkesztette. Érdekességük, hogy 3 dimenzióban ábrázolják az Alföld ÉK-i csücskének a földtani felépítését. Ezeken az ábrákon a szerző a vízzáró és vízadó rétegeket különböztette meg egymástól. Jól látható ezeken a földtani metszeteken, hogy durvább szemcséjű üledékek a pleisztocén alsó részében települtek, amikor a

23.


folyók munkaereje még nagyobb volt, mint a későbbi pleisztocén korokban. A jobb képalkotást elősegítendő három különböző, de azonos területet bemutató ábrát mutatatok be.

3.14. ábra Földtani metszetek 2. (Szerkesztette: Urbancsek János)

24.


3.15. ábra Földtani metszetek 3. (Szerkesztette: Urbancsek János)

25.


A SQUASH project keretében készített szelvények A 3.16. ábrán látható szelvények 2001.08.30.-.09.01. között a Miskolci Egyetemen megtartott „workshop" alkalmával készültek. A szelvények megszerkesztéséhez a terület magyar oldalán található vízműkutak vízföldtani naplóit (115 db) és a román fél által szerkesztett földtani szelvényeket, és hozott karotázs szelvényeket használták fel. A közös munka alkalmával, a már előzőleg mindkét fél által megszerkesztett földtani szelvényeket dolgozták össze.

3.16. ábra A területen fektetett metszetek nyomvonala Litológiai szempontból - a különböző nevezéktan miatt- „workshop" alkalmával készített földtani szelvényeken a rétegeket vízföldtani szempontból permeábilis és impermeábilis vagy szemipermeábilis rétegekre bontották fel. Az ábrázolt mélység alsó határát pedig a pleisztocén földtörténeti kor, alsó határa jelenti.

26.


I-I’ szelvény (3.17.sz. ábra) Milota és Livada közötti, ÉNy-DK irányú szelvény. A pleisztocén rétegek ebben a szelvényben Tisztaberek környékén a legvastagabbak, -160 m-esek. Román oldalon a pleisztocén rétegek elvékonyodnak, a vízzáró közbetelepülések pedig kiékelődnek. Ebben a szelvényben kevés vízzáró közbetelepülés található, a rétegek általában permeábilisak, jó vízvezetők.

3.17. ábra I-I’ szelvény, Milota és Livada között

27.


II-II’ szelvény (3.18. ábra) Olcsvavapáti és Valea Vinului közötti, ÉNy- DK irányú szelvény. Ezen a szelvényen is jól látható, hogy Fehérgyarmat a pleisztocénben egy üledékgyűjtő központ volt. A pleisztocén rétegvastagság itt -195 m. Ezen a szelvényen a permeábilis és szemipermeábilis rétegek nagyobb változékonyságot mutatnak, mint az I-I' szelvényen, itt több a betelepült vízzáró. Ez a szelvény is azt mutatja, hogy román oldalon a pleisztocén rétegek elvékonyodnak, a vízzáró rétegek kiékelődnek és a vízvezető rétegek a jellemzőbbek.

3.18. ábra II-II’ szelvény, Olcsvapáti ésValea Vinului között

28.


III-III’ szelvény (3.19. ábra) Vásárosnamény és Terebesti közötti, ÉNy- DK irányú földtani szelvény. Ez a szelvény a vizsgált terület Ny-i határán fut végig. Ezen a szelvényen és a vizsgált területen a pleisztocén a legnagyobb vastagságát Mátészalkán éri el, -260 m-ben. A terület Ny-i határán a pleisztocén vastagsága magyar oldalon 135-250 m között változik, román oldalon a pleisztocén rétegek újra vékonyabbak lesznek, a vízadók kiékelődnek és Terebesti térségében teljesen el is tűnnek. Ez a szelvény is nagy változékonyságot mutat a permeábilis és impermeábilis rétegek között, azonban ezen a területen a vízzáró képződmények vannak túlsúlyban.

3.19. ábra III-III’ szelvény, Vásárosnamény és Terebesti között

29.


IV-IV’ szelvény (3.20. ábra) Gherta és Stil között készült, É-D irányú szelvény. Ez a szelvény a vizsgált terület K-i határán fut végig. Ezen a területen a pleisztocén rétegek vékonyak (-18-45 m közöttiek) és a felső vízzáró réteg kivételével egységesen permeábilisak.

3.20. ábra IV-IV’ szelvény, Gherta és Stil között

30.


V-V’ szelvény (3.21. ábra) Porumbesti Hal Meu és Domanesti közötti, ÉNy - DK irányú szelvény. Ezen a területen a pleisztocén rétegek vastagsága 85-135 m között változik, a legvastagabb Dorolt-nál, 135 m. A vízzáró rétegek lencsés betelepülése jellemző ezen a területen Míg Porumbesti Hal Meu-nál a vízvezető rétegek a dominánsabbak, addig Domanesti-nél vízzárók.

3.21. ábra V-V’ szelvény, Prumbesti ésDomanesti között

31.


VI-VI' szelvény (3.22. ábra) Tiborszállás és Tisztaberek közötti, DNy - ÉK irányú szelvény. Ennek a szelvénynek a Csengerújfalu és Tisztaberek közötti szakasza párhuzamos az V-V’ szelvénnyel. Ezen a szakaszon a pleisztocén vastagsága 160 m körüli és ugyanolyan változékonyságot mutat a vízzáró és vízvezető rétegek tekintetében, mint a román oldalon futó, előző szelvény. Tiborszálláson, amely a Kraszna folyó mellett található a legvastagabb a pleisztocén, -230 mes.

3.22. ábra VI-VI’ szelvény, Tiborszállás és Tisztaberek között

32.


Összefoglalva elmondhatjuk, hogy Magyarország területén a pleisztocén rétegek vastagabbak, mint Románia területen. Magyar területen a vízadók közzé betelepülő agyaglencsék és a változékonyság a jellemző a pleisztocén rétegekre. Román oldalon az országhatárra párhuzamosan futó V-V’ szelvényen ugyanaz mondható el, mint a magyar oldalra, azonban K felé haladva a vízadó rétegek lesznek a dominánsabbak, a vízzáró rétegek fokozatosan kiékelődnek. Magyarországtól D-i irányba (Domanesti, Terebesti, Boghis) azonban az impermeábilis vagy szemipermeábilis rétegek az uralkodóak. A megszerkesztett szelvények jól szemléltetik a betelepült lencsés vízzárókat, valamint azt, hogy a magyar oldalon a pleisztocén rétegek vastagabbak, mint a román oldalon. Az fejezet alapjául szolgált Tóth Katalin: „A terület földtani áttekintése”, című munkája. Az ábrákat és szelvényeket a SQUASH project magyar felelőse bocsátotta rendelkezésemre.

33.


4. A víznyomjelzéses vizsgálatok lényege, alkalmazhatóságuk

34.


4.1. Karsztosodott kőzetekből álló területen Bár a nyomjelzéses vizsgálatokat először tudomásom szerint folyó vizekben alkalmazták. Mivel a folyókon jól nyomon lehetett követni a nyomjelző festékanyag felhígulását, és azt hogy, hogyan viselkedik természetes közegben. Majd mivel ez sikeresnek bizonyult, kipróbálták repedezet és karsztos területeken, ahol a víz útja nem követhető szemmel. Így természetesen a legtöbb tapasztalattal és gyakorlattal a karsztos területen végzett vizsgálatok területén rendelkezünk. Karsztos kőzetet elvi felépítését lásd a 4.1.1. ábrán.

4.1.1. ábra Karsztosodott kőzet elvi tömb-metszete A következő példa a Magyarországi kezdeteket mutatja be. Az Aggteleki-karszton történt a Lófej-forrás vizével. A második világháború előtt a patak végigfolyt a völgyön, de az ötvenes években már a forrástól néhány száz méterre elnyelődött a víz, és hosszas nyomozásba került, míg 1967-ben sikerült felderíteni, hogy az eltűnő víz a kb. 4 km-rel távolabb lévő Nagy- Tohonyaforrásban jön elő. Magát adja a kérdés: honnan tudták még, hogy hova szökik a Lófej-forrás vize? Ahhoz hogy ezt megválaszoljuk egy másik példát, kell felhoznom. Mint az köztudott „A Duna a Fekete-erdőben ered, és a Fekete-tengerbe folyik.”. Ezt a frappáns mondatot minden valamirevaló kisiskolás első hallásra megtanulja. A dolog szépséghibája

35.


csak annyi, hogy ez csak részben igaz. A Fekete-erdő forrásaiból összegyűlő Duna-víz zöme ugyanis az Atlanti-óceánba folyó Rajnát táplálja. Immedingen közelében a föld alá bújik, és a 13 km föld alatti utat megtéve, az Aach folyó forrásában lép ismét napvilágra. A két helyet a felszínen a nevezetes Duna-Rajna vízválasztó különíti el, de a karszt föld alatti vízjáratai nem tisztelik a felszíni vízválasztókat. Azt hogy ma mindezt tudjuk, annak köszönhetjük, hogy az ember kíváncsiságát nem hagyta nyugodni. A kérdés megválaszolására, kísérletezni kezdtek. Az első komoly vizsgálatra 1869-ben került sor, amikor a Duna eltűnési helyén 14 kg anilinvörös festékkel színezték a vizet. Az ötlet jó volt, de az anyag alkalmatlan és nagyon kevés. 1877-ben a fluoreszcein nevű festékkel sikerült a kísérlet, s ez nemcsak a Duna-eltűnés vizsgálatában volt fordulópont, hanem a karsztvizek útjának kutatásában is új korszak kezdetét jelentette. A legfontosabb vízjelző anyag ugyanis mindmáig a fluoreszcein és annak sói maradtak. Tehát megkaptuk a választ a kérdésünkre, hogy honnan tudják, merre jár a Lófej forrás vize. Természetesen víznyomjelzéses vizsgálatot hajtottak végre a források közötti az összefüggés kimutatására. (A történetet az interneten, találtam ismeretlen szerzőtől.) Természetesen karszton gyakorlatilag bármilyen nyomjelző anyag használható lévén, hogy eredetileg ide voltak szánva nem pedig üledékes összletbe. Kis túlzással, ahány nyomjelzőanyag annyi módszer. A felhasznált módszerek sokasága joggal ébreszti azt a gyanút, hogy a karsztvizek útjának kinyomozása nem egyszerű dolog. Pedig a karsztban eltűnő búvópatak újbóli felszínre bukkanásának megkeresése még a legegyszerűbb feladat. Alapvetően alkalmazott módszer a búvópatakoknál festés. Ha csak egy festéket használunk az nem biztos, hogy célravezető, ezért praktikus több eltérő tulajdonságú festékből „koktélt” készíteni így pontosabb képet alkothatunk a járatokról és arról, hogy a járatokban van-e például agyag. Ha arra vagyunk kíváncsiak, hogy egy karsztforrás, honnan kapja az utánpótlását akkor jó módszer az is, ha a feltételezett belépési pontokon különböző nyomjelző anyagokat adagolunk be, ezáltal kideríthető, hogy a forrásnak honnan van az utánpótlása. Érdemes lehet a vizsgálatot különböző karsztvízszinteknél megismételni, mert a karsztnál nem ritka, hogy különböző vízszinteknél különböző képen áramlik a víz a repedésekben. A karsztvíz felszínre bukkanására, néhány elvi példa a következő ábrákon látható. (4.1.2.; 4.1.3. és 4.1.4.)

36.


4.1.2. ábra Egyszerű, kifolyó karsztforrás

4.1.3. Időszakos túlfolyással rendelkező forrás

4.1.3. Felszálló karsztforrás Pl. Hévízi-tó

37.


4.2. Porózus kőzetekből álló területen A porózus kőzetekben nem igazán elterjedt a nyomjelzéses vizsgálat, legalábbis hazánkban. Nem sok precedensről tudok. Ha jók az értesüléseim, akkor a mi vizsgálatunkat megelőzően, fluoreszceinnel egyáltalán nem is próbálkoztak a szakemberek, alluviális összletben. Mint később kiderül érthető okok miatt. Ugyanis az üledékes kőzet nem igazán kedvez a fluoreszceinnek és a hasonló tulajdonságokkal rendelkező festékeknek. Az ilyen nyomkövetéses vizsgálatok kivitelezésére porózus, vagyis folyóvízi üledékes kőzetekben több lehetőség is rendelkezésére áll a szakembereknek. Attól függően, hogy a nyomkövető anyagot milyen úton juttatjuk a rétegbe, és milyen módon gyűjtjük az adatokat, a következő három lehetőségek közül választhatunk. (A módszerek osztályozását, Serge Brouyere szerinti rendszerezésben ismertetem.) I. Természetes vízmozgást kihasználó és megfigyelő módszer A nyomjelző anyagot egy kúton át, juttatjuk a rétegbe, majd a víz természetes áramlására bízzuk a szállítást. Vagyis hagyjuk, hogy a természetes vízmozgás szállítsa a rétegben a nyomjelzőnket. Az adatgyűjtés a beadagoló kút környeztében lévő kutakban történik. Amelyek lehetnek régebben létező kutak, vagy ha megéri, a vizsgálat keretében létesítenek, ideiglenes, vagy végleges, kutakat megfigyelés céljából. A kutakból szabályos időközönként vett mintákban a koncentráció alakulását vizsgálva jutunk információhoz. Eredményként egy a 4.2.1. ábrán látható koncentrációgörbéhez hasonló görbét kellene kapni. A módszer előnye, hogy a természetes vízmozgás megfigyelésére nyújt lehetőséget, úgy térben, mint időben. Hátránya: sok megfigyelő pont kell, ami ritkán megvalósítható és drága, a kutak állapota nagymértékben befolyásolhatja a kapott eredményeket, a számítógépes modellezhetősége nehézkes de érdekes! (dr. Serge Brouyere szerint.)

38.


4.2.1. ábra Nyomjelző anyagnak, az észlelőhelyen mért elméleti koncentrációja

II. Az egy kutas módszer A nyomjelző anyagot egy kútba helyezzük, majd attól függően, hogy milyenmódon kívánunk információt szerezni. A koncentrációkat mérve vagy azt figyeljük, hogyan távozik a kútból a nyomjelző anyagunk, vagy ép ellenkezőleg a kutat megtisztítva figyeljük, hogy jön be az anyagunk a kútba. A módszer előnye hogy, egy kút kell hozzá és viszonylag egyszerű a kivitelezése. Hátránya: csak a kút környezetéről kapunk adatot, nagymértékbe befolyásolja a mérést a kút szerkezete és a mintavételezési eljárás. III. Stacioner depressziósterű kút környezetében végrehajtott mérés A központban elhelyezkedő „termelő” kútban végezzük a vízmintavételezést. A kútnak kialakult depressziós térrel kell rendelkeznie!!! A termelő kút környékén lévő beadagoló kutakban helyezzük el a nyomjelző anyagokat. Fontos! Ahány kútba beadagolunk, annyiféle nyomjelzőre van

39.


szükség. Ezek után a termelő kutakból és a betápláló kutakból is folyamatosan mintavételezést kell végezni. (Vizsgálataink során ezt a módszert alkalmaztuk.) A módszer előnye: a réteg termelés közbeni viselkedéséről kaphatunk információt, és kvantitatív kiértékelés lehetősége. Hátrányok: drága, bonyolult, sok hiba lehetőség. Néhány gondolat a kivitelezéssel kapcsolatban A porózus kőzetben végzett vizsgálatoknak a célja: - hogy a réteg felépítéséről kapjunk számszerű adatokat, - vagy hogy feltételezett kapcsolatokat kizárjunk vagy bizonyítsunk egy víztárolóban, vízadóban. Például: egyik réteg kapcsolatban van-e egy másik réteggel, vagy hogy egy környezetvédelmi okok miatt vízzárásra készített résfal megfelelően készült-e el! Tudni kell, a nyomjelző anyagok bizonyos része igen csak hajlamos a lebomlásra és vagy a rétegben való megkötődésre, ezt a mérés kivitelezésekor mindenkoron figyelembe kell vennünk. Tudnunk kell, hogy ha értelmes eredményeket akarunk, akkor a nyomjelzőnk útja a rétegben ne legyen több. Mint párszáz méter, de még jobb, ha csak pár tíz méter. Praktikus okok miatt jó, ha tudjunk, milyen a rétegünk felépítése. És néhány hidrodinamikai paraméter értékét is jó tudni, legalább közelítőleg. Így lehetőségünk van megbecsülni a mérés időtartamát, és a felhasználni kívánt nyomjelző anyag mennyiséget is. A nyomjelző anyag rétegbe való bejuttatásakor választhatunk, hogy egyszerre adjuk be a teljes mennyiséget, vagy pedig szakaszosan, adagonként. A nyomjelző rétegbe juttatásakor eldönthetjük. Hagyjuk, hogy a víz saját mozgása révén mossa ki a kútból az anyagunkat. Vagy segítünk neki a rétegbe jutni oly módon, hogy a kútban a rétegéhez képest nagyobb víznyomást hozunk létre ezzel is segítve a nyomjelző rétegbe jutását. A nyomjelzőt, ha van rá lehetőség, a kútban keverni, keringtetni kell. Hogy ne ülepedjen ki, mert akkor a kút alján maradhat.

40.


5. Víznyomjelzéses vizsgálatok helyszínei, a vizsgálatok kivitelezése

41.


A program keretében gyakorlatilag négy helyszínen, öt víznyomjelzéses vizsgálatot hajtottak végre, a programban résztvevő felek. Ebből két helyszín és két mérés Romániában volt. A másik két helyszín és három mérés pedig Magyarországon. Romániában az egyik helyszín Livada mellet, a másik pedig Micola közelében, pontosabban a Sárerdőnek nevezett erdőben volt.

5.1. Livada (Románia) mellet elvégzett vizsgálatok ismertetése

5.1.1. A Livada melletti helyszín elhelyezkedése a területen belül (X-el jelölve) (NATO SfP SQUASH Project 2004.) Livadától dél-keletre 2003 április 15-16.-án került sor víznyomjelzéses vizsgálat lebonyolítására. (Lásd 5.1.1. ábrát.) A vizsgálaton részt vettek a román fél részéről Anca Filip, Marian Minciuna és Emil Radu Bukarestből, Avram Iancu a román vízügyi igazgatóság képviseletében, Felician Nistea és Anton Szendrei a Szatmárnémeti városi vízművek képviseletében, Serge Brouyere és Frederiq Dossin, a Liegi egyetemről, és magyar részről Lénárt László, Uray Bálint György, valamint a berendezéseket kezelő szakemberek.

42.


A vizsgálat során egy 5 kútból álló megfigyelő kútcsoportnál hajtották végre. (Lásd 5.1.2. ábra.)

5.1.2. ábra A Livadai kutak elhelyezkedését szemléltető helyszínrajz (NATO SfP SQUASH Project 2004.) 2003 április 15.-én 12:10-kor a termelő kutat elkezdték termelni 45m3/h-rás hozammal. 50 gramm fluoreszceint feloldottak 30 liter vízben. 13:39-kor megkezdték a fluoreszceines keverék beadagolását a kútba. Mindeközben a kútban folyamatosan keringtették a folyadékot a kútba erre a célra behelyezett búvárszivattyúval. A keringtetés 15:33-kor fejeződött be. A szivattyú kb. 2 l/perc hozammal dolgozott. Ugyanazon a napon egy 600 literes köböző-edényben feloldottak 50 gramm rodamint és 16:31-kor megkezdték az így kapott oldat kútba juttatását egy szifon segítségével, 17:40-re sikerült is beadagolni. Mindeközben ebben a kútban is üzemeltették a búvárszivattyút egészen 23:00-ig. A termelő kút hozama amikor 20:40-kor megmérték 40 m3/h volt. A mintavételezést a termelő és a betápláló kutakból is az előre elhatározott időközökben tervszerint végrehajtották. A vízmintavétel kézi módszerrel történt. A mintákat átlátszó 0,5 literes műanyag palackokban tárolták. Az áramot, a világításhoz és szivattyúzáshoz aggregát szolgáltatta. A vízminták vizsgálatát Bukarestben végezték egy, a román fél által vásárolt fluoriméterrel.

43.


A számszerű eredmények nem álnak rendelkezésemre, de mint azt megtudtam a nyomjelző anyag jelenléte kimutatható volt a termelt kút vízében. Számszerű kiértékelése azonban az erre a célra szolgáló számítógépes programmal nem volt lehetséges mivel a koncentráció görbe nem lett teljes. Mivel hogy, a szivattyúzást hamar állították le.

5.1.3. ábra A Livadai F1 és F2 kutak metszete (NATO SfP SQUASH Project 2004.)

44.


A mérés fényképes dokumentációja:

45.


(A fényképeket készítették: Lénárt László és Uray Bálint György.)

46.


5.2. Martinestiben (Sárerdő, Románia) elvégzett, nyomjelzéses vizsgálat ismertetése A mérés 2003 április 17.-én kezdődött, Szatmárnémetitől nem messze a Sárerdőnek is nevezet helyen. (Lásd 5.2.1. ábrát.)

5.2.1. ábra A Martinesti melletti helyszín (Sárerdő), elhelyezkedése a területen belül (X-el jelölve), (NATO SfP SQUASH Project 2004.) A vízmű egyik kútját használták fel a vizsgálathoz. Amit a vizsgálat idejére, a termelésből kivontak. A nyomjelző anyagokat egy használaton kívüli, 136 m-el távolabb lévő kútban helyezték el. (Lásd 5.2.2. és 5.2.3. ábrákat.)

5.2.2. ábra A Sárerdei kutak helyzetét bemutató helyszínrajz (NATO SfP SQUASH Project 2004.)

47.


A szűrőzés állapotáról semmit sem lehetett tudni, a kútban a jelzőanyagot hosszú ideig keringették, hogy ne üljön ki.

5.2.3. ábra Az F38-as (termelt) és F1-es (nyomjelzet) kutak metszetben ábrázolva

Mivel itt a szivattyú elektromos elektromos-árammal történő táplálása nem okozott problémát, tartós szivattyúzásra került sor a Martinesti F38-as kútból. A vízmintavételre egy automatikus víz-mintavevővel, került sor. A termelő kút termeltetése 2003 április 17.-én 12:45-kor indult meg, 52 m3/órás hozammal. Április 18.-án 11:00 és 11:20 között 500 gramm fluorescein és 500gramm rhodamine lett 910 liter vízben feloldva és beadagolva a Noroieni F1-es kútba. A beadagolás 11:35-kor kezdődött és 13:15-kor fejeződött be. Közben folyamatosan keringették a kútban a nyomjelzőanyagot. A mintavételezést április 18.-án kezdték meg 10:30-kor. Az automata víz mintavevővel eleinte óránként, majd egyre ritkábban, vették a vízmintákat. A mintavételezést kézzel hónapokig folytatták. A termelő kútban valószínűleg a beadagolt nyomjelző anyag hatásaként megváltozó vízminőség mellékhatásaként. Vöröses elszíneződés jelent meg. Amely valószínűleg vasoxid

48.


csapadék volt. Ez az anyag zavarta valószínűleg a vízminta-elemzéseit, mivel a fluoriméter igen érzékeny a szennyező anyagokra, különösen a vasas anyagok zavarják nagymértékben a nyomjelző anyag pontos kimutatását. A mérések számszerű adatai nem álnak rendelkezésemre. Mint azt elmondták a vízmintákban nem volt kimutatható egyik nyomjelző anyag sem.


49.


(A fényképeket készítette: Lénárt László és Uray Bálint György)

50.


5.3. Szatmárcsekén (Magyarország), elvégzett nyomjelzéses vizsgálatok ismertetése Magyarországon a program keretében 2003. nyarán – június és augusztus között, összesen három helyszínen végeztek próbaszivattyúzással egybekötött nyomjelzéses vizsgálatot az eredetileg tervezett kettő helyet. Ebből kettő Szatmárcseke és Tiszakóród között a Túrnak a Tiszába torkolásánál lett végrehajtva, egy pedig Csenger határában. A vizsgálatokat vezette Lénárt László a program magyar felelőse. Román részről segítette a munkát Emil Radu hidrogeológus. Szakértőként részvett a munkában Rónaki László, aki több víznyomjelzéses vizsgálatot is végrehajtott, karsztos területen. Én az egyetemen kötelező nyári termelési gyakorlatomat töltöttem a vizsgálatokkal. (Lénárt László, Emil Radu, és én a romániai vizsgálatoknál is együtt tevékenykedtünk.) A méréshez szükséges technikai és humán erőforrásokat a Geokomplex Kft biztosította. A kutakat a tulajdonosok és az illetékes Vízügyi Igazgatóság tudomásával és belegyezésével használtuk fel a vizsgálatok kivitelezéséhez.

5.3.1. ábra Szatmárcsekének, a területen belüli elhelyezkedése, (NATO SfP SQUASH Project 2004.)

51.


5.3.1. Szatmárcsekén az 1-es helyszínen elvégzett vizsgálatok bemutatása A nyomjelzéses vizsgálatot 2003. július 14-19 között végezték egy alkalmas mérőhelyen. Lásd 5.3.1. és 5.3.1.1. ábrákat. A szivattyúzás 1500 l/perces hozammal történt, a szivattyú a termelőcsőbe a szűrő alá lett beépítve azért, hogy minél nagyobb depressziót tudjanak létrehozni. (A nyomjelzéses vizsgálatnál később kiderült, hogy ez a különböző mélységig szűrőzött kutak miatt nem volt a legszerencsésebb döntés. Ugyanis a szivárgási tényező vertikálisan és horizontálisan a vártnál lényegesen jobban eltért egymástól, s így a nyomjelző anyag útja nem teljesen a várt módon alakult.) A szivattyút aggregát működtette. A nyomjelző anyag 5 l ammónium-hidroxidban és 5 l vízben feloldott 300 g fluoreszcein volt, melyet 2003.07.16-án 7 óra 25 perckor helyeztünk el az 5. sz. kútba (lásd 5.3.1.3. ábra), 80 l víz leöblítésével.

5.3.1.1. ábra A két helyszint elhelyezkedése a Túr torkolatának közelében

52.


5.3.1.2. ábra A Szatmárcseke 1-es terület kutjai felülnézetben

5.3.1.3. ábra A Szatmárcseke 1-es terület kutjai metszetben

A mintavételezések kezdetekor derült ki, hogy a szűrők nem kellően tiszták (később rájöttek, hogy a szűrők részbeni eltömődése a közeli Tisza vízszintváltozásának hatására rendkívül gyors) s ezért félő volt, hogy a nyomjelző anyag nem jut át a szűrőn. A nyomjelzett víz útjának megkönnyítésére a következő nap 7 óra 30 perc és 8 óra 32 perc között levegőt, majd 14 óra 10 perctől másnap 12 óra 42 percig 11 l/p vízmennyiséget töltöttek be a nyomjelzet kútba, megnövelve a vízszintet, ill. a kiáramláshoz a nyomást. A vízmintákat a 4. sz. kútból, ill. a termelő kútból óránkénti gyakorisággal vettük, a többi kútból a mérés elején és végén. (A próbaszivattyúzás befejezése 2003.07.19. 06:00 után még vettünk néhány alkalommal vízmintát az összes kútból, az utolsót 2003.09.03-án.) A vízmintákat három alkalommal vittük be vizsgálatra a FETIKÖFE-hez, hogy a fluoreszcein jelenlétéről meggyőződhessenek, ill. hogy, a mérést optimális időben állíthassák le.

53.


A vizsgálat során minden kútban volt Eijkelkamp DIVER vízszint- és vízhőmérsékletmérő szonda, valamint kétóránként kézi vízszintmérésekre is sor került. A mérés során a kutak peremmagasságait beszinteztem, a később megkapott abszolút magasságokhoz illesztették az adatokat. A mérés értékelése a 6. fejezet témája. A mérés fényképes dokumentációja:

54.


5.3.2. Szatmárcsekén a 2-es helyszínen elvégzett vizsgálatok bemutatása A vizsgálatokat ugyanaz a csapat hajtotta végre, mint a Szatmárcsekén az 1-es helyszínen eltekintve attól, hogy Rónaki László és Emil Radu szakértelmét és segítségét nélkülöznünk kellet. Ezen előre nem tervezett vizsgálatra a fentebbi fejezetben említett nem optimális szűrőzésiés szivattyú elhelyezési problémák miatt került sor, a kivitelező Geokomplex Kft jóvoltából. A cég vezetősége szakmai érdeklődésből vállalta, hogy a vizsgált területtől kb. 1 km-re, hasonló földtani helyzetben, de nem a Tisza, hanem a Túr partján egy meglévő megfigyelő kút mellett lemélyít még egy fúrást egy megfigyelő kútpárost kialakítva. (Lásd 5.3.1. és 5.3.1.1. ábrákat.) A két kút távolsága végül 13,8 méter lett. A meglévő S-6/3 jelű kút mélysége 30 m, a szűrő 19-24 m mélyen volt. Az újonnan fúrt S-6/3A jelű kút talpmélysége 16m, szűrőzve ugyanarra a rétegre lett 10-15 m között. (Lásd 5.3.2.1.ábrát.) Itt a szivattyú teljesítménye mindössze 400 l/perc volt, a szivattyú a termelőcsőbe a szűrő fölé lett beépítve azért, hogy minél inkább a vízszintes áramlási viszonyok érvényesüljenek. A szivattyúzás 2003.08.11-én 17 órakor indult és 2003.08.16-án 9 óráig folyamatosan tartott. (A szivattyút aggregát működtette.)

55.


5.3.2.1. ábra A Szatmárcseke 2-es helyszínének kútjai metszetben (NATO SfP SQUASH Project 2004.) A nyomjelző anyag 2 l ammónium-hidroxidban és 200 l vízben feloldott 600 g fluoreszcein volt, melyet 2003.08.12-én 7 óra 28 és 33 perc között adagoltak be az S-6/3A jelű kútba. A fluoreszceint 7 óra 41 perc és 9 óra 28 perc között, 15 liter/perc hozamú szivattyúval öblítették le. (A vizet a S-6/3 jelű kútból kiemelt vízből nyerték.) A vízmintákat a termelő kútból óránkénti gyakorisággal vettük. A vízmintákat a szivattyúzás során egy alkalommal vittük be vizsgálatra a FETIKÖFE-hez, hogy a fluoreszcein jelenlétéről meggyőződhessünk, ill. a mérést leállíthassuk. A vizsgálat során mindkét kútban volt Eijkelkamp DIVER vízszint- és vízhőmérsékletmérő szonda, valamint óránként kézi vízszintmérésekre is sor került.

56.


A mérés során a kutak peremmagasságait beszinteztem, a megkapott S-6/3 jelű kút abszolút magasságához illesztették az új adatot. A mérés értékelése a 6. fejezet témája. A vizsgálat képes dokumentációja:

57.


5.4. Csenger határában (Magyarország) elvégzett nyomkövetéses vizsgálatok bemutatása Csenger határában (Lásd 5.4.1. ábra.) egy használaton kívüli egykori sertéstelepen összesen 5 fúrt kút készült az idők folyamán. Ebből egynek már a helye sem volt beazonosítható, kettő a sertéstelephez kapcsolt egyéb létesítményeket látja el vízzel (időszakosan és kis hozammal). Kettő K-43 és K-44 (lásd 5.4.2. ábra) pedig gyakorlatilag használaton kívül volt. Ezen kutakat használták fel a vizsgálatok elvégzésére. (Ebből az egyikből - K-43 – időnként történt vízkivétel az őrző-védő szolgálat saját felhasználására.)

5.4.1. ábra Csenger elhelyezkedése a területen belül, (NATO SfP SQUASH Project 2004.) A telep két működő kútja a használaton kívüli kutaktól több száz méter távolságban vannak. Tehát nem kellet azzal számolni, hogy a vizsgálatok végkimenetelére nézve hatásuk legyen. És azzal sem hogy, a nyomjelző anyag szemmel is érzékelhető koncentrációban megjelenik az említett kutakban. A víznyomjelzéses vizsgálathoz a két kútban lévő kisteljesítményű szivattyút kiszerelték. A kutakat homoktalanították, majd a termelni kívánt kútba, megfelelő teljesítményű szivattyút beépítették. A próbaszivattyúzás a K-43-as kútban 2003.07.17.-én megkezdődött, de különböző műszer és vízelvezetési problémák miatt tartóssá csupán 2003.07.21.-én vált. Ekkor 750 l/perces homokmentes hozamot tudott biztosítani, melyet – két rövid áramszünetet leszámítva – 2003.07.31.-ig tartani lehetett. Ekkor vízelhelyezési problémák miatt a kitermelendő víz hozamát 200 l/percre kellett csökkenteni (A vízelvezetésre használt árkot, útépítés miatt elzárták és így csak

58.


elszikkasztani volt képes a termelt vizet, veszélyeztetve a környező almást.) A mérés végéig, 2003.08.06.-ig ezzel a hozammal dolgozott.

5.4.2. ábra A K-44 nyomjelzett és a K43-as termelt kút szerkezeti felépítése A kiszivattyúzott vizet hozammérés céljából és a nyomjelző anyag bekeveréséhez, egy köböző edénybe vezettük, majd onnan került a vízelvezető árokrendszerbe. A nyomjelző anyag 900 g fluoreszcein volt, 3 l ammónium-hidroxidban és 200 l vízben feloldva, számításba véve a kutak távolságát (55 m) és a rétegvastagságokat is (összesen 24 m). A nyomjelző anyagot 2003.07.21-én 19:09 és 19:18 között juttattuk a K-44-es kútba egy kis szivattyú segítségével. Mivel nem tudtak a 41 m mélyen lévő tömszelencén keresztül jutni, ezért a fluoreszceines oldatot a tömszelence fölé szivattyúzták. Lásd 5.4.2. ábrát. A nyomjelzőanyag rétegbejutását elősegítendő, a K-43-as kútból szívott vízből 10 l/perces hozammal vizet vezettek a K-44es nyomjelzett kútba július 23-ig. (A termelés nem volt folyamatos, mivel a szivattyú 45 percet működhetett, utána 15 percig pihentetni kellett. Sajnos, emberi mulasztás miatt a szivattyú időben történő visszakapcsolása többször elmaradt.) A fluoreszcein kimutatására a K-43-as kútból több mint 360 vízmintát vettünk. (Óránkénti gyakorisággal.) 40 mintát a vizsgálat befejezése után vettek, oly módon, hogy a kutat a mérés

59.


befejezése után az előző időszakhoz képest kissé gyakoribb bekapcsolással, termelni kezdték. Kíváncsiak voltunk, hogy a maradék fluoreszcein megjelenik-e? A vízmintákat, a mérés során, három alkalommal vittük be vizsgálatra a FETIKÖFE-hez, hogy a fluoreszcein jelenlétéről meggyőződhessünk, ill. a mérés optimális időben történő leállításáról dönthessenek. A vizsgálat során a kutakba elhelyezésre került két-két darab Eijkelkamp DIVER vízszintés vízhőmérséklet mérő (plussz egy-egy barometrikus nyomás meghatározására szolgáló) szonda, valamint óránként kézi vízszintmérésekre is sor került mindkét kútban. (A mérés során használt Eijkelkamp DIVER szondák lásd 5.4.3. ábra) A mérések során begyűjtött mintákat több helyen is vizsgálták: Egerben, Budapesten, Bukarestben, Nyíregyházán. A mért adatokat a 6. fejezetben értékelem.

5.4.3. ábra Vízszintet és hőmérsékletet mérő szondák

60.



61.


(A fényképeket készítette: Lénárt László és Uray Bálint György)

62.


6. Vizsgálati eredmények

63.


A nyomjelzéses vizsgálatok révén, két csoportba sorolható adatokat kívántak beszerezni. Egyik csoportot maguk a nyomjelző anyag átvonulásából nyerhető adatok képviselik. A másik csoportba pedig a nyomjelzéshez szükségszerűen hozzátartozó szivattyúzások kiértékeléséből nyerhető adatok tartoznak. 6.1. Nyomjelzet víz átvonulása A nyomjelzett víz átvonulása révén kétféle adat kinyerésére nyílott lehetőség. Egyik, hogy a feltételezhetően

egy

rétegen

lévő

kutak

kommunikálnak-e

egymással,

vagy

csak

a

nyomásváltozásokat közvetíti a rétegsor. A másik, pedig az, hogy ha a kutak kommunikálnak, akkor koncentrációgörbék alapján próbáljanak meg számítógépes program segítségével rétegjellemzőket kinyerni. Az egyes eredményeket, a helyszíneket sorra véve mutatom be. Livada melletti vizsgálatnál A nyomjelző anyag átvonulása a román kollegák beszámolói szerint megtörtént. Mivel a szivattyúzás túl hamar lett leállítva, számítógépes programmal kiértékelhető koncentrációgörbére nem sikerült szert tenni. Így az egyetlen eredmény, amit így sikerült kimutatni, az hogy a kutak kommunikálnak, és egy rétegen vannak. Továbbá a pontos mérési sor segítségével egy körülbelüli vízsebesség is számítható lenne. Sajnos a mérési sor, nem áll rendelkezésemre. Martinesti mellett (Sárerdő), elvégzett vizsgálatok A nyomjelző anyag nem jelent meg a termelt kútban kimutatható koncentrációban. De az is lehet, hogy a már említet vasoxid csapadék zavarta a minták laborban történő elemzését. A fluoreszcein kimutatására használt analitikai kémiai műszert, a spektrofluorimétert, nagymértékben zavarja a fluoreszcein kimutatásában, a mintában jelenlévő szennyeződés. Különösen a vas tartalom teheti lehetetlené a mintában a fluoreszcein kimutatását. Így az elvégzett vizsgálat nem hozta meg a várt eredményt.

64.


Szatmárcsekei vizsgálatok Mindkét esetben megtörtént a nyomjelzésre használt fluoreszcein átvonulása. Az 1-es helyszín kútjaiból vett minták alapján szerkesztett, fluoreszcein koncentrációgörbéket lásd 6.1.1.6.1.9. ábrákon. Sajnálatos módon úgy tűnik, hogy minden igyekezet ellenére az 1-es helyszínen sikerült a szivattyúzást túl korán leállítani. Így nem sikerült a számítógépes program használatához megfelelő minőségű adatott szolgáltatni. A 2-es helyszínen (lásd 6.1.10. és 6.1.11. ábrákat), bár a vizsgálatok megfelelő ideig folytak, a koncentrációgörbe mégsem lett megfelelő a számítógépes program számára. Ennek oka valószínűleg abban keresendő, hogy a Szamos alluviális összletének felépítése sokkal sokrétűbb és összetettebb annál, semhogy egy számítógépes programmal egyszerűen modellezni lehessen, a kellő pontossággal. A összetettség oka abban keresendő, hogy alluviális összletről van szó. A vezető rétegek közzé olyan vékonyabb agyagrétegek települtek lokális kiterjedéssel, amelyeket a furás vagy esetleg karotázs közben észre sem vesznek. Ezek a víztermelés szempontjából jelentőséggel nem bírnak. Mivel a kutak tisztítószivattyúzása közben, ezek kúthoz közeli részeit kimossák, a távolabb esők pedig a kút üzemét nem befolyásolják. Ez viszont nem igaz a nyomjelzett vízre, ami természetes módon a legkisebb ellenállás irányában áramlik. És beleütközve az agyagosabb részekbe azokat megkerülve a kútban nem egy simán változó görbét eredményez. A víz természetes áramlása révén létrejövő anomáliákról nem is beszélve. Sajnos a fluoreszcein hajlamos az agyagrészecskéken megkötődni ezzel is nehezítve a helyzetet. A kimutatással kapcsolatos nehézségekről tudni kell. Hogy a kimutatáshoz felhasznált műszerekkel egy adott, mintát vizsgálva két műszer gyakorlatilag nem mért azonos értéket. A mérésbeli eltérésekben nem volt felfedezhető rendszer. Értem ezalatt azt, hogy egyik műszer a másikhoz képest konzekvensen kisebb, avagy nagyobb értéket mért volna. Nem egyszer előfordult, hogy ugyanaz a műszer ugyanazt a mintát eltérő időpontba vizsgálva hol látott benne nyomjelzőt (fluoreszceint), hol pedig nem. Tehát a kapott értékeket ezek tükrében kell vizsgálni. A több helyen végzett mérések közül én az Eszterházy Károly Főiskola, Integrált Természettudományos Szolgáltató és Kutató Centrumban (Eger, Leányka u. 6.) elvégzett elemzéseket mutatom be, mert itt volt egységesen minden minta bevizsgálva, és ez tűnik számomra, a legmegbízhatóbbnak.

65.

A NATO Tudomány a Békéért Program keretében, a Szamos határon átnyúló alluviális összletén, elvégzett víznyomjelzéses vizsgálatok bemutatása és értékelése Szatmárcseke 1-es helyszín termelőkút

Fluoreszcein koncentációja mikrogram/l

0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100

.9 .1 20 03

20 03

Idő 490nm-en vizsgálva

.

5. .8 .2

8. 20 03

.8 .1

1. .8 .1 20 03

20 03

.8 .4

.

8. 20 03

.7 .2

1. .7 .2 20 03

20 03

.7 .1

4.

0,000

512 nm-en vizsgálva

6.1.1. ábra

A Szatmárcseke 1-es helyszín, termelőkút adatai

Szatmárcseke 1-es helyszín, 1-es kút Fluoreszcein koncentráció mikrogram/l

0,300 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050

490 nm-en vizsgálva Idő

20 03 .

9.

1.

25 . 20 03 .

8.

18 . 20 03 .

8.

11 . 20 03 .

8.

4. 8. 20 03 .

7. 20 03 .

20 03 .

7.

21 .

28 .

0,000


ábra Szatmárcseke 1-es helyszín, 1-es kút adatai

66.

6.1.2.


0,400 0,350 0,300 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050


1. 20 03 .

9.

25 . 8.

18 . 8.

20 03 .

20 03 .

20 03 .

8.

11 .

4. 8. 20 03 .

7. 20 03 .

7. 20 03 .

28 .

0,000

21 .

Fluoreszcein koncentráció mikrogram/l

Szatmárcseke 1-es helyszín, 2-es kút


6.1.3. ábra Szatmárcseke 1-es helyszín, 2-es kút adatai

Szatmárcseke 1-es helyszín, 3-as kút


0,500 0,450 0,400 0,350 0,300 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050

Idő 490 nm-en vizsgálva

20 03 .

9.

1.

25 . 20 03 .

8.

18 . 20 03 .

8.

11 . 20 03 .

8.

4. 8. 20 03 .

28 . 7. 20 03 .

20 03 .

7.

21 .

0,000


6.1.4. ábra Szatmárcseke 1-es helyszín, 3-as kút adatai

67.


A Szatmárcseke 1-es helyszín, 4-es kút

Fluoreszcein koncentrációja mikrogram/l

2,000 1,800 1,600 1,400 1,200 1,000 0,800 0,600 0,400 0,200

20 03 .0 7. 14 20 03 .0 7. 21 20 03 .0 7. 28 20 03 .0 8. 04 20 03 .0 8. 11 20 03 .0 8. 18 20 03 .0 8. 25 20 03 .0 9. 01

0,000

Idő



6.1.5. ábra Szatmárcseke 1-es helyszín, 4-es kút. (A nyomjelzett és termelt között félúton lévő kút.)

Szatmárcseke 1-es helyszín, 5-ös nyomjelzet kút


1000000,000 100000,000 10000,000 1000,000 100,000 10,000 1,000 0,100

20

20


03 .0

8. 11 03 .0

8. 04 20

03 .0

7. 28 20

03 .0

7. 21 20

03 .0

7. 14 03 .0 20

8. 18

0,010


6.1.6. ábra Szatmárcseke 1-es helyszín, 5-ös kút (A nyomjelzett kút.)

68.


0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100

03 .9 20

03 .8 20

20

20

.1

5. .2

8. .1 03 .8

.1 03 .8

03 .8 20

03 .7 20

20

1.

. .4

8. .2

1. .2 03 .7

.1 03 .7 20


.

0,000

4.

Fluoreszcein koncenztrációja mikrogram/l

Szatmárcseke 1-es helyszín, 6-os kút 0,800


6.1.7. ábra Szatmárcseke 1-es helyszín, 6-os kút


Szatmárcseke 1-es helyszín, 7-es kút 0,400 0,350 0,300 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050


.


6.1.8. ábra Szatmárcseke 1-es helyszín, 7-es kút

69.

20 03 .9 .1

5.

20 03 .8 .2

8.

20 03 .8 .1

1.

20 03 .8 .1

. 20 03 .8 .4

8.

20 03 .7 .2

1.

20 03 .7 .2

20 03 .7 .1

4.

0,000


Szatmárcseke 1-es helyszín, 8-as kút


1,000 0,900 0,800 0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100


20

. 20

03 .8

03 .9

.2

6. .2

9. .1 20

03 .8

.1 03 .8 20

03 .8 20

03 .7 20

2.

. .5

9. .2

2. .2 03 .7 20

20

03 .7

.1

5.

0,000


6.1.9. ábra Szatmárcseke 1-es helyszín, 8-as kút

fluoreszcein koncentráció mikrogram/l

Szatmárcseke 2-es helyszín termelőkút 0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100

490 nm-en vizsgálva idő

. 20

03 .9

.2

6. 20

03 .8

.2

9. .1 03 .8 20

20

03 .8

.1

2.

0,000

512nm- en vizsgálva

6.1.10. ábra Szatmárcseke 2-es helyszín, termelő kút

70.


Szatmárcseke 2-es helyszín nyomjelzett kút Fluoreszcein koncentráció mikrogram/l

60,000 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000


20 03 .0 9. 02

20 03 .0 8. 26

20 03 .0 8. 19

20 03 .0 8. 12

0,000

512nm-en vizsgálva

6.1.11. ábra Szatmárcseke 2-es helyszín, nyomjelzett kút Összehasonlítás céljából lejjebb látható a nyíregyházi laborban készült kiértékelés. (Lásd 6.1.12.

Fluoreszcein koncentrációja [µ g/l ]

ábra.) Szatmárcseke 2-es helyszín, termelt kút Laboratory of FETIKÖFE (Nyíregyháza)

180 160

nyomjelző beadagolás

140 120

szivattyú indulása

100 80 60 40 20

16 . 8.

03 . 20

03 . 20

03 . 20

16 . 8.

15 . 8.

15 . 8.

03 . 20

03 . 20

03 . 20

14 . 8.

14 . 8.

13 . 8.

03 . 20

03 . 20

03 .

13 . 8.

12 . 8.

12 . 20

20

03 .

8.

8.

11 .

0

03 . 20

szivattyú leállás

6.1.12. ábra Szatmárcseke 2-es helyszín, termelő kút (nyíregyházi értékelés)

71.


Csenger városában végzet vizsgálatok eredményei A magyar oldalon itt volt a mély vízadónak a vizsgálata. A nyomjelző itt is fluoreszcein volt, amit a nyomjelzet kútba egy csövön át, vezették be. A gondot itt az okozta, hogy nem sikerült keringtetni a nyomjelzőt. Annak ellenére, hogy a kút méretei lehetővé tették volna. A kútban lévő tömszelence sajnos leküzdhetetlen akadálynak bizonyult, mivel semmiféle módon nem tudták átjuttatni rajta a keringtetéshez szükséges csövet. Ezen okból kifolyólag miután beadagolták a nyomjelző keveréket, további vizet szivattyúztak a kútba a termelő kút vizéből (kb. 10 l/p hozammal). Annak érdekében, hogy a nyomjelzőnek a kútból rétegbe való jutását elősegítsék. Mint kiderült sikerült. A nyomjelzett kút és a termelt kút is két rétegre volt szűrőzve és közben végigkavicsolva. Ily módon a nyomjelző, legalább két rétegben, szabadon áramolhatott a termelő kútba. A termelő kútból eleinte 700 l/p majd később 200 l/p-el szivattyúztak. Összesen két hétig. A mintavételezés ezt követően sem ált le. Mert amikor a kútból vizet vételeztek, akkor mintát is vettek. A mintákban egyértelműen sikerült kimutatni a nyomjelző jelenlétét. Sajnos a laborban a minták alapján előállított koncentráció görbe itt sem volt felhasználható a számítógépes programmal történő elemzéshez. Ellenben a görbén (lásd 6.1.13. ábrán) igen jól érzékelhető két maximum hely, ami

8

Csengerben a termelt kútból vett minták

7 6 5 4 3 2 1


20 03 .0 8. 04

20 03 .0 7. 28

0

20 03 .0 7. 21

Fluoreszcein koncentráció [ µ g/l ]

valószínűleg a két rétegen különböző idő alatt végigáramló nyomjelző anyag hatása.


6.1.13. ábra A csengeri termelő kút mintáiból szerkesztett koncentráció görbe Az Egerben elvégzett mérés igazolására kiadott jelentést lejjebb lehet elolvasni. A jelentésben részletesebben van leírva a vizsgálati eljárás.

72.


Jelentés a Miskolci Egyetem által bevizsgálásra átadott vízminták fluoreszcein-tartalmáról A vállalt tevékenység: a fluoreszceintartalom Varian Cary 3E típusú spektrofotométerrel történő meghatározása. Lépések: 1. az átadott „etalon” oldat fluoreszcein-tartalma abszorpciós spektrumának felvétele, a mérés optimális hullámhosszának meghatározása; 2. fluoreszceinmentes vízminta felhasználásával min. 0,98-as r2-értékkel illeszkedő, 11 tagú kalibrációs egyenes készítése; 3. mintánként három független mérés elvégezése; 4. a mérések eredményének táblázatos formában való összegzése, illetve grafikonok segítségével történő prezentálása.

1. A fluoreszcein-oldat („etalon”) abszorpciós spektrumának felvétele Az oldat abszorpciós spektruma felvételének célja a sorozatmérés optimális hullámhosszának meghatározása volt. Ezt azért szükséges, mert a fluoreszcein többféle hullámhosszon rendelkezik elnyelési csúccsal, amelyeken mérhető a mennyisége, és az adott körülményekre célszerű meghatározni a legnagyobb érzékenységet adó, a legpontosabb mérést biztosító hullámhosszt. Ezt elvégezve az 1. ábrán látható spektrumot kaptuk. Ebből megállapítható, hogy a kútvízben oldott fluoreszcein 490 nm-en mutatta a legnagyobb csúcsot, vagyis fotometriás mérésre ez a hullámhossz a legalkalmasabb. A sorozatméréshez e hullámhosszon készítettük a kalibrációs egyenest, de a szerződésben kikötött 512 nm-es összehasonlító méréseket is elvégeztük fluoriméterrel a mintasorok kritikus pontjainál (koncentrációnövekedés kezdőpontja, maximuma, jelentős csökkenés végpontja). Az előzetes eredményközlés során egyes minták (nevezetesen az 5. kút) szennyezettsége merült fel. Azóta tisztáztuk a helyzetet: az etalont jelentősen meghaladó fluoreszcein-koncentráció alakult ki a kútban, és emiatt fluoreszcein fényelnyelési tulajdonsága megváltozott (2. ábra). A minták 100x-es (százsoros!) hígítása viszont már a fluoreszceinre jellemző spektrumot mutatott, de az etalonnál fényelnyelés kellett a méréshez, így az 1000x-es hígításból lehetett pontosan meghatározni a 490 nm-es hullámhosszon való fényelnyelésüket.

2. A kalibrációs egyenes elkészítése Az etalon oldat felező hígításával készítettük el a várható koncentrációk meghatározására alkalmas kalibrációs egyenest. A spektrofotométerrel közvetlenül is alkalmas a koncentráció kiszámítására, de a sorozatmérés nehézzé teszi az egyes minták néha nem is egyszerű azonosító jelének a bevitelét, ezért úgy oldottuk meg a feladatot, hogy a fényelnyelési adatokat rögzítettük, és Excel program segítségével számítottuk ki a kalibrációs egyenes egyenletét, majd az egyenlet alkalmazásával a valós koncentrációkat. Az eredményeket minden esetben µg/l dimenzióban közöljük. Az alkalmazott függvény az alábbi: koncentráció = (absz. - 0,0008)/0,0024. R2 = 0,9996

3. A sorozatmérések elvégzése A mérések során háromszor mértünk 3-3 ml-t a kvarcküvettába a mintákból. Ha a mérések különbsége meghaladta a 2 %-ot, újabb három mérést végeztünk el. A fényelnyelési adatokat Excel táblázatba importáltuk, ahol a kalibrációs egyenes egyenletét felhasználva kiszámítottuk az egyes mérések koncentrációját, majd az átlagot és szórást is. Az 5. jelű kút esetében a minták 1000x-es hígításban kerültek mérésre, majd a kapott koncentrációt visszaszoroztuk. Az első mérési sorozatnál

73.


vakpróbaként az adott kút vizét alkalmaztuk, azonban a kutak vizének egymástól való eltérése miatt végül egységesen desztillált vizet használtunk.

4. Az eredmények bemutatása Az eredményeket Excel táblázatban közöljük, az egyes kutak adatait külön grafikonon is bemutatjuk.

Dr. Kiss Attila igazgató Integrált Természettudományos Szolgáltató és KutatóCentrum Eszterházy Károly Főiskola, Eger, Leányka u. 6. T.: 06-20-329-4478, Fax: (36)520-445, E-mail: [email protected] Eger, 2003. november 10. A jelentésben említett Excel táblázatokat a dolgozatomhoz nem mellékelem, mivel nem látom értelmét. Túl nagyok, és nem adnak véleményem szerint többletinformációt, a vizsgálatok megértéséhez!!!

74.


6.2. Próbaszivattyúzási eredmények A próbaszivattyúzási eredményeknek csak egy része áll a rendelkezésemre. Egész pontosan a magyarországi vizsgálatok eredményei. A szivattyúzási eredmények kiértékelése elég nehézkes. Mivel több dologról is sikerült megfeledkezni. Először is a kivitelező cég, önhibáján kívül, nem mérte olyan sűrűséggel a vízszinteket, ahogy azt egy próbaszivattyúzáshoz szükséges lett volna. Másrészről a mérési eljárásuk sem biztosít nagyobb pontosságot +-2,5cm-nél. Nem is lett volna nagyobb pontosságra szükség, ha nem akarják a mérés során mért értékeket próbaszivattyúzásként kiértékelni. Másrészt mi is hibát követtünk el, amikor az Eijkelkamp DIVER vízszint- és vízhőmérsékletmérő szondákat behelyeztük a kutakba. Nem számoltunk ugyanis azzal, hogy a műanyag kötelek, amelyekre a műszereket rögzítettük, jelentősen meg fognak nyúlni (kb.15cm-t). És ez a nyúlás a későbbiekben nem lesz teljesen kompenzálható. Így a szivattyúzási görbéknek az eleje, ami a legértékesebb része, nem tökéletesen megbízható ezért nem használható fel megbízhatóan. A méréseket, amit a szondák perces, avagy 5 perces gyakorisággal végeztek, hogy mi tenger feletti magasságban mért vízszintekké tudjunk alakítani, pontosan ismerni kellett volna, a kútperemek magasságát, és a kézi méréseknek megfelelően pontosaknak kellett volna lennie. Sajnos a kútperemek magassága sem volt tökéletesen bemérve, de ezt később mi magunk lemértük. A kézi mérések pontatlansága viszont benne maradt a mért adatokban. Így a bemutatott adatok nem teljesen pontosak, de használhatóak. Éppen ezért a mért adatokat csak grafikonos formában mutatom be.

75.


Szatmárcseke 1-es helyszínen mért vizszintek grafikonos formában Szatmárcseke 1-es helyszín termelőkútjának vízszintadatai 105,00

Vízszint [mBf]

104,00 103,00 102,00 101,00 100,00

Kézi mérések

0.

9.

20 03 .7 .2

Idő

20 03 .7 .1

8. 20 03 .7 .1

7. 20 03 .7 .1

6. 20 03 .7 .1

5. 20 03 .7 .1

20 03 .7 .1

4.

99,00

Gépi mérések részlegesen korrigálva

6.2.1. ábra Szatmárcseke 1-es helyszín termelőkútjának vízszintjei, kézi és részlegesen korrigált gépi mérések

A figyelő és nyomjelzett kút vízszintjei 110,00 109,00

Vízszint [mbf]

Levegő majd víz beadagolása

108,00 Fluoreszcein beadagolása

107,00 106,00 105,00 104,00

20 03 .

7. 18 . 20 03 .

7. 17 .

7. 16 .

Idő

20 03 .

7. 15 . 20 03 .

20 03 .

7. 14 .

103,00

1-es kút

2-es kút

3-as kút

4-es kút

5-ös nyomjelzett kút

6-os kút

7-es kút

8-as kút

6.2.2.. ábra Szatmárcseke 1-es helyszín nyomjelzett és figyelőkútjainak vízszintjei kézi mérések alapján

76.


Vizszintek kezdetben és max. depressziónál 105,50

105,10

105,00 104,50

Vizszint [mBf]

104,00

104,06 103,60

104,18 104,16

103,50

104,29

104,29

104,18 104,25 104,27 104,28

104,25

104,23 103,98 103,75

103,00 102,50 102,00 101,50 101,00 100,50 100,00 99,50 99,00 0,00

99,81 10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

Távolság Tiszától [m] Tisza Depresziós tere Tisza és termelőkút depressziós tere

6.2.3. ábra A Tiszára merőleges elvi metszett, a kútsoron keresztül A 6.2.3. ábrán, két elvi vízszintgörbét láthatunk egy a Tiszára merőlegesen, a kutakon keresztülmenő szelvényben. A görbék egyes pontjai a kutakat jelképezik. A görbék azért elviek, mert a Tisza vízszintje egyiken sem mérés eredménye, hanem interpolálás lévén lett meghatározva. A kutak vízszintjei a kutakban mért természetes vízszintet mutatják. A depresszió görbe pedig a legnagyobb depresszióhoz tartozó szinteket. Mindenesetre jól látható az ábrán, hogy a termelőkút jelentős depressziós tényező volt a Tiszához képest is. Mint később izotópos vizsgálattal kimutatták jelentős részben Tiszai eredetű volt a vízminták vize. Az adatok alapján több módon is megpróbáltam szivárgási tényezőt számolni. Az értékek meglehetősen szórnak. Véleményem szerint az általam számított 1,25*10-5 m/s -tól egész 0,05 m/sig terjedő értékek közül, a 7*10-4 m/s fogadható el jó közzelítésnek.

77.


Szatmárcseke 2-es helyszínen mért adatok értékelése Szatmárcseke 2-es helyszín termelőkút vízszintjei 106,50 106,00

Vízszint [mBf]

105,50 105,00 104,50 104,00 103,50 103,00

kézi mérés

.1 6. .8

.1 5. 20

20

03

03

.8

.8 20

20

03

.8

Idő

03

03 20

03 20

.1 4.

.1 3.

.1 2. .8

.8

.1 1.

102,50

gépi mérés

6.2.5. ábra Szatmárcseke 2-es helyszín termelő kútjának vízszintsora

Szatmárcseke 2-es helyszín nyomjelzett kút vizszintjei Fluoreszcein beadagolása

106,70 106,60 106,50 106,40 106,30

Gépi mérés

6.

5.

03 20

03

.8 .1

.8 .1

4. .8 .1 20

Kézi mérés

20

03 20

Idő

03

.8 .1

3.

2. .8 .1 03 20

03

.8 .1

1.

106,20

20

Vizszint [mBf]

106,80

gépi nyomással korigálva

6.2.6. ábra Szatmárcseke 2-es helyszín nyomjelzett kútjának vízszintsora

78.


Miközben ezen ábrákat szerkeszttetem, felfigyeltem valamire. Mégpedig arra, hogy a két mérési helyszín között nem volt több mint egy kilométer, és kb. egy hónappal, később volt a második helyszínen a mérés. Mégis a második helyszín nyugalmi vízszintjei kb. 2 m-el magasabban voltak, az elsőnél. Ha a kutak jól lettek beszintezve, akkor ez azt jelenti, hogy ezen a szakaszon a Túr bukógát melletti részen jelentős a Túrból a talajvízbe történő beszivárgás. Ez magyarázatot szolgáltathat arra nézve, hogy miért volt az egyes helyszín vize érezhetően vasasabb ízű, mint a második helyszíné. És arra is szolgál némi magyarázattal, hogy miért lehetett jobban értékelni a második vizsgálati hely vízmintáit. Lévén kisebb vastartalom kevésbé befolyásolja a fluoreszcein kimutatását.

A nyugalmi vízszint és a termelt vízszint alakulása 112

111,68

Vizszintek [mBf]

111

111,68

110 109 108

106,425

107

106,35

106 106,28

105 104 103 0

5

10

15

20

25

103,130

35

Távolság a Túrtól Nyugalmi vízszint

Termelt vízszint

6.2.7. ábra A nyugalmi és a termeléskori vízszintek alapján szerkesztet elvi metszet a kutak tengelyében A vastartalom jutott eszembe, hogy a kísérleti telepet, amin az 1-es mérés folyt tulajdonképpen távlati, parti-szűrésű vízbázis vizsgálatára telepítették. Ha igazak a feltevéseim és nyári időszakban, a Tisza kisvízállás mellet megcsapolja a talajvizet és a kutak vize vasassá, válik. Ugyanakkor a Túr még mindig a talajvizet táplálja (a bukógát miatt). Érdemes lenne megvizsgálni

79.


nem lenne-e érdemes a Túr melletti területen parti-szűrésű vízbázist létrehozni, ha az igények úgy alakulnak. Ez természetes csak az én gondolatom, ami most jutott eszembe. A vízügyi igazgatóság adatai szerint berajzoltam a 6.2.7. ábrára, a Túr folyó vízszintjét. A nyomjelzett kúttól a folyó távolságát csak becsültem. De lényegesen nem befolyásolja pár méter eltérés a tényt, hogy 5 m-el magasabban van a vízszint a Túrban, mint a mi általunk termelt kútban. Ezek szerint a réteg jelentősen táplálkozik a Túrból. A mérésekre visszatérve itt a második helyszínen is jól látható, hogy a kutakban nem jött létre még stacioner állapot, de annak ellenére vehetjük úgy, hogy kvázi stacioner állapotban vizsgáltuk a rétegeket. A vízszintgörbéknek az a része, ami igazán alkalmas lenne az értékelésre itt sem megbízható és nem részletes. Ezen okból kifolyólag a számítások, amiket a szivárgási tényező meghatározására végeztem, tájékoztató jellegűek. Ezen számítások eredménye az lett, hogy a szivárgási tényező 1,5-10-1 m/s és 3,3*10-3 m/s közzé esik. Ebből véleményem szerint a 3*10-3 m/sos érték egész reálisnak tűnik. Csengeri helyszínen végzet szivattyúzás eredményei Csengeren kettő db kutat használtak fel a vizsgálatok elvégzésére. (K-43, K-44) A kutak távolsága 55 m volt mélységük pedig 90 m és 92 m. Két rétegre voltak szűrőzve, közben végigkavicsolva. (Lásd 5.4.2. ábrát.) A víznyomjelzéses vizsgálathoz a két kútban lévő kisteljesítményű szivattyúkat kiszerelték. A kutakat homoktalanították, majd a termelni kívánt kútba, megfelelő teljesítményű szivattyút építettek be. A próbaszivattyúzás a K-43-as kútból 2003.07.17.-én megkezdődött, de különböző műszer és vízelvezetési problémák miatt tartóssá csupán 2003.07.21.-én vált. Ekkor 750 l/perces homokmentes hozamot tudott biztosítani, melyet – két rövid áramszünetet leszámítva – 2003.07.31.-ig tartani lehetett. Ekkor vízelhelyezési problémák miatt a kitermelendő víz hozamát 200 l/percre kellett csökkenteni. A mérés végéig, 2003.08.06.-ig ezzel a hozammal dolgozott. Ez kisebb gondot okozott. (A szondákat a termelőkútban át kellet helyeznünk, mert túl nagy vízszintkülönbség kívül eset a készülékek mérési határán.) Ez jól látható vízszintgörbéken is. A nyomjelzőanyag rétegbejutását elősegítendő a kútba, a K-43-as kútból szívott vízből 10 l/perces hozammal vizet vezettünk július 23-ig. (A termelés nem volt folyamatos, mivel a szivattyú

80.


45 percet működhetett, utána 15 percig pihentetni kellett. Sajnos, emberi mulasztás miatt a szivattyú időben történő visszakapcsolása többször elmaradt.) A vizsgálat során a kutakba elhelyezésre került két-két darab Eijkelkamp DIVER vízszintés vízhőmérséklet mérő (plussz egy-egy barometrikus nyomás meghatározására szolgáló) szonda,

Csenger K43-as termelőkútjának vízszintjei Gépi mérések

.

. 03

.8

.4

. 20

03

.8

.3

.

.2

.1 20

03

.8

1. 20

03

.8

0. 03

.7

.3

9.

20

03

.7

.3

8. .7 03

20

Idő

Hozam csökkenté

.2

7.

20

03

.7

.2

6.

20

03

.7

.2

5.

20

03

.7

.2

4.

20

03

.7

.2

3.

20

03

.7

.2

2.

20

03

.7

.2

1.

20

03

.7

.2

0.

20

03

.7

.2

9.

20

03

.7

.2

8.

.1 20

03

.7

.1 20

03

.7

.1 20

03

.7

.1 03

.7 20

20

7.

Áramszünet

Kézi mérések

20

113 112 111 110 109 108 107 106 105 104 103 102 101 100 99 98 97 6.

Vízszintek [mBf]

valamint óránként kézi vízszintmérésekre is sor került mindkét kútban.

6.2.8. ábra A Csengeri K43-as számú általunk termelt kút vízszintjei

Csengeri K43-as termelőkút vízszintsora a nyomjelzés alatt 109,00

Áramszünet

Hozam csökkenté s

107,00 106,00 105,00 104,00 103,00 102,00 101,00 100,00

Idő

Gépi mérések

üzemelés ideje alatt

81.

. .8

03 20

Kézi mérések

6.2.9. ábra A Csengeri K43-as számú kút vízszintjei a folyamatos

.5

. .4

. .8

20

03

.8

.3

. .2 03 20

20

03

.8

.1

.

1.

.8 03

20

20

03

.7

.3

0.

.7

.3

9. 20

03

.7

.2

8. 20

03 20

03

.7

.2

.2

7.

6. .7 03 20

03

.7

.2

5. 20

20

03

.7

.2

4.

.7

.2

3. 03 20

20

03

.7

.2

2. .2

1. .7

.2 20

03

.7 03

20

03

.7

.2

0.

99,00

20

Vízszintek [mBf]

108,00


Vizrátöltések

.

. 03

.8

.6

.

.5

03

.8 20

.

.4

03

.8 20

.

20

20

03

.8

.3

.

.2

.1 20

03

.8

1. 03

.8

0.

.3 .7

03

20

9.

Idő

20

03

.7

.3

8.

20

03

.7

.2

7.

.2

03

.7 20

6.

.2

03

.7 20

5.

.2

03

03

.7 20

4.

.2 .7 20

3.

.2

03

.7 20

2.

20

03

.7

.2

1.

.2

03

.7 20

0.

.2 20

03

.7

.2 20

20

03

.7

.1

.1

.7

.7

03

03

20

20

9.

Áramszüne tek

8.

Vízszintek [mBf]

Csenger K44-es nyomjelzett kút vízszintjei 112,30 112,20 112,10 112,00 111,90 111,80 111,70 111,60 111,50 111,40 111,30 111,20 111,10 111,00 110,90

Gépi mérés

6.2.10. ábra A Csengei K44-es nyomjelzett kút vízszintadatai

K43-as termelő kút

K44-es nyomjelzett kút

20 03 . 20 7. 1 03 8. . 20 7. 1 03 9. . 20 7. 2 03 0. . 20 7. 2 03 1. . 20 7. 2 03 2. . 20 7. 2 03 3. . 20 7. 2 03 4. . 20 7. 2 03 5. . 20 7. 2 03 6. . 20 7. 2 03 7. . 20 7. 2 03 8. . 20 7. 2 03 9. . 20 7. 3 03 0 .7 . . 20 3 03 1. .8 20 . 03 1. .8 20 . 03 2. .8 20 . 03 3. .8 20 . 03 4. .8 20 . 03 5. .8 .6 .

Vízszintek [mBf]

Csengeren a kézi vízszintmérések eredményei 113,00 112,00 111,00 110,00 109,00 108,00 107,00 106,00 105,00 104,00 103,00 102,00 101,00 100,00 99,00 98,00

Idő

6.2.11.ábra A Csengeri kutak kézzel mért vízszintjei A szondák ötperces időközönként mérték a vízszinteket. Ami, a kézi mérésekhez képest, jelentős többletinformációt jelent. Igaz, hogy a gépi mérésekkel gond volt a szondák helyzetének nem állandó volta miatt. De ezt elég jól sikerült kompenzálni, és így felhasználható adatokat szolgáltattak. A mérések során jelentős tapasztalatokat szereztünk a szondák, helyes használatát illetően. Tapasztalatainkat a későbbiekben felhasználhatjuk, szondákkal történő mérésekhez. Ha megnézzük a 6.2.8.; 6.2.9. és 6.2.10. ábrákat, jól látható, hogy mikor voltak áramszünetek, és mikor volt a fluoreszcein beadagolása. A kézi méréseknél 6.2.11. ábrán ezek alig vagy egyáltalán nem észrevehetőek.

82.


A rendelkezésre álló adatokból kiszámítottam a két réteg átlagos szivárgási tényezőjét. Az eredményeim szerint a szivárgási tényező 4,1*10-4 m/s és 4,9*10-4 m/s közötti értéknek vehető.

83.


7. A vizsgálati eredmények összehasonlítása, a hidrogeológiai modell pontosítása

84.


A modell fejlesztői számára, a nyomjelzéses vizsgálatok által szolgáltatott információk jelentős segítséget jelentettek. Leginkább ahhoz járulhattak hozzá a nyomjelzéses vizsgálatok, hogy a modell ne csak egy üres számítógépes adathalmaz legyen. A nyomjelzéses vizsgálatok révén egy természethez közelebb álló modellt sikerült létrehozni. A vizsgálati eredményeket, ezen fejezet keretében, nem áll módomban összehasonlítani. Csak a modell segítségével létrehozott néhány vízföldtani jellemzőt bemutató ábrát tudok bemutatni. Magának a modellnek a fejlesztésében nem volt szerepem. Így az összehasonlításra sincs lehetőségem.

7.1. ábra A sekély vízadó nyomásszintjei, 2002 április (NATO SfP SQUASH Project 2004.)

85.


7.2. A mélységi vízadó nyomásszintjei, 2002 április (NATO SfP SQUASH Project 2004.)

7.3. A sekély vízadó pH értékei (NATO SfP SQUASH Project 2004.)

86.


7.4. ábra A mélységi vízadó rétegek pH-ja (NATO SfP SQUASH Project 2004.)

7.5. ábra NH4 szennyezettsége a sekély vízadónak (NATO SfP SQUASH Project 2004.)

87.


7.6. ábra NH4 szennyezettsége a mélységi vízadóknak (NATO SfP SQUASH Project 2004.)

7.7. ábra Fe tartalom a sekély vízadó vízében (NATO SfP SQUASH Project 2004.)

88.


7.8. ábra Fe tartalma a mélységi vízadó vízének (NATO SfP SQUASH Project 2004.)

7.9.ábra A területen található talajtípusok (NATO SfP SQUASH Project 2004.)

89.


7.10. ábra A felszíni talajok vízvezető képesség szerinti besorolása (NATO SfP SQUASH Project 2004.)

7.11. ábra A sekély és mélységi víztároló rétegek nyomásszintjének eltérései (NATO SfP SQUASH Project 2004.)

90.


7.12. ábra A terület vizeit veszélyeztető lehetséges és aktív szennyező-források (NATO SfP SQUASH Project 2004.) Amint az talán látható a modell sok új információt szolgáltat a területről. Részben azért mert összekapcsolja a Magyar és Román területekről rendelkezésre álló adatokat és egységes, képben mutatja be. Részben pedig a NATO SfP SQUASH Project keretében végrehajtott vizsgálatából származó adatokat a már korábban meglévőkel ötvözve mutatja be újabb, frissebb színben a területet. Sajnos nem túl gyakran adódik lehetőség arra, hogy ilyen mennyiségű új vizsgálat révén ekkora mennyiségű új adatot szerezzenek, szerezzünk egy területről. A NATO nyilvánvalóan nem pusztán jótékonysági célból finanszíroz egy ilyen méretű munkát. Mégis bízom benne, hogy a project címében lévő „Tudomány a Békéért” kijelentés nem marad üres frázis, és a tudomány segítségével tényleg a Béke szolgálatába állhatunk.

91.


8. A törmelékes összletben történő víznyomjelzés, hazai bevezetésének lehetőségei

92.


A törmelékes összletben történő víznyomjelzés, mint azt talán sikerült érzékeltetnem, nem éppen egyszerű módja az adatnyerésnek. Ugyanakkor úgy vélem, ha megfelelő gyakorlatra tesz benne szert valaki, akkor sikeresen tudja kiaknázni a nyomjelzéses vizsgálatban rejlő lehetőségeket. Továbbá véleményem szerint geo-elektromos geofizikai módszerekkel is össze lehetne kombinálni a nyomjelzést, ezáltal növelni a hatékonyságát és megbízhatóságát a módszernek. Ezen, kombináció leginkább a sekély rétegeknél lenne előnyös, ahol kihasználható a geofizika átfogóbb képalkotása a vizsgált területről. A

nyomjelzéses

vizsgálatoknak

a

törmelékes

összletben

történő

magyarországi

felhasználásának, véleményem szerint az is akadályt jelent, hogy a szakemberek, tisztelet a kivételnek, nem igazán örülnek a számukra ismeretlen eljárásoknak. Másrészről az is akadálya a vizsgálatok gyors elterjedésének, hogy viszonylag ritka, hogy két egymáshoz megfelelően közzel lévő kutat talajunk, amik ráadásul egy rétegre vannak szűrőzve. Új kutak létesítése pedig nem feltétlenül kifizetődő. Hátránya továbbá az is, hogy maga a nyomjelző anyag is drága és akkor még nem eset szó a szivattyúzási költségekről. Nehézséget okoz a nyomjelző anyag mintákból történő kimutatása. Még nem gyakori a magyar laborokban a nyomjelző anyagok kimutatását lehetővé tevő berendezés. Itt elsősorban a fluoriméterekre gondolok, amelyekkel a fluoreszcein alapú nyomjelzőket lehet kimutatni. Tehát

véleményem

szerint

olyan

estekben

van

létjogosultsága

Magyarországon

jelenpillanatban és a közeljövőben, ahol vagy „nem számít a pénz”, vagy egyedül ez a megoldás marad. Harmadik lehetőség, amikor úgyis végrehajtanak egy próbaszivattyúzást, aminek kiegészítéseként nyomjelzést is végeznek. Számomra ez a harmadik lehetőség tűnik a legreálisabb változatnak a Magyarországi felhasználásokat illetően. Bízom benne, hogy többen kedvet kapnak a törmelékes összleteknek, nyomjelzéssel való vizsgálatához. Véleményem szerint lenne értelme a vizsgálat eme formájának, ha megfelelően professzionálisan hajtják végre őket. Talán a nyomjelző technikák fejlődése révén eljön az idő, amikor Magyarországon a törmelékes összletek vizsgálatánál, alapvető módszerré válik a nyomjelzés. Bár nem tartom valószínűnek.

93.


9. Összefoglaló

94.


Bár nem tudom mi lesz ezen dolgozat, és az én sorsom. Mindenesetre szeretném megköszönni mindenkinek, hogy lehetőséget kaptam, hogy részt vegyek ezeken a vizsgálatokon. Biztos vagyok benne, hogy hasznosabban nem tölthettem volna a nyári gyakorlatomat máshol se. Meggyőződésem, hogy az ezen idő alatt megtapasztalt történések mindenképpen maradandó nyomot hagynak szemléletvilágomban. Szeretném megköszönni az együtt töltött napokat és útmutatásokat Lénárt Lászlónak, aki sok jó tanácsot adott. Bár gyakran nem sikerült megtartanom az intéseit. Ugyanakkor köszönettel tartozom Emil Radunak is, akitől sok érdekes és új dolgot sikerült megtudnom a szakmával kapcsolatban. És akinek a segítségével a beszélgetéseink révén, szemléletmódomon úgy érzem sikerült szélesítenem. Így talán nyitottabbá váltam sok olyan dologra, amit addig talán észre se vettem. Továbbá mindenki másnak is, akiket név szerint nem említek köszönöm, hogy találkozhattam velük, és örülök, hogy a program keretében megismerkedhettünk, és együtt tevékenykedhetünk az emberiség javát szolgálva a tevékenykedésünkkel. Remélem, hogy a program keretében létrejött ismeretségek a program végeztével is fennmaradnak és további kooperációra is sor kerül más projectek keretében a felek közt.

95.


10. Irodalomjegyzék

96.


Csengery T., Dr. Deak J. : Szatmárcseke Tiszakóród Távlati Vízbázis, Pótmunkák összefoglalója, Miskolc 2003. EPA: Tracer- Test Planning Using the Efficient Hydrologic Tracer- Test Desing (EHTD) Program, National Center for Enviromental Assessment-Washington Office , Office of Research and Development, United States Enviromental Protection Agency, Washington, DC 20460. F. Dossin: Essais de pompage et de Tracage et modelisation des ecoulements au sein de l’aquifere alluvial de la Somes - Szamos (Roumanie-Hongrie), Universite de Liege Faculte des Science, 2003. Horváth Tibor: A Nyíregyháza II. vízmű hidrogeológiai tervezése. Diplomadolgozat, NME, 1977. Juhász Árpád: Évmilliók emlékei Magyarország földtörténete és ásványi kincsei. Gondolat, Bp. 1983. Juhász Emőke: A milotai vízbázis komplex hidrogeológiai vizsgálata és értékelése védőterület meghatározásának céljából. Diplomadolgozat, ME, 2000. Kovács Balázs: A Szatmárcseke- Tiszakóród Távlati Vízbázis kísérleti telepén végzett próbaszivattyúzás első szakaszának értékelése, Miskolc 2001. Liebe P., Veres K., Pető K., B. Gyurcsik K.: A Nyírség vízföldtani modelljének fejlesztése 1. fázis, VITUKI Rt., Budapest 2003. M. Bretotean, S. Brouyere, M. Radescu, M. Miciuna, A. Filip, E. Radu, E. Tanase, L. Coarna, A. Iancu, F. Nistea, S. Curtean, C.C. Popescu, F. Dossin: Determinarea parametrilor hidrogeologici ai sistemului acvifer al conului aluvionar al raului Somes (NATO SFP 973684-SQUASH project) Marijke Huysmans: Study of a contamination case in the Szamos alluvial plain by groundwater flow and transport modelling Leuven 2001-2002 Maróti Rita: A hulladék-elhelyezés vízbázis-védelmi szempontú koncepciója a Közép-Nyírség területén Diplomadolgozat, ME, 1999.

97.


Martin Atilla: Hajdúszoboszló hidrogeológiai viszonyai. Diplomadolgozat, NME, 1980. Nauner Katalin: A sérülékeny földtani környezetben telepített Mátészalkai Városi Vízmű vízbázisának vizsgálata. Diplomadolgozat, ME, 2000. Rónaki László: Víznyomjelző festékek és kimutatási lehetőségük, A Fluoreszcein, Bp. 1966. Serge Brouyere: Tracer Test and transport modelling, L.G.I.H. University of Liege 2001. Silka

Erzsébet:

A

Nyírmada

-

Pusztadobosi

vízmű

védőterületének

meghatározása.

Diplomadolgozat, ME, 1977. Tirpák István: Kisvárda város vízellátása. Diplomadolgozat, NME, 1974. Tóth Katalin: A SQUASH program által érintett terület földtani áttekintése. (2002. március) Törköly Tamás: Mátészalka Városi Vízmű védőbázisa távlati igényre való bővítésének vizsgálata. Diplomadolgozat, ME, 1977. Werner Kass: Tracing Technique in Geohydrology A.A.Balkema/Rotterdam/ Brookfield/1998

98.

DIPLOMATERV MISKOLCI EGYTEM MŰSZAKI FÖLDTUDOMÁNYI KAR KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI INTÉZET HIDROGEOLÓGIAI MÉRNÖKGEOLÓGIAI TANSZÉK

Recommend Documents