A GÖDI VÍZBÁZIS PARTI SZŰRÉSŰ KÚTSORÁNAK REKONSTRUKCIÓJA A VÍZBESZERZÉSI, KÚTTELEPÍTÉSI LEHETŐSÉGEK VIZSGÁLATA

A GÖDI VÍZBÁZIS PARTI SZŰRÉSŰ KÚTSORÁNAK REKONSTRUKCIÓJA — A VÍZBESZERZÉSI, KÚTTELEPÍTÉSI LEHETŐSÉGEK VIZSGÁLATA — HIDROGEOLÓGIAI TANULMÁNY

MSZ: 5-1/2010

A GÖDI VÍZBÁZIS PARTI SZŰRÉSŰ KÚTSORÁNAK REKONSTRUKCIÓJA A VÍZBESZERZÉSI, KÚTTELEPÍTÉSI LEHETŐSÉGEK VIZSGÁLATA HIDROGEOLÓGIAI TANULMÁNY TARTALOMJEGYZÉK 1. MEGBÍZÁS, ELŐZMÉNYEK……………………………………………… 5 2. A VÍZBÁZIS BEMUTATÁSA……………………………………………… 6 3. A VÍZBÁZISVÉDELEM HELYZETE, A TERÜLETTULAJDONOSI VISZONYOK ISMERTETÉSE………………………………………….…... 18 4. A TERÜLET MORFOLÓGIAI, FÖLDTANI, VÍZFÖLDTANI ADOTTSÁGAINAK ÉS VÍZMINŐSÉGI JELLEMZŐINEK BEMUTATÁSA………………………………..………....…………………. 24 4.1. MORFOLÓGIA………………………………………………………… 25 4.2. FÖLDTAN, VÍZFÖLDTAN………..…………………………………… 26 4.3. VÍZMINŐSÉG……………………………………………………..…… 34 5. A KÚTSOR REKONSTRUKCIÓJÁNAK SZÜKSÉGESSÉGE ÉS LEHETŐSÉGEI…….………………………………………….………….… 39 6. A KÚTSOR REKONSTRUKCIÓJÁNAK JOGSZABÁLYI KORLÁTAI…..…….………………………………………….………….… 43 7. HIDROGEOLÓGIAI SZÁMÍTÁSOK A KÚTSOR REKONSTRUKCIÓJÁNAK MEGALAPOZÁSÁHOZ……….…………… 46 7.1. AZ EGYSZERŰSÍTETT VÍZFÖLDTANI MODELL FÖLÁLLÍTÁSA.….. 46 7.2. HIDROGEOLÓGIAI SZÁMÍTÁSOK A KÚTSOR TELEPÍTÉSÉHEZ……………………………………………………… 47 7.3. HIDROGEOLÓGIAI SZÁMÍTÁSOK A CSÁPOS KUTAK TELEPÍTÉSÉHEZ……………………………………………………… 59 8. JAVASLAT A PARTI SZŰRÉSŰ KÚTSOR TELEPÍTÉSÉRE, A VÍZMŰKUTAK MŰSZAKI KIALAKÍTÁSÁRA……………………..…… 64 9. AZ ÚJJÁÉPÍTETT KÚTSOR PROGNOSZTIZÁLT VÍZBÁZISVÉDELMI VÉDŐÖVEZETI RENDSZERÉNEK MEGHATÁROZÁSA………………………………………….………….… 68 9.1. A FÖLDTANI MODELL FÖLÁLLÍTÁSA.…………………………….. 38 9.2. AZ ALKALMAZOTT SZÁMÍTÓGÉPI SZOFTVER ISMERTETÉSE ÉS A MATEMATIKAI-SZIVÁRGÁSHIDRAULIKAI MODELL FÖLÁLLÍTÁSA…………..………..…………………………………… 40

2010. augusztus hó

1

PÓRUSVÍZ Mérnöki Iroda


MSZ: 5-1/2010

9.3. A MODELLBEN SZEREPELTETETT VÍZTERMELÉSI ÉS DUNAI VÍZSZINT ADATOK ISMERTETÉSE, VALAMINT AZ ERDŐ HATÁSÁNAK FIGYELEMBEVÉTELE…………………………..…… 9.4. A MODELL KALIBRÁCIÓJA………………………………………… 9.5. A SZÁMÍTÁSI EREDMÉNYEK ISMERTETÉSE……………………… 10. A MODELLEZÉSI EREDMÉNYEK ÉRTÉKELÉSE A 123/1997. (VII. 18.) KORM. RENDELET ELŐÍRÁSAINAK FIGYELEMBEVÉTELÉVEL.……………………………………….……... 11. ÖSSZEFOGLALÁS, SZINTETIZÁLÓ ÉRTÉKELÉS....….……………..…

43 51 53

56 74

RAJZJEGYZÉK 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.

ÁTTEKINTŐ (DOKUMENTÁCIÓS) HELYSZÍNRAJZ (M = 1:6500) RÉSZLETES HELYSZÍNRAJZ (M = 1:5000) KATASZTERI HELYSZÍNRAJZ (M = 1:4000) A GÖDI VÍZBÁZIS KUTATÁSI TÉRKÉPE (M = 1:5000) A GÖDI VÍZBÁZIS HIDROGEOLÓGIAI HOSSZ-SZELVÉNYE (MH = 1:3000; MV = 1:200) A GÖDI VÍZBÁZIS HIDROGEOLÓGIAI KERESZTSZELVÉNYE (MH = 1:2500; MV = 1:250) A PARTI SZŰRÉSŰ KÚTSOR SEMATIZÁLT KÉPE (MH = 1:3000; MV = 1:100) AGYAGFEKÜ ÉS KAVICSVASTAGSÁG TÉRKÉP (M = 1:20.000) REKONSTRUÁLT TALAJVÍZDOMBORZATI TÉRKÉP (M = 1:20.000) SZÁMÍTOTT TALAJVÍZDOMBORZATI TÉRKÉP (M = 1:20.000) MÉRTÉKADÓ TALAJVÍZDOMBORZATI TÉRKÉP 3140 M3/NAP HATÉKONY VÍZTERMELÉS MELLETT (M = 1:10.000) MÉRTÉKADÓ TALAJVÍZDOMBORZATI TÉRKÉP 4500 M3/NAP HATÉKONY VÍZTERMELÉS MELLETT (M = 1:10.000) MÉRTÉKADÓ TALAJVÍZDOMBORZATI TÉRKÉP 6000 M3/NAP HATÉKONY VÍZTERMELÉS MELLETT (M = 1:10.000) A BELSŐ VÉDŐÖVEZET HELYZETE 3140 M3/NAP HATÉKONY VÍZTERMELÉS MELLETT (M = 1:10.000) A BELSŐ VÉDŐÖVEZET HELYZETE 4500 M3/NAP HATÉKONY VÍZTERMELÉS MELLETT (M = 1:10.000) A BELSŐ VÉDŐÖVEZET HELYZETE 6000 M3/NAP HATÉKONY VÍZTERMELÉS MELLETT (M = 1:10.000) JAVASLATI TÉRKÉP A MŰVELÉSI ÁG MEGVÁLTOZTATÁSÁRA (M = 1:5000) VÍZSZINTVÁLTOZÁS TÉRKÉP (M = 1:10.000)

GRAFIKONJEGYZÉK

2010. augusztus hó

2



MSZ: 5-1/2010

1. A FELSŐGÖDI VÍZMÉRCE 1991-2000 KÖZÖTTI VÍZÁLLÁSTARTÓSSÁGI GÖRBÉJE ÉS JELLEMZŐ VÍZÁLLÁS ÉRTÉKEI 2. A BP., VIGADÓ TÉRI VÍZMÉRCE 1991-2009 KÖZÖTTI VÍZÁLLÁSTARTÓSSÁGI GÖRBÉJE ÉS JELLEMZŐ VÍZÁLLÁS ÉRTÉKEI 3. MÉRCEKAPCSOLATI VIZSGÁLAT A FELSŐGÖDI ÉS A BUDAPEST, VIGADÓ TÉRI VÍZMÉRCÉK KÖZÖTT (1991-2009) 4. MÉRCEKAPCSOLATI VIZSGÁLAT A FELSŐGÖDI ÉS A SURÁNYI VÍZMÉRCÉK KÖZÖTT (1991-2009) 5. A GÖDI VÍZBÁZIS FIGYELŐKÚTJAIBAN MÉRT TALAJVÍZSZINTEK ALAKULÁSA 6. AZ ÖSSZES VASTARTALOM ALAKULÁSA A GÖDI VÍZBÁZIS FIGYELŐKÚTJAIBAN 7. AZ ÖSSZES MANGÁNTARTALOM ALAKULÁSA A GÖDI VÍZBÁZIS FIGYELŐKÚTJAIBAN 8. A NITRÁTTARTALOM ALAKULÁSA A GÖDI VÍZBÁZIS FIGYELŐKÚTJAIBAN 9. AZ AMMÓNIUMTARTALOM ALAKULÁSA A GÖDI VÍZBÁZIS FIGYELŐKÚTJAIBAN 10. A SZULFÁTTARTALOM ALAKULÁSA A GÖDI VÍZBÁZIS FIGYELŐKÚTJAIBAN 11. AZ ÖSSZES KEMÉNYSÉG ALAKULÁSA A GÖDI VÍZBÁZIS FIGYELŐKÚTJAIBAN 12. AZ OLDOTT OXIGÉNTARTALOM ALAKULÁSA A GÖDI VÍZBÁZIS FIGYELŐKÚTJAIBAN 13. A KUTANKÉNTI VÍZHOZAM ÉS A SZÜKSÉGES KÚT DARABSZÁM A KÚTTÁVOLSÁG FÜGGVÉNYÉBEN 14. A KUTANKÉNTI VÍZHOZAM, AZ ELÉRÉSI IDŐ ÉS A SZÜKSÉGES KÚT DARABSZÁM A FOLYÓ–KÚTSOR TÁVOLSÁG FÜGGVÉNYÉBEN (KÚTTÁVOLSÁG 29,0 MÉTER) 15. A KUTANKÉNTI VÍZHOZAM, AZ ELÉRÉSI IDŐ ÉS A SZÜKSÉGES KÚT DARABSZÁM A FOLYÓ–KÚTSOR TÁVOLSÁG FÜGGVÉNYÉBEN (KÚTTÁVOLSÁG 43,5 MÉTER) 16. A CSÁPOS KÚT PÁR TAGONKÉNTI VÍZHOZAMA A KÚTTÁVOLSÁG ÉS A FOLYÓ–KÚT TÁVOLSÁG FÜGGVÉNYÉBEN

MELLÉKLETJEGYZÉK 1. H. 46.196/1990-II. SZÁMÚ VÍZJOGI ÜZEMELTETÉSI ALAPENGEDÉLY (KDV VÍZIG, 1990. 04. 03.) 2. H. 8/1991-I. SZÁMÚ VÍZJOGI ÜZEMELTETÉSI ENGEDÉLY MÓDOSÍTÁS (KDV VÍZIG, 1991. 05. 28.) 3. H. 33.750-2/1998. SZÁMÚ VÍZJOGI ÜZEMELTETÉSI ENGEDÉLY MÓDOSÍTÁS (KDV VÍZIG, 1998. 06. 16.)

2010. augusztus hó

3



MSZ: 5-1/2010

4. KTVF: 41.520-2/2009. SZÁMÚ VÍZJOGI ÜZEMELTETÉSI ENGEDÉLY MÓDOSÍTÁS (KDV KTVF, 2009. 09. 10.) 5. KTVF: 26.482-3/2010. SZÁMÚ VÍZJOGI ÜZEMELTETÉSI ENGEDÉLY MÓDOSÍTÁS (KDV KTVF, 2010. 06. 08.) 6. A GÖD, 3057 HRSZ. FÖLDTERÜLETI INGATLAN FÖLDHIVATALI TULAJDONI LAP MÁSOLATA (DUNAKESZI KÖRZETI FÖLDHIVATAL, 2008. 02. 13.) 7. A GÖD, 3057 HRSZ. FÖLDTERÜLETI INGATLAN FÖLDMÉRÉSI INGATLAN-NYILVÁNTARTÁSI TÉRKÉPMÁSOLATA (DUNAKESZI KÖRZETI FÖLDHIVATAL, 2008. 02. 13.) 8. A GÖDI VÍZBÁZIS KÚTSORÁRÓL KÉSZÜLT FÉNYKÉPFELVÉTELEK 9. A GÖDI VÍZBÁZIS KÚTJAIRÓL KÉSZÜLT FÉNYKÉPFELVÉTELEK 10. A GÖDI VÍZBÁZIS TERMELŐKÚTJAINAK ÉPÍTÉSKORI ÉS A 2003-2007. ÉVI REKONSTRUKCIÓT KÖVETŐ MŰSZAKI ÉS VÍZSZOLGÁLTATÁSI ADATAI 11. A GÖDI VÍZBÁZIS FIGYELŐKÚTJAINAK ÉPÍTÉSKORI MŰSZAKI ADATAI 12. A KÜLÖNBÖZŐ NAGYÁTMÉRŐJŰ KAVICSOLT KÚTKIKÉPZÉSEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA 13. A VÍZBÁZISVÉDELMI VÉDŐTERÜLETEK ÉS VÉDŐIDOMOK EGYES ÖVEZETEIRE VONATKOZÓ TERÜLETHASZNÁLATI, IGÉNYBEVÉTELI KORLÁTOZÁSOK 14. TERVEZŐI NYILATKOZAT (RÓZSA ATTILA, 2010. 08. 30.) 15. IGAZOLÁS (BUDAPESTI ÉS PEST MEGYEI MÉRNÖKI KAMARA, 2010. 02. 10.)

2010. augusztus hó

4



MSZ: 5-1/2010

A GÖDI VÍZBÁZIS PARTI SZŰRÉSŰ KÚTSORÁNAK REKONSTRUKCIÓJA A VÍZBESZERZÉSI, KÚTTELEPÍTÉSI LEHETŐSÉGEK VIZSGÁLATA HIDROGEOLÓGIAI TANULMÁNY 1. MEGBÍZÁS, ELŐZMÉNYEK A DMRV Duna Menti Regionális Vízművek Zrt. (2600 Vác, Kodály Zoltán út 3.) a 20 db parti szűrésű kútból álló Gödi Vízbázisának (Duna Balparti Regionális Ivóvízellátó Rendszer Gödi Regionális Vízbázis) rekonstrukcióját határozta el. Ez a vízmű-újjáépítés a Környezet és Energia Operatív Program (KEOP) fejlesztési stratégiáján belül a „Fót és Csömör településeken az egészséges, tiszta ivóvíz biztosítása és ehhez kapcsolódóan az ivóvízminőség javítása” cél elérése érdekében indult projekt részét alkotja. A parti szűrésű kútsor újjáépítésének igénye azért merült föl, mert a fóti vízműkutak a közüzemi vízellátó rendszerből vízminőségi okok miatt a közelmúltban történt kikapcsolása mennyiségi hiányt idézett elő a térségben, amit a vízellátásért felelős DMRV Zrt. a Gödi Vízbázis erőteljesebb igénybevételével és a kitermelt víz közvetlen ideirányításával tervez ellensúlyozni. Ez a vízbázis azonban — mondhatni évtizedek óta — a különböző, csak részsikereket eredményező üzemeltetői beavatkozások ellenére az egykori 6000 m3/nap-ban megállapított kapacitása alatt üzemel, így a víztermelés eltervezett fokozásához a kútsor újraélesztésére van szükség. A kútsor lecsökkent víztermelő kapacitását az Üzemeltető az építéskori 6000 m3/nap-ra kívánja visszaállítani. A DMRV Zrt. által közbeszerzési pályázat útján kiírt „Duna Balparti Regionális Vízellátó Rendszer Fót és Térsége biztonságos ivóvízellátásának javítása” tárgyú hidrogeológiai, víztechnológiai, vízkezelési, vezetéképítési tervezési munkát a HIDROKOMPLEX Mérnökszolgálati Kft. (1034 Budapest, Bécsi út 122-124.) nyerte el. Mérnöki Irodánk a pályázatban a győztes HIDROKOMPLEX Kft. — a közbeszerzés értékének 10 %-át meghaladó mértékben igénybe venni szándékozott — alvállalkozójaként került megjelölésre. Cégünk, azaz a PÓRUSVÍZ Mérnöki Iroda Bt. (1039 Budapest, Jendrassik György utca 4.) feladata e komplex tervezési munkán belül a hidrogeológiai munkarészek elvégzése, jelesül:  hidrogeológiai tanulmány készítése a vízmű kapacitásbővítéséhez,  a rekonstrukcióhoz szükséges kúttervek elkészítése (beleértve az új kutak tervét vagy a meglévők fölújításához szükséges terveket, valamint az utóbbi esetben a meglévő kutak megszüntetéséhez szükséges terveket is) vízjogi létesítési engedélyezési és kiviteli tervezési szinten egyaránt.

2010. augusztus hó

5



MSZ: 5-1/2010

Tekintettel a megbízás összetett jellegére, a munkavégzésbe magunk alvállalkozóként a FILLIT Kft-t (2028 Pilismarót, Kölcsey utca 1.) vontuk be, amely cég elsősorban a számítógépes szivárgáshidraulikai modellezési, és a hidrológiai, hidrogeológiai adatföldolgozási munkarészek elvégzésében volt segítségünkre. Előre kell bocsássuk, hogy Mérnöki Irodánk már 2008-ban foglalkozott a szóban forgó vízbázissal, amikor a DMRV Zrt. megbízásából „A Gödi Vízbázis területén telepítendő erdő hatásának elővizsgálata” című hidrogeológiai tanulmányt készítettük el, melyben a megbízás szerint egyrészt a hatósági határozatban kijelölt védőövezeti határvonalak helyességét vizsgáltuk, illetve azokat a jelenleg érvényben lévő jogszabályi előírások figyelembevételével pontosítottuk, továbbá azt elemeztük, hogy a vízbázis területén tervezett erdősítés milyen hatást gyakorol ezen határvonalak elhelyezkedésére, a talajvíz szintjére és a vízbázis kútjaiból kitermelt víz utánpótlódási viszonyaira, valamint a vízminőségre. A kézben tartott hidrogeológiai tanulmány az egykori vízműkapacitás visszaállítási lehetőségeit vizsgálja abból a célból, hogy az eltervezett vízműrekonstrukció megalapozottan legyen végrehajtható.

2. A VÍZBÁZIS BEMUTATÁSA A Gödi Vízbázis 20 db parti szűrésű kútból épül föl. A kutak kútsort alkotva, egymástól 25-52 méter (többnyire 27,5 méter), a Duna partélétől 70-90 méter (átlagosan 75 méter) távolságra helyezkednek el, a folyót kísérő árvédelmi töltés mentett oldalán a folyó 1670,30-1670,85 fkm szelvényei közötti partszakaszon. Az 547 méter hosszú kútsor látképe a 7. melléklet fényképfelvételein látható, míg térképi ábrázolása az 1. rajzként szerepeltetett áttekintő helyszínrajzon és 2. rajzként bemutatott részletes helyszínrajzon történt. (Itt hívjuk föl a figyelmet arra, hogy az 1-2. rajzok alapjául szolgáló, a Földmérési és Távközlési Intézet (1149 Budapest, Bosnyák tér 5.) által kiadott M = 1:10.000 méretarányú topográfiai térképen a Duna 1671,0 fkm szelvénye rossz helyen került föltüntetésre. Magunk a föntebb közölt adatokat az 1670,0 fkm szelvénytől származtattuk.) A kútsort 600×80 méter befoglaló méretű, drótfonatos kerítéssel határolt belső védőövezet veszi körül. A kutakat egységes kútszerkezettel a VIKUV Vízkutató és Fúró Vállalat Lajosmizsei Üzeme létesítette 1978-1979-ben, a VIZITERV Vízügyi Tervező Vállalat által az 1971-1977. évek között folytatott hidrogeológiai kutatás eredményeként e célra kijelölt területen. A kutak az Országos Kútkataszteri Nyilvántartásban Göd, K-9–K-28 számon szerepelnek. A kutakat  460/400 mm eternit szűrőcsővel képezték ki, melyet egy  1000/980 mm acél köpenycsővel ideiglenesen megtámasztott furatban helyeztek el. A kutanként 2010. augusztus hó

6



MSZ: 5-1/2010

változó, 4,4-10,0 méter hosszúságú perforált csőszakaszt 26-os szitaszövettel burkolták be, míg a furat és szűrőcső közötti csőközt (gyűrűs teret) szűrőkaviccsal töltötték ki két rétegben oly módon, hogy a furat és az ideiglenes belső  720/711 mm acél köpenycső közé 2-10 mm szemcseméretű, a belső köpenycső és a szűrőcső közé pedig 10-13 mm szemcseméretű szűrőkavics került elhelyezésre. A külső, apróbb szemű kavicspalást vastagsága így 140 mm, míg a belső, durvább szemcseszerkezetűé 125 mm lett. A kutak e nagyátmérőjű szerkezetnek köszönhetően igen kiváló vízszolgáltatási jellemzőkkel rendelkeztek; a belőlük egyenkénti termeltetés mellett építéskor kiemelt maximális vízhozam 360-1900 L/perc között mozgott, túlnyomóan meghaladta az 1000 L/perc-et, ugyanakkor D felé egyértelműen romló tendencia volt megfigyelhető. A 20. számú kút a kútsor 1981. évi üzembe helyezése után nem sokkal, 1983-ban — csekély vízhozama és nem megfelelő vízminősége miatt — kikapcsolásra került. Azóta nem működik. Az addig 20 tagú, 547 méter hosszúságú kútsor így attól kezdve 19 tagúra és 495 méter hosszúságúra csökkent. A vízműkutak építéskori műszaki és víztermelési adatait táblázatosan a 9. mellékletben foglaltuk össze. A kutakra a Duna közelségéből fakadó korábbi biztonsági előírások miatt egy-egy a terepszintből kiemelt, gúlaszerű, füvesített felületű földprizmával fagymentesen védett, egységesen 3,70×1,65×2,0 méter belméretű monolit vasbeton kútfej akna épült, melyekben a szükséges kútfej szerelvények (nyomásmérő műszer, elektromos jeladós vízóra, vízmintavevő csap, tolózár, visszacsapó szelep) kerültek elhelyezésre. A vízmintavevő csap beépítése a közvetlenül a kútból kitermelt víz mintázásának lehetőségét biztosítja, míg a kútfejen a csavaros zárósapkával lezárt csőcsonk elhelyezése a kútbeli vízszintek lemérésére nyújt lehetőséget. (Megjegyezzük, hogy a 106,59-107,27 m B. f. magasságig kiemelt akna betonfödém szintek jócskán, mintegy 1,71-2,39 méterrel emelkednek az idén életbe lépett „A folyók mértékadó árvízszintjeiről” szóló 11/2010. (IV. 28.) KvVM rendelet szerinti 104,88 m B. f. mértékadó árvízszint (1670,7 fkm) fölé. Magasságuk meghaladja a szomszédos árvédelmi töltés szintjét is.) A kútfejek jellemző kialakítását a 8. melléklet fényképfelvételein láthatjuk. A kutak által szolgáltatott víz építéskori vas- és mangántartalma meghaladta az akkori egészségügyi határértéket. A vízföldtani naplók tanúsága szerint ezek az építéskori vaskoncentrációk az Országos Közegészségügyi Intézet mérései szerint 0,18-5,20 mg/L között — jellemzően 0,50-1,00 mg/L között —, a mangánkoncentrációk pedig 0,08-0,38 mg/L között — általában 0,20-0,30 mg/L között — mozogtak, szemben az akkor hatályos MSZ 450/1:1978 jelzetű, „Ivóvíz — Minősítés fizikai és kémiai vizsgálat alapján” című nemzeti szabvány által megszabott 0,2 mg/L-es vas és 0,1 mg/L-es mangán határértékekkel. A vas- és mangánkoncentráció a vízbázis 1981-ben történt üzemszerű működésbe állítása után 2010. augusztus hó

7



MSZ: 5-1/2010

sem csökkent, így a kitermelt víz — hálózatba kerülés előtti — kezeléséről kellett gondoskodni. A sokféle vastalanítási módszer közül Gödön a Finnországban kifejlesztett VYREDOX in situ vastalanító eljárást valósították meg 1983-1985 között a svéd VYRMETODER AB. cég irányításával. Ez a módszer a vas- és mangántalanítást magában a vízadó rétegben hajtja végre oly módon, hogy a talajvízbe a termelőkutak körül elhelyezett nyelető kutakon keresztül oxigénben dúsított víz kerül visszainjektálásra, miáltal ott a felszín alatti vízben lévő kétértékű, s ebből fakadóan oldatban maradni szándékozó vas- és magán-ionok — a vízben lévő mikroorganizmusok fölerősödő élettevékenysége hatására — föloxidálódnak, háromértékűvé válnak, és vashidroxidok, mangánoxidok formájában a kőzetszemcsékre tapadva kicsapódnak (HALLBERG R. O. – MARTINELL R., 1976). A folyamat a következőképpen zajlik le: Fe 2   3H 2O  Fe3  3OH   e  3H   Fe(OH )3  e  3H  , illetve 

Mn2   2H 2O  Mn4   2O2  2e  4H   MnO2  2e  4H  .

Mint látható, a vázolt elektrokémiai folyamat során megnő a vízben a hidrogén-ion koncentrációja (pH) és az elektronkoncentráció (Eh), vagyis a redoxpotenciál is, azaz úgy is fogalmazhatunk, hogy ahhoz, hogy a vas- és mangán-ionok a vízben kicsapódjanak, savas kémhatásra és nagy redoxpotenciálra van szükség. A képletekből az is kitűnik, hogy a mangán-ionok tovább maradnak oldatban, azok kicsapatásához nagyobb pH és Eh szükséges. Ezt — a mangán-ionok nagyobb oldatbeli stabilitását — bizonyítja a szövegközi 1. ábrán látható grafikon is. A redoxpotenciál mértéke a talajvízben jelenlévő szabad oxigén mennyiségétől függ: értéke növekszik, ha a víz oldott oxigéntartalma nő. A természetben a pH és az Eh magas értékeit, amelyek a vas és a mangán kicsapatásához szükségesek, különböző vas és mangán baktériumok hozzák létre. Ezek a baktériumok az általuk előidézett vas és mangán oxidációt energiaforrásként használják föl saját anyagcseréjükhöz. A mangán oxidálása azonban csak mintegy egyhatodát biztosítja annak az energiának, amely a vas oxidálásából ered. Számos baktériumfajta létezik, amelyik mind a vasat, mind a mangánt képes oxidálni. Ezeknek hatszor annyi mangánt kell oxidálniuk, mint vasat, annak érdekében, hogy azonos mennyiségű energiát nyerjenek. E mellett növekedésükhöz és szaporodásukhoz mindegyiküknek szüksége van szénforrásra is. Minél több mangánt kell a baktériumoknak oxidálniuk, annál több szerves szénre van szükségük.

2010. augusztus hó

8



MSZ: 5-1/2010

1. ábra: Az oldott és kicsapatott vas és mangán a változó pH és Eh függvényében (HALLBERG R. O. – MARTINELL R., 1976)

A VYREDOX eljárás során az oxigéndús víz besajtolásával a talajvízben mesterségesen kerül megnövelésre a redoxpotenciál, s ezzel teremtenek kedvező életfeltételeket azon mikroorganizmusok számára, melyek a vas- és mangán-ionok oldhatatlan állapotba történő kicsapatását végzik. Az oxigéndús vizet beinjektáló kúttól távolabb először a vas csapódik ki, majd az ily módon megnövekvő elektronkoncentráció, emelkedő Eh érték hatására a termelőkút felé közeledve a mangán is kiválik. Ezt a hagymahéjszerű rétegzettséget az alábbi, szövegközi 2. ábra mutatja be:

2010. augusztus hó

9



MSZ: 5-1/2010

2. ábra: A VYREDOX rendszer működése (HALLBERG R. O. – MARTINELL R., 1976)

A rétegzettség oka az előzőekben leírtakból fakad: 1. A vas kicsapódása már alacsonyabb Eh érték mellett, tehát a termelőkúttól távolabb végbemegy. 2. E vaskiválásos zóna felől a talajvíz a termelőkút felé áramlik, és viszi magával a megnövekedett redoxpotenciálú, és az elpusztult vasbaktériumok miatt megnövekedett szerves széntartalmú vizet. Ez a szén válik többlet energiaforrássá azon baktériumok számára, amelyek a legszívesebben mangánt oxidálnak. A mangánkiválás erre visszavezethetően a termelőkúthoz közelebb következik be. (Megjegyezzük, hogy ez az oka annak is, hogy Gödön a termelőkutakban a kúttisztítások alkalmával fekete színű, nyálkás állagú mangán lerakódások voltak észlelhetők.) Az oxigénben gazdag víz nyeletését nem kell folyamatosan végezni, csupán a vas, mangán baktériumok kellő elszaporodásáig szükséges azt folytatni. Attól kezdve a biokémiai folyamat egy darabig önfenntartó, és csak amikor a kitermelt vízben a vasés mangántartalom növekedni kezd — ami a baktériumok életfeltételeinek romlására, számuk csökkenésére utal —, akkor szükséges újból dúsítani, azaz az oxigénben gazdag vizet újra a vízadó rétegbe juttatni. A VYREDOX kezelés hatására a termelőkutakból már megfelelő minőségű víz emelhető ki, amely egyszerű fertőtlenítést követően az ivóvíz hálózatba továbbítható. E vízkezelési eljárás előnye, hogy vegyszerek hozzáadása nélkül érhető el a megfelelő vízminőség, hátránya azonban, hogy a kicsapódó vas- és mangánvegyületek fokozatosan eltömik a kőzet pórusait, csökkentve ezáltal a kőzet vízáteresztő 2010. augusztus hó

10



MSZ: 5-1/2010

képességét. Ez azonban a svéd, finn, dán gyakorlati tapasztalatok és elméleti számítások szerint nem jelentős (HALLBERG R. O. – MARTINELL R., 1976). A módszert forgalmazó VYRMETODER AB. cég 1979-ben egy dortmundi nemzetközi szimpóziumra készített ismertetőjében (VYRMETODER AB., 1979) a következő mondat szerepel: „A pórusvolumen eltömődésének veszélye a kitermelő kutak körül belátható időn belül nem áll fenn, és nem lép fel vas elokkeresedés a kutakban és a szivattyúkban, sem a vezetékekben és a csövekben a VYREDOX eljárás esetén, mégpedig azért, mert a vastalanítás a földréteg tisztító zónáiban következik be, mielőtt a talajvíz a kiemelő kutat elérte.” Sajnos a gyakorlati tapasztalatok itt Gödön ennek éppen az ellenkezőjét bizonyították, s az üzemeltetés hosszú évei alatt a víztermelő kutak vízhozamának fokozatos csökkenése volt tapasztalható. Az építéskori víztermelő kapacitás 6000 m3/nap-ról a 2000. évre 1500-2000 m3/nap értékre csökkent (DMRV ZRT., 2007). Mentségül legyen mondva, hogy az eljárás itt nem teljesen a szokványos módon volt folytatható, az ugyanis — a már ismertetett termékleíró prospektus (VYRMETODER AB., 1979) szerint — a következő gyakoriságú, időtartamú injektálást teszi elvileg szükségessé:  „Valamely kút oxigénes dúsítása normális körülmények között havonta egyszer vagy kétszer történik meg.”  „Valamely kút dúsítása normális körülmények között 24 óra hosszat tart — ebből 20 óra a tényleges dúsítás, 4 óra a kontaktidő —, mialatt a többi kút, kivéve azt a kutat, amely pillanatnyilag a dúsító vizet szolgáltatja, szállítja a fogyasztónak a vizet.” A Gödi Vízbázis termelőkútjainak és a hozzájuk elválaszthatatlanul kapcsolódó in situ vastalanító rendszer kiépítését és üzemrendjét az alábbiakban ismertetjük. A víztermelő kutakba épített búvárszivattyúk egy közös DN 400 mm-es gyűjtővezetékre dolgoznak, amely a kitermelt vizet a Sződliget–Göd határában létesült ún. Gödi Regionális Vízműtelep 2 db 1000 m3 térfogatú térszíni regionális tározó medencéjébe szállítja, ahonnan a gépház szivattyúi továbbítják azt a Duna Balparti Regionális Ivóvízellátó Rendszer távvezetékébe. A víz klórozásos fertőtlenítése is ott a Gödi Regionális Vízműtelep tározó medencéinek fogyasztóvezetékein történik meg. A gödi VYREDOX rendszert a maga létesítményeivel és berendezéseivel 1983-1985 között — mint említettük — a nemzetközi tapasztalatokkal bíró svéd VYRMETODER AB. cég építette ki. A munkába hazai alvállalkozókat vontak be; a nyelető kutak fúrását a Szentendrei Építőipari Szövetkezet végezte. Termelőkutanként 3-4 db, összesen 63 db injektáló kút fúrására került sor a termelőkutak aknáit körülvevő földrézsűk lábánál, a termelőkutak körül egy-egy 6,0 méter sugarú körív mentén. 4 db nyelető kút csak a 2., 16. és 17. számú víztermelő kutakat veszi közre, a többi vízműkút 3-3 db nyelető kúttal rendelkezik. (A 20. számú víztermelő kúthoz hasonlóan 1983 óta a köré épített 3 db nyelető kút sem üzemel.) A nyelető kutak  140/125 mm PVC szűrőcsővel rendelkeznek, talpuk 1,5 méterrel nyúlik le a vízadó réteg feküszintje alá, így talpmélységük 11,0-17,0 méter között mozog. Szűrőzésük a 2010. augusztus hó

11



MSZ: 5-1/2010

vízadó réteget teljes vastagságában megnyitja, tehát gyakorlatilag megegyezik a víztermelő kutak eredeti szűrőzésével (DMRV ZRT., 1995). A szűrőzés az  140/125 mm PVC anyagú perforált csőrakaton műanyag szitaszövet elhelyezésével történt. A kivitelezés során az ideiglenes  241/230 mm acél köpenycső és a szűrőcső közötti körgyűrűs teret 2-4 mm szemcseméretű rostált kaviccsal töltötték ki. A kutak elkészítését és kompresszoros tisztítását nyeletési próba követte. A nyeletés kutanként 24-24 órán keresztül, 300 L/perc vízhozammal zajlott, gravitációsan, légköri nyomáson, miközben a vízszintemelkedést is mérték. Ez az utóbbi a fönnmaradt dokumentumok szerint egyik kútban sem haladta meg a 2,0 métert, amely igen jó, legalább 150,0 L/perc/m-es fajlagos nyelőképességre utal. A kutak nem kerültek Országos Kútkataszteri Nyilvántartásba vételre, így kataszteri számmal sem rendelkeznek. A víztermelő kutak kettesével, hármasával egy DN 150 mm-es nyomóvezetékkel vannak összefűzve, amely nyomóvezeték — az így képződött kútcsoportonként — a DN 400 mm-es gyűjtővezetékre külön-külön csatlakozik rá. A kapcsolódási pontok előtt egy-egy távadós vízóra és szakaszoló tolózár került beépítésre a szállított vízhozam pontos beállítására és mérésére. Minekután a kútfejeken elhelyezett vízórák adatai nem kerülnek be a diszpécser központba, ott ezen 2-3 db kút összekapcsolásával kialakított kútcsoportok vízhozamát mérik és rögzítik csupán. A kialakított kútcsoportok a következők:  I. kútcsoport: 1., 2., 3. számú kutak;  II. kútcsoport: 4., 5. számú kutak;  III. kútcsoport: 6., 7. számú kutak;  IV. kútcsoport: 8., 9. számú kutak;  V. kútcsoport: 10., 11. számú kutak;  VI. kútcsoport: 12., 13., 14. számú kutak;  VII. kútcsoport: 15., 16., 17. számú kutak;  VIII. kútcsoport: 18., 19. számú kutak. A 20. számú víztermelő kút — mint említettük — 1983 óta nem üzemel. Az egyes kútcsoportok elektronikusan önállóan vezéreltek. Igaz ez a VII. és VIII. számú kútcsoportokra is, amelyek azonban egyetlen DN 150 mm-es nyomóvezetékre dolgoznak, így az általuk kitermelt vízmennyiség a közös vízórán csak összességében mérhető. A vízműtelepet elhagyó — a kútsor mellett elfutó, a kutak vizét összegyűjtő — DN 400 mm-es gyűjtővezetékről ágazik le egy DN 150 mm-es vezetékág, amely a kitermelt víz egy bizonyos hányadát nem engedi a 2 db 1000 m3 térfogatú térszíni regionális tározó medence felé továbbítani, hanem azt egy centrifugális töltőszivattyú egy vízórán való átvezetést követően a belső védőterületen lévő vízkezelő konténerbe irányítja. Ez a vízmennyiség a konténerben egy oxigéndúsító berendezésen 2010. augusztus hó

12



MSZ: 5-1/2010

(oxigenátoron), majd egy 1500 L térfogatú gáztalanító tartályon kerül átvezetésre, miáltal oldott oxigénben földúsul, mindamellett, hogy szabad gáztartalma megszűnik. A gáztalanító tartályból a kezelt víz egy másik cenrifugál szivattyú közvetítésével 4 db DN 160 mm-es injektáló vezetéken át lép ki a vízkezelő konténerből, és jut a nyelető kutakba. Az injektáló vezetékek közül 2 db közvetlenül egy-egy — szám szerint a IV. és V. — kútcsoport nyelető kútjaiba fut, míg a másik kettő egy-egy szelepkamrán halad át, ahol egy-egy elosztó idomot követően három-három ágra szakadnak, amely ágak az I., II. és III. számú kútcsoportokat, illetve a VI., VII. és VIII. számú kútcsoportokat látják el egyenként nyelető vízzel. Minden egyes ág külön-külön szabályozható — vagy a konténerben, vagy a szelepkamrában található tolózárak segítségével —, működtetésük a próbaüzem során beállított munkarend szerint automatikusan, számítógép által vezérelve történik. Ez a működési rend a következő (DMRV ZRT., 2007). A 10 mg/L oldott oxigéntartalmú víz 20-30 m3/óra, azaz 330-500 L/perc vízhozammal érkezik a vízkezelő konténerből, és kerül szétosztásra az injektáló kutakba. Egyszerre egyetlen kútcsoport, azaz 2-3 db termelőkút köré, vagyis 6-11 db nyelető kútba történik az injektálás, amely nagyjából 20 órán keresztül zajlik — egészen pontosan az adott kútcsoportra előre beállított vízmennyiség beinjektálásáig tart —, majd 4 órás pihenő idő következik. Az injektálás folyamata és a pihenő idő alatt az adott kútcsoport termelőkútjai nem üzemelnek, csak a többi kútcsoport termelőkútjai működnek. Azt követően a dúsított termelőkutak újra munkába állnak, az injektálás művelete pedig egy másik kútcsoportot érintően folytatódik tovább. Magas Dunavízállásnál, vagy egyéb más okból, ha az injektáló kutak nem nyelik megfelelően a vizet, az injektálást le kell állítani, illetve meg kell kísérelni a nyelető kutak tolózárának állításával a szikkasztandó víz mennyiségének szabályozását. Hogy a mennyiségeket, arányokat is érzékeltessük, az alábbi szövegközi 1. táblázatot mutatjuk be, amely az utóbbi 5 év víztermelési, injektálási adatait foglalja össze az Üzemeltető által a Közép-Duna-völgyi Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóságnak (1088 Budapest, Rákóczi út 41.) éves rendszerességgel az OSAP (Országos Statisztikai Adatgyűjtési Program) adatszolgáltatás keretében megküldött ún. üzemi adatszolgáltatási lapok alapján. év 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

a víztermelő kutakból kitermelt összes vízmennyiség (m3) 988.676 (100 %) 1.624.460 (100 %) 1.766.068 (100 %) 1.331.562 (100 %) 1.368.254 (100 %) 1.334.648 (100 %) 1.301.206 (100 %)

a nyelető kutakba injektált összes vízmennyiség (m3) 174.000 (18 %) 146.460 ( 9 %) 627.495 (36 %) 84.326 ( 6 %) 95.399 ( 7 %) 82.990 ( 6 %) 58.704 ( 4 %)

a vízbázisról ténylegesen kiadott vízmennyiség (m3) 814.676 (82 %) 1.478.000 (91 %) 1.138.573 (64 %) 1.247.236 (94 %) 1.272.855 (93 %) 1.251.658 (94 %) 1.242.502 (96 %)

1. táblázat: A Gödi Vízbázis éves víztermelési adatai 2010. augusztus hó

13



MSZ: 5-1/2010

Mint látható, normál működési körülmények mellett (utolsó 4 év) a kutakból kitermelt víz átlagosan mintegy 6 %-a a vízadó rétegbe visszasajtolásra kerül, és 94 %-a jut a Gödi Regionális Vízműtelep tározó medencéibe a térségi ivóvíz hálózat megtáplálására. A vízbázisról ténylegesen kiadott vízmennyiség az elmúlt 7 évben évente átlagosan 2232-4049 m3/nap között mozgott, a normál működésűnek tekinthető utolsó 4 év átlagában 3434 m3/nap jellemző napi hatékony víztermelési érték rögzíthető. Ez a 19 db víztermelő kútra egyenletesen szétosztva 181 m3/nap kutankénti hatékony vízkivételt jelent. Ha tekintetbe vesszük, hogy a vízmű gyakorlatilag teljes kihasználtsággal, napi 24 órán át üzemel, ez kutanként 126 L/perc üzemszerű vízhozammal egyenértékű, amely meglehetősen szerény teljesítmény! Az egész víztermelési, injektálási folyamat teljesen automatizált. A kútcsoportonként előre meghatározott, beprogramozott vízmennyiség kitermelése után az adott kútcsoport bejelentkezik injektálásra. Mikor sorra kerül, a termelőkutak leállnak és megtörténik az előbb ismertetett dúsítási folyamat. Észre kell azonban vennünk, hogy minekután a termelt és a visszanyeletett vízmennyiség mérése is kútcsoportonként történik, abból az egyes kutak részesedése pontosan nem állapítható meg. Elképzelhető tehát, hogy a vízadó réteg fokozatos — és egyáltalán nem biztos, hogy területileg egyenletes — eltömődésével némely kutak — legyenek azok akár nyelető, akár termelő funkciójúak — erősen alulüzemelnek, míg mások erejükön fölül teljesítenek. Ezért fontos a rendszeres helyszíni felügyelet, amelynek során például egyes nyeletőkutak túlcsorgása azonnal észlelhető, illetve a víztermelő rendszer évenkénti hidraulikai fölülvizsgálata, amelynek során a beépített vízórák kutankénti leolvasásával az említett teljesítménybeli egyenlőtlenség földeríthető. Az adatok értékelésével egyrészt a kútfelújítások ütemezésére, másrészt az üzemrend pontosítására, aktualizálására nyílik lehetőség. Az 1985-ben befejeződött próbaüzem zárójelentésében rögzítésre került, hogy a svéd vállalkozó a vastartalmat 0,10 mg/L csúcsértékre, a mangánt 0,05 mg/L csúcsértékre csökkentette le (DMRV ZRT., 2007). A vastartalom csökkentése az üzemi mérési adatok szerint többé-kevésbé valóban megoldódott — ugyan nem minden kútnál, de összességében igen —, a mangántartalom csökkentését azonban stabilan egyetlen kútnál sem sikerült megnyugtatóan végrehajtani. Példaként az 5-6. grafikonokon bemutatjuk a 2003-2007. évi negyedéves gyakoriságú vizsgálati eredményeket, melyek azt is bizonyítják, hogy a gondok területileg eltérőek. A vízminőségi problémák a rendszer nem tökéletes működését bizonyítják, mindannak ellenére, hogy azt a svéd szakemberek igyekeztek a legjobban beszabályozni. A kutak csökkenő vízhozamának ellensúlyozásaként a vízbázis tervszerű rekonstrukciójára több ütemben került sor. A rekonstrukciós program keretében — 2010. augusztus hó

14



MSZ: 5-1/2010

korábbi többszöri kompresszoros kúttisztítást, rétegsavazást, lyukkamerázást követően — minden víztermelő kút esetében egy  315/285 mm PVC anyagú betét szűrőcső beépítésére is sor került, amely betétcső és az eredeti  460/400 mm eternit szűrőcső közötti csőközt szűrőkaviccsal töltötték ki. Az így kialakult kavicspalást vastagsága — centrikus szűrőcső elhelyezkedést feltételezve — mintegy 40 mm-re becsülhető. A betétcsövön elhelyezett réselt szűrő helyzetére vonatkozóan az Üzemeltetőnél eltérő adatokkal találkozunk. Magunk a jelen munka során a 11. mellékletben közölt adatokat vettük alapul, melyeket az Üzemeltető által a tengerszinthez viszonyítottan megadott értékekből származtattunk. Mint látható, a betétszűrők elhelyezkedése nem azonos az eredeti szűrők helyzetével, hol hosszabbak, hol rövidebbek, mint az eredetiek. A betétszűrőzés hatására, bár az a homokmentes víztermelés biztosítása érdekében történt, a kutak hidraulikai ellenállása megnövekedett, ami a kutakból kitermelhető vízhozam csökkenésében, a fajlagos — 1,0 méter leszívásra eső — vízhozam visszaesésében nyilvánult meg, ahogy az a 11. melléklet adataiból egyértelműen kitűnik. De kiviláglik ez a DMRV Zrt. által nyilvántartott csökkenő vízműkapacitás adatokból is (DMRV ZRT., 1995), melyet a szövegközi 2. táblázatban közlünk.

kút száma 1. kút 2. kút 3. kút 4. kút 5. kút 6. kút 7. kút 8. kút 9. kút 10. kút 11. kút 12. kút 13. kút 14. kút 15. kút 16. kút 17. kút 18. kút 19. kút 20. kút összesen

építéskor, egyedi üzemben mért maximális vízhozam (L/perc) 1300 1000 1300 1800 1900 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1100 900 1100 840 560 650 450 360 25.860

1981-ben, együttes termeltetés mellett mért üzemi vízhozam (L/perc) 350 350 350 350 550 500 600 500 550 550 500 450 350 320 350 320 320 280 300 250 8090

1994-ben, együttes termeltetés mellett mért üzemi vízhozam (L/perc) 300 300 320 350 400 400 480 340 340 280 280 260 280 260 180 180 160 160 160 — 5430

2. táblázat: A Gödi Vízbázis víztermelési kapacitás adatai (DMRV ZRT., 1995)

2010. augusztus hó

15



MSZ: 5-1/2010

A közölt vízműkapacitás adatokhoz azonban hozzá kell tegyük, hogy a kútsor vízhozama a dunai vízállás által erőteljesen befolyásolt. A folyó közelsége miatt ugyanis a vízvezető rétegben uralkodó vízszintet alapvetően meghatározza a Duna aktuális vízállása, amelynek eredményeként — a vízvezető réteg felszínközeli elhelyezkedéséből fakadóan — a vízvezető rétegvastagság is változik. Magas felszíni vízállás, dunai nagyvizek idején a vízadó réteg vízzel telített, feszített tükrű, nyomás alatti. Alacsony dunai vízállás mellett a vízvezető réteg valamelyest leürül, s a vízadó réteg nyílt tükrűvé, szabad felszínűvé válik. Növekvő vízvezető rétegvastagság esetén a kutakból kitermelhető vízhozam növekszik, ellenkező esetben csökken. A betétszűrőzés miatt megnövekvő kútellenállások és a vízadó réteg fokozatos eltömődése miatti vízhozam csökkenés egy darabig ellensúlyozható volt a kutakbeli leszívás növelésével, ám az — a kutak tönkremenetelét megelőzendő — nem volt minden határon túl folytatható. A vízbázis egyes kútjaiban megengedhető leszívás mértékét az Üzemeltető egy szélsőségesen alacsony dunai vízállás kiválasztásával határozta meg az alábbi gondolatmenetet követve:  A budapesti Vigadó téri vízmérce ez idáig mért legalacsonyabb vízállása (LKV) 51 cm volt (1947. 11. 06.).  Az 1671,5 fkm szelvényben — amely gyakorlatilag a felsőgödi vízmérce 1671,7 fkm szelvényével azonos — a dunai vízállás tengerszint fölötti értelemben (H1671,5 fkm, m B. f.) a budapesti vízmérce leolvasott adatából (hBudapest, cm) a következő mércekapcsolati függvénnyel határozható meg az Üzemeltető szerint: H1671,5 fkm  96,40  1,028 

hBudapest 100

(m B. f.).

 Ennek segítségével — a Gödi Vízbázis helyzetét azonosnak véve az 1671,5 fkm szelvénnyel — a kútsor előterében az előforduló legalacsonyabb dunai vízállás 96,91 m B. f. értékben állapítható meg.  A kútsor tagjai közül a 3. számú vízműkút betétszűrőjének alsó pereme emelkedik a legmagasabbra, 93,89 m B. f. magasságig. A kútsorban megengedett legmélyebb üzemi vízszint érték azon az alapon került meghatározásra, hogy ebben a legérzékenyebb kútban a legalacsonyabb dunai vízállás esetén is legyen kereken 1,50 méter — egészen pontosan 1,51 méter — vízzel borított szűrőfelület, amely biztosítja a felszín alatti víz kútba történő bejutását úgy, hogy az még a kút homokolását nem idézi elő. Így került tehát a 95,40 m B. f. szint, mint a kutakban egységesen megengedhető legmélyebb üzemi vízszint rögzítésre. Ennek figyelembevételével határozták meg az egyes kutakban a kútfejen elhelyezett észlelőcső peremétől mért legmélyebb relatív üzemi vízszinteket, amit üzemszerű működtetés során egyszerűen ellenőrizni lehet. A Gödi Vízbázis területén 12 db talajvízfigyelő kút létesült. Az Üzemeltető a vízbázis észlelőrendszerének részeként kezeli a vízműhöz tartozó, a VIZITERV által 2010. augusztus hó

16



MSZ: 5-1/2010

1974-ben, illetve 1983-ban létesített 5 db V és 6 db É betűjelölésű kutakon túl a Közép-Duna-völgyi Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság (1088 Budapest, Rákóczi út 41.) által üzemeltetett, valójában a dunai GNV észlelőhálózat egy elemét alkotó, az árvédelmi töltés mentett oldali lábánál elhelyezkedő GNV 9940 számú kutat is. Az észlelőkutak nagyobb része a kijelölt hidrogeológiai védőterületen (É-1, É-3, É-5, V-2 és V-3 jelűek), illetve azon kívül (É-4 jelű) helyezkedik el, 4 db (É-2, É-6, V-1 és GNV 9940 jelűek) a külső védőterületen, illetve annak a határán található, 2 db (V-5 és V-6 jelű) pedig a bekerített belső védőterületen belül áll. Műszaki adataikat a 10. melléklet foglalja össze. Bennük havi gyakorisággal történik a vízszintek mérése, és negyedévenként a vízmintavétel a vízminőség esetleges területi változásainak kimutatására, nyomon követésére. Végezetül néhány szó a víztermeléssel kapcsolatos engedélyekről. A Gödi Vízbázis vízjogi üzemeltetési alapengedélyét a Közép-Duna-völgyi Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság (1088 Budapest, Rákóczi út 41.) adta ki 1990. április hó 3-án, H. 46.196/1990-II. számon (1. melléklet). E határozatban a vízbázis termelési kapacitása 6000 m3/nap-ban, a szolgáltatási kapacitás 4500 m3/nap-ban került rögzítésre. Az előbbi a VYREDOX technológia alkalmazása nélküli, az utóbbi a visszainjektált vízmennyiséggel csökkentett, a vízbázisról ténylegesen eltávozó vízmennyiséget jelenti, amely utóbbi 25 %-os visszainjektálási arányt jelent. Ez a vízjogi üzemeltetési engedély azóta több alkalommal került módosításra: az első — H. 8/1991-I. számon (2. melléklet) — a kitermelhető vízmennyiséget változatlanul hagyta, szemben a másodikkal, amely — H. 33.750-2/1998. számon (3. melléklet) — a korábban engedélyezett 4500 m3/nap, azaz 1.642.500 m3/év kitermelhető vízmennyiséget 960.000 m3/év-re csökkentette. Ez utóbbi 2630 m3/nap átlagos napi víztermelésnek felel meg. A harmadik módosítás — KTVF: 41.520-2/2009. számon (4. melléklet) — a kitermelhető vízmennyiséget 1.400.000 m3/év-re változtatta, amely 3836 m3/nap átlagos napi víztermeléssel egyenértékű. A negyedik engedélymódosítás — KTVF: 26.482-3/2010. számon (5. melléklet) — a kitermelhető vízmennyiséget már változatlanul hagyta, így mennyiség tekintetében jelenleg is az előző, KTVF: 41.5202/2009. számú módosító határozat 1.400.000 m3/év-es értéke a mértékadó. Ezt a kontingenst az utóbbi 4 évben sem a kutakból kitermelt összes, sem a vízbázisról ténylegesen kiadott vízmennyiség nem érte el (szövegközi 1. táblázat). Összefoglalva, a Gödi Vízbázis 19 db víztermelő kúttal és 60 db injektáló kúttal üzemel. A kutakból kitermelt víz átlagosan mintegy 6 %-a — a VYREDOX technológia alkalmazása okán — a vízadó rétegbe visszasajtolásra kerül, és 94 %-a jut a Gödi Regionális Vízműtelep tározó medencéibe a regionális ivóvíz hálózat megtáplálására. A vízbázis víztermelő kapacitása egyrészt a kutak rekonstrukciójának — kisebb átmérőjű betétszűrő beépítése —, másrészt a vízadó réteg fokozatos eltömődésnek következtében erőteljesen lecsökkent, az Üzemeltető nyilvántartása szerint az építéskori 6000 m3/nap értékről a 2000. évre 1500-2000 m3/nap értékre redukálódott (DMRV ZRT., 2007). A 2003. évben Kontur Ádám szakértő úr irányításával végrehajtott savazásos kút- és rétegtisztításnak köszönhetően azonban a víztermelő kapacitást sikerült valamelyest föltornászni. Az utóbbi 4 év 2010. augusztus hó

17



MSZ: 5-1/2010

(2006-2009. évek) átlagában a Gödi Vízbázis által szolgáltatott, a vízbázisról ténylegesen kiadott napi átlagos vízmennyiség 3434 m3/nap nagyságú volt. Ez a 19 db víztermelő kútra egyenletesen szétosztva 181 m3/nap kutankénti hatékony — a visszasajtolt vízmennyiséggel csökkentett — vízkivételt jelent. Látható, hogy a vízbázis víztermelő kapacitása bár a beavatkozások eredményeként a 2000. évi 1500-2000 m3/nap értékhez képest jelentősen növekedett, az meg sem közelíti az építéskori 6000 m3/nap-os értéket. Az Üzemeltető által megcélzott építéskori kapacitás visszaállításához tehát újabb, teljeskörű rekonstrukció végrehajtása szükséges.

3. A VÍZBÁZISVÉDELEM HELYZETE, A TERÜLETTULAJDONOSI VISZONYOK ISMERTETÉSE A Gödi Vízbázis határozatban kijelölt vízbázisvédelmi védőövezeti rendszerrel rendelkezik. Ez a VIZITERV 1982. évi munkájának (VIZITERV, 1982) eredményeként kiadott védőterületi határozat a vízbázis Közép-Duna-völgyi Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság által 1990. április hó 3-án, H. 46.196/1990-II. számon kiadott vízjogi üzemeltetési engedélyébe került befoglalásra (1. melléklet). A határozat alapját az egykori „A közcélú vízvezetéki ivóvízellátásra szolgáló víznyerőhelyek védőterületéről és védősávjáról” szóló 11/1961. (VÉ. 8.) Eü. M–OVF. együttes utasítás képezte, amely szerint a vízbázisvédelmi védőterület védelmi övezetekre tagolódik, ahol  a belső védőövezet határa „a felszínhez közelfekvő vízadó rétegre telepített kútnál” a vízkivételi helytől mért 50 méter sugarú kör, illetőleg kútcsoport esetében az egyenkénti védőövezeteket magába foglaló felület;  a külső védőövezet határa „a felszínhez közelfekvő vízadó rétegre telepített kútnál” a belső védőövezet határától mért 100 méter szélességű körgyűrű, kútcsoport esetében a belső védőövezet határától mért 100 méter széles területsáv;  míg a hidrogeológiai védőövezet határát a víznyerő helyhez tartozó vízgyűjtő terület nagyságának és hidrogeológiai adottságainak figyelembevételével kell megállapítani. A szóban forgó határozat a Gödi Vízbázis belső és külső védőövezeteinek határát az említett jogszabállyal megegyezően határozza meg, míg a kialakításra elrendelt hidrogeológiai védőövezet határát a következőképpen írja le:  „A gödi Határ út folytatása a Duna sodorvonal keresztező pontjából kiindulva K-i irányban a Határ út D-i oldala mentén a Thököly utcával való kereszteződésig, majd a Thököly utca D-i oldalán haladó árok mentén a Felszabadulás útja kereszteződéséig, onnan az Ilka-patak K-i partja mentén a torkolati szakaszának inflexiós pontjáig, majd egyenes mentén a Duna 1670,3 fkm szelvényéig. Nyugaton a Duna sodorvonala.”

2010. augusztus hó

18



MSZ: 5-1/2010

Az Ilka-patak medre és vonalvezetése az engedély kiadása óta rendezésre került. A határozatban említett inflexiós pont így megszűnt, s a patak az árvédelmi töltés alatt átbújva ma már gyakorlatilag egyenes vonalon éri el a Dunát. Ennek ellenére a hidrogeológiai védőövezet határvonala jól kijelölhető. Azt az 1-3. rajzokon tüntettük föl. A határozat védőterületre vonatkozó előírásai közül a következőket emeljük ki:  „A 11/1961. (VÉ. 8.) Eü. M–OVF. sz. együttes utasítás értelmében a hidrogeológiai védőterületen belül az utasításban felsoroltakon túlmenően a vízmennyiséget, valamint a vízminőséget károsan befolyásoló, ill. befolyásolható tevékenységet folytatni tilos!”  „A védőterületen belüli — mindennemű — a vízminőségre, ill. vízmennyiségre ható tevékenység megkezdése előtt az illetékes hatóságok engedélyét, ill. hozzájárulását be kell szerezni.”  „A védőterületen belül nem engedélyezhető a parti szennyvízbevezetés, továbbá az építőipari célból történő kavicskotrás.” Ezeken túl a határozat bizonyos tevékenységeket külön nevesít is, amelyeket az illetékességgel rendelkező engedélyező hatóságoknak tiltani javasol, egyidejűleg intézkedik a hidrogeológiai védőövezettel érintett ingatlanokra vonatkozó tiltások földhivatali bejegyeztetéséről. A hivatkozott H. 46.196/1990-II. számú vízjogi üzemeltetési engedély — mint alapengedély — benne a védőterületi határozattal mind a mai napig érvényben van (1. melléklet). Az engedély időközben több alkalommal módosításra került (2-5. mellékletek), ám azok a védőterületre vonatkozó előírásokat, területhasználati korlátozásokat nem érintik, csupán a kitermelhető víz mennyiségét módosítják, illetve a figyelőkutak működtetésére vonatkozóan írják elő a nyert vízminőségi adatoknak — a Közép-Duna-völgyi Vízügyi Igazgatóságon túl — a Közép-Duna-völgyi Környezetvédelmi Felügyelőség (1088 Budapest, Rákóczi út 41.) felé történő megküldését is. Föl kell azonban hívni a figyelmet arra, hogy az érvényben lévő védőterületi határozatban szereplő védőövezeti határok még nem a felszín alatti víz „utazásával” összefüggő elérési időre alapozva — ahogy azt a jelenleg érvényben lévő, „A vízbázisok, a távlati vízbázisok, valamint az ivóvízellátást szolgáló vízilétesítmények védelméről” szóló 123/1997. (VII. 18.) Korm. rendelet előírja —, hanem hidrogeológiai és vízutánpótlódási megfontolások alapján kerültek meghatározásra, így azok fölülvizsgálata feltétlenül időszerűnek ítélhető. Az új vízbázisvédelmi védőövezeti rendszert azonban nyilvánvalóan már az új, rekonstruált vízbázisra vonatkozóan kell meghatározni. A jelen ismeretességi szinten prognosztizálható védőövezeti rendszer meghatározása így a rekonstrukciós munka ezen fázisában, a kézben tartott tanulmányban kerül sorra, s a vízjogi létesítési engedélyezési tervdokumentációhoz csatolva — kvázi annak részeként — kerül az elbíráló hatósághoz, a Közép-Duna-völgyi Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi 2010. augusztus hó

19



MSZ: 5-1/2010

Felügyelőségre beadásra. A végleges, hatósági kijelölésre javasolt védőövezeti rendszer meghatározása azonban csak az elkészült kutak tényleges műszaki és próbaüzemi víztermelési adatai alapján a kivitelezés befejeződését követően válik esedékessé. Tekintsük most át a határozattal kijelölt védőterület állapotát a természetben. A Gödi Vízbázis H. 46.196/1990-II. számon kiadott vízjogi üzemeltetési engedélyében 100 méter széles sávként szereplő belső védőövezet a valóságban 600×80 méter oldalhosszúságú téglalap alakjában fogja közre a kutakat. A kútsor e téglalap alakú területnek nem a szimmetriatengelyében húzódik, hanem a védőterület 80 méteres szélességét közelítőleg 20-60 méter arányban osztja ketté. A belső védőövezet rendezett, határa drótfonatos kerítéssel körülvett. A kerítésen a szövegközi 3. ábraként bemutatott figyelmeztető tábla került több helyen fölfüggesztésre. Megjegyezzük, hogy a védőövezet kerítésének vonala azonban nem illeszkedik teljesen az ingatlanhatárokra.

3. ábra: A vízmű védőkerítésén kifüggesztett figyelmeztető tábla (2008. április hó 1.)

A füvet a területen rendszeresen nyírják, továbbá az aljnövényzet és a bozót irtása is meghatározott időközönként folyik. A vízbázison állandó gépész szolgálat, állandó üzemeltetői felügyelet — a termelés teljesen automatizált mivoltának köszönhetően — nincs. A külső védőövezet a belső védőövezetet határoló védőkerítéstől számított 100 méter széles, egyenes oldalakkal határolt területsáv. Ennek határai a területen nincsenek megjelölve, a figyelemfölhívó táblák — ha egykor voltak is — ma már nem találhatók 2010. augusztus hó

20



MSZ: 5-1/2010

meg. A külső védőövezet Ny-on egészen a Dunáig nyújtózik, D-en pedig az elsőrendű árvédelmi töltés átellenes oldalára is átnyúlik. E terület természetközeli képet mutat, mindamellett, hogy köztudott, hogy az a jelenlegi felszíni vizek ráfutásától mentes állapotát az árvédelmi töltés kiépítésének köszönheti (mentesített ártér). A gáttest és rézsűje jól karbantartott, füvesített felületű. A töltés koronáján került végigvezetésre a közelmúltban létesült aszfaltozott kerékpárút, amely a fővárostól egészen a Dunakanyarig vezeti a biciklis turistákat. A töltés a vízbázistól néhány száz méterre DK-re az eredeti magaspartba köt bele, ahonnan kezdődően már a természetes morfológiai adottságok biztosítják a város árvízvédelmét. Megjegyezzük, hogy a Gödi Vízbázis K felől is árvédelmi töltéssel védett. Ez a gátszakasz az Ilka-patak Ny-i oldalán, jobb partján helyezkedik el, s annak megakadályozására hivatott, hogy magas dunai vízállás idején a vissza- ill. földuzzadó Ilka-patak a háttér felől öntse el a mai vízbázis térségét. Ilyen módon a Gödi Vízbázis területe kétfelől mentesített ártérnek tekinthető. A külső védőterületen egykor horgásztavak nyújtóztak, partjukon apró hétvégi házak sorával. A tavak vízutánpótlódásukat az Ilka-patakból kapták, és leeresztő csatornájuk is az Ilka-patakba futott. Vízmélységük így utólag mintegy 1,5 méterre becsülhető. A tavak kialakulása a gátépítéshez kötődik, ugyanis azok az árvédelmi töltés építésekor létesített anyagnyerő kubikgödrök vízzel való feltöltésével jöttek létre. Ezek a horgásztavak a vízmű kiépítését követően az 1980-as évek elején lecsapolásra, megszüntetésre kerültek, és belőlük a mederfenék szerves anyagát is kitermelték, amely igen jó szervestrágyának bizonyult (LÉCZFALVY S., 2004). A horgászok számára pedig akkor egy új horgásztavat létesítettek Václiget térségében. A tavak megszüntetésével egyidőben a hétvégi házak is elbontásra kerültek, amely tevékenység olyan jól sikerült, hogy azok nyoma a területen ma már sehol sem lelhető föl. Nem így a tavak helye, amely ma is alacsony földtöltések által elválasztott teknőként mélyül az eredeti terepfelszínbe, s közöttük helyenként még a vízkormányzást biztosító tiltók is fölfedezhetők (szövegközi 4. ábra). E mélyfekvésű területsávok — bár nyílt vízfelület már nincs bennük — nagy része nádassal borított.

2010. augusztus hó

21



MSZ: 5-1/2010

4. ábra: Az egykori horgásztavakat elválasztó tiltók (2008. április hó 1.)

A külső védőövezet többi része erdővel fedett, illetve rét, liget megjelenésű; a korábbi igénybevétel ellenére ma gyakorlatilag érintetlen, természetközeli állapotú. A hidrogeológiai védőövezet határát, melyet a Gödi Vízbázis H. 46.196/1990-II. számon kiadott vízjogi üzemeltetési engedélye szövegesen ír körül, az 1-3. rajzokon láthatjuk. E szerint a védőterületet Ny-on a Duna sodorvonala, D és K felől az Ilka-patak vonala (annak K-i, bal partja), míg É-i irányban a lakóterület határát jelentő Határ utca és Thököly utca (azok D-i oldala) határolja. A hidrogeológiai védőterületen mezőgazdasági művelés nem folyik. Mélyebb fekvésű részei — az egykori horgásztavak medre — nádassal borítottak, míg a többi liget, erdő, illetve rét megjelenésű. Ez alól természetesen itt is kivételt képez a gáttest és rézsűje, amely jól karbantartott, füvesített felületű. A hidrogeológiai védőövezet — forgalomtól elzárt helyzetének köszönhetően — összességében kifejezetten tisztának mondható; illegális hulladékelhelyezés, törmeléklerakás nyomai még elvétve sem fedezhetők föl. Hasonló állítható az Ilka-patak itteni szakaszáról is, amely vízfolyás a Pesti út alatt kibukkanva — egy tönkrement vasbeton műtárgyat követően — finomhomokos mederben fut végig a területen. A meder tiszta, jól karbantartott képet mutat (szövegközi 5. ábra). Növényzettel csak helyenként és igen gyéren benőtt. A patak az árvédelmi töltést egy vasbeton műtárggyal töri át. A műtárgy kifogástalan állapotú, és leengedhető zsilipkapuja lehetőséget ad árvíz idején a Duna-víz patakba történő beáramlásának és a patak erőteljes visszaduzzasztásának megakadályozására, mialatt a nagyteljesítményű szivattyúk átemeléssel biztosítják a patakvíz Dunába történő átadódását, és a védett oldali káros mértékű kiöntések megakadályozását.

2010. augusztus hó

22



MSZ: 5-1/2010

5. ábra: Az Ilka-patak medre, háttérben a gáttestet keresztező átemelő műtárggyal (2008. március hó 5.)

Tulajdoni viszonyok. A jelenlegi földhivatali nyilvántartások szerint az egyes védőterületi övezetek az alábbi földterületi ingatlanokat fedik le:  A kerítéssel körülvett belső védőövezet a 24,46 ha területű, „művelés alól kivett (vízműtelep)” besorolású, Göd, 3057 hrsz. ingatlanon fekszik, amely a Dunakeszi Körzeti Földhivatal (2120 Dunakeszi, Vasút út 11.) nyilvántartása szerint a Magyar Állam tulajdonában, a DMRV Zrt. kezelésében van.  A külső védőövezet is a már említett Göd, 3057 hrsz. ingatlanra és az ugyancsak a Magyar Állam tulajdonában, de a Közép-Duna-völgyi Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság (1088 Budapest, Rákóczi út 41.) kezelésében álló, 5,95 ha nagyságú, „kivett (töltés és út)” művelési ág szerinti besorolású Göd, 3056 hrsz. ingatlanra terjed ki, valamint átnyúlik az árvédelmi töltés D-i oldalán lévő Göd, 2770/1 hrsz. „árok” besorolású ingatlanra is. (Ez utóbbit illetően tulajdoni lappal nem rendelkezünk.)  A hidrogeológiai védőövezet lefedi a már említett Göd, 3057 hrsz. ingatlan — szigorúbb védőövezeti zónákkal nem érintett — teljes területét, a már ugyancsak hivatkozott Göd, 3056 hrsz. és 2770/1 hrsz. ingatlanok nagyobb részét, valamint a 0,72 ha nagyságú, „művelés alól kivett (töltés)” művelési ág besorolású Göd, 3076 hrsz., és 1,08 ha nagyságú, „művelés alól kivett (beépítetlen terület)” besorolású Göd, 3077 hrsz. ingatlanok teljes egészét. Az előbbi ingatlan Göd Város Önkormányzatának tulajdonában, míg az utóbbi a Magyar Állam tulajdonában és a Közép-Duna-völgyi Környezetvédelmi és 2010. augusztus hó

23



MSZ: 5-1/2010

Vízügyi Igazgatóság kezelésében áll. Ezeken az ingatlanokon túl a hidrogeológiai védőterület kiterjed még az Ilka-patak Pesti út és árvédelmi töltés közötti szakaszának medrére is, amely a földhivatali ingatlannyilvántartásban Göd, 3078 hrsz. ingatlanként van bejegyezve. (A patakot illetően tulajdoni lappal nem rendelkezünk.) Az előzőeket a szövegközi 3. táblázatban foglaltuk össze. Az említett földhivatali tulajdoni lapok közül a Göd, 3057 hrsz. ingatlanét, amely a tervezett kútrekonstrukció során egyedüliként vehető számításba, dokumentációnk 6. mellékleteként, míg a földhivatali ingatlan-nyilvántartási helyszínrajzot 7. mellékletként szerepeltetjük. A tulajdoni lapon látható, hogy az ingatlanra a H. 46.196/1990-II. számú vízjogi üzemeltetési engedély jogerőre emelkedését követően, már 1990-ben hivatalos bejegyzésre került a védőterületi státusz! A Gödi Vízbázis területén a tulajdonviszonyok tehát összességében igen kedvezően alakulnak. Nemcsak a belső, de a külső és a határozattal kijelölt hidrogeológiai védőövezet is állami, illetve önkormányzati tulajdonban, közülük az állami tulajdonú ingatlanok vízmű, illetve környezetvédelmi és vízügyi igazgatósági kezelésben állnak, így a vízbázisvédelmi szempontok a területhasználatok során teljeskörűen érvényesíthetők. Összefoglalva, az előzőekben ismertetettek alapján azt mondhatjuk, hogy a H. 46.196/1990-II. számú vízjogi üzemeltetési engedély határozatával kijelölt védőövezeti rendszer megfelelően tiszta, gondozott, rendezett, illetve természetközeli állapotban van. A területen jelenleg semmiféle olyan tevékenység nem folyik, amely a kutakból kitermelt víz minőségére káros hatással lenne. A védőterület jelenlegi állapota és területhasználatai megfelelő hátteret biztosítanak a kútsor rekonstrukciójához. A jelenlegi gondozott, illetve természetközeli állapot a jövőben is fönntartandó, azon bármiféle beavatkozás csak azzal a feltétellel történhet, hogy nem sérülnek a víztermelési érdekek, és a beavatkozás nem jár a meglévő kedvező adottságok káros irányú megváltozásával. védőövezeti besorolás

hrsz.

méret (ha)

belső

Göd, 3057 hrsz.

24,46

Göd, 3057 hrsz.

24,46

Göd, 3056 hrsz.

5,95

Göd, 2770/1 hrsz.

?

Göd, 3057 hrsz.

24,46

Göd, 3056 hrsz.

5,95

külső

hidrogeológiai

2010. augusztus hó

művelési ág

tulajdonos

kezelő

kivett (vízműtelep) kivett (vízműtelep) kivett (töltés és út) kivett (árok) kivett (vízműtelep) kivett (töltés és út)

Magyar Állam

DMRV Zrt.

Magyar Állam

DMRV Zrt.

Magyar Állam

KDV KÖVÍZIG

?

?

Magyar Állam

DMRV Zrt.

Magyar Állam

KDV KÖVÍZIG

24



Göd, 2770/1 hrsz.

?

Göd, 3076 hrsz.

0,72

Göd, 3077 hrsz.

1,08

Göd, 3078 hrsz.

?

MSZ: 5-1/2010

kivett árok kivett (töltés) kivett (beépítetlen terület)

?

?

Göd Város Önkormányzata

—

Magyar Állam

KDV KÖVÍZIG

Ilka-patak

?

?

3. táblázat: A Gödi Vízbázis védőövezetei által érintett ingatlanok fontosabb adatai (Dunakeszi Körzeti Földhivatal, 2008. február hó 13.)

4. A TERÜLET MORFOLÓGIAI, FÖLDTANI, VÍZFÖLDTANI ADOTTSÁGAINAK ÉS VÍZMINŐSÉGI JELLEMZŐINEK BEMUTATÁSA 4.1. MORFOLÓGIA A Gödi Vízbázis 547 méter hosszú, 20 db sekélymélységű, nagyátmérőjű kútból álló kútsora a Duna 1670,30–1670,85 fkm szelvényei közötti partszakaszon helyezkedik el, a folyót kísérő árvédelmi töltés mentett oldalán. A kútsor látképe a 8. melléklet fényképfelvételein, míg térképi ábrázolása az 1-3. rajzokon látható. A vízbázis mentesített ártéren helyezkedik el, ugyanis környezetében a térszín tengerszint fölötti magassága jellemzően 103,0 m B. f. körül mozog, szemben „A folyók mértékadó árvízszintjeiről” szóló 11/2010. (IV. 28.) KvVM rendelet által a Duna itteni, 1670,7 fkm szelvényére megadott 104,88 m B. f. mértékadó árvízszinttel. (Megjegyezzük, hogy ugyanez a mértékadó árvízszint az elmúlt évben még 105,22 m B. f. értékű volt az akkor hatályos „A folyók mértékadó árvízszintjeiről” szóló 15/1997. (IX. 19.) KHVM rendelet szerint. Az elsősorban az árvédelmi töltések építési magasságát rendeletileg megszabó mértékadó árvízszint magassága tehát 0,34 méterrel csökkent, a meglévő töltésszakaszok árvízi biztonsága ennyivel növekedett.) A folyó mellett futó árvédelmi töltés nemcsak a vízbázist védi az elöntéstől, hanem az É felé folytatódva a település lakott területeinek védelmét is biztosítja, míg D felé, a vízbázis alatt a természetes magaspartba belekötve végződik el. Hasonlóképpen egy árvédelmi töltés övezi Ny felől az Ilka-patak medrét is a magas folyóbeli vízállások idején — az átemelő műtárgy valamiféle nem várt működési rendellenessége vagy az átemelő szivattyúk hirtelen jött működési zavara miatt — esetlegesen visszaduzzadó patakvíz ráfutásától védve a kutakat. A Gödi Vízbázis szűkebb környezete síknak mondható, ám mint azt a 2. fejezetben részleteztük, azoknak az egykori — az 1980-as évek elején lecsapolt és kitakarított medrű — horgásztavaknak a nyomai, melyeket az árvédelmi töltés építésekor 2010. augusztus hó

25



MSZ: 5-1/2010

létesített anyagnyerő kubikgödrök vízzel való feltöltésével alakítottak ki, a területen járva ma is egyértelműen azonosíthatók. Az egyes tótesteket elválasztó alacsony földtöltések ma is elhatárolják egymástól a teknőszerű régi medreket. E mélyvonulatok ma már szárazak, nyílt vízfelület nincs bennük, ám a talajvíz közelségét a náddal való benőttség bizonyítja. A horgásztavak partján egykor álló kis hétvégi faházak — a megszüntetetett, lecsapolt tavakhoz hasonlóan — ugyancsak lebontásra kerültek. Ezeknek ma már a nyomai sem lelhetők föl a területen. A vízbázis környezetére jellemző erdővel fedett, illetve rét, liget megjelenésű természetes sík térszín egészen az Ilka-patak vonaláig tart, ahonnan kezdődően a terepfelszín emelkedésbe fog. Ott, a patak bal partján, az Ilka-patak itteni ÉÉK– DDNy-i vonalával párhuzamosan húzódik ugyanis az a mértékadó árvízszinttel (104,88 m B. f.) nagyjából megegyező 105,0 m B. f. terepszintvonal, amely mentén az addig lapos térszín egy tereplépcső mentén 110,0 m B. f. értéket meghaladó magasságra emelkedik. A 105,0 m B. f. szintvonal nagyjából az Ilka-patak Pesti út alatti átvezetésénél halad át. Attól északabbra az addig közel párhuzamosan futó két szintvonal eltávolodik egymástól, a Duna-part és a 105,0 m B. f. szintvonal által határolt ártér kiszélesedik, s a tereplépcső ellapul, a morfológia szaggatottá válik. A legmagasabb homokdombok a Budapest–Szob vasútvonal pályatestétől Ny-ra, a Pesti út mentén találhatók. Magasságuk eléri a 120,0 m B. f. értéket. A morfológia változása földtani változásokkal esik egybe. Erről bővebben majd a 4.2. alfejezetben ejtünk szót. A Duna partvonala a Gödi Vízbázis térségében kőszórással védett. Szükség is van erre, ugyanis az átellenes oldalon a Szentendrei-szigetről két folyamszabályozó műtárgy, két sarkantyú nyúlik itt be a folyóba, a sodorvonalat jelentősen a gödi partok felé terelve el. Ez a parti szűrésű víztermelés szempontjából kedvező helyzetet teremt, ugyanis az iszap itteni lerakódását megakadályozza a mederben. Mindemellett a kőhányásos partvédelem megítélése szakmai berkekben nem egyértelműen pozitív (LÉCZFALVY S., 2004). 4.2. FÖLDTANI, VÍZFÖLDTANI FELÉPÍTÉS A terület mélyföldtani felépítése a parti szűrésű vízbázis vízforgalma, vízutánpótlódása szempontjából érdektelen, azért arról csak röviden ejtünk szót. A szóban forgó parti szűrésű vízbázistól mintegy 2 km távolságra DK-re lévő Gödi Termálfürdő 1978-ban létesült Göd, K-8 kataszteri számú, 695,0 méter talpmélységű hévízkútja az, amely a földtani rétegeket a város területén a legnagyobb vastagságban harántolta. A 114,53 m B. f. térszínről lehajtott fúrás által átmetszett egyszerűsített földtani rétegsor a következő volt: 0,0- 0,5 méter között holocén feltalaj (homok); 0,5- 10,0 méter között pleisztocén kori homok; 10,0- 30,0 méter között pleisztocén (miocén?) kori kavics, homok; 2010. augusztus hó

26



MSZ: 5-1/2010

30,0-650,0 méter között oligocén kori agyag, agyagmárga, vékony kőzetliszt közbetelepülésekkel; 650,0-695,0 méter között triász kori mészkő (679,0 méter fölött) és dolomit (679,0 méter alatt). A hévízkúttal 650,0-695,0 méter között a felső-triász — felső-karni és alsó-nóri emeletekbe sorolt — Fődolomit Formáció mészköves-dolomitos átmeneti tagozatát tárták föl. Ez a kitűnő víztároló tulajdonságú karbonátos kőzet, ha a szóban forgó kút függélyében nem is, de távolabb, Szentendre, Leányfalu, Veresegyház területén már valóban közvetlen hidrodinamikai kapcsolatban áll a vele érintkező — akár szabályos települési rend szerint rátelepülő, akár vetők mentén egymás mellé kerülő — egyéb karbonátos képződményekkel, mint a Dachsteini Mészkő Formáció — amely egyébként a váci Naszály-hegy kiemelkedő kőzettömegét, vagy a Pilis-hegység főtömegét is alkotja —, vagy a felső-eocén — priabóniai — Szépvölgyi Mészkő Formáció kőzeteivel. Ez az alaphegység a későbbi szerkezeti mozgások hatására erősen összetöredezett. A mezozoikum végén, a felső-kréta időszaki üledékhiányos időszakban zajlottak le a nagy áttolódások és a legnagyobb mértékű denudációs (felület lepusztító) hatások az ó-alpi hegységszerkezeti mozgások során, kialakítva a harmadkor előtti medencealjzat lepusztulási felszínét, amely a későbbiekben már inkább csak az egyes kiemelt alaphegység rögök környékén módosult. Ilyen kiemelkedő alaphegység rögnek tekinthető a Göd város alatti sasbérc, de akár a Naszály felszín fölé magasodó tönkje is. Az említett felső-kréta időszaki üledékhiányos időszakban az időjárás által erősen igénybevett karbonátos felszín karsztosodásnak is indult, benne repedés-, járat-, barlangrendszerek alakultak ki. Ezek a szóban forgó kőzet kitűnő vízvezetési tulajdonságait eredményezték. Az összetöredezett karsztfelszínt Göd térségében a szövegközi 6. ábrán mutatjuk be DR. LORBERER ÁRPÁD hidrogeológus szakember egy 2000-ben készített hévízföldtani szelvényének átvételével.

2010. augusztus hó

27



MSZ: 5-1/2010

6. ábra: Átnézetes hévízföldtani (szerkezeti és izoterma) szelvény a Göd, K-8 kataszteri számú hévízkút környékéről (LORBERER Á., in: VITUKI INNOSYSTEM KFT., 2000)

Mint a szelvényen is látható, ezt a Pilis-hegység és a Budai-hegység, valamint a Duna bal parti mezozoós hegységrögök mélybesüllyedt folytatásának tekinthető triász időszaki mészköves-dolomitos medencealjzatot Göd térségében több száz méter vastag oligocén kori márgás, agyagos képződmények (Tardi Agyag Formáció, Kiscelli Agyag Formáció) fedik le. Az üledéksorozat vastagsága azonban változó a pireneusi, illetve szávai hegységszerkezeti mozgások során az alaphegység rögök feltorlódásával kapcsolatos üledéklepusztulás következtében. Ugyanennek köszönhető, hogy a felsőeocén kori karbonátos képződmények Göd alatt nem találhatók meg. Itt is jelen van azonban az az egész térségre jellemző, nagy vastagságban kifejlődött, döntően agyagos összetételű oligocén kori üledékösszlet, amely vízrekesztő és hőszigetelő jellege következtében alapvető szerepet játszott az alaphegységi termálkarszt vízrendszer kialakulásában. A szövegközi 6. ábra kitűnően érzékelteti az izoterma vonalak sűrűsödését a kiemelkedő alaphegység rögök fölött és ritkulását a mélyebb medence részeken. A nagy vastagságú oligocén kori agyagos rétegösszletnek köszönhetően az oligocén fölötti (annál fiatalabb) és az az alatti (annál idősebb) vízvezető rétegek két gyakorlatilag elkülönült vízrendszert alkotnak. A Dunántúli-középhegység — beleértve a Budai-hegységet és a Pilist is —, valamint a Duna bal parti hegységrögök és a hozzájuk csatlakozó medencerészek aljzatának — uralkodóan felső-triász időszaki — mészköves-dolomitos kőzeteiben létrejött regionálisan összefüggő karsztvíztároló rendszer a felszínközeli gravitációs vízáramlási rendszerektől így külön kezelhető. A Gödi Vízbázis területén a pleisztocén folyóvízi üledékek az említett oligocén kőzetfelszínre rakódtak le, így a bennük végbemenő vízmozgások a gyakorlati értelemben vízzáró fekü feltételezésével vizsgálhatók. A pleisztocén folyóvízi üledékösszlet megkutatása 1971-ben kezdődött a Dunakanyar Balpart Regionális Vízmű kialakítása céljából. Ezt a MÉLYÉPTERV által folytatott, néhány 12,0-16,0 méteres feltáró fúrás mélyítéséből álló előzetes kutatást 1974-ben szélesebb körű föltáró munkák követték. Ezt a kutatást már a VIZITERV végezte. Több  241/228 mm, illetve  165/155 mm 12,0-25,0 méter mély kutat létesítettek, és az 1670,7 fkm szelvénynél a V-6 jelű próbakút körül egy kísérleti próbatermelő telepet alakítottak ki a Dunával párhuzamos és arra merőleges figyelőkút elrendezéssel. A központi kúton egy 250 órás próbaüzemet folytattak le vízhozam és vízminőség vizsgálatok céljából, egyúttal az észlelt vízszint adatokból szivárgási tényező meghatározást végeztek. Ezenkívül 15 db  55 mm talajmechanikai fúrás mélyítésére és felszíni geofizikai vizsgálatok (VESZ mérések) elvégzésére is sor került. A fúrások mintaanyagából szemeloszlási görbék készültek. 1977-ben további 4 db talajmechanikai fúrást mélyítettek le.

2010. augusztus hó

28



MSZ: 5-1/2010

A fúrások helyét a föltárási munkákat vezető DR. LÉCZFALVY SÁNDOR után (LÉCZFALVY S., 2004) a 4. rajzon, míg az általa szerkesztett vízföldtani szelvényeket az 5-6. rajzokon mutatjuk be. A feltárások szerint a területen a Duna durvaszemű hordaléka jobbára 2,0-10,0 méter vastagságban rakódott le az iszapos, agyagos, márgás, homoklisztes kifejlődésű oligocén feküfelszínen. A 13-25 % közötti plasztikus indexszel jellemezhető, rossz vízvezető, vízrekesztő tulajdonságú, de jelen vizsgálatunk során általunk vízzárónak tekintett agyagfekü fölött települő kavicsos homok, homokos kavics kőzetanyag kitűnő vízvezető képességű, annak ellenére, hogy kifejlődése korántsem egyenletes, és területileg változóan hol kavicsosabb, hol homokosabb összetételt mutat. A mértékadó szemnagyságot (d50) 0,8-28 mm-ben határozták meg. E durvaszemű üledékanyag vastagsága É-ról D felé haladva csökken, és hasonló jellegű kivékonyodása tapasztalható a háttér irányában is. Ott, megközelítőleg az Ilka-patak vonalában ez az összlet akár 1,0 méteresre is elvékonyul, és a homokdombok alatt a D-i területen ki is ékelődik. Érdekes összefüggés fedezhető föl a terepszint hirtelen emelkedése és a kavicsos vízadó réteg egy szinttel magasabb helyzetbe kerülése között. E szintváltozás sávjában a kavicsossal szemben a homokos kőzetösszetétel dominál. Az oligocén fekü helyzete azonban nem csak az Ilka-patak sávjában mutat változást. Helyi kimélyülése másutt is tapasztalható. A 6. rajzon bemutatott hidrogeológiai keresztszelvényen jól kirajzolódik talán egy régi folyómeder nyoma az oligocén kori fekü vápaszerű bemélyedése formájában — hasonlóan ahhoz, ahogy az a 8. számú vízműkút környezetében az 5. rajzon bemutatott hidrogeológiai hossz-szelvényen is tapasztalható. Ott a kavicsos összlet vastagsága meghaladja a 10,0 métert. A földolgozott fúrási adatok (több mint 60 db mérési adatpont) alapján elkészítettük a kavicsos összlet agyagfeküjének térképét és a kavicsvastagság térképet is (7. rajz), melyek alátámasztják az előzőekben elmondottakat. Itt hangsúlyozzuk, hogy a rendelkezésre álló különböző eredetű adatforrásokban (pl. vízföldtani naplók és a VIZITERV dokumentációk) szereplő adatok egymásnak több helyütt ellentmondóak. Magunk a jelen munka során az egységes szemlélet érdekében ellentmondások fölfedezése esetén mindig a VIZITERV által közölt adatot fogadtuk el helyesnek, és azzal dolgoztunk. A 7. rajzon közölt kavicsvastagság térképen látható, hogy a kavicsterasz legnagyobb vastagságú a folyóparton, azon belül is a Gödi Vízbázis kútsorától É-ra a V-9 jelű fúrásban, ahol 13,2 méteres értéket mértek. A kútsor területén a vastagság jellemzően 5,0-8,0 méter között változik, D felé fokozatosan vékonyodva. A kútsortól DK-re a kavicsterasz kiékelődik; a K-14 jelű fúrásban kavicsot már egyáltalán nem harántoltak — ott az iszapos, homoklisztes fedőréteg közvetlenül az oligocén fekükőzeten települ —, s a T-101, K-11, É-6, K-12, K-9, É-5, T-105 és T-106 jelűekben is csupán 1,0 méter körüli, illetve azt el nem érő vastagságban volt a kavics jelenléte 2010. augusztus hó

29



MSZ: 5-1/2010

kimutatható. A homokdombok átellenes oldalán, a vasúti pályatest térségében mélyített K-16, K-17 és K-15 jelölésű fúrásokban a kavicsos vízadó ezzel szemben újra több méteres vastagságot ér el. A vízadó réteg ilyen szembeötlő kivékonyodása a lakott terület határán végigvezetett, a Dunától távolodó szelvény mentén (V-2, É-1, K-4, T-107, K-5, K-6, K-7, K-15) ugyanakkor már nem tapasztalható. A homokos kavics réteg vízzel nem teljesen borított; fölső határoló felülete a Duna itteni — VIZITERV által megállapított — legkisebb 97,65 m B. f. helyzetű vízszintje (LKV) alól főként a kútsor É-i részén bukkan ki. (Csak emlékeztetnénk arra, hogy a DMRV Zrt. a Gödi Vízbázis előterében a legalacsonyabb dunai vízállást 96,91 m B. f. értékben tartja nyilván, amely 0,74 méterrel az 5-6. rajzokon jelölt érték alatt húzódik. Magunk ezt a szélsőséges vízállás értéket e fejezet későbbi részében pontosítjuk!) Ilyenkor a vízzel borított kavicsvastagság a folyóparton átlagosan 5,0 méter körüli. A homokos kavics réteg szivárgási tényezőjét különböző módszerekkel vizsgálták. A figyelőkutas szivattyúzások, valamint a forrás-nyelő képlettel, az árhullám módszerrel történő és a kútsort folyó menti galériával helyettesítő számítások alapján a területi átlagot 60,0 m/nap-ban határozták meg (LÉCZFALVY S., 2004). Fontos arra fölhívni a figyelmet, hogy a különböző talajvízállások mellett ugyanazon kutakban végzett szivattyúzási kísérletek szerint a vízadó réteget — látszólagos rétegzettsége ellenére — hidraulikailag általában homogénnek tekinthetjük, ugyanis azonos nagyságú depresszió előállítása esetén a vízhozam görbék párhuzamosságot mutatnak (VIZITERV, 1975). A vízadó réteg teljes hézagtérfogatát és szabad hézagtérfogatát (hatékony vagy aktív porozitás, feszültségmentes vagy gravitációs hézagtér) a földtani, vízföldtani kutatás során — ismereteink szerint — nem vizsgálták. A felszín alatti víz gravitációs mozgása során aktív szerepet játszó utóbbi paraméter nagyságát magunk a P. A. BECINSZKIJ által közölt (OLEJNYIK A. JA., 1978) n0  0,117  7 k , illetve a K. P. LUNDIN által meghatározott (LEBEGYEV A. V., 1976, ill. OLEJNYIK A. JA., 1978) n0  0,13  0,074  lg k összefüggésekkel számítottuk ki. A képletekben n0 — a szabad hézagtérfogatot (m3/m3), míg k — a szivárgási tényezőt (m/nap) jelenti. A két módszerrel sorrendben 0,21 m3/m3, illetve 0,26 m3/m3 volt meghatározható, amelyek közül — a Budapest környéki kavicsbányák haszonanyagának részletes szemcseeloszlási vizsgálatának eredményei alapján — a magasabb értéket közelítő 0,25 m3/m3 (25 %) értéket fogadtuk el általános területi jellemzőül. A teljes hézagtérfogat nagysága 0,30 m3/m3 (30 %) értékűre becsülhető. A homokos kavics réteg a folyó alatt tovább folytatódik. Vastagsága ott a 93,0-95,0 m B. f helyzetű mederfenék alatt az elvégzett mederfúrások szerint 2,5-5,0 méter körüli. Az oligocén agyagos fekükőzet felszíne ugyanott 90,0-91,0 m B. f. szinten húzódik. A Gödi Vízbázis területén a homokos kavics réteg fedőképződménye is rendkívül változatos. A D-i részeken, a 10-20. számú vízműkutak környezetében zömmel agyagból áll, és alatta iszapos finomhomok települ. Az É-i részen, az 1-9. számú 2010. augusztus hó

30



MSZ: 5-1/2010

vízműkutak térségében a homokliszt és az iszapos homok kifejlődés dominál. A homokliszt jellemző szemcseátmérője d50 = 0,05-0,08 mm, a finomhomoké d50 = 0,20 mm, míg az agyag réteg 13-15 % közötti plasztikus indexszel jellemezhető. Valójában a finomszemcsés fedőkőzetek is vízvezető tulajdonságúak, de a homokos kavics réteg szivárgási tényezőjéhez mérten legalább egy-két nagyságrenddel alatta maradó átlagos rétegjellemzőjük okán a vízáramlási viszonyok modellezése során a horizontális vízszállításban betöltött szerepük elhanyagolható. A csapadékvizeket magukon szép lassan ugyan átengedik, így a vízvezető réteget függőlegesen nem szigetelik el, ám a leszivárgó vízmennyiség még az egykori halastavak állandó vízborítása alatt sem érte el azt a mértéket, hogy a talajvíz szintjében számottevő domborulat lett volna kimérhető, annak ellenére, hogy a tavak alatt még csak nem is az agyagos kőzetjelleg, hanem inkább a homoklisztes, iszapos kifejlődés uralkodott. A VIZITERV vizsgálatai szerint (VIZITERV, 1975) a finomhomokos fedőrétegek 0,2-0,6 m/nap-os, a homokliszt összetételűek 0,01-0,04 m/nap nagyságú szivárgási tényező értékkel vehetők figyelembe. A hatékony hézagtérfogat nagyságát az előző összefüggésekkel a 0,1 m/nap-os átlagos szivárgási tényező figyelembevételével magunk sorrendben 0,08 m3/m3 (8 %), illetve 0,12 m3/m3 (12 %) közöttinek határoztuk meg, melyeket más szakirodalmi adatok (JUHÁSZ J., 1976, illetve GALLI L., 1987) is alátámasztanak. A biztonságra törekedve általános jellemzőül 0,08 m3/m3 (8 %) értéket fogadtuk el. A teljes hézagtérfogat nagyságát 0,30 m3/m3 (30 %)-ra becsüljük. A vizsgált területen a Dunától távolodva a térszín emelkedik, egyidejűleg a kavicsvastagság csökken, és a folyóvízi üledékeket szél fújta képződmények váltják föl. A homokdombok anyagát pleisztocén löszös, homokos, homoklisztes képződmények alkotják, melyek között azért helyenként idősebb folyóvízi terasz foszlányokat is találunk. A dombok lábánál — feltehetőleg egyrészt az oligocén kori fekükőzet felszínközelbe kerülése, másrészt a vízszintes vízvezető képességben ott megnyilvánuló kontraszt, végül a terepfelszín meredek változása miatt — a dombok területén beszivárgott csapadékvizekből táplálkozó és a Duna felé tartó talajvíz a felszínre lép. Ez a kiszivárgás táplálja az Ilka-patakot is, és ennek az eredménye a dombvonulat lábánál egykor tapasztalt mocsaras, vizenyős foltok megjelenése is. (Az Ilka-patak és annak mellékága a tőlük K-re eső dombvidéki terület talajvizének természetes megcsapolói.) A VIZITERV mérései szerint a domboldalból kiszivárgó talajvíz a dunai LNV szintje körül, 104,8-105,0 m B. f. magasságban lép ki a felszínre (VIZITERV, 1982). Megítélésük szerint a Duna vízszintingadozása a talajvíz szintjét így a dombvidéki területen nem befolyásolja. E feltárási eredmények alapján tervezte meg a Gödi Vízbázis kialakítását a VIZITERV 20 db termelőkúttal és 1 db csápos kúttal. A csápos kút nem épült meg, ám a kútsort alkotó 20 db víztermelő kút markolásos, illetve iszapolásos technológiával történő megfúrására az 1978-1979. években sor került. A kutak egymástól 25,3-29,7 méter, többnyire 27,5 méter távolságra létesültek, kivéve a 20. számú vízműkutat, amely a 19. számútól 52,0 méterre valósult meg. A kútsor teljes hossza 547,0 méter. A kutak a Duna jelenlegi középvízi medrétől 70,0-90,0 méterre, átlagosan 75,0 méter távolságra helyezkednek el. 2010. augusztus hó

31



MSZ: 5-1/2010

A kutak vízadó képessége kiváló, az egyenkénti próbaszivattyúzások alkalmával többnyire 1000 L/perc vízhozamot meghaladó térfogatárammal voltak termeltethetők (9. melléklet), ám a vízadó képesség D felé fokozatosan romlott. A fajlagos vízhozamok erőteljes csökkenését egyrészt a vízadó réteg homokarányának növekedése, másrészt a vízadó réteg vastagságának csökkenése okozta. Jól megfigyelhető az 5. rajzon az 1981. évi próbaüzem során — a kutak nagyjából azonos vízhozammal történő termeltetése mellett — mért üzemi vízszintek D felé jelentkező csökkenése, ami bizonyítja azt, hogy ugyanaz a vízhozam a D-i kutakból — nagyjából a 13. számú kúttal kezdődően — csak jóval nagyobb leszívás mellett termelhető ki, s mindez annak ellenére történik, hogy a kútsor szélei felé haladva az egymásrahatás mértéke egyre csökken, az egyes kutak folyó felőli utánpótlódási sávja pedig egyre szélesedik. Ez az 5. rajz jól mutatja azt is, hogy a kútsor tagjainak közel azonos vízhozammal történő termeltetése szivárgáshidraulikailag egyáltalán nem megalapozott; s az az egyes kutak alulműködését, mások túlzott igénybevételét eredményezheti egészen a tönkremenetelig. Sokkal inkább támogatható és javasolt az üzemi vízszintek közel azonos helyzetben tartása, az ugyanis minden kút esetében az adott műtárgy teljesítményéhez igazodó vízhozamot indukál, mindamellett, hogy ez a vonalszerű, galéria jellegű megcsapolás ráadásul a természeteshez sokkalta közelebb álló szivárgási helyzetet hoz létre, mintha az az egyenkénti, változó depressziójú kutas megcsapolások eredőjeként jönne létre. Fontosak azok a megállapítások, amelyeket a szakértők a dunai vízszintekkel kapcsolatban tettek (VIZITERV, 1975). Az 1960-1970. közötti időszak havi átlagos vízállásait összevetették ugyanezen időszak vízállástartóssági görbéjével, és megállapították, hogy 90 %-os tartósságot meghaladó átlagértékek csak a téli időszakban (október, november, december, január) jelentkeznek 1-3 hónapon keresztül. Ezért a kutak vízhozam számításánál, a vízbázis teljesítőképességének meghatározásánál a Duna 90 %-os tartóssági értékét javasolták alapul venni, amely a felsőgödi vízmércén (1671,7 fkm) akkor 98,40 m B. f-nek felelt meg. (A vízmérce „0” pontja e vizsgálat időpontjában 97,55 m B. f. volt, míg az akkori LKV (1967) 97,68 m B. f., az LNV (1972) pedig 104,84 m B. f. értéken volt nyilvántartva.) Ezt a vizsgálatot, elemzést mi is elvégeztük az utolsó 19 évre, azaz az 1991-2009 közötti időtartamra vonatkozóan. A Közép-Duna-völgyi Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóságtól megrendeltük a felsőgödi és a surányi vízmércék 1991-2009 közötti adatsorát. Ma már egyikük sem vízrajzi főállomás — csak ún. üzemi állomás —, így adatsorukban 2001 óta hosszabb, rövidebb adathiányok előfordulnak. Ezek az adathiányok főként hétvégére, illetve a felsőgödi vízmérce esetében a kisvízi időszakokra esnek; ott ugyanis jó néhány éve a vízmérce alsó szakasza megrongálódott, s a 150 cm alatti értékek nem olvashatók le. A hiánytalan adatföldolgozás így csak az 1991-2000 közötti 10 évre vonatkozóan volt elvégezhető. 2010. augusztus hó

32



MSZ: 5-1/2010

A földolgozás alapján megállapíthatjuk (1. grafikon), hogy 1971 óta mind kisvíz, mind nagyvíz tekintetében módosultak az addigi szélsőértékek, és a vízmérce „0” pontja is változott. A felsőgödi vízmérce jellemző adatai így a következők:  mérce helyzete: 1671,7 fkm szelvény;  „0” pont magassága: 97,48 m B. f. (!);  LKV (2003. 08. 30.): –20 cm = 97,28 m B. f.;  LNV (2006. 04. 04.): 795 cm = 105,43 m B. f.;  KÖV (1991-2000): 194 cm = 99,42 m B. f.;  KV90 % (1991-2000): 70 cm = 98,18 m B. f.;  mértékadó árvízszint: 104,94 m B. f. Mint látható, a VIZITERV-es földolgozás óta az LNV érték növekedett, az LKV érték csökkent, a Duna 90 %-os tartóssági értéke pedig a korábbi 98,40 m B. f. értékről mélyebbre, 98,18 m B. f. értékre süllyedt. Szakértők szerint ez utóbbiban a nyersanyag kitermelési célú mederkotrásoknak nem elhanyagolható szerepe van. Abból a célból, hogy ezeket a jellemző vízállás adatokat kiterjesszük a vizsgált teljes időszakra, azaz az 1991-2009 közötti évekre, elvégeztünk egy mércekapcsolati vizsgálatot a rendelkezésünkre álló 1991-2009 közötti adatok alapján a felsőgödi vízmérce és a vízrajzi főállomásként nyilvántartott, következésképpen rendszeresen észlelt Budapest, Vigadó téri 1646,5 fkm szelvénybe telepített vízmérce között (3. grafikon). Előtte azonban ez utóbbi vízmérce vízállásadatainak földolgozását kellett elvégeznünk az előbbiekben ismertetett módon (2. grafikon). E szerint a Budapest, Vigadó téri vízmérce jellemző adatai a következők:  mérce helyzete: 1646,5 fkm szelvény;  „0” pont magassága: 94,97 m B. f.;  LKV (1947. 11. 06.) 51 cm = 95,48 m B. f.;  LNV (2006. 04. 04.): 860 cm = 103,57 m B. f.;  KÖV (1991-2009): 268 cm = 97,65 m B. f.;  KV90 % (1991-2009): 138 cm = 96,35 m B. f.;  mértékadó árvízszint: 103,51 m B. f. A mércekapcsolati vizsgálat segítségével az 1991-2009 közötti évekre az alábbi függvénykapcsolat volt megállapítható, melynek segítségével lehetőség nyílt a felsőgödi vízmérce vízállásának becslésére a budapesti vízállás alapján: hFelső Göd  0,985  hBudapest  68,94 (cm, cm), vagy

H Felső Göd  96,79  0,985 

hBudapest 100

(m B. f., cm).

A képletben hBudapest — a Budapest, Vigadó téri vízmérce leolvasott vízállás adatát (cm), a hFelső-Göd — a felsőgödi vízmérce leolvasott vízállás adatát (cm), míg a 2010. augusztus hó

33



MSZ: 5-1/2010

HFelső-Göd — a felsőgödi vízmérce előtti dunai vízszint magasságát jelenti tengerszint fölötti (m B. f.) értelemben. E mércekapcsolati függvény segítségével a Budapest, Vigadó téri 19 éves időtartamú vízállás adatsor alapján az alábbi jellemző becsült vízállás értékek határozhatók meg a felsőgödi vízmércére nézve:  becsült KÖV (1991-2009): 195 cm = 99,43 m B. f.;  becsült KV90 % (1991-2009): 67 cm = 98,15 m B. f. Látható, hogy az eltérés az előző, ténylegesen mért adatok alapján megállapított, kerek 10 évi értékekhez képest nem jelentős, mindössze néhány centiméter (99,43 m B. f. szemben 99,42 m B. f. értékkel, illetve 98,15 m B. f. szemben 98,18 m B. f. értékkel). (A szélsőértékek — tekintettel arra, hogy azok eddig is a 2000. évet követőek voltak — az idősor kiterjesztésével nem változtak, így azokat itt nem ismételjük meg.) Azért, hogy megállapíthatók legyenek ugyanezen, de ma jellemző vízállás értékek a bennünket foglalkoztató Gödi Vízbázis előtti partszakaszra — célszerűen „A folyók mértékadó árvízszintjeiről” szóló 11/2010. (IV. 28.) KvVM rendeletben is szereplő 1670,7 fkm szelvényre — vonatkozóan is, elvégeztünk egy újabb mércekapcsolati vizsgálatot a rendelkezésünkre álló 1991-2009 közötti adatok alapján a felsőgödi vízmérce és a közvetlenül alatta, az 1670,5 fkm szelvényben elhelyezkedő surányi vízmérce között (4. grafikon). Annak alapján kijelenthető, hogy a Duna vízfelszínének lejtése ezen a szakaszon középvízi vízállás mellett 15 cm/km, így a felsőgödi vízmércére megállapított vízállás adatokból éppen ennyit kell levonnunk a korrekció érdekében ahhoz, hogy a Gödi Vízbázis előtti partszakaszra vonatkozó adatokat kapjunk. A jellemző függvénykapcsolat így a Gödi Vízbázis előtti partszakasz és a rendszeresen észlelt Budapest, Vigadó téri vízmérce között az alábbi alakot ölti: H1670,7 fkm  96,64  0,985 

hBudapest 100

(m B. f., cm).

A képletben hBudapest — a Budapest, Vigadó téri vízmérce leolvasott adatát (cm), míg a H1670,7 fkm — a Gödi Vízbázis előtti dunai vízszint magasságát jelenti tengerszint fölötti (m B. f.) értelemben. Saját vizsgálataink alapján tehát az Üzemeltető által korábban használt, általunk a 2. fejezetben közölt összefüggés helyett ennek a mércekapcsolati függvénynek az alkalmazását javasoljuk a Gödi Vízbázis előtti dunai vízszint meghatározására. A Gödi Vízbázis előtti Duna-szakaszra — egészen pontosan az 1670,7 fkm szelvényre — vonatkozóan a felsőgödi vízmérce alapján számított 1991-2009 közötti jellemző vízállás értékek összefoglalva a következők: 2010. augusztus hó

34



    

MSZ: 5-1/2010

számított LKV (2003. 08. 30.): 97,13 m B. f.; számított LNV (2006. 04. 04.): 105,28 m B. f.; számított KÖV (1991-2009): 99,28 m B. f.; számított KV90 % (1991-2009): 98,00 m B. f.; mértékadó árvízszint: 104,88 m B. f.

Magunk ezeket vesszük majd alapul a rekonstrukciós munkák tervezése során. A talajvíz helyzetét magunk az Üzemeltető által eleinte negyedévente, majd havonta rendszeresen észlelt talajvízfigyelő kutak 1994. február és 2008. február közötti időszaki vízszint adataival jellemezzük. A vízszintek alakulását — tengerszint fölötti értelemben — az 5. grafikonon mutatjuk be. Ugyanott szerepeltetjük a Gödi Vízbázis előtti dunai vízállást is, amit a Budapest, Vigadó téri vízmérce adataiból az általunk meghatározott mércekapcsolati függvénnyel származtattunk. A grafikonon — a viszonylag ritka pontsűrűség ellenére — jól látható, hogy a figyelőkutak vízjárása hasonló, legyenek azok akár a vízműkutak közvetlen közelében, akár azoktól távolabb. Ez annak a bizonyítéka, hogy a Duna bizony valóban egy, a talajvizet megtámasztó küszöb szerepét tölti be. A folyótól legtávolabbi É-4 jelű talajvízfigyelő kútban a dunai nagyvizek már gyakorlatilag nem éreztetik a hatásukat, ám a nagyobb tartósságú kisvizek — erőteljes vízszintsüllyedés formájában — igen. Legmagasabb a talajvízállás ebben az É-4 jelű talajvízfigyelő kútban, melyben a talajvíztükör helyzete eléri a 103,5-104,0 m B. f. értéket. (Megjegyezzük, hogy ebben a kútban már csak egy magasabb településű kavicsfoszlány jelenik meg, s került beszűrőzésre, ám az a jelek szerint szoros hidraulikai kapcsolatban van a Dunával.) Ezt alulról az É-3 jelű kút követi — az előző vízszintjétől jó 3,0 méterre elszakadva —, majd újabb 0,5 méterrel mélyebb vízszinttel az É-1 és É-2 jelű kút következik. Ez alatti vízállással jellemezhetőek a nagyjából azonos vízszinteket mutató V-3 és É-6 jelű kutak, majd gyakorlatilag ugyanazt a vízjárás vonalat írják le a grafikonon a V-5, V-6 és GNV-9940 számú kutak. A dunai nagyvizek (lásd a 2002. tavaszi zöldár) hatása a folyóhoz közeli területsávban erőteljesebb, ilyenkor a talajvíz szintje a Duna mentén és magában a víztermelő kútsorban is akár 1,5-2,0 méterrel a háttéri figyelőkutak (pl. É-5, É-6 jelű kutak) vízszintje fölé emelkedhet. Az előző évekétől eltérő a 2007. év talajvízjárása. Ez az év egyrészt mély talajvízhelyzetével, másrészt mérsékeltebb vízszintingadozásával, harmadrészt az egyes figyelőkutak közötti vízszintkülönbségek lecsökkenésével, a vízszintek „összeolvadásával”, kiegyenlítődésével vonja magára a figyelmet. Mindezek a Duna kiegyenlített vízjárásának tudhatók be, hiszen abban az évben sem tartós kisvizek, sem tartós nagyvizek nem voltak, a folyó vízállása a KÖV érték táján szinte állandósult. Az Üzemeltető által végzett talajvízszint mérések alapján egy tetszőleges időpontot kiválasztva, rekonstruáltuk a 2004. nyári és a 2008. év eleji talajvíztükör helyzetet a Gödi Vízbázis környezetében. A 8. rajzon bemutatott talajdomborzat alapján — a korábban közölt átlagos szivárgáshidraulikai rétegparaméterek fölhasználásával — 2010. augusztus hó

35



MSZ: 5-1/2010

megbecsülhető a talajvíz elérési ideje a hidrogeológiai védőterület határától a vízműkutakig. Ez az Ilka-patak mellékágának Pesti út alatti átvezetési pontjától 200-250 napra, míg az Ilka-patak gát alatti átvezetési helyétől számítva 50-70 napra tehető. Végezetül itt említjük meg, hogy a bemutatott vízföldtani, talajvízáramlási adatok alapján a szakemberek a VIZITERV védőterületi tervdokumentációjában (VIZITERV, 1982) a kútsor vízutánpótlódását 60 %-ban az érintett dunai partszakaszról, 25 %-ban a tőle É-ra elhelyezkedő beépített területről, 5 %-ban az Ilka-patak átellenes oldalán emelkedő K-i dombsor irányából — ahol a vízvezető kavics réteg elvékonyodik —, végül 10 %-ban a kútsortól ÉK felé elterülő laposabb dombvidéki terület talajvizéből származtatják. Ezeket a becsült arányokat magunk szivárgáshidraulikai modellezéssel az 5. fejezetben vizsgáljuk. 4.3. VÍZMINŐSÉG A Gödi Vízbázis területének 1974-1975. évi hidrogeológiai föltárásakor a próbakutakból kinyert vízminőség — a Duna közelsége ellenére — a talajvíz jellegzetességeit mutatta (VIZITERV, 1975). (A vízadó réteget fölülről lezáró agyagos fedőréteg miatt reduktív állapot, a szerves anyag oxidációja miatt alacsony oldott oxigén tartalom, szabad CO2 tartalom, magas vas- és mangántartalom, nagy keménység, nitrátmentesség.) Ez érthető, hiszen a Duna az év nagyobb hányadában megcsapolja, befogadja a talajvizet, és csak árhullámok idején fordul meg ez a Ny felé mutató áramlási irány, mikoris ideiglenesen a Duna kezdi tölteni a hátteret, mindamellett, hogy ebben a munkában a folyó felé tartó talajvíz is részt vesz. E kétoldali vízmegtáplálás okán a talajvízben kialakult vápa a háttér felé mozdul el. Hogy meddig jut, az az árhullám időbeni tartósságának a függvénye. A Duna vízminőségét 1974-1975-ben a kutatás keretében 5 alkalommal vizsgálták (OKI). Az eredmények szerint a 226-339 mg/L összes oldott sótartalmú, 301-451 μS/cm fajlagos elektromos vezetőképességű, 102-138 CaO mg/L összes keménységű vízben a klorid 15,0-19,0 mg/L, a szulfát 52,0-63,0 mg/L, a vas 0,06-0,27 mg/L, a mangán 0,0 mg/L, a nitrát 10,0-22,0 mg/L, az ammónium 0,14-1,07 mg/L, az oldott oxigén 10,2-11,6 mg/L koncentrációban volt jelen, míg az oxigénfogyasztás 3,9-8,8 mg /L között változott. Az Ilka-patak vízminősége (VIZITERV labor) a következő volt: összes oldott sótartalom 686 mg/L, fajlagos elektromos vezetőképesség 673 μS/cm, összes keménység 267 CaO mg/L, klorid 24,6 mg/L, szulfát 226,0 mg/L, vas 0,07 mg/L, mangán 0,0 mg/L, nitrát 14,0 mg/L, ammónium 0,12 mg/L, oldott oxigén 11,23 mg/L, oxigénfogyasztás 6,0 mg /L. Az Ilka-patak által táplált horgásztó vize (VIZITERV labor) 395-406 mg/L összes oldott sótartalmú, 474 μS/cm fajlagos elektromos vezetőképességű, 164-171 CaO 2010. augusztus hó

36



MSZ: 5-1/2010

mg/L összes keménységű, a klorid 14,8-15,0 mg/L, a szulfát 126,8-134,0 mg/L, a vas 0,0 mg/L, a mangán 0,0 mg/L, a nitrát 0,0-1,0 mg/L, az ammónium 0,10-0,20 mg/L, az oldott oxigén 11,78-12,97 mg/L töménységű volt, míg az oxigénfogyasztás 4,5-6,5 mg/L között változott. Ugyanekkor a szomszédos lakott területen lévő, Sellő utca 4. szám alatti ásott kút vize ugyancsak a VIZITERV labor mérései szerint a következő eredményeket szolgáltatta: összes oldott sótartalom 805 mg/L, fajlagos elektromos vezetőképesség 722 μS/cm, összes keménység 294 CaO mg/L, klorid 19,2 mg/L, szulfát 163,9 mg/L, vas 0,04 mg/L, mangán 0,0 mg/L, nitrát 135,0 mg/L, ammónium 0,20 mg/L, oxigénfogyasztás 1,6 mg /L. (Az oldott oxigéntartalmat nem mérték.) Végül a próbakutak közül a V-6 jelűt kiválasztva a talajvíz a vízbázis területén az alábbi vízkémiai értékekkel volt jellemezhető (VIZITERV labor): összes oldott sótartalom 515 mg/L, fajlagos elektromos vezetőképesség 618 μS/cm, összes keménység 246 CaO mg/L, klorid 16,2 mg/L, szulfát 95,6 mg/L, vas 0,50 mg/L, mangán 0,42 mg/L, nitrát 0,0 mg/L, ammónium 0,20 mg/L, oldott oxigén 3,69 mg/L, oxigénfogyasztás 3,2 mg /L. A többi próbakút ehhez nagyon hasonló eredményt szolgáltatott. Röviden összefoglalva az 1974-1975. évi eredményeket látható, hogy a felszíni vizek kivétel nélkül oxigéndúsak, szervesanyag-tartalmuk miatt jelentős káliumpermanganátos oxigénfogyasztással jellemezhetők, szemben a talajvízzel, amelynek oxigénhiányos mivoltát a magasabb vas-, mangán- és ammóniumtartalmak bizonyítják. Figyelemfölhívó a lakott terület alatti talajvíz magas nitráttartalma, amely a szennyvízszikkasztás nyomjelzője. Meglepő ugyanakkor a horgásztó kitűnő vízminősége. A próbakutakból kitermelt vizet az OKI vas- és mangántalanítás, valamint folyamatos fertőtlenítés mellett ivóvíz ellátásra megfelelőnek ítélte, de hangsúlyozta, hogy az ammóniumtartalom tekintetében a határérték alól a Szabványügyi Hivataltól fölmentést kell kérni, másrészt szorgalmazta a védőterület kialakításának szükségességét, a potenciális szennyezőforrások megszüntetését. A VIZITERV labor a vas- és mangánmentesítés mellett javasolta még a kitermelt víz savtalanítását is, ugyanis az szénsavtartalmánál fogva a vasszerelvényekre agresszívnak bizonyult (VIZITERV, 1975). A kutak vizében a Duna hatása csak hosszas víztermelés után jelentkezett. 1974-ben a Dunától mindössze 83,0 méterre lévő V-6 jelű  241/228 mm acél szűrőcsővel rendelkező próbakút (ma figyelőkút) 14 napos szivattyúzása során — miközben belőle összesen 10.000 m3 vizet termeltek ki — még sem a nitráttartalom nem jelent meg (pedig a Duna vize ekkor 10,0-22,0 mg/L-t tartalmazott), sem a vas-, mangántartalom csökkenése, sem az oldott oxigéntartalom növekedése nem volt észlelhető (LÉCZFALVY S., 2004).

2010. augusztus hó

37



MSZ: 5-1/2010

A kútsor 1981. évi próbaüzeme során — amikor folyamatos működtetés mellett együttesen 6500 m3/nap térfogatáramot emeltek ki a kutakból — 85 nap, azaz kb. 553.000 m3 vízmennyiség kitermelése után érte csak el a szolgáltatott vízben az összes keménység és a fajlagos elektromos vezetőképesség a Dunára jellemző értéket. Az egyes vízműkutak eltérő utánpótlódási adottságai a — konzervatív összetevőknek tekinthető — összes keménység és szulfát értékekben jól megmutatkoztak: a középső kutak szulfátkoncentrációja és összes keménysége észrevehetően alacsonyabb volt, mint a kútsor széle felé tapasztalható hasonló jellemzők, ami a középső kutak jelentősebb dunai utánpótlódási arányával magyarázható, szemben a szélső kutak erőteljesebb talajvíz és szűrt felszíni víz keveredésével. A huzamos termelés során a vastartalom is csökkent. Érdekes volt ugyanakkor megfigyelni, hogy nitráttartalom a kutakban még a 85. napon sem volt kimutatható, s az csak az üzembe helyezéstől számított 19-20 hónap után jelentkezett először, majd attól kezdve koncentrációja a Duna nitrátjával nagyjából párhuzamosan változott (LÉCZFALVY S., 2004). A néhány évi üzemeltetés ellenére a vastartalom és a mangánkoncentráció a kutak vizében határérték fölötti maradt, amiért is 1983-1985 között a VYREDOX technológia kiépítésére került sor. Erről a 2. fejezetben már részletesen szót ejtettünk. Itt csak annyit ismétlünk meg, hogy ez az eljárás sem oldotta meg tökéletesen a gondokat. A vastartalom csökkentése az üzemi mérési adatok szerint többé-kevésbé ugyan valóban teljesült — sajnos nem minden kútnál, de összességében igen —, a mangántartalom csökkentését azonban stabilan egyetlen kútnál sem sikerült megnyugtatóan végrehajtani. A kedvezőtlen vízminőség javítása érdekében — a VYREDOX vízkezelési eljárás folytatása mellett — a Duna és az Ilka-patak közötti terület kisajátításra, az egykori horgásztavak lecsapolásra, megszüntetésre kerültek, s belőlük a mederfenék szerves anyagát is kitermelték, eltávolították. Azóta ez a területrész gyakorlatilag érintetlen, természetközeli állapotú; nádas, liget, erdő borítja. Vitatott még a vízbázis előtti kőhányásból épült partvédő mű szerepe. Tekintettel arra, hogy a Duna-meder alatt a vízadó kavicsos réteg mérsékelt vastagságú, fontos lenne, hogy a folyóvíz beáramlása a meder partoldalán is biztosított legyen. A szakértők szerint (LÉCZFALVY S., 2004) a partvédő mű eliszaposodása ezt a beszivárgási lehetőséget szüntetheti meg. Szerencsére a Duna ezen térségében a terelőművek (sarkantyúk) a folyó átellenes oldalán lettek elhelyezve, így a sodorvonal bal part felé történő elmozdulásával a szóban forgó partszakasz mosott jellege erősödött. Ennek következtében ott a vízsebességek nőttek, amelyek együttesen a partszéli iszaplerakódás ellen hatnak, és a vízbázis vízutánpótlódási viszonyai tekintetében a dunai oldal erősítését szolgálják. Magunk a vízminőség időbeni és térbeni alakulását grafikonokkal szemléltetjük az Üzemeltetőtől kapott 2003-2009. évek közötti jellemzően negyedéves gyakoriságú vízvizsgálati eredmények földolgozásával. A figyelőkutak, a Duna és az Ilka-patak, valamint a kútsor két kútja által kitermelt víz néhány jellemző komponensének 2010. augusztus hó

38



MSZ: 5-1/2010

változását (vas, mangán, nitrát, ammónium, szulfát, keménység, oldott oxigéntartalom) a 6-12. grafikonokon tüntettük föl. Ezek alapján jól látható a területi változékonyság, a háttéri talajvíz felszíni vizektől, illetve a Dunából beszivárgó víztől gyökeresen eltérő minősége, valamint a kútsor vízminőségében megmutatkozó kedvező dunai hatás. A természetesnek mondható ingadozás mellett időbeni tendenciózus változás a vizsgált komponensek tekintetében nem észlelhető, ami arra utal, hogy a folyamatok — mind a víztermelési, mind a vízkémiai — elérték az állandósult, egyensúlyi állapotukat. A szulfáttartalom a gödi lakott területekkel határos figyelőkutakban (É-1, É-2, É-3, É-4, É-5 és V-3 jelűek) a legmagasabb, ahogy az összes keménység értéke is. Ezek a település felől érkező talajvíz Duna-víztől és a felszín alá beszűrődő parti szűrésű víztől (GNV-9940 jelű kút) lényegesen eltérő minőségét bizonyítják. A nitráttartalom, amely konzervatív szennyezőanyagként a település talajvízszennyező hatását egyértelműen bizonyítaná, a figyelőkutakban gyakorlatilag nem mutatható ki. (Itt hívjuk föl a figyelmet a nitrátkoncentráció felszíni vizekben észlelhető évszakos járására, amely a biológiai életteliséggel van összefüggésben.) Az ammóniumtartalom területileg a hidrogeológiai védőövezet D-i részén a legmagasabb, de ott is csak csekély mértékben emelkedik a 0,5 mg/L-es ivóvíz határérték fölé. A termelőkutak között elhelyezkedő V-5 és V-6 jelű talajvízfigyelő kutak a többiekét egy-két nagyságrenddel meghaladó értékekkel jellemezhető adatsorát — amennyiben azok nem hibás dokumentálás következményei — a VYREDOX technológia, a nyelető kutak működése eredményének tartjuk. Érdekes megfigyelni, hogy az oxigénnel telített vizet nyelető kutak termelőkúttal átellenes oldalán nem oxigéndús, hanem éppen ellenkezőleg, reduktív környezet alakul ki. (Ezt az ottani magas oldott vas- és mangántartalom is jelzi.) Az oldott oxigéntartalom grafikonja a mérések megszűnése miatt igen rövid. Belőle területi változékonyságot vizsgálni nehéz. Az összes vastartalom a kutak többségében meghaladja a 0,2 mg/L-es ivóvíz határértéket, csak a Duna, az Ilka-patak és a GNV-9940 jelű kút vize az, amely e tekintetben gyakorlatilag folyamatosan megfelelő minőségű. A V-5 és V-6 jelű figyelőkutak folyamatosan magas értékei talán a VYREDOX technológia működésével vannak összefüggésben. A mangán területileg igen magas koncentrációjú. Ebből a szempontból még a felszíni vizek is huzamosan ivóvíz határérték fölötti eredményeket produkálnak. A háttéri kutak (É-1, É-2, É-3, É-5 jelűek) koncentrációja — hasonlóan a GNV-9940 jelű kútéhoz — ugyanakkor többszörösen, esetenként akár egy nagyságrenddel is meghaladja ezt a határértéket. A termelőkutak között elhelyezkedő V-5 és V-6 jelű figyelőkutak adatsora e tekintetben jobban belesimul a többi figyelőkút közé, mint az a vas-, illetve ammóniumkoncentráció esetében volt tapasztalható. A termelőkutak szulfáttartalmának és összes keménység értékének — mint konzervatív szennyezők — vizsgálatával, a vegyészek által gyakran alkalmazott ún. „keresztszabály” segítségével meg lehet becsülni a háttérből, illetve a folyóból származó vízhányadot, amennyiben elfogadjuk azt a feltételezést, hogy a kitermelt víz egy része a folyóból a másik a háttéri talajvízből származik:

2010. augusztus hó

39







MSZ: 5-1/2010

összes keménység: Duna 100 CaO mg/L

szulfáttartalom:

háttér 300 CaO mg/L 2. kút 200 CaO mg/L, ami 50-50 % Duna–háttér arányt jelez 6. kút 120 CaO mg/L, ami 90-10 % Duna–háttér arányt jelez Duna 50 mg/L háttér 270 mg/L 2. kút 130 mg/L, ami 65-35 % Duna–háttér arányt jelez 6. kút 70 mg/L, ami 90-10 % Duna–háttér arányt jelez.

Ennek alapján a 6. számú termelőkút — és általánosítva a kútsor közbenső kútjai — esetében meghatározó a dunai hányad, míg a 2. számú kút — és általánosítva a szélső kutak — esetében az utánpótlódás nagyjából fele-fele arányban oszlik meg a háttér és a folyó között, vagy a háttér oldalit valamivel meghaladó folyó felőli utánpótlódási arány becsülhető. A termelőkutakban a vastartalom a határérték alá szorult, ám ugyanez a mangánról egyértelműen nem jelenthető ki, annak ellenére, hogy 2004 óta határozott csökkenés észlelhető. Meglepő a termelőkutak esetenként 10 mg/L-t is elérő nitráttartalma, amely azért figyelemfölhívó, mert a nitrát a termelőkútsor és a Duna közötti GNV-9940 jelű figyelőkútban gyakorlatilag eltűnik. Minekután ebben a partközeli kútban az ammóniumkoncentráció sem magas — hasonlóképpen gyakorlatilag zérus —, és elfogadva azt, hogy a nem vizsgált nitrogénformák koncentrációja ugyancsak figyelmen kívül hagyható, a termelőkutak nitráttartalmának a forrása véleményünk szerint nem lehet a folyó. A háttéri talajvíz ammóniumtartalma néhány tized mg/L és a nitrátkoncentráció is gyakorlatilag nulla, így a termelőkutak nitrátja a háttérből sem eredeztethető. Az oknyomozás a V-5 és V-6 jelű figyelőkutak környezetére irányítja a figyelmet, amely a talajvízdúsítás háttérterülete. Ott a zérus nitrát mellett — mint korábban is leírtuk — rendkívül magas az ammóniumtartalom. Esetenként eléri a 20,0 mg/L-t is! Nem kizárt, hogy a visszanyeletésre szánt oxigéndús víz a levegőztetés során egyben nitrogénben is gazdaggá válik, s ez a nitrogénforrás az, amely azután a talajvízben ammónium, illetve nitrát formájában jelenik meg, de az sem elképzelhetetlen, hogy az egykori horgásztavak esetleg nem teljes körűen eltávolított szervesanyagban gazdag üledéke jelenti a nem szűnő nitrogénforrást. Részletesebb vizsgálatok ez ügyben nem folytak, pedig talán érdemes lett volna a VYREDOX technológia talajvízminőségre gyakorolt hatásának megismerése céljából ilyen jellegű kutatás, illetve vizsgálatok folytatása is.

5. A KÚTSOR REKONSTRUKCIÓJÁNAK SZÜKSÉGESSÉGE ÉS LEHETŐSÉGEI A jelenlegi kútsor újjáépítése iránti igény azért merült föl, mert a vízmű jelen állapotában nem képes az eredeti 6000 m3/nap vízhozam biztosítására. Ennek több oka lehet. Az okok között fölmerülhet (1) a kutak elöregedése, lehet (2) a beépített betétszűrők többletellenállása és az ebből fakadó vízhozamcsökkenés, lehet (3) a

2010. augusztus hó

40



MSZ: 5-1/2010

víztermelő kutak környezetében a vízadó réteg eltömődése a VYREDOX technológia következtében kivált vas- és mangánkéreg hatására, de nem zárható ki (4) a Dunameder kolmatálódása és az ebből fakadó utánpótlódás csökkenés sem. Nézzük ezeket sorban. A kutak elöregedése ténykérdés. Az 1978-1979-ben épült vízilétesítmények ma 31-32 évesek. A hazai kútépítési gyakorlatban a víztermelő kutakat évi 3 %-os amortizációval veszik figyelembe. Ebből fakadóan egy-egy kút „kihordási” ideje nagyjából 33 év. Ha csak a műtárgyak korát nézzük is, megállapíthatjuk, hogy a szóban forgó kutak elérték ezt az élettartamot, így fölújításukat időben tolni, halasztani ugyan lehet, de véglegesen elkerülni nem. A kutak műszaki állapotának fokozatos romlását bizonyítja a betétszűrők korábban végrehajtott beépítése, amely egy új, stabilizált belső kútszerkezetet eredményezett. A régi — kissé kopott, töredezett — azbesztcement szűrőcsövek azonban ott maradtak a felszín alatt. Annak ellenére, hogy az azbesztcement csőanyagok fölhasználása — „Az egyes veszélyes anyagokkal, illetve veszélyes készítményekkel kapcsolatos tevékenységek korlátozásáról” szóló 41/2000. (XII. 20.) EüM-KöM együttes rendelet alapján a krizotilt tartalmazó termékek kivételével — az ivóvízellátás terén ma is engedélyezett („Az ivóvíz minőségi követelményeiről és az ellenőrzés rendjéről” szóló 201/2001. (X. 25.) Korm. rendelet 5. számú melléklete), napjainkban alkalmazásuk erősen visszaszorult. Az építőipari bontási munkák során veszélyes hulladékként kezelik őket (pl. hullámpala). Tekintettel arra, hogy a kutak szerkezeti állapota a betétszűrős javítás ellenére is csak részlegesen javult, s a régi — anyaguknál fogva ma már nem használatos — szerkezeti elemek továbbra is a felszín alatt maradtak, a hatékony rekonstrukciót csak a teljes szűrőcső csere teremtheti meg. Minekután azonban a kútkörnyezetek a több mint 30 éves víztermelés, a több évtizedes VYREDOX technológia és azzal összefüggésben a többszöri szűrőmosatás, savazás, kompresszorozás és egyéb mechanikus vízhozamfokozó műveletek által erősen igénybevettek, optimális választásként nem a régi kutak változatlan helyen történő újrafúrása, hanem — területileg kissé elmozdulva — azok melléfúrásos fölújítása jelölhető meg. A kapacitáscsökkenés másik három esetleges kiváltó okát célszerű együtt tárgyalni. Ezt az magyarázza, hogy az Üzemeltető által KONTUR ÁDÁM szakértő úr irányításával 2002-2003-ban végrehajtott kísérlet (KONTUR Á., 2002; KONTUR Á. – JÁSZAI S-NÉ, 2003) mindhárom lehetséges ok valóságos vagy elvethető mivoltára választ ad. Ebből fakadóan röviden, de azért a lehetőségekhez mérten a részletekbe menően ismertetjük a kísérletet, annak eredményeit és az abból levonható következtetéseket. A 2002. évre a gödi parti szűrésű kútsor vízhozama erősen lecsökkent. Ahogy a többi termelőkútban, 2002. július hó 26-án például a kísérlethez kiválasztott 5. számú 2010. augusztus hó

41



MSZ: 5-1/2010

termelőkútban is igen nagy, a Duna felőli nyelető kúthoz mérten 2,18 méter depresszióval lehetett csak 56 L/perc vízhozamot kinyerni úgy, hogy az aktuálisan vízszintfigyelő szerepet betöltő nyelető kutakban depresszió alig jelentkezett. Sőt vízszintjük a Duna akkori vízszintjéhez mérten (221 cm budapesti vízállás, illetve 98,75 m B. f. helyi beszintezett vízszint) 0,10-0,11 méterrel magasabban helyezkedett el, így ez a termelőkút akkor az adott vízállás mellett a Dunából nem is utánpótlódhatott. Abból a jelenségből, hogy a kút depressziós hatása tőle 6,0 méterre már alig érvényesül, arra következtettek a szakemberek, hogy a kitermelhető hozam lecsökkenésének oka nem a vízutánpótlódásban beállott változásra, hanem a megcsapoló létesítmény működésének elégtelenségére vezethető vissza. (Csak megjegyezzük, hogy ugyanez a kút építéskor, önálló üzemben — ismeretlen dunai vízállás mellett — 2,21 méter leszívás mellett még 1140 L/perc vízhozamot biztosított. Ez közel 20-szorosa a 2002. évinek. A kút bekövetkezett teljesítményromlása tehát egyértelmű.) Az eltömődést a termelőkút szűkebb környezetében, a szűrőcső mellett 0,05-0,10 méter vastagságban, a mesterségesen kavicsolt gyűrűstérben feltételezték, s annak eltávolítását — látva az addig alkalmazott mechanikus tisztítások eredménytelenségét, illetve kérészéletű hatékonyságát — savazással kísérelték meg végrehajtani. A beadagolt sósav mennyiségét is ehhez méretezték. A savazásos szűrőtisztítást 2003. április hónapban hajtották végre. A szűrő alatti csőszakasz kiiktatását követően 840 kg 30-34 %-os ipari sósavat juttattak a kútba, majd 4 nap behatási idő következett a kémiai reakciók maradéktalan lefolyása érdekében. Eközben rendszeresen mérték a környező nyelető kutakban a pH-t, a kloridtartalmat és a fajlagos elektromos vezetőképességet. Minekután a környező nyelető kutak vizében sem savmaradvány, sem pedig klorid-ionok számottevő mennyiségben nem voltak kimutathatóak, azt a következtetést vonták le a szakemberek, hogy a sav csak a kút közvetlen környezetében fejtett ki kémiai hatást. A savazást követően tisztítókompresszorozás, majd tisztítószivattyúzás, végül tartós próbaszivattyúzás következett. Ez utóbbi során a kútból 325 L/perc vízhozam volt kitermelhető a tavalyi vizsgálat során mérttől mindössze néhány centiméterrel eltérő dunai vízállás esetén 1,85 méter látszólagos depresszió mellett. (Látszólagos depressziónak a folyó felőli nyelető kút és a központi termelőkút tengerszintre átszámított üzemi vízszintjének különbségét értjük.) Az előző évi 26,6 L/perc/m nagyságú látszólagos fajlagos vízhozam — azaz a vízhozam és a látszólagos depresszió hányadosa — e szerint 175,7 L/perc/m-re növekedett, ami 6,6-szerese a savazás előtti értéknek. Az elvégzett savazásos szűrőtisztítás hatásosságához tehát nem férhet kétség. Az a kútszűrő és a mellette lévő (mesterséges) kavicsösszlet hidraulikai ellenállásának lecsökkenését, jobb víz általi átjárhatóságát eredményezte. Ha ezt a látszólagos fajlagos vízhozamot összehasonlítjuk az építéskori tényleges fajlagos vízhozammal, ami 515,8 L/perc/m nagyságú volt, megállapíthatjuk, hogy az eredményes tisztítás ellenére még mindig csak az építéskori fajlagos vízadó képesség 2010. augusztus hó

42



MSZ: 5-1/2010

csupán mintegy 1/3-át értük el. Feltételezve a pórusokban a biokémiai lerakódások teljes kitakarítását, ez a különbözet a betétszűrő beépítésének — illetve az együttes kútüzem során jelentkező egymásra hatásnak — tulajdonítható. A betétszűrőzés tehát valóban ront a kút vízadó képességén, ha nem is olyan mértékben, mint az a savazás előtti adatok alapján feltételezhető volt. A kísérlet eredményessége okán a többi kút is ilyen módon, savazással tisztításra, intenzifikálásra került, miáltal a kútsor vízadó képessége jelentősen megnövekedett. Sajnos azonban a víztermelés újraindulása és üzemszerűvé válása során a továbbra is alkalmazott VYREDOX technológiának köszönhetően az eltömődés újra létrejött és egyre erősödött, ami a kutak ismételt teljesítménycsökkenésében mutatkozott meg. Mindezek arra hívták föl a figyelmet, hogy amennyiben a vastalanítás módszerén nem változtatunk, a kutak tönkremenetele időről-időre törvényszerűen bekövetkezik! Ráadásul a kútszűrők eltömődésével csökken a kútkörnyezetben kialakított depresszió, következésképpen a háttér felől a Duna irányába tartó talajvízáramlási jelleg miatt csökken a kitermelt vízben a dunai eredetű komponens aránya, következésképpen romlik a szolgáltatott víz minősége. A vastalanítás technológiáját tehát a felszín alól a felszínre kell áthelyezni! Összefoglalva, az Üzemeltető által elvégzett savazásos szűrőtisztítás eredményessége alapján arra következtethetünk, hogy a rétegeltömődés kizárólag a szűrőkörnyezetre összpontosult, és közel sem terjedt ki arra a nyelető kutakat is magában foglaló „hagyma” alakú kőzettestre, amely a VYREDOX technológia által megváltozott pH és Eh viszonyokkal jellemezhető (szövegközi 2. ábra). Az elvégzett kísérlet és az azt követő, minden kútra kiterjedő savazásos szűrőtisztítás eredményeként megjavuló kútkapacitások egyúttal arra is választ adtak, hogy nem a folyópart és folyómeder beszivárgási viszonyai módosultak, romlottak le, így a kútsor rekonstrukciójával az építéskori víztermelési kapacitás értékek nagy valószínűséggel újra elérhetők lesznek. ♣ Az elvégzett és jól dokumentált kísérlet (KONTUR Á., 2002; KONTUR Á. – JÁSZAI SNÉ, 2003) alapján utólag lehetőségünk nyílt bizonyos szivárgáshidraulikai számítások elvégzésére is, melyek a savazás eredményeként a szivárgási tényező megnövekedését bizonyítják. Ha elfogadjuk a nyílt tükrű rendszerre levezetett közismert DUPUIT–THIEM (1906) egyenlet érvényességét a kút 6,0 méter sugarú környezetében, és feltételezzük, hogy a vas- és mangánkiválás eredményeként létrejött kolmatáció a kút 1,0 méter sugarú környezetére korlátozódott, abban az esetben erre a zónára mindössze 1,7 m/nap-os szivárgási tényezőt határozhatunk meg a rétegjellemző 60 m/nap-pal szemben. Ezek kútkiképzési eredményességi együtthatónak nevezett hányadosa (RÓZSA A., 2010) mindössze 3 % nagyságú. A savazást követően a kútkörnyezet szivárgási tényezője 13,9 m/nap-ra, az eredményességi együttható pedig 23 %-ra javult. Ez már — a betétszűrőzés ellenére is — közepes (20-40 % között) eredménynek számít. 2010. augusztus hó

43



MSZ: 5-1/2010

♣ Ahhoz, hogy a vízbázis építéskori 6000 m3/nap-os víztermelő kapacitása visszaállítható legyen, a már betétszűrőzött és többször javított, mosatott, savazással intenzifikált kutak változatlan helyen történő újrafúrása helyett — területileg kissé elmozdulva — azok melléfúrásos fölújítása javasolt. Annak ellenére, hogy a védőterületi adottságok, azaz a kútsor védőkerítésekhez mérten aszimmetrikus helyzete a háttér felé történő elmozdulást „kínálják”, a víztermelésben a dunai oldal erősítése érdekében a folyó felé történő elmozdulás tanácsolható. Ez a tekintetben is kedvező, hogy ily módon a VYREDOX technológia által igénybevett, nagyjából a jelenlegi kútaknákat körülfogó földtöltések által lefedett kőzettestek nem az új kútsor és a folyó közé, hanem az új kútsor vonalától a háttér felé fognak elhelyezkedni. Annak ellenére tanácsolható ez a kúttelepítési mód, hogy épp az előbbiekben részletesen bemutatott kísérlet bizonyította be azt, hogy a biokémiai rétegeltömődés valójában csak a termelőkutak szűk környezetére terjedt ki, így a felszín alatti vízáramlásban az számottevő akadályt nem jelent. Az új kútsort tehát a meglévő kutak vonalától a folyó felé mintegy 5-10 méterrel elmozdulva javasoljuk telepíteni. Ily módon a bekerített belső védőterület folyó felőli védőkerítése és az új kútsor között a 10 méter távolság még biztosított. Szóba jöhet alternatív vízszerzési megoldásként csápos kutak telepítése is, ám a DMRV Zrt. feladatkiírása — nyilvánvalóan az összegyűlt üzemeltetési tapasztalatok alapján — egyértelműen új kútsor létesítésére vonatkozott. Itt csak az ajánlattételi felhívás „Ajánlati dokumentációjában” a II.2.1) B. pontban a beruházás számszerűsíthető adatai között szerepeltetett alábbi mondatot idézzük:  „A gödi vízbázis 6000 m3/nap-os kapacitása megteremtéséhez a hidrogeológiai szakvéleménynek megfelelő számú és mélységű nagyátmérőjű kút és kútgépház létesítése vagy a meglévő 20 db 25 m mélységű nagyátmérőjű kút melléfúrásos felújítása.” Ezenkívül az V.7) 13. pontot idézzük még, amely a következőképpen hangzik:  „… ajánlatkérő tájékoztatja ajánlattevőket, hogy alternatív ajánlatot kizárólag a vas- és mangántalanítás technológiai megvalósításának területén fogad el.” Ezek az Üzemeltetői elvárások és az általunk az előzőekben kifejtettek — jelesül, hogy a meglévő kutak újabb tisztítása, intenzifikálása hiábavaló, hiszen az a műtárgyak életkorán nem változtat, ráadásul a betétszűrők jelenléte okán nem is kellő hatékonyságú — egyértelművé teszik azt, hogy az elvégzendő feladat egy új kútsor telepítésének hidrogeológiai megalapozása. Ennek ellenére a 7.3. alfejezetben a csápos kutas vízszerzéssel, mint szóba jöhető alternatívával is foglalkozunk.

2010. augusztus hó

44



MSZ: 5-1/2010

6. A KÚTSOR REKONSTRUKCIÓJÁNAK JOGSZABÁLYOK ADTA KORLÁTAI A Gödi Vízbázis kútsorának rekonstrukciós lehetőségeit alapvetően az árvízvédelmi töltés helyzete befolyásolja. A Közép-Duna-völgyi Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság (1088 Budapest, Rákóczi út 41.) szakembereivel folytatott egyeztetésünk szerint három olyan jogszabály van életben, amely az árvédelmi töltések megközelítésével kapcsolatos. Ezek a következők:  „A vizek hasznosítását, védelmét és kártételeinek elhárítását szolgáló tevékenységekre és létesítményekre vonatkozó műszaki szabályokról” szóló 30/2008. (XII. 31.) KvVM rendelet;  „A vizek és a közcélú vízilétesítmények fenntartására vonatkozó feladatokról” szóló 120/1999. (VIII. 6.) Korm. rendelet;  „A vizek hasznosítását, védelmét és kártételeinek elhárítását szolgáló tevékenységekre és létesítményekre vonatkozó általános szabályokról” szóló147/2010. (IV. 19.) Korm. rendelet. Ez az utóbbi a közelmúltban megszűnt „A vizek hasznosítását, védelmét és kártételeinek elhárítását szolgáló tevékenységekre és létesítményekre vonatkozó szabályokról” szóló 379/2007. (XII. 23.) Korm. rendelet helyett lépett életbe. Vegyük sorba ezeket a ránk vonatkozó szövegrészek kiemelésével. „A vizek hasznosítását, védelmét és kártételeinek elhárítását szolgáló tevékenységekre és létesítményekre vonatkozó műszaki szabályokról” szóló 30/2008. (XII. 31.) KvVM rendelet szerint:  „23. § Az árvízvédelmi földmű és fal mentén a hullámtéren a vízoldali töltésláb vonalától mért 60 m-en, a mentett oldalon pedig 110 m-en belül anyaggödröt, munkagödröt nyitni, szabadkifolyású kutat létesíteni, tavat kialakítani, illetve a fedőréteg tartós eltávolításával járó tevékenységet folytatni csak a környezetvédelmi és vízügyi igazgatóság (a továbbiakban: igazgatóság) hozzájárulásával, szükség esetén részletes talajfeltárás, állékonysági és szivárgási vizsgálat alapján lehet.” „A vizek és a közcélú vízilétesítmények fenntartására vonatkozó feladatokról” kiadott 120/1999. (VIII. 6.) Korm. rendelet szerint:  „7. § (1) A fenntartási feladatok ellátása és az árvízvédelmi töltés védelme érdekében a töltésen, valamint a töltés lábvonalától, annak mindkét oldalán számított 10-10 méteres védősávon (töltésmenti sávon) belül nem szabad olyan tevékenységet végezni, amely a talaj szerkezetét, szilárdságát, összetételét

2010. augusztus hó

45



MSZ: 5-1/2010

megbontaná, illetve hátrányosan megváltoztatná, annak elszennyeződését eredményezné.” „A vizek hasznosítását, védelmét és kártételeinek elhárítását szolgáló tevékenységekre és létesítményekre vonatkozó általános szabályokról” szóló 147/2010. (IV. 19.) Korm. rendelet szerint:  „35. § A folyó hullámterében árvízvédelmi művet, vagy más terelő hatású művet csak úgy és akkor szabad létesíteni, ha a mértékadó árvízszintben okozott duzzasztás az elsőrendű árvízvédelmi mű meglévő biztonsági magasságát nem csökkenti, illetve ha a beavatkozó a magassági biztonságot egyéb módon fenntartja, és ezt az engedélyezési eljárás során műszakilag megfelelő módon igazolja.”  1. melléklet: A vizeknek és vízilétesítményeknek más, nyomvonal jellegű építménnyel történő keresztezésére és megközelítésére vonatkozó részletes szabályok: „1.4.3. Árvízvédelmi töltés lábvonalától, a töltésfejlesztés mértékét is figyelembe véve számított 10 m-es védősávon belül vezetéket elhelyezni tilos. 1.4.4. Árvízvédelmi töltést öntöző-, táp- és belvízcsatornával, vízellátási, csapadék- és szennyvízelvezető nyomóvezetékkel vagy gravitációs vezetékkel és csatornával a töltéslábtól számítva, a töltésfejlesztés mértékét is figyelembe véve, 10 m-en belül tilos megközelíteni.” Összefoglalva, esetünkben a kútsor fölújítását, új kutak létesítését a töltésláb és a meglévő kútsor közötti mentett oldali 35-50 méter között változó szélességű sáv lehetővé teszi. Tekintettel arra, hogy az árvédelmi töltés gyakorlatilag a vízszélen fut, kútrekonstrukciós célokra igénybe vehető hullámtérről itt nem beszélhetünk. Az új kutakat a mentett oldalon akár a gáttest, akár a háttér felé elmozdulva is megépíthetjük, ideálisan a meglévő kutak közötti foghíjakat igénybe véve. Ha hátrafelé mozdulunk el, a meglévő — mint az 5. fejezetben elemeztük, szerencsére csak a kutak szűk környezetére korlátozódó — kőzeteltömődések a folyó felőli utánpótlódási lehetőségeket nehezítik csekély mértékben, ellenkező esetben ez a háttéri utánpótlódásról lesz elmondható, így hidrogeológiai szempontból a folyó felé történő elmozdulás támogatható. A töltésláb melletti 10 méter széles védőtávolság azonban vízműrekonstrukciós célokra nem vehető igénybe! Fontos, hogy a kialakításra kerülő kútfejek jelenlegi kiképzésükhöz hasonlóan zártak legyenek, „szabadkifolyás” ne fordulhasson elő. ♣

2010. augusztus hó

46



MSZ: 5-1/2010

Még egy fontos kérdés az új kútfej aknák, kútszekrények kiemelésének mértéke. Azokat az ajánlattételi felhívás „Ajánlati dokumentációja” szerint  „II. 2.1.) B. pont: A beruházás számszerűsíthető adatai: …20 db új kútház (gépészettel) kivitelezése az új kutak árvízszint fölé helyezésével…” a mértékadó árvízszint fölé kell kiemelni. Ez a mértékadó magasság a közelmúltban kiadott „A folyók mértékadó árvízszintjeiről” szóló 11/2010. (IV. 28.) KvVM rendelet szerint 104,88 m B. f. értékű a Duna itteni, 1670,7 fkm szelvényében (surányi gátőrház). (A korábbi, mára az előző rendelettel hatályon kívül helyezett „A folyók mértékadó árvízszintjeiről” szóló 15/1997. (IX. 19.) KHVM rendeletben ez a magasság még 105,22 m B. f. értékű volt. A csökkenés 0,34 méter. Ez arra utal, hogy a korábban kiépített védőtöltés biztonsági magassága ilyen mértékben növekedett.) A DMRV Zrt-től kapott információk szerint a meglévő kútszekrények beton aknatetejének síkja 106,59 m B. f. (10. számú kút) és 107,27 m B. f. között (2. számú kút) mozog (9. melléklet), míg a gátkorona magassága 106,30-106,40 m B. f. közötti. A kútaknák tetősíkja tehát a gátkorona fölé ér, s egyúttal átlagosan mintegy 2,0 méterrel emelkedik a mértékadó árvízszint fölé. Az „Ajánlati dokumentációban” szereplő előírással szemben a 2010. május hó 3-i helyszíni bejárásról készült „Jegyzőkönyv” szerint a DMRV Zrt. álláspontja változott:  „…Elképzelhetőnek és a megvalósítás során mindenképpen gazdaságosabbnak ítéljük azt a műszaki megoldást, hogy az új kutak kútaknája nem kerül a mértékadó árvízszint fölé kiemelésre, hanem vízzáró fedlappal lesz ellátva. …” Minekután a jogszabályok a mentett oldalra vonatkozóan semmiféle magassági előírást nem fogalmaznak meg, a gazdaságosságot tartva szem előtt feltétlenül támogatható a Beruházó azon elképzelése, hogy a jövőben a meglévő kútaknák kerüljenek szerelvényaknaként hasznosításra, s az új kutakra csak egy-egy kisméretű, a mértékadó árvízszint alatt maradó, kútfej szerelvényektől mentes akna épüljön föl. A kútfejek vízmentes lezárása esetén ez sem árvízi, sem egészségügyi kockázatot nem jelent.

7. HIDROGEOLÓGIAI SZÁMÍTÁSOK A KÚTSOR REKONSTRUKCIÓJÁNAK MEGALAPOZÁSÁHOZ 7.1. AZ EGYSZERŰSÍTETT VÍZFÖLDTANI MODELL FÖLÁLLÍTÁSA A megalapozó számítások során abból indulunk ki, hogy a parti szűrésű kútsornak az év nagyobb részében üzemelnie kell, belőle lehetőség szerint alacsony dunai vízállás mellett is igényelt a 6000 m3/nap vízhozam kitermelése. A számításokat ezért a tartósan főleg a téli hónapokban előforduló évi 90 %-os tartósságú (KV90 %) dunai 2010. augusztus hó

47



MSZ: 5-1/2010

vízállás alapulvételével végeztük el, mindamellett, hogy vizsgáltuk a megcélzott vízhozam kitermelhetőségét a valaha előfordult legkisebb vízállás (LKV) mellett is. (A KV90 % alatti vízállás évente átlagosan mindössze 37 napon át fordul elő, s tartós fönnállása — mint az előbb említettük — főként a téli hónapokra jellemző.) A huzamos vízszolgáltatási igény okán permanens víztermelési helyzeteket vizsgáltunk. Egyszerűsített vízföldtani modellünk egyetlen vízvezető réteget tartalmaz, amelyet egyik oldalról a Duna, mint állandó vízszintű perem határol. A vízadó réteg az alacsony vízállás okán nyílt tükrű, azaz a vízszint süllyedése a rétegben transzmisszivitás csökkenést eredményez. A vízadó réteg szivárgási tényezője 60 m/nap nagyságú. A vízadó réteg feküje vízzáró tulajdonságú, fedőjének kifejlődése — tekintettel arra, hogy azt a vízszint nem éri el — a számítások során érdektelen, de azt is vízzárónak feltételezzük. A biztonság javát szolgálja, hogy számításaink során a vizsgált vízbeszerző művek (galéria, kútsor, csápos kút) utánpótlódását kivétel nélkül egyedül a folyó felől feltételezzük. Fontos kérdés a Duna helyzete. Amennyiben ugyanis egy folyó és a talajvíz közötti kapcsolat nem ellenállásmentes — és a valóságban hidraulikailag ellenállásmentes folyó nem létezik —, abban az esetben a vízadó réteg folyó általi nem teljes harántolásából és a folyó fenekén lerakódott, vizet rosszul vagy legalábbis korlátozottan áteresztő ún. kolmatált réteg jelenlétéből fakadóan, az analitikus számítások során ezeket az irányváltásból és eltömődésből eredő nyomásveszteségeket horizontális nyomásveszteségekké transzformáljuk — az elméleti esethez viszonyított eltérés függvényében —, s úgy vesszük őket figyelembe, mintha azok a folyótól a kútig történő vízszintes szivárgás során jelentkeznének. Magyarán: a folyót önmagával párhuzamosan eltolva képletesen távolabb helyezzük a víztermelő műtől. A medereltolás (ΔL, m) mértéke V. M. SESZTAKOV szerint (DROBNOHOD N. I., 1976, ill. BOCSEVER F. M. – LAPSIN N. N. – ORADOVSZKAJA A. E., 1979) a következő képlettel számítható ki: L 

cth (2  B)



(m), ahol  

b0 Tm

(1/m).

Esetünkben 2,0 méter vastag meder alatti vízvezető réteget (Mm), 190 méteres folyó félszélességet (B), valamint 2,0 1/nap-os mederfenéki függőleges átszivárgási együtthatót (b0), 60 m/nap-os szivárgási tényezőt (k), s 120 m2/nap-os meder alatti transzmisszivitást (Tm = Mm×k) véve alapul, 7,7 méter adódik ki a fiktív medereltolás mértékéül, amit 8,0 méterre kerekítünk. Ez nem jelentős, s jól bizonyítja a folyó közel tökéletes mivoltát.

2010. augusztus hó

48



MSZ: 5-1/2010

Megjegyezzük, hogy az orosz irodalomban az α szivárgáshidraulikai jellemzőt kolmatációs együtthatónak nevezik. Erősen kolmatált, jelentősen elszigetelt medernek a kolmatációs együttható 0,01-0,001 közötti értékét tekintik, míg gyöngén kolmatált meder az, amelynek a kolmatációs együtthatója 0,1-1,0 közötti. Esetünkben a 0,13 érték alapján a Duna-meder csupán gyöngén elszigeteltnek számít, s ebből fakad a csekély mértékű medereltolás szükséglete.

A további számítások során az új kútsor esetében korrigált folyó–kútsor távolságként a jelenlegi kútsor tényleges 75,0 méteres folyótól mért átlagos távolságát vehetjük figyelembe, hiszen a fiktív medereltolás nagysága gyakorlatilag azonos az új kútsor folyó felé történő elmozdításának korábban javasolt mértékével (5-10 méter). A további számítások során korrigált folyó–kútsor távolságként tehát 75,0 métert veszünk figyelembe. A vízadó réteg sematikus metszetét a kútsor vonalában a 7. rajzon szemléltetjük. Erre merőlegesen, azaz a folyó felé elmozdulva változást a rétegtelepülési rendben nem tételezünk föl. A 7. rajzon föltüntettük a jellemző dunai vízszinteket is, melyek a szivárgáshidraulikai számítások alapjául szolgálnak. 7.2. HIDROGEOLÓGIAI SZÁMÍTÁSOK A KÚTSOR TELEPÍTÉSÉHEZ 1./ A tervezett kútsort egy — a jelenlegi kútsor hosszát annak két végén két fél-fél kúttávolsággal megnövelt — 550 + 2×(29/2) ≈ 580 méter hosszúságú víztermelő galériával helyettesítve határozzuk meg elsőként a folyó mellett, a tervezett kútsor vonalában elhelyezett galéria vízszintjét a 90 %-os tartósságú (KV90%) 98,00 m B. f. folyóbeli vízszintet véve alapul. (Ezzel a megközelítéssel minden egyes kút az előtte lévő, egy kúttávolsággal megegyező hosszúságú partszakaszról utánpótlódik.) A vízadó réteg feküje — mint az a 7. rajzon látható — 90,5-92,0 m B. f. értékkel jellemezhető, így biztonsággal kereken 6,0 méteres vízzel borított kiindulási rétegvastagság képezheti a számítások alapját. A nyílt tükrű vízadót megcsapoló galéria egy oldalról származó egységnyi hosszra jutó vízhozama (q) (JUHÁSZ J., 1976): k  (H 2  H0 ) (m3/nap/fm). 2R 2

q

A képletben k — a vízadó réteg szivárgási tényezőjét (60 m/nap); H — a kiindulási, nyugalmi vízoszlopot (6,0 m); H0 — a leszívott, galériabeli vízoszlopot (m); R — a távolhatást, esetünkben az elméleti folyó–kútsor távolságot (75,0 m) jelenti. E szerint a 6000 m3/nap vízhozam egészét — amely a 20 db kút 580 méter hosszon kizárólag egy oldalról, a folyó felől való utánpótlódása esetén 10,35 m3/nap/fm vízhozamnak felel meg — a galéria az alábbi képlettel meghatározva 2010. augusztus hó

49



H0  H 2 

MSZ: 5-1/2010

q  2R (m) k

3,18 méter galériabeli vízoszlop, azaz 2,82 méter leszívás mellett szolgáltatja. LÉCZFALVY SÁNDOR szerint, ha a dunai homokos kavics vízadó esetében bármely függőleges szelvényben a beszivárgási sebesség 0,8 m/nap-nál nagyobb, a mederfenék kolmatációjának megindulására feltétlenül számítani lehet (LÉCFALVY S., 2004). Ezzel szemben KONTUR ÁDÁM mindössze 0,1-0,2 m/nap-os beszivárgási sebességet tart önfenntartónak (KONTUR Á., 1988, ill. FŐVÁROSI VÍZMŰVEK RT., 1995). Ez utóbbihoz tartozóan esetünkben 51,8-103,5 méter széles mederszakasz aktivizálódására lenne szükség, ha csak közvetlen a kútsor előtti 580 méter hosszú partszakaszt tekintjük működésbe állíthatónak. Saját vizsgálataink szerint (RÓZSA A., 2000), ha a galéria jellegű kútsor meder alatti hatástávolságát a partszéli depresszió 10 %-ánál húzzuk meg, akkor — a meder alatt a depresszió exponenciális lecsöngését feltételezve — az aktív meder szélességét (L) a vízhozamtól függetlenül a partéltől L  2,302 

Tm (m) b0

távolságra jelölhetjük ki, míg ha 1 %-nál vonjuk meg a határt, akkor az aktív meder L  4,605 

Tm (m) b0

szélességű. Ily módon 17,8 méter, illetve 35,6 méter értékek számíthatók ki. Ez utóbbit fogadva el mérvadónak — amely méter nagyságrendű partszéli depresszió esetén centiméter nagyságrendű meder alatti hatásterület szegélyt jelent —, az aktív meder sávjában 0,29 m/nap nagyságú átlagos beszivárgási sebesség állapítható meg. Ez valamivel meghaladja a KONTUR ÁDÁM által megadott értéktartományt, ám jelentősen alatta marad a LÉCZFALVY SÁNDOR által közölt kolmatációs határértéknek, de mindenképpen az adott mederszakasz ilyen jellegű kihasználtságára utal. 2./ Ha a galériáról áttérünk valódi kútsorra, akkor a kútsor egyes — 0,3 méter átmérőjű — tagjainak depressziója a galéria depressziójának egy többletdepresszióval való megnövelése által határozható meg. Ez a többletdepresszió (Δs, m) az alábbi ún. BORISZOV-féle képlettel számítható ki (DROBNOHOD N. I., 1976):

2010. augusztus hó

50



s 

MSZ: 5-1/2010

( Qi ) / n  (m),  ln 2  k  M 2  r0

ahol Qi — az egyes kutak vízhozama (300 m3/nap); n — a kutak darabszáma (20 db); σ — a kutak egymástól mért távolsága a kútsoron belül (29,0 m); r0 — a kútsugár (0,15 m); M — a vízvezető réteg vastagsága (m). Erről a zárt tükrű rendszerre levezetett képletről a közismert H 2  h0 2

sM 

2

(m; m)

alakú megfeleltetés alábbi formájával térhetünk át nyílt tükrűre: H  h0 s  M  0 2 2

2

(m; m).

ahol H0 — a leszívott, galériabeli vízoszlop (m); h0 — a leszívott, üzemi vízoszlop a kútban (m). Ily módon a fönti BORISZOV-féle többletdepresszió képlet a következő alakra írható át: h0  H 0  2

( Qi ) / n

 k

 ln

 (m). 2  r0

Ezzel az összefüggéssel 2,16 méter nagyságú kútbeli vízoszlop határozható meg, feltételezve, hogy a kútszűrő körül nem rontottunk a vízadó réteg eredeti jellemzőin. A kutak többletdepressziója a galériához képest tehát egységesen 1,02 méter. Nyílt tükrű vízadóban a galéria és a kútbeli többletdepresszió — azaz a kútbeli eredő leszívás — egyetlen kifejezésként az alábbi alakban írható le, amennyiben a linearizációt az előző módon, az

M

H  h0 (m) 2

formában hajtjuk végre (GAVICS I. K., 1985):

s0  H  H 2 

2Qi  R 1      (m), ln k   2 2  r0 

ahol s0 — a kútbeli eredő leszívást (m) jelenti.

2010. augusztus hó

51



MSZ: 5-1/2010

Az eredmény itt is tökéletesen azonos az előzővel, azaz az egyes kutakbeli depresszió 3,84 méternek, míg a bennük lévő vízoszlop 2,16 méter magasságúnak adódik ki. Ugyancsak elvégezhető az előző számítások ellenőrzése egy eleddig még nem alkalmazott összefüggéssel (KLIMENTOV P. P., 1953), mely szerint egy folyóval párhuzamos végtelen hosszú kútsor egyetlen kútjának depressziója — nyílt tükrű vízadó rétegben — az alábbi képlettel számítható ki:

h0  H 2  0,732 

sh

2  L

Qi   lg   r0 k

(m),



ahol L — a kútsor és a folyó mederellenállással korrigált távolságát (m) jelenti. Az így elvégzett számítás 2,18 méter végeredménye majdnem pontosan azonos az előző számításokkal megállapított 2,16 méteres értékkel.

Az ellenőrző számítások visszaigazolása okán a kissé kerekített 2,15 méteres kútbeli vízoszlop magasságot továbbszámításra alkalmasnak ítéljük. A statisztikai földolgozások szerint ez vagy ez alatti vízszint egy évben — ha nem is egymást követő napokon, de összességében — mindössze 5 héten keresztül fordulhat elő. 3./ Amennyiben az utolsóként közölt képletet a vízhozamra rendezzük:



k  H 2  h0 Qi  1,366  2  L sh  lg   r0

2



(m3/nap),



kiderül, hogy a kútsorból a kútbeli vízszintek teljes leszívása esetén elméletileg 345 m3/nap kutankénti vízhozam termelhető ki, amely a 20 db kútra vonatkoztatva összesen 6900 m3/nap-ot jelent. A mértékadóul választott 90 %-os tartósságú dunai vízállásnál (KV90%) tehát ez az elméletileg kitermelhető maximális vízhozam érték. Ez hangsúlyozottan csak elméleti érték, hiszen a kutak ilyen mértékű teljes leszívása nem engedhető meg. Ugyanezen képlettel megvizsgálhatjuk a kútsor teljesítőképességét tartósan szélsőségesen alacsony vízállás mellett is. A valaha előfordult legalacsonyabb dunai vízállás (LKV) itt a vízbázis előterében a 97,13 m B. f. vízszint, amely a 92,0 m B. f. feküszint fölött 5,13 méter, lefelé kerekítve 5,0 méter kiindulási vízzel borított vízoszloppal egyenértékű.

2010. augusztus hó

52



MSZ: 5-1/2010

Ekkor 2,15 méteres kútbeli vízoszlop esetén 196 m3/nap egy-egy kút és 3800 m3/nap a teljes kútsor vízhozama, amely jelentősen elmarad az igényelt 6000 m3/nap-tól. A kutak teljes leszívása esetén a kutankénti vízhozam 240 m3/napra, a kútsoré 4800 m3/nap-ra emelkedik. Ez utóbbiak megint csak elméleti értékek, és a 2,15 méteres kútbeli vízoszlop esetén meghatározott kútkapacitásokhoz mérten mindössze 20 %-os hozamnövekedés nem indokolja a kutak ily módon történő esetleges tönkretételét. Összefoglalva, tudomásul kell venni, hogy tartósan szélsőségesen alacsony dunai vízállások idején az újjáépített kútsor sem lesz képes az igényként megjelölt 6000 m3/nap-os kapacitás fönntartására. Rövid időtartamú szélsőségek esetén azonban ez a — vízigény és a permanens vízhozam eredmény közötti — különbözet a tározott térfogati készletekből kielégíthető. 4./ Az utolsóként közölt képlet ugyanakkor lehetőséget ad a kútsor telepítésének optimalizálására, a kútsoron belül a legmegfelelőbb kúttávolság megválasztására is. Induljunk ki ehhez a mértékadóul választott 90 %-os tartósságú dunai vízállásból (KV90%) és a 2,15 méteres kútbeli vízoszlopból (mint megengedhető legnagyobb kútbeli leszívás értékből) (h0). Különböző kúttávolság értékek fölvételével a szövegközi 4. táblázat állítható össze, illetve a 12. grafikon diagramja szerkeszthető meg. kúttávolság (m) kutankénti vízhozam (m3/nap) h0=2,15 m kutankénti max. vízhozam (m3/nap) h0=0,0 m szükséges kút darabszám (–) szükséges kútsor (partszakasz) hossz (m)

14,5 168 193 36 522

29 300 345 20 580

43,5 404 463 15 653

58 483 555 13 754

87 596 684 10 870

116 667 766 9 1044

232 788 904 8 1856

Megjegyzés:  A táblázatban vastag betűvel a rendelkezésre álló hely alapján szóba jöhető kúttelepítési variációkat jelöltük. 4. táblázat: A 6000 m3/nap víztermelés eléréséhez szükséges különböző kúttelepítési variációk eredményei

A 12. grafikon szemléletesen mutatja, hogy a meglévő adottságok, jelesül a 600 méter körüli kialakítható kútsor hossz, a 65,0 méteres valódi, azaz 75,0 méter mederellenállással korrigált (elméleti) folyó–kútsor távolság, valamint a célként kitűzött 6000 m3/nap kitermelendő vízhozam együttesen a nagyjából 30-45 méter között mozgó kúttávolságot határozzák meg optimumként. Ennél közelebb helyezve a kutakat — azok egymásra hatása miatti hozamcsökkenés okán — a szükséges kút darabszám rohamosan növekszik, míg egymástól annál távolabb telepítve azokat, a kútsor hossza, helyigénye nő meg, és azzal együtt az egy-egy kútból kitermelni szándékozott növekvő vízhozam a kútszűrőket terhelheti túl. Tekintettel arra, hogy a meglévő kútsor tagjainak egymástól mért távolsága ebbe a tartományba 2010. augusztus hó

53



MSZ: 5-1/2010

alulról sorolódik, ugyanakkor a lehető legkisebb vízbázisvédelmi védőterület kiterjedés, valamint a Beruházói igény, jelesül a meglévő kútfej aknák szerelvényaknaként történő jövőbeni fölhasználása a kisebb kúttávolságot részesítik előnyben, a továbbiakban a meglévő kútsor kútkiosztását javasoljuk továbbtervezésre. Ez az átlagosan 27,5 méteres kúttávolság a kútsor 1981. évi üzembeállítását követően éveken keresztül bizonyította működőképességét. 5./ Most végezzünk néhány ellenőrző számítást arra vonatkozóan, hogy mennyiben befolyásolná a kitermelhető vízhozamot a folyó–kútsor távolság változtatása. Más lehetőség a kútsorból kinyerhető vízhozam növelésére nemigen kínálkozik. A depresszió növelése ugyanis a kútkörnyezetben a vízadó réteg nagyobb mértékű leszáradását eredményezi, amit a vízkőkiválás megelőzése érdekében célszerű elkerülni, a kútsor meghosszabbítása pedig — amely a hidrogeológiai adottságoknak megfelelően csak É felé történhet — az utánpótlódási és vízbázisvédelmi védőterület lakott terület alá való erőteljesebb benyúlását idézi elő, s így csak korlátozottan javasolható. Az utolsóként közölt képlettel végrehajtott számítási eredményeket a szövegközi 5. táblázat tartalmazza, míg ugyanazokat szemléletesen a 13-14. grafikonok diagramja ábrázolja. Mindegyik számítás alapját a mértékadóul választott 90 %-os tartósságú dunai vízállás (KV90%) és a 2,15 méteres kútbeli vízoszlop (h0) jelentette. Az elérési idő számítása során 0,25 m3/m3 gravitációs hézagtérfogatot (n0) és az egyszerűség kedvéért egységesen 4,0 méteres állandó vízvezető rétegvastagságot (M) feltételeztünk. kúttávolság 29,0 m 45 55 elméleti kútsor–folyó távolság (m) 448 385 kutankénti vízhozam (m3/nap) h0=2,15 m 2,9 4,1 elérési idő (nap) 14 16 szükséges kút darabszám (–) 406 464 szükséges kútsor (partszakasz) hossz (m) kúttávolság 43,5 m 45 elméleti kútsor–folyó távolság (m) 55 3 575 kutankénti vízhozam (m /nap) h0=2,15 m 505 3,4 elérési idő (nap) 4,7 11 szükséges kút darabszám (–) 12 479 szükséges kútsor (partszakasz) hossz (m) 522

65 338 5,6 18 522

75 300 7,3 20 580

85 271 9,1 23 667

95 246 11,2 25 725

105 226 13,5 27 783

65 449 6,3 14 609

75 404 8,1 15 653

85 369 10,0 17 740

95 338 12,2 18 783

105 313 14,6 20 870

Megjegyzés:  A táblázatban vastag betűvel a rendelkezésre álló hely alapján szóba jöhető kúttelepítési variációkat jelöltük. 5. táblázat: A vízhozam és az elérési idő változása az elméleti kútsor–folyó távolság változtatása esetén ugyanazon hidrogeológiai alaphelyzet és egységesen 2,15 méteres kútbeli vízoszlop mellett

2010. augusztus hó

54



MSZ: 5-1/2010

Látható, hogy a Duna felé való elmozdulás jelentős hozamnövekedést eredményez bármely kútkiosztás esetén is. Egyúttal azonban a meder felőli elérési idő csökken — hiszen csökken a távolság és növekszik az átáramló vízmennyiség —, amely a víz tisztulását, a felszíni víz felszín alatti tulajdonságúvá válását alapvetően meghatározza. A háttér felé történő elmozdulás bár az elérési idő növekedését eredményezi, mindenképpen kapacitáscsökkenéssel jár. Föl kell hívni ugyanakkor a figyelmet arra is, hogy amennyiben a jelenleg is igénybevett partszakaszon kívánjuk a vízkitermelést fokozni — például a tervezett kútsor folyóhoz való közelítésével — a mederfenék terhelését növeljük meg, s annak kolmatációját idézzük elő, vagy erősítjük föl. Ennek eredménye pedig a valódi folyó– kútsor távolság csökkentésével szemben a mederellenállással korrigált folyó–kútsor távolság növekedése, a képzetes folyó vízszélének távolodása lehet. A korábban idézett, a mederfenéki beszivárgásra KONTUR ÁDÁM által megadott értéktartomány, illetve LÉCZFALVY SÁNDOR által közölt határérték a jelenlegi mederszakasz ilyen jellegű kihasználtságára hívja föl a figyelmet. Véleményünk szerint a szóban forgó rekonstrukcióra kijelölt vízműterületről a 6000 m3/nap-os tervezett kapacitásnál többet kivenni nem kívánatos. A vizsgált kútelrendezési variációk közül az egyenkénti kútvízhozamok alacsony szinten tartása, a partszakasz minél egyenletesebb leterhelése, ugyanakkor az elérési idő maximálása és a vízbázisvédelmi védőterület kiterjedésének korlátozása, de egyúttal a Megrendelő kezelése alatt álló, jelenlegi bekerített belső védőövezeten belül történő kialakítás céljából a 20 db kútból álló, egymástól 29,0 méterre, a folyótól 75,0 méternyi mederellenállással korrigált távolságra — a valóságban mintegy 65,0 méter távolságra — elhelyezkedő kútsor megvalósítását javasoljuk. Tekintettel arra, hogy a Beruházó a jelenlegi 20 db kútból álló vízbázis meglévő kútfej aknáit a jövőben szerelvényaknaként kívánja fölhasználni, a meglévő kútsor — az ideálisnál alig sűrűbb 27,5 méteres kúttávolsággal jellemezhető — kútkiosztását javasoljuk továbbtervezésre. Az új kútsor a meglévőhöz mérten mintegy 10 méterrel a Duna felé kerül tehát elmozdításra oly módon, hogy az új kutak a meglévők közötti foghíjakon létesülnek. Minekután a meglévő kútsor az 1981. évi üzembeállítását követően éveken keresztül bizonyította 6000 m3/nap-ot meghaladó kapacitással jellemezhető működőképességét (szövegközi 2. táblázat), a folyó–kútsor távolság csökkentésével ez a kapacitás csak növekedhet. A magunk részéről a 20 tagú kútsor mindössze 2 db további kúttal való esetleges meghosszabbítását tartjuk elképzelhetőnek, amely a meglévő kútsor mintegy 55-60 méteres É-i irányú megnyúlását idézi elő. Ezt a lehetőséget tartalékként célszerű számításba venni, s mintegy 600 m3/nap-os kapacitásnövekedés várható általa, a vízbázisvédelmi védőterület csekély mértékű növekedése mellett. 6./ A kútsor méretezését követően térjünk rá magukra a kutakra. Nézzük meg, hogy mekkora a vízoszlop a kútépítéssel érintett és érintetlen zónák találkozásánál, 2010. augusztus hó

55



MSZ: 5-1/2010

azaz a nagyátmérőjű kút kavicspalástjának szélén, vagyis a kúttengelytől 0,5 méter távolságra (r1). A számítást a kutankénti 300 m3/nap vízhozam kitermelése mellett a nyílt tükrű rendszerre levezetett, klasszikus DUPUIT–THIEM (1906) egyenlet fölhasználásával, a korábban kiszámított kútbeli vízszintből (h0 = 2,15 m) kiindulva hajtjuk végre: Q

  k  (h12  h0 2 ) ln

r1 r0

(m3/nap), rendezve h1  h0 2 

Q r  ln 1 (m).  k r0

Ebből 2,56 méteres vízoszlop számítható ki. A vízszintnövekmény ekkor tehát 0,41 méter a kútbelsőhöz mérten. Megállapíthatjuk, hogy a kútépítéssel érintett zóna határán, azaz a kúttengelytől 0,5 méter távolságra 2,56 méter magas vízoszlop áll elő a kutankénti 300 m3/nap vízhozam kitermelésekor a mértékadóul választott 90 %-os tartósságú dunai vízállás (KV90%) esetén. Most ellenőrizzük, hogy képes-e homokmentesen beáramolni a 300 m3/nap vízhozam ezen a nedvesített palástfelületen. Az óvatosabb, SICHARDT-féle összefüggés (1928) szerint a kritikus, azaz a bizonyos mértékű szemcsekihordást már igen, de a vízadó réteg tönkremenetelét, a vázszerkezet megbontását még nem okozó DARCY-féle szivárgási sebesség (vkrit, m/s) az alábbi képlettel határozható meg: vkrit 

k (m/s; m/s). 15

Ennek fölhasználásával 0,0018 m/s, azaz 156 m/nap kritikus szivárgási sebesség számítható ki, amelynek 75÷95 %-a engedhető meg üzemszerű körülmények között (vmegengedett) a „Fúrt kutak és vízkutató fúrások” elnevezésű, MSZ 22.116:2002 jelzetű nemzeti szabvány szerint: vmegengedet t  vkrit  (0,75  0,95)

Az előbbi porózus vízadó rétegek esetében, az utóbbi kavicsolt kutak, vagy görgeteges, repedékes kőzetek esetében érvényes, ám a biztonságra törekedve számoljunk csupán az alacsonyabbal, ami 0,0014 m/s, azaz 117 m/nap nagyságú. Megjegyezzük, hogy LÉCZFALVY SÁNDOR szerint a megengedett szivárgási sebesség durva homokok esetében 80-150 m/nap, míg homokos kavicsok esetében 170-300 m/nap nagyságú (LÉCFALVY S., 2004). A jelenleg is érvényben lévő „Víztermelő fúrt kutak — Fúrási technológia” című, MI 10-136/3:1973 jelölésű ágazati műszaki irányelv szerint a vízadó rétegben megengedhető vízsebesség a vízadó réteg

2010. augusztus hó

56



MSZ: 5-1/2010

mértékadó, azaz legnagyobb gyakoriságú — a szemeloszlási integrálgörbén az inflexióhoz tartozó — szemcseméret alapulvételével a következő lehet: Dm = 0,5 mm Dm = 1,0 mm Dm = 2,0 mm

vmegengedett = 1 mm/s = 87 m/nap vmegengedett = 2 mm/s = 173 m/nap vmegengedett = 5 mm/s = 432 m/nap.

Az általunk alapul vett 117 m/nap-os érték mindezen gyakorlati kritériumoknak biztonsággal megfelel.

A kút üzemszerű vízbefogadó képessége (Qbefogadó, m3/nap) gyanánt az alábbi, Qbefogadó  2  r1  h1  vmegengedet t (m /nap) 3

alakú képlettel számítva 940 m3/nap adódik eredményül a kúttengelytől 0,5 méter távolságra 2,56 méter magas vízoszlop előállása esetén. A 300 m3/nap vízhozam homokmentes kitermelését már 0,82 méter magas nedvesített felület is lehetővé tenné a kavicsköpeny külső palástján, míg ehhez kavicspalást híján a 0,15 méter sugarú szűrőcső mellett 2,72 méteres vízoszlopra lenne szükség. A választott 1,0 méteres külső kavicsköpeny átmérő és 0,3 méteres szűrőcső átmérő tehát a számítások szerint biztonsággal megfelel a kutankénti 300 m3/nap üzemszerű vízhozam biztonságos, homokmentes, a kőzet vázszerkezetének megbontása nélküli kiemelésére. 7./ Korábbi vizsgálatok kimutatták, s azt a „Fúrt kutak és vízkutató fúrások” elnevezésű, MSZ 22.116:2002 jelzetű nemzeti szabvány is írja:  „Tudományos kísérletekkel igazolták, hogy a víz kémiai egyensúlyának megbomlása, a lerakódás (inkrusztáció) képződése a szivárgás laminárislineáris jellegének megszűnésével kapcsolatos, a turbulens, négyzetes szivárgási tartományban alakul ki.” Arra kell tehát törekedni, hogy a szűrőkörnyezetben a szivárgás lamináris jellege mindvégig fönnmaradjon. Ellenkező esetben a szűrőn vízkőkirakódás jön létre, amely a szivárgó víz útjában a pórusméret csökkentésével szivárgási ellenállás növekedést idéz elő. A lamináris szivárgás fölső határsebessége (vlamináris, m/s) a következő képlettel állapítható meg (SESZTAKOV V. M. – KRAVCSENKO I. L. – STENGELOV R. SZ., 1987): vla min áris 

0,1  g 2  n0  1  n0  (m/s) 0,09 k

ahol n0 — gravitációs hézagtérfogat (0,25 m3/m3); ν — kinematikai viszkozitás (1,31×10-6 m2/s, 10 °C vízhőmérséklet esetén); g — gravitációs gyorsulás (9,81 m/s2); k — szivárgási tényező (60 m/nap = 6,9×10-4 m/s).

2010. augusztus hó

57



MSZ: 5-1/2010

Ennek alapján 0,0082 m/s, azaz 709 m/nap lamináris határsebesség számítható ki. Ez azt jelenti, hogy 300 m3/nap vízhozam kutankénti kitermelése esetén amennyiben a kút átmérője 300 mm, abban az esetben 0,45 méter magas, amennyiben a kút átmérője 1000 mm, abban az esetben már 0,13 méter magasságú nedvesített kútpalást, illetve rétegvastagság biztosítja a szükséges beáramlási felületet anélkül, hogy ott a lineáristól eltérő átmeneti vagy turbulens szivárgás alakulna ki. Ezeket az értékeket a 300 m3/nap vízhozam mellett a szóban forgó helyeken számított 2,15 méter illetve 2,56 méter magasságú nedvesített rétegvastagságok jelentősen meghaladják, így a lamináris vízmozgás átmeneti vagy turbulens jellegűbe való átfordulására a kútkörnyezetben sem kell számítanunk. (Figyelembe véve a szabad kiszivárgási felület jelenlétét, ez a 0,5 métert el nem érő vízoszlop a tervezett kutak mellett a legkedvezőtlenebb hidrogeológiai körülmények között, teljes belső leszívás mellett is rendelkezésre áll, de erről majd később szólunk.) Más szerzők a REYNOLDS-szám (Re, –) kritikus értékéhez kötik a lamináris szivárgás érvényességét. PAVLOVSZKIJ 1922-ben a csővezetékekre levezetett összefüggést a rétegbeni szivárgásra alkalmas formára alakítva az alábbi összefüggést állította föl azzal, hogy a kritikus REYNOLDS-szám értéke, azaz a Darcy-tövénytől való eltérés Re = 7,0÷9,5 fölött jelentkezik (LANGGUTH H.-R. – VOIGT R., 1980; ill. MARTON L., 2009):

Re 

1 v  dh (–).  0,75n0  0,23 

A képletben n0 — gravitációs hézagtérfogat (0,25 m3/m3); ν — kinematikai viszkozitás (1,31×10-6 m2/s, 10 °C vízhőmérséklet esetén); dh — KOZENY-féle hatékony szemcseátmérő (m); v — DARCY-féle szivárgási sebesség (m/s). A KOZENY-féle hatékony szemcseméret kiszámítására a VITUKI által (VITUKI, 1991) megadott

k  3,6 103  d h (m/s; mm) 2

összefüggés javasolható, melyben k (m/s) a szivárgási tényezőt jelenti. Figyelem, a képletbe dh mmben helyettesítendő! Ebből az alacsonyabb, 7,0 nagyságú kritikus REYNOLDS-szám és az előbbi képlettel meghatározott 0,44 mm hatékony szemcseméret alapulvételével 0,0087 m/s, azaz 752 m/nap lamináris határsebesség állapítható meg, amely igen jól közelíti az előző számítás eredményét. Ez, mint az előbb levezettük, a kutak környezetében nem áll elő. (Megjegyezzük, hogy ezekhez a kritikus sebességekhez 12-13 m/m nagyságú hidraulikus gradiensnek kellene jelentkeznie, ami esetünkben nem fordul elő.) Elvégezhetjük az előző számítások ellenőrzését KOVÁCS GYÖRGY képletével (KOVÁCS GY., 1972) is, aki a vízvezető réteget csőköteggé transzformálva vezette a le a kritikus REYNOLDS-szám (Recső, –) értékét. Az ő összefüggése a következő:

Recső 

dh





4 v  (–), 1 n 

ahol a még ismeretlen betűjelölések a következők: α — alaki tényező (~8,0); n — teljes hézagtérfogat (0,30 m3/m3). Ebben a megközelítésben a kritikus REYNOLDS-szám nagysága 10. Ezzel 0,0042 m/s,

2010. augusztus hó

58



MSZ: 5-1/2010

azaz 360 m/nap lamináris határsebesség adódik ki. Ez az eredmény ugyan kisebb az előzőeknél, nagyjából azoknak a fele, de még ez is több mint háromszorosa a méretezésünk alapjául szolgáló 117 m/nap-os, üzemszerű körülmények között megengedett (vmegengedett) szivárgási sebességnek.

Az elvégzett számítások igazolják, hogy kavicsolt, nagyátmérőjű kutak kiképzése esetén a kútkörnyezetben átmeneti vagy turbulens jellegű áramlásba hajló szivárgás nem alakul ki. 8./ Végezetül szólnunk kell a szabad kiszivárgási felületről is. Ennek létezése köztudott. Nyílt tükrű, szabad felszínű rendszerekben ez pusztán hidraulikai okokból — a kútellenállás létezésétől és mértékétől függetlenül — növeli a kútpalást külső nedvesített magasságát a kútbelsőben kialakult üzemi vízszinthez képest. Nagyságát az alábbi képlettel számíthatjuk ki (MIRONYENKO V. A. – SESZTAKOV V. M., 1974), melyet az előzőekben számított, kútbelsőre vonatkozó üzemi vízszintekhez kell hozzáadni ahhoz, hogy a külső kútpalást vízszintjét megkapjuk:   Q   Q 2 k  hvízszál _ elszakadás  0,73  lg  0,5    h0  h0   k r0    

Esetünkben — a 90 %-os tartósságú dunai vízszintből (KV90%) kiindulva — a 300 m3/nap vízkivétel, 2,15 méter magasságú belső vízoszlop mellett ezen többlet nedvesített magasság, vagy más szóval a vízszál elszakadás mértéke a 0,15 méter sugarú kútpaláston 0,38 méternek adódik ki. A kútpalást külső nedvesített magassága ebből fakadóan 2,53 méter. Valójában ez a rétegvastagság vesz részt a 300 m3/nap vízhozam kútba való bejuttatásában. A kútpalást mellett ekkor — a vízbefogadó képesség képlettel meghatározva — 0,0015 m/s, azaz 126 m/nap szivárgási sebesség alakul ki, amely alig lépi túl a vízadó rétegre megállapított 0,0014 m/s, azaz 117 m/nap-os megengedett értéket, és nyilvánvalóan alatta marad a hidraulikailag harmonikusan megválasztott, oda beépített kavicsköpeny hasonló jellemzőjének. A bemutatott képlet szerint a kúttengelytől 0,46 méter távolságra, azaz gyakorlatilag a kavicspalást külső felületén — ahol a számított vízszint 2,56 méter — a vízszál elszakadás mértéke már zérus, azaz attól kezdve a két görbe — a valódi és a kút belső vízszintje alapján számított — egymásba simul. Ellenőrizetlen üzemmenet mellett, szélsőségesen alacsony folyóvízállás esetén előfordulhat, hogy a kutakat esetleg teljesen leszívják, azaz h0 zérussal válik egyenlővé. Ekkor korábbi számításaink szerint a kutakból 240 m3/nap vízhozam termelhető ki. Ez esetben a vízszál elszakadás mértéke 1,13 méternek adódik ki. Ez a magasságú nedvesített felület kell beengedje homokmentesen a 240 m3/nap vízhozamot. A vízszál elszakadás ez esetben a kúttengelytől 0,41 méter távolságra 2010. augusztus hó

59



MSZ: 5-1/2010

válik zérussá, így a kavicspaláston már a DUPUIT–THIEM-összefüggéssel (1906) kiszámítható 1,24 méteres vízoszlop határozható meg. A kútpalást melletti 1,13 méteres — a vízszál elszakadással azonos nagyságú — külső vízoszlop esetében a 240 m3/nap vízhozam kiemelésekor a kútpaláston kialakuló szivárgási sebesség 0,0026 m/s, azaz 225 m/nap nagyságú. Ez nagyjából a kétszerese a vízadó rétegben megengedhető 0,0014 m/s nagyságú, azaz 117 m/nap-os szivárgási sebességnek. Tekintettel arra, hogy a kútpalást mellett — a mesterséges kavicsköpeny kialakítása okán — a vízadó rétegnél nagyobb szivárgási tényezőjű mesterséges szűrőréteg helyezkedik el, ez a vízhozam a szűrőréteg vagy a vízadó réteg tönkremenetele nélkül kitermelhető, amennyiben a betartjuk a „Fúrt kutak és vízkutató fúrások” elnevezésű, MSZ 22.116:2002 jelzetű nemzeti szabványban előírt 4÷8-szoros szemcseátmérő növelést. A homokmentes víztermelést a szivárgási tényező és a kritikus sebesség közötti egyenes arányosság, valamint a szivárgási tényező és a szemcseméret között négyzetes kapcsolat fönnállása okán már 2 arányú szemcseméret növelés is biztosítaná. Összefoglalva, körülkavicsolt, 0,3 méter átmérőjű szűrőcső alkalmazása esetén az adott hidrogeológiai körülmények és a javasolt kúttelepítési változat mellett a kútsor tagjainak túlzott igénybevétel miatti tönkremenetele — még szélsőségesen alacsony vízállás mellett teljesen leszívva azokat — sem következhet be. Fölhívjuk a figyelmet arra, hogy ezt a vízszál elszakadási jelenséget figyelembe kell venni a kútellenállás alakulásának ellenőrzése céljából a kavicspalástban elhelyezett észlelőcsövek vízszintjeinek kiértékelésekor is. ÖLLŐS GÉZA nagyszámú modellkísérlete alapján (HORVÁTH I., 1981) a vízszín elszakadás kiszámítására a következő képletet ajánlotta:

hvízszál_ elszakadás  0,228  3

H ( H  h0 ) 2  (m). r0 H

E képlet alapján, melybe esetünkben a H helyére H0 helyettesítendő (!) — a 90 %-os tartósságú dunai vízszintből (KV90%), azaz 3,18 méteres galériabeli vízoszlopból kiindulva — 300 m3/nap vízkivétel és 2,15 méter magasságú belső vízoszlop mellett a vízszál elszakadás mértéke 0,21 méternek adódik ki. Ez nagyjából a fele az előbb számított 0,38 méteres többlet nedvesített magasságnak. A kútpalást ebből számítható külső nedvesített magassága 2,36 méter. Ez a rétegvastagság vesz részt a 300 m3/nap vízhozam kútba való bejuttatásában. Ekkor a kútpalást melletti szivárgási sebesség — a vízbefogadó képesség képlettel meghatározva — 0,0016 m/s, azaz 135 m/nap szivárgási sebesség alakul ki, amely alig lépi túl a vízadó rétegre megállapított 0,0014 m/s, azaz 117 m/nap-os megengedett értéket, és nyilvánvalóan alatta marad a hidraulikailag harmonikusan megválasztott, oda beépített kavicsköpeny hasonló jellemzőjének. Extrém alacsony folyóvízállás esetén, amennyiben a kutakat 240 m3/nap vízhozammal teljesen leszívjuk, azaz amennyiben h0 zérussal válik egyenlővé, s a helyettesítő galéria vízszintje 2,08 méter magasságú, a vízszál elszakadás mértéke ÖLLŐS GÉZA képletével 1,14 méternek adódik ki, amely szinte pontosan megegyezik az orosz irodalom alapján számított 1,13 méteres értékkel. Ez a magasságú nedvesített felület — a korábban leírtak szerint — hidraulikailag helyesen megválasztott 2010. augusztus hó

60



MSZ: 5-1/2010

kavicsköpeny elhelyezése esetén minden további nélkül képes a 240 m3/nap vízhozam homokmentes beengedésére. Az ellenőrző számítások alapján megismételhetjük, hogy körülkavicsolt, 0,3 méter átmérőjű szűrőcső alkalmazása esetén az adott hidrogeológiai körülmények és a javasolt kúttelepítési változat mellett a kútsor tagjainak túlzott igénybevétel miatti tönkremenetele — még szélsőségesen alacsony vízállás mellett teljesen leszívva azokat — sem következhet be.

7.3. HIDROGEOLÓGIAI SZÁMÍTÁSOK A CSÁPOS KUTAK TELEPÍTÉSÉHEZ Nem szorul különösebb magyarázatra, hogy folyó menti víztermelés során a vízbeszerző művek között előnyt élveznek a csápos kutak, amelyek — a függőleges tengelyű kutakkal szemben — vízszintes csápjaik révén lényegesen nagyobb aktív vízbeáramlási felülettel rendelkeznek, amelyek még ráadásul szét is terülnek és messze el is nyúlnak a felszín alatt, így nagy mederfelületre terjedhet ki a csápok hossza mentén közel állandó — nagyjából az aknabelivel megegyező — depressziós hatás. Egy csápos kút aknájában létrehozott csekély mértékű leszívást nagyobb területre tudunk tehát szétteríteni, így nagyobb mértékű meder alóli utánpótlódásra számíthatunk, mint egy ugyanilyen depressziójú csőkút esetében. A meder alóli utánpótlódás a depresszió növelésével fokozható. Ez az utánpótlódás azonban nem növelhető minden határon túl, mert a mederfenéken keresztül zajló beszivárgási folyamat egy önbeálló rendszer. A Fővárosi Vízművek Zrt. nemrég elhunyt kiváló hidrogeológusa, KONTUR ÁDÁM Dunára vonatkozó vizsgálatai szerint a parti szűrésű vízbeszerző művek esetében a folyó mederfenekén 0,1-0,2 m/nap (ultra lassú) — Darcy-féle — szűrési sebesség alakul ki (KONTUR Á., 1988, ill. FŐVÁROSI VÍZMŰVEK RT., 1995). Ez okozza azt, hogy igen nagy, 50-300 méter széles part menti mederfelület aktivizálódása szükséges ahhoz, hogy folyamkilométerenként 8-30 ezer m3/nap nagyságú vízkitermelés elérhető legyen. Ezt meghaladó vízkitermelés, következésképpen ennél nagyobb beszivárgási sebességek ugyan ideig-óráig előállíthatók, kialakíthatók a mederfenéken, ám a folyómeder védekezésképpen erőteljesen kolmatálódni kezd, melynek eredményeként a kitermelhető vízhozam fokozatosan csökken ugyanazon leszívás fönntartása mellett, mígnem a beszivárgási sebesség fokozatos csökkenésével eléri a kezdeti állapotot (KONTUR Á., 1988). LÉCZFALVY SÁNDOR (2004) szerint a kolmatáció bekövetkezésére a dunai homokos kavicsban 0,8 m/nap beszivárgási sebesség fölött feltétlenül számítani kell (LÉCFALVY S., 2004). Az eredmény: az adott partszakaszról a korábbival megegyező nagyságú kitermelhető vízhozam, amely viszont — a bekövetkezett kolmatáció miatt — már csak jelentősebb depresszió árán biztosítható. Ez a jelenség igazolja azt, hogy a mederfenéken keresztül zajló beszivárgási rezsim egy önbeálló hidrogeológiai rendszer, melynek létezésével tisztában kell lenni, és amelyet a parti szűrésű víztermelés műtárgyainak tervezése során figyelembe kell venni. 2010. augusztus hó

61



MSZ: 5-1/2010

A leírtakból egyértelműen kiviláglik, hogy a vízutánpótlódás lehetőségeit a folyó alatti rétegadottságok — nevezetesen az, hogy milyen vastag, milyen vízvezető képességű a meder alatti vízvezető réteg, van-e rajta iszaplerakódás —, s az, hogy mekkora meder alatti szűrőfelület aktivizálható, alapvetően meghatározzák. Hiába tökéletes egy vízbeszerző műtárgy hidraulikai kialakítása, ha az utánpótlódás — amely a műtárgyból kitermelt víz forrása — korlátozott mértékű, a kitermelhető vízhozam is szerény marad. Ebben az esetben a kezdeti kitűnő vízhozam a tározott készletek fokozatos leürülésével az utánpótlódás korlátozott mértékére esik vissza. Tehát nem lehet analógiaként, egy-egy másutt létesített műtárgy vízhozamára alapozni egy adott területet érintő víznyerési elvárásokat, hanem a helyi hidrogeológiai, hidrológiai rendszer egészét kell figyelembe venni, és úgy kell a víznyerés tekintetében a szivárgáshidraulikai optimumra törekedni. LÉCZFALVY SÁNDOR (2004) szerint a csápos kutak optimális telepítési távolsága egymástól a dunai viszonyok mellett 300 méter (LÉCZFALVY S., 2004). Annál közelebb helyezve őket egymáshoz depressziós felületük erősen összemetsződik — és ezáltal gyöngítik egymás hatását, mondhatjuk, hogy „egymás ellen dolgoznak” —, távolabb telepítve őket viszont a partszakasz kihasználtsága nem lesz teljes. Egy-egy magányos csápos kúttól — véleménye szerint — maximum 10-12 ezer m3/nap víztermelő kapacitás várható el. Hidraulikailag a csápozás a kút látszólagos sugarát növeli meg, azaz a csápos kút — egy bizonyos távolságról szemlélve — hidraulikailag úgy kezelhető, mintha az egy, a saját központi aknájánál jóval nagyobb átmérőjű oldalsó vízbeáramlású aknakúttal lenne egyenértékű. Ennek az ún. egyenértékű kútsugár (re, m) nagyságának kiszámítására D. CITRINI ajánl egy összefüggést (HORVÁTH I., 1981): re  acsáp  m 0,25 (m),

ahol acsáp — az átlagos csáphosszúság (m); m — a csápok száma (–). E koncepció szerint a csápos kút nagyátmérőjű kúttá történő elméleti transzformációját követően a vízparti kutakra levezetett szivárgáshidraulikai összefüggések alkalmazhatók. Az a távolság (ρe, m), ahol a csápos kúttal egyenértékű függőleges tengelyű nagyátmérőjű kút depressziós terének kör alakú ekvipotenciális vonalai a csápos kút tényleges ekvipotenciális vonalaitól 1 %-nál kisebb mértékben térnek el D. CITRINI szerint az alábbi képlettel határozható meg (HORVÁTH I., 1981): e  acsáp  m

2010. augusztus hó

62

50 (m). m



MSZ: 5-1/2010

E távolságon túl a csápok hatása már nem érzékelhető. A csápozás hatásának szemléltetése végett közöljük, hogy — D. CITRINI összefüggésére alapozva — 150,0 méter összes csáphossz esetén, amennyiben az 5 db 30,0 méteres csápként lett kihajtva, a kút egyenértékű sugara 22,7 méter nagyságú, míg 10 db 15,0 méteres csáp kiképzése esetén ugyanaz az egyenértékű sugár mindössze 13,1 méteres. És hozzá kell tegyük, hogy azonos hosszúságú szűrőzött felületénél fogva elvileg mindkettő ugyanannyi víz homokmentes beáramlását teszi lehetővé, ám az eltérő hidraulikai kiképzés okán nem ugyanakkora belső vízszint kialakítása mellett, és éppen ebből fakad a két példabeli csápos kút víztermelő kapacitásának különbsége! A csápozás hatása az első esetben a kúttengelytől számított 47,5 méter, míg a másodikban 17,6 méter távolságon túl nem észlelhető. Esetünkben a rendelkezésre álló 600 méter hosszú bekerített védőterület sáv 2 db, maximum 3 db csápos kút létesítését teszi lehetővé. A hazai gyakorlatban kutanként 5-10 db csáp kihajtása jellemző, melyek átlagos hossza 30,0 méter körül mozog. A csápok túlnyomóan 216/203 mm átmérőjű mélyfúrási acélcsőből kerülnek kiképzésre, melyek hosszanti réseléssel vannak ellátva. A vízigény ismeretében elsőként a szükséges kihajtandó csáphosszat célszerű meghatározni, melyhez a 7.2. alfejezet 6./ pontjában kiszámított 0,0014 m/s, azaz 117 m/nap nagyságú üzemszerű körülmények között megengedett szivárgási sebességet használjuk föl. Számításba kell venni ugyanakkor azt is, hogy a Fővárosi Vízművek Zrt. csápos kútjainak kútvizsgálati eredményei szerint jellemzően a csápok aknától távolabbi vége üzemel nagyobb hatásfokkal, azaz a nagyobb beáramló vízhozam többnyire a csápok végeinél jelentkezik, míg az akna melletti 5-10 méteren számottevő hozamnövekedés nem tapasztalható. (Vannak persze olyan mérési eredmények is, amelyek ennek éppen az ellenkezőjét bizonyítják.) Mi mindenesetre abból indulunk ki, hogy a kihajtott csápok csupán fele hosszukban működőképesek. A fönti kiinduló adatokkal a 6000 m3/nap vízmennyiség homokmentes beáramlásához 74,9 méter működőképes csáphosszra van szükség, amely 149,8 fm, kereken 150,0 fm kihajtandó csáphosszat jelent. E számítás szerint akár egyetlen hagyományos kiképzésű csápos kút megépítése is elegendő lehet a megjelölt igény kielégítéséhez. (Megjegyezzük, hogy ebből a számítási eredményből 0,46 L/s/fm nagyságú csápokra jutó fajlagos vízhozam származtatható, ami jó egyezést mutat azzal a tapasztalati adattal, miszerint 1,0 fm csáphossz 0,5-1,0 L/s vízhozam szolgáltatására képes.) Elvégezhető e számítás csőhidraulikai ellenőrzése is a következő módon. Ahhoz, hogy a kihajtott csápok lehetőség szerint teljes hosszukban működjenek — és az aknában kialakított depresszió a csáp vége felé ne „haljon el” —, arra kell törekedni, hogy a csápok belsejében túlzottan nagy áramlási sebesség, s ennek hatására kialakuló turbulens áramlás és a vele együtt járó jelentős súrlódási veszteség ne jöjjön létre. 2010. augusztus hó

63



MSZ: 5-1/2010

Ennek gyakorlati feltétele az, hogy a csápok torkolatában a víz áramlási sebessége ne haladja meg az 1,0 m/s értéket. Esetünkben, ha a 6000 m3/nap mértékű víztermelés mindössze 5 db 203 mm belső átmérőjű csápra oszlik szét, az az egyes csápokban 0,43 m/s nagyságú maximális torkolati sebességet eredményez. Csőhidraulikai szempontból tehát akár egyetlen, 5×30,0 fm csáphosszal rendelkező csápos kút kialakítása is megfelelő! Nézzük most a csápos kút beillesztését a hidrogeológiai rendszerbe. A számításhoz a nyílt tükrű rendszerre levezetett FORCHHEIMER-féle (1935) tükörkutas megoldást használhatjuk föl, azonban benne a kút–folyó távolságot a medereltolásnak megfelelően növelnünk kell: H 2  he  2

Q 2( Lt  L)  re (m2; m2),  ln  k re

ahol a régen, vagy még nem használt betűjelek értelmezése a következő: H — a kiindulási nyugalmi vízoszlop magassága a fekütől mérve (6,0 m); he — a csápos kúttal egyenértékű nagyátmérőjű kút belső vízszintje (2,0 m); Q — a kút vízhozama (6000 m3/nap); k — a vízadó réteg szivárgási tényezője (60 m/nap); Lt — a nagyátmérőjű kút valóságban mérhető távolsága a folyótól (m); ΔL — a medereltolás mértéke (10,0 m); re — az egyenértékű kút sugara (m). Ezzel a képlettel — illetve annak Lt-re való rendezésével — megállapítható, hogy a meglévő kútsor helyén létesített egyik föltételezett csápos kút változat sem képes a 6000 m3/nap vízhozamot biztosítani. Az 5 db csáppal rendelkező kút esetében 32,4 méterre, a 10 db csáppal kialakított kút esetében 14,4 méterre kellene megközelíteni a valóságban a Dunát ahhoz, hogy a kútban 2,0 méteres belső vízoszlop — amely a csápok elborításához föltétlenül szükséges — megmaradjon. Ez a folyóvíz közelség azonban az árvédelmi töltés jelenléte okán nem biztosítható, így a kívánt 6000 m3/nap vízhozam biztosításához több csápos kút létesítése szükséges. Vizsgáljuk meg, hogy a meglévő kútsor vonalában egymástól 100 méter, 200 méter, 300 méter, 400 méter, illetve 500 méter távolságra elhelyezett két csápos kút milyen vízhozamra képes? Az előző képlettel számított vízhozamok egyszerű számtani összeadással való összegzése a kutak egymásra hatása okán nem megfelelő. A helyes megoldást a — víztermelő kutakat és a fiktív tükörkutakat egyaránt figyelembe vevő — alábbi képlet adja (KLIMENTOV P. P., 1953): H 2  he  2

 2L  r Q 4 L2   2  re  e   ln  ln (m2; m2),    k  re   re 

ahol σ — a kutak egymástól mért távolsága (m) és L=Lt+ΔL.

2010. augusztus hó

64



MSZ: 5-1/2010

A számítási eredményeket a szövegközi 6. táblázat tartalmazza, míg ugyanazokat szemléletesen a 15. grafikon diagramja ábrázolja. Látható, hogy a mértékadóul választott 90 %-os tartósságú dunai vízállás (KV90%) és a 2,0 méteres kútbeli vízoszlop fölvétele esetén az egyenkénti 3000 m3/nap vízhozam a kisebb egyenértékű kútsugarú — 10 db egyenként 15,0 méter hosszú csáppal rendelkező — csápos kútból nem termelhető ki. A nagyobb egyenértékű kútsugarú — 5 db egyenként 30,0 méter hosszú csáppal rendelkező — csápos kút változat esetén a vízbeszerző objektumokat legalább 300 méterre kell egymástól telepíteni, hogy a kutankénti 3000 m3/nap vízhozam biztonsággal kitermelhető legyen.

kúttávolság (m) 100 200 300 400 500 ∞ kúttávolság (m) 100 200 300 400 500 ∞

valódi folyó–kút távolság 75,0 m vízhozam (m3/nap) re = 13,1 m re = 22,7 m 1815,4 (77 %) 2245,9 (70 %) 2108,0 (90 %) 2775,8 (86 %) 2220,4 (95 %) 2984,8 (93 %) 2270,1 (97 %) 3079,4 (96 %) 2295,7 (98 %) 3128,2 (97 %) 2345,8 (100 %) 3224,0 (100 %) valódi folyó–kút távolság 65,0 m vízhozam (m3/nap) re = 13,1 m re = 22,7 m 2006,7 (78 %) 2478,7 (71 %) 2330,4 (91 %) 3062,7 (87 %) 2444,4 (95 %) 3276,2 (93 %) 2493,4 (97 %) 3368,8 (96 %) 2518,1 (98 %) 3415,6 (97 %) 2565,4 (100 %) 3505,1 (100 %)

6. táblázat: A csápos kút pár egyenkénti vízhozama a kúttávolság és a kút–folyó távolság függvényében ugyanazon hidrogeológiai alaphelyzet és egységesen 2,0 méteres kútbeli vízoszlop mellett

Amennyiben engedélyezzük — a 7.2. alfejezetben létesítésre javasolt kútsorhoz hasonlóan — a csápos kutak 10 méterrel való közelebb helyezését a folyóhoz, — a számszerű hozamnövekedésen túl — az sem változtat lényegesen az előző megállapításon (szövegközi 6. táblázat, illetve 15. grafikon), csupán annyit, hogy ez esetben az 5 db egyenként 30,0 méter hosszú csáppal rendelkező kútváltozat tagjai egymástól már 200 méterre telepítve is képesek a 3000-3000 m3/nap vízhozam kitermelésére. Az eredmények alapján látható az is, hogy 200 méteres kúttávolság még nem minden esetben, de 300 méter már igen, bármely kúttelepítési változat esetében 10 %-nál kisebb vízhozam csökkenést eredményez a magányos kúttelepítéshez képest, így ennél nagyobb távolságra építeni a kutakat nem javasolt. A távolság további növelésének

2010. augusztus hó

65



MSZ: 5-1/2010

csak ott van értelme, ahol a megcélzott vízhozam eléréséhez még e csekély vízhozam növekedésre is szükség van. Összefoglalóan megállapítható, hogy a kívánt 6000 m3/nap-os víztermelési kapacitás a gödi területen csak 2 db, egyenként 5-5 db 30,0 méteres csápot tartalmazó csápos kút telepítésével biztosítható. A kutak telepítési távolsága — a biztonságra törekedve — egymástól 300 méter, míg a meglévő kútsortól a Duna felé elmozdulva 10 méter legyen. ♣ Tekintettel arra, hogy a csápos kutak létesítése tízmillió forintos, míg a sekélymélységű, nagyátmérőjű kutaké millió forintos nagyságrendű, a két vízszerzési változat bekerülési költsége nem nagyon tér el egymástól. Minekután azonban a hosszú kútsor telepítése a partszakasz hidrogeológiailag kedvezőbb, egyenletesebb hidraulikai leterhelését eredményezi, és a Beruházó saját üzemeltetői tapasztalatait, gyakorlati szempontjait figyelembe véve a vízbeszerzést kútsorral kívánja megoldani, a két vízbeszerző rendszer közül magunk is egy új parti szűrésű kútsor telepítését támogatjuk.

8. JAVASLAT A PARTI SZŰRÉSŰ KÚTSOR TELEPÍTÉSÉRE, A VÍZMŰKUTAK MŰSZAKI KIALAKÍTÁSÁRA A 7. fejezetben elmondottak szerint a meglévő kútsor rekonstrukcióját a kutak melléfúrásos fölújításával tervezzük végrehajtani Az új kútsor a meglévőhöz mérten mintegy 10,0 méterrel a Duna felé kerül elmozdításra oly módon, hogy az új 19,0-21,0 méter talpmélységű kutak a meglévők közötti foghíjakon létesülnek. Az egyes kutak közötti távolság ily módon — a jelenlegivel megegyezően — átlagosan 27,5 méter, míg a tényleges folyó–kútsor távolság átlagosan 65,0 méter lesz. Az új kútsor várható teljes hossza 523,0 méterben jelölhető meg. A kutak ilyetén való elrendezésére a meglévő bekerített belső védőövezet — amely állami tulajdonban és a DMRV Zrt. vagyonkezelésében áll — lehetőséget ad. A tervezett kútsor sematikus kialakítását a 7. rajzon, míg pontos elrendezését a 2-3. rajzokon ábrázoltuk. Az új kútsor kialakításával párhuzamosan a régi 20 db vízműkutat el kell tömedékelni. A megszüntetés azonban az Üzemeltető álláspontja szerint csak az új kútsor elkészültét követően kerülhet sorra, hiszen a folyamatos közüzemi vízszolgáltatásról a beruházás folyamata közben is gondoskodnia kell. A vízműkutakat közrefogó 63 db nyelető (injektáló) kút megszüntetését azonban nem tervezzük teljes körűen végrehajtani. Közülük azokat, szám szerint maximálisan 20 db-ot, amelyek a meglévő vízműkutaktól a Duna felé esnek, 2010. augusztus hó

66



MSZ: 5-1/2010

legalább a próbaüzem idejére figyelőkútként való megtartásra javasoljuk. A véglegesen fönnmaradó nyelető kutak darabszámát illetően a Beruházó a próbaüzemi eredmények alapján hoz döntést. Elméletileg akár az összes nyelető kút fölszámolása is elképzelhető. A véglegesen eltömedékelésre kerülő vízműkutak száma így 20 db, míg a megszüntetésre kerülő nyelető kutaké 43÷63 db lesz. A magunk részéről a jövőben — esetleges kapacitáscsökkenési problémák bekövetkezése esetén — a 20 tagú új kútsor mindössze 2 db további kúttal való esetleges meghosszabbítását tartjuk elképzelhetőnek, amely a tervezett kútsor mintegy 55,0 méteres É-i irányú megnyúlását idézi elő. Ezt a lehetőséget tartalékként célszerű számításba venni, s mintegy 600 m3/nap-os kapacitásnövekedés várható általa, a vízbázisvédelmi védőterület csekély mértékű növekedése mellett. A 7. rajzon látható, hogy a kutak fölső szűrőperemét a 95,5 m B. f. szinthez igazítottuk, míg alsó peremét a mindenkori fekühelyzet határozza meg, hiszen azt a fölött 0,5 méteres magassággal kell elhelyezni. E magassági különbözet oka a fúrási technológiaváltás miatt a réteghatáron a kavicsköpeny vastagságának változása, amely esetleg homokoláshoz vezethetne. Az előirányzott szűrőhosszak így 3,0-4,5 méter között változnak. Megjegyezzük, hogy — ugyan más gondolatmenetet követve, de — gyakorlatilag ugyanezt a 95,5 m B. f. mélységszintet, egészen pontosan 95,4 m B. f. értéket határozott meg korábban legmélyebb kialakítható üzemi vízszintként a meglévő kútsor esetében az Üzemeltető, s ennél nagyobb leszívást a kutakban nem hoztak létre (2. fejezet). A szűrőtető általunk javasolt kialakítását tehát a korábbi Üzemeltetői gyakorlati tapasztalat is alátámasztja.

Összességében tehát esetünkben a vízadó réteg durvább szemcseösszetételű alsó része kerül beszűrőzésre, ami a vízszerzés szempontjából feltétlenül kedvező. A szűrők alatti — viszonylag jelentős hosszúságú — 8,0 méteres iszapzsákok kialakítását a búvárszivattyúk helyigénye indokolja. Alacsony dunai vízállások idején ugyanis a vízszint a szűrőtető közelébe süllyed, s a búvárszivattyúk szűrőben való elhelyezése nem kívánatos (LÉCZFALVY S., 2004). ♣ Az új vízműkutak javasolt csövezésének és szűrőkiképzésének ismertetése előtt tekintsük át a jelenlegi kútsor sekélymélységű, nagyátmérőjű kútjainak kialakítását. Itt Gödön a kutak 460/400 mm átmérőjű 10 bar-os azbesztcement anyagú nyomócsőből készült szűrőcsövét, amely a megnyitott szakaszon 26-os számú, 0,6 mm résnyílású szitaszövettel került bevonásra, kétrétegű kavicsköpeny fogja körül. A belső kavicsréteg a 720/711 mm átmérőjű köpenycső által építéskor ideiglenesen megtámasztott palástig terjed, a külső az 1000/980 mm-es ideiglenes köpenycső

2010. augusztus hó

67



MSZ: 5-1/2010

palástig. A belső vastagsága így átlagosan 130 mm, szemcsemérete 10-13 mm, a külső kavicsrétegé 140 mm, szemcseátmérője 2-10 mm. Mi az új kutak esetében a korszerűbb, az agresszív vizeknek jól ellenálló, a mai egészségügyi követelményeknek minden tekintetben megfelelő, élelmiszeripari minőségű, nagyobb teherbírású, 330/292 mm átmérőjű, erősített falú, menetes csatlakozású, a menettoknál 359 mm külső átmérőjű, 15,7 bar külső nyomószilárdságú, a fekü fölött 3,0-4,0 méter hosszon gyárilag perforált, PVC anyagú kútbéléscső beépítését és körülötte ugyancsak kétrétegű kavicsköpeny kialakítását tervezzük. A belső kavicsköpeny a szűrőcső és a 720/700 mm átmérőjű ideiglenes köpenycső között, míg a külső az előbbi köpenycső és az ugyancsak ideiglenesen lerakott 1000/980 mm átmérőjű köpenycső között kerül elhelyezésre. A belső kavicspalást vastagsága így átlagosan 185 mm, a külsőé pedig 150 mm lesz. A PVC anyagú kútbéléscsövet a GWE Budafilter Kft. (2422 Mezőfalva, Páskom rét 1.) gyártja. A csövek 1,0-4,0 méter közötti hosszokban szerezhetők be. A 14 mm átmérőjű sorozatperforálást gyárilag hajtják végre. Az a felületen a javasolt csőátmérő esetében 21 % nyitott felületet eredményez. Erre a kör alakú lyukakkal perforált szűrőcsőre korrózióálló acél anyagú, JOHNSON típusú pálcavázas tekercsszűrő fölhelyezését tanácsoljuk. A résméret 2,5 mm legyen. Most ellenőrizzük le a javasolt méreteket. A 7.2. alfejezet 7./ pontjában kiszámítottuk a vízadó rétegre jellemző 60 m/nap-os átlagos szivárgási tényező alapján a KOZENY-féle hatékony szemcseméretet (dh), ami 0,44 mm-nek adódott ki. Ez a durvaszemű homokok jellemzője. A kutak fúrása során nyert rétegminták alapján a mértékadó szemnagyságot (d50) 0,8-28 mm-ben határozták meg. Köztudott, hogy dh
azaz esetünkben 3,20÷6,40 mm kell legyen. A kereskedelmi forgalomban kapható szűrőkavics értéktartományokat véve alapul, javasoljuk a Kvarchomok Bányászati és Feldolgozó Kft. (2038 Sóskút, külterület) által gyártott 3-6 mm szemcseátmérő tartományú, háromszor mosott, osztályozott szűrőkavics alkalmazását, amely

2010. augusztus hó

68



MSZ: 5-1/2010

ennek a kiszámított, mértékadó szemcseátmérőre vonatkozó előírásnak maradéktalanul megfelel. A kavics kiszerelése ömlesztve, vagy 25 kg-os zsákos formában történik. A belső kavicsköpeny szemcseátmérője (D50_belső) hasonló arányban kell kövesse a külsőt, mint azt a réteghez mérten a szabvány a külsőre előírta, azaz D50 _ belső  4  8  D50 _ külső (mm).

Ebben az esetben tehát — a fokozott biztonság okán kissé lefelé elmozdulva —, de ismét a kereskedelmi forgalomban kapható szűrőkavics értéktartományokat véve alapul a 8-16 mm szemcseméretű, kétszer mosott, osztályozott szűrőkavics beépítése javasolt. Ezt a szűrőkavicsot javasoljuk a LASSELSBERGER HUNGÁRIA Kft. (1239 Budapest, Grassalkovich út 255.) kiskunlacházi LASBRA bányaüzeméből beszerezni, ahol a szokásos mérettartományú kétszer mosott, osztályozott anyagok mellett a korszerű homokosztályozó berendezéssel tetszőleges egyéb, mondhatni egyedi szemcseösszetételű anyagok gyártására is lehetőség van. A kiszerelés itt is ömlesztve, vagy 25 kg-os zsákos formában történik. Ez a 8-16 mm szemcseméretű szűrőkavics érintkezik a 330/292 mm átmérőjű, perforált szűrőcsőre helyezett korrózióálló acél anyagú, 2,5 mm résméretű JOHNSON típusú pálcavázas tekercsszűrővel. Minekután a már idézett szabvány szerint a szűrő belépő nyílásait (Δ, mm) úgy kell megválasztani, hogy azok a D10-nél nagyobb szemcséket visszatartsák, azaz   D10 (mm),

a javasolt résméret megfelelő. LÉCZFALVY SÁNDOR szerint kavicsolás esetén a szűrővázra kerülő huzalszövet lyukbőségét úgy kell megválasztani, hogy az a vízadó réteg d60÷d70 értékénél ne legyen kisebb (LÉCFALVY S., 2004). Esetünkben a javasolt résválasztással — bár pontos szemeloszlási görbe nem áll rendelkezésünkre — a mértékadó szemnagyság (d50) 0,8 mm-ben való fölvételével ez is teljesül. Ugyancsak teljesül a korábban érvényben lévő, de mára hatályon kívül helyezett „Víztermelő fúrt kutak — Tervezés, kivitelezés, vízmérés, vízvizsgálat és víztermelés” című, MSZ 136/2:1973 jelzetű nemzeti szabvány azon előírása is, hogy a szűrőszerkezet körüli belső kavicsszűrő mértékadó szemnagysága legalább 1 mm-rel haladja meg a szűrő nyílásainak legkisebb méretét. Megjegyezzük, hogy a DIN 4924 számú német szabvány az egymás mellé helyezhető szűrőrétegek szemcseátmérőit a szövegközi 7. táblázat szerint adja meg (LÉCFALVY S., 2004). Látható, hogy az általunk kialakításra javasolt szűrőszerkezet ezen műszaki előírásnak is eleget tesz. megnevezés szűrőhomok

2010. augusztus hó

vízadó réteg szemcseátmérő (mm) 0,25-0,5 0,5-0,75 0,75-1,0

69

a szűrőréteg összetartozó szemcseátmérői X X X



szűrőkavics

1,0-1,5 1,5-2,0 2,0-3,0 3,0-4,0 4,0-6,0 6,0-8,0 8,0-12,0 12,0-16,0 16,0-25,0 25,0-35,0

MSZ: 5-1/2010

X X

X X

X X

X X

X

X X

X X

X X X

X

X

7. táblázat: Az egymás mellé helyezhető szűrőrétegek szemcseátmérői a DIN 4924 számú német szabvány szerint (LÉCFALVY S., 2004)

Célszerű összehasonlítani a javasolt kútkiképzést a korábbi, hasonló vízföldtani adottságokkal rendelkező vízbázisok termelőkútjainak kialakításával. Az összevetést a 12. melléklet táblázatában láthatjuk. Annak alapján megállapítható, hogy a tervezett kútkialakítás cső- és szemcseméretei nagyjából illeszkednek a korábbi kútszerkezeteknél alkalmazott értéktartományokba. A kút felé kialakított 3÷4-szeres szemcseátmérő növekedés egyrészt megfelelő megtámasztást biztosít a különböző kőzetrétegek számára, másrészt az a kút felé a szemcseátmérővel négyzetesen növekvő szivárgási tényezőt, azaz ennek megfelelően csökkenő hidraulikai ellenállást eredményez. Összefoglalva, a választott 1,0 méteres külső kavicsköpeny méret, a 330/292 mm átmérőjű, erősített falú, a menettoknál 359 mm külső átmérőjű, 15,7 bar külső nyomószilárdságú, a fekü fölött 3,0-4,5 méter hosszon perforált kútbéléscső és az így kialakított 3,0-4,5 méteres szűrőhossz tehát a számítások szerint biztonsággal megfelel a kutankénti 300 m3/nap üzemszerű vízhozam biztonságos, homokmentes, lamináris szűrőkörnyéki szivárgási viszonyok melletti kiemelésére.

9. AZ ÚJJÁÉPÍTETT KÚTSOR PROGNOSZTIZÁLT VÍZBÁZISVÉDELMI VÉDŐÖVEZETI RENDSZERÉNEK MEGHATÁROZÁSA 8.1. A FÖLDTANI MODELL FÖLÁLLÍTÁSA A földtani modell fölállításához a Gödi Vízbázis kutatása és létesítése során mélyített több mint 60 db fúrás földtani rétegsorát, az eredményeket ismertető dokumentációkat, továbbá a DMRV Zrt-től kapott üzemi mérési adatokat használtuk föl. Az archív fúrások és a meglévő figyelőkutak helyét az 1. és 4. rajzokon tüntettük föl. A térképeken jól látszik, hogy a vizsgált kútsortól 1,0 kilométer távolságon belül É, K és D felé egyaránt megfelelő mennyiségű földtani információ áll a rendelkezésünkre,

2010. augusztus hó

70



MSZ: 5-1/2010

egyedül a Ny-i irányban, a Duna-mederben kisebb a megkutatottság, ahol mindössze két fúrás (5/a és 5/c jelűek) rétegleírását ismerjük. A vízföldtani kutatás adatainak fölhasználásával készültek az 5. és 6. rajzokon bemutatott vízföldtani szelvények, és azok alapulvételével szerkesztettük meg a kavicsos, homokos vízadó réteg vastagságát és feküjét szemléltető, 7. és 8. rajzokon bemutatott térképeket. Tekintettel arra, hogy a Dunától távolodva a fúrások száma rohamosan csökken, a modellalkotáshoz fölhasználtuk az M2 autóút építéséhez a nyomvonalon létesített talajmechanikai fúrásokat is. Ezek túlnyomó része 5,0 métert nem meghaladó talpmélységű, következésképpen száraz volt, ám az elsősorban a pályanyomvonal keresztezéseinek helyén lehajtott 13,0-15,0 méter mélyek már használhatónak bizonyultak (268/1., 284., 300., 300/1., 300/2., 307., 307/1., 320., 320/1., 320/3., 333., 333/1. számú fúrások, melyeket a Geo-Terra Kft. készített.) A fúrásszelvények a TURA Építőipari Kft. (1995), illetve az UVATERV (2008) építési engedélyezési tervének részét alkották. A bemutatott, viszonylag kis hosszúságot felölelő 5-8. rajzokon is jól látszik, hogy a kavicsos vízadó és a finomhomokos fedőréteg vastagsága és kőzettani fölépítése is igen változékony, amit a földtani modell kialakítása során némileg egyszerűsítenünk kellett. Mivel az oligocén kori fekü szivárgási tényezője több nagyságrenddel kisebb, mint a vízadó rétegé, így ez az összlet nem vesz részt a horizontális vízszállításban, vagyis gyakorlatilag vízzárónak tekinthető. Ezen ok miatt a vízföldtani modellben csupán két réteget szerepeltettünk: a vízadó kavicsos homok, homokos kavics összletet és annak helyenként agyagos, iszapos kifejlődésű finomhomok fedőképződményét. A két réteg vastagságának változását három felület határozza meg: a terep felszíne, a kavicsos vízvezető réteg fedőszintje és feküszintje. Legkönnyebb dolgunk a terepfelszín felvételénél volt, mert az M = 1: 10.000 méretarányú EOV térkép szintvonalainak digitalizálásával egészen pontosan vissza lehet adni a terep változását. Erre szükség is volt, mert a Pesti út mentén húzódó, jelentős szintmagasságú tereplépcsőnek fontos szerepe van a felszín alatti víz áramlási viszonyainak alakításában. Digitalizáltuk ezért a 100, 103, 104, 105, 110, 115 és 120 m B. f. szintvonalakat, és emellett fölhasználtuk a fúrási pontoknál mért terepszint adatokat is. Mivel az EOV térkép nem tartalmazza a Duna medrének mélységét, ezért a KDV KÖVÍZIG IV. Szakaszmérnöksége által készített „A SzobDunaföldvár közötti dunai hajóút kitűzési terve (1708,2-1560,5 fkm között)” című térképről vettük át a medermorfológiát. Itt is digitalizáltuk a 2,5 méter mélységű szintvonalat, amit a vízbázis előtt érvényes legkisebb hajózási vízszintből (LKHV) kivonva megkaptuk a 95,15 m B. f. magassági vonalat. A fölsorolt adatok fölhasználásával (összesen 440 pont), krigeléses eljárással, extrapoláció alkalmazása nélkül, egészen pontosan megrajzolhattuk a felszín szintvonalait. 2010. augusztus hó

71



MSZ: 5-1/2010

A vízvezető réteg fölső határoló felületét (fedőszint) a meglévő több mint 60 db fúrási pont megadásával szintén krigeléses eljárással határoztuk meg. Az adatok elhelyezkedése miatt mindössze egy helyen, a vizsgált terület DK-i részén kellett jelentősebb távolságú extrapolációt alkalmazni. Mivel az extrapolált adatok elfogadhatóak voltak, ezért nem volt szükség segédpontok fölvételére. A földtani ismereteink szerint (5-6. rajzok) a Duna medre átvágja a fedőkőzetet, és a mederágy a vízadó rétegbe mélyül. Mivel a hidraulikai modellező programokban rétegkiékelődést nem lehet alkalmazni, azért a Duna medrének teljes területén, a vízadó réteg fedőjének szintjét, a meder aljától 0,5 méter mélységben vettük föl. Ezt a 0,5 méter vastag sávot ugyanazokkal a hidraulikai tulajdonságokkal ruháztuk föl, mint az alatta lévő vízvezető rétegét. A kolmatációt nem ezzel a réteggel, hanem a mederfenék függőleges átszivárgási együtthatójának megadásával vettük figyelembe. A vízvezető réteg alsó határoló felületét (fekü felszín) is krigeléses eljárással határoztuk meg a meglévő közel 60 db fúrási pont fölhasználásával. Az adatok elhelyezkedése miatt itt két helyen kellett jelentősebb távolságú extrapolációt alkalmazni: a Duna medrében, illetve a vizsgált terület DK-i részén. Mindkét területen a földtani ismereteinknek megfelelően segédpontok megadásával befolyásoltuk a számításokat úgy, hogy elfogadható, ellentmondásmentes fekü felszínt kapjunk (7. rajz). 8.2. AZ ALKALMAZOTT SZÁMÍTÓGÉPI SZOFTVER ISMERTETÉSE ÉS A MATEMATIKAI-SZIVÁRGÁSHIDRAULIKAI MODELL FÖLÁLLÍTÁSA A szóban forgó modellezési feladat megoldásához a PROCESSING MODFLOW (PMWIN 5.3) szoftvercsomagot használtuk föl. A program alkalmas háromdimenziós, véges differencia módszerrel történő, permanens és nem permanens, a telített zónára vonatkozó szivárgási modell fölépítésére, kezelésére, a nyomásszintek rétegenkénti meghatározására, valamint a vízrészecskék áramlási útjának megjelenítésére a PMPATH modul segítségével. A szoftverrel tehát meghatározható, hogy adott időn belül, milyen távolságból, milyen úton fog eljutni a vízrészecske a termelőkútba, így lehatárolható egy adott víztermelési állapothoz tartozó vízgyűjtő terület, és azon belül egy adott elérési idejű védőidom. A modellező programmal kiszámolt nyomásszinteket és áramlási útvonalakat a SURFER (Golden Software Inc.) nevű programmal jelenítettük meg. A következőkben részletesen szólunk a vízműkutak környezetének általunk fölépített matematikai-szivárgáshidraulikai modelljéről, és ismertetjük a számításokhoz fölhasznált paramétereket, valamint bemutatjuk — térképeken megjelenítve — az eredményeket is. A vizsgált területet a modellezés szempontjait figyelembe véve határoztuk meg. A lehatárolásánál a rendelkezésünkre álló földtani, vízföldtani adatok térbeli elhelyezkedését vettük figyelembe. Ezért a modellezett terület nagysága 1500×2500 méter, a befoglaló téglalap két átellenes sarokpontjának EOV koordinátái 2010. augusztus hó

72



MSZ: 5-1/2010

X1 = 260.500; Y1 = 655.500 és X2 = 263.000; Y2 = 657.000. A modellháló 75 oszlopot és 125 sort tartalmaz egyenközű kiosztásban, így a cellák 20×20 méteresek. A terepfelszín és a vízadó réteg feküjének felszíne adja a modell felső és alsó határfelületét, ezek meghatározását az előző, 5.1. alfejezetben ismertettük. A terepszint legmagasabb pontja 121,0 m B. f. magasságú, amely kis kiemelkedés a vizsgált terület DK-i részében, a K-14 jelű fúrástól K-re található. A lehatárolt térrész legmélyebb pontja — a Duna medrét figyelmen kívül hagyva — 100,0 m B. f. magasságban, a Duna part menti sávjában húzódik. A modell alsó síkjának, vagyis a vízadó réteg feküszintjének (8. rajz) legmagasabb pontja a K-15 jelű fúrás közelében található, legmélyebb része pedig a termelőkutak környezete, itt jellemzően 89,0 m B. f. magasság fordul elő. A vízadó réteget és fedőösszletet elválasztó felületet az 5.1. alfejezetben leírtaknak megfelelően adtuk meg a modellben. A vizsgált terület Nyi részét, azaz a Duna átellenes oldalát kizártuk a számításból, hiszen az már nincs hatással a víztermelő kutakra. A két modellezett földtani réteg szivárgáshidraulikai és tározási paramétereinek számszerűsítésekor a korábbi kutatások adataira támaszkodtunk. Ezek alapján állapítottuk meg a vízvezető réteg, valamint a fedőösszlet szivárgási tényezőjének nagyságát, amit a modell kalibrációja során úgy pontosítottunk, hogy a valósághoz legjobban illeszkedő vízfelszínt kapjunk eredményül. A fedőösszletet két részterületre bontottuk. Az első részterület a Duna medre, ahol tulajdonképpen nincs fedőréteg, ezért itt a vízvezető réteg tulajdonságaival ruháztuk föl az első modellréteget. A mederfenék kolmatált zónájának ellenállását a vízfolyás típusú perem megadásával vettük figyelembe. A második részterületen, a Dunamedertől K-re, a fedőösszletet a teljes modellezett területen homogén rétegként szerepeltettük. Mivel ennek a modellrétegnek a horizontális vízszállításban nincs jelentősége, csak a vertikális irányúban, azért elfogadható az ilyen fokú egyszerűsítés.

2010. augusztus hó

73


2 részterület

MSZ: 5-1/2010

3. részterület

Duna

1. részterület


7. ábra: A vízadó réteg horizontális tagolása a rétegkifejlődésnek megfelelően

A vízadó réteget három részterületre bontottuk a szövegközi 7. ábrának megfelelően. Az első részterület az Ilka-pataktól és a Pesti úttól Ny-ra eső térrész, ahol inkább a homokos kavics az uralkodó kőzettípus. A második részterület az Ilka-patak és a Pesti út sávja, ahol a teraszlépcső a folyó menti mélyebb szintre zökken. Itt egy uralkodóan durvahomok szemcseösszetételű keskeny öv húzódik. A harmadik részterület ettől a sávtól K-re helyezkedik el; itt inkább a kavicsos homok a domináns kőzetanyag. Az egyes részterületek bearányosított paramétereit a szövegközi 4. táblázat tartalmazza: modellréteg sorszám 1. 2.

részterület

rétegleírás

1. részterület 2. részterület 1. részterület 2. részterület 3. részterület

homokos kavics homokliszt homokos kavics durvahomok kavicsos homok

szivárgási tényező (m/nap) vízszintes függőleges 80 8 0,1 0,05 80,0 8,0 20,0 2,0 60,0 6,0

szabad hézagtérfogat (m3/m3) 0,25 0,08 0,25 0,20 0,25

4. táblázat: A matematikai-szivárgáshidraulikai modell bearányosított paraméterei

A számítógépi program helyes működéséhez meg kell adni legalább egy réteg kezdeti vízszintjét, és szabályozni kell a modell peremein jelentkező vízforgalmat. A kezdeti vízszintet a 2. modellrétegben adtuk meg úgy, hogy az a legjobban illeszkedjen

2010. augusztus hó

74



MSZ: 5-1/2010

az adatainkhoz és az ismereteinkhez, ezért azt átlagosan a terepszint alatti –1,0 méteres mélységben vettük föl. A talajvíztartó K-i határán, teljes hosszúságban General Head Boundary (GHB) típusú peremet adtunk meg, a többi oldalon nem engedélyeztük a horizontális vízforgalmat. A GHB perem vezetőképességének megadásánál L0 = 250 méter értéket alkalmaztunk. A fedőréteg horizontálisan minden oldalon zárt. A terület Ny-i felét borító Duna-medret vízfolyás típusú elemként vettünk figyelembe. Részletesebben erről a következő, 5.3. alfejezetben ejtünk szót. Röviden itt annyit, hogy a meder mélységét a morfológiának megfelelően, a vízszintet a mért vízállások, vagy a számításaink alapján adtuk meg. A meder kolmatált zónájának függőleges átszivárgási együtthatóját a modell kalibrációjának a segítségével pontosítottuk, nagysága 4,0 1/nap lett, ami beleesik a korábbi években végzett in situ vizsgálataink során kapott értéktartományba (1,0-5,0 1/nap). Szintén vízfolyás típusú feltételt alkalmaztunk az Ilka-pataknál, kivéve azt a szakaszt, ahol a patak a Pesti út betonlapokkal burkolt vízelvezető árkaként funkcionál. A patak mederfenekét a Pest út K-i oldalán a terepszint alatt –2,5 méterre vettük föl, míg a Pesti út alatti átvezetést követően ez az érték –1,5 méterre változik. A vízállás a patakban 0,3 méter magasságú, a meder szélessége a patak teljes hosszában azonos, 2,0 méter, hasonlóan a meder függőleges átszivárgási együtthatójához, amelyet mindenütt 0,2 1/nap értékűnek feltételeztünk. A területre jellemző függőleges vízforgalmat a korábbi kutatások eredményei és irodalmi adatok alapján adtuk meg. Erről részletesebben ugyancsak a következő, 5.3. alfejezetben ejtünk szót. Röviden itt annyit, hogy a területre jellemző átlagos hatékony, tehát a talajvizet elérő beszivárgás nagyságát 50 mm/év-re választottuk, míg az erdősült területeken –630 mm/év felületi vízelvételt adtunk meg a RECHARGE modul segítségével. A víztermelő kutak egy-egy cellában helyezkednek el. Egyenkénti víztermelésük a kútsor teljes vízhozamának 1/19-ed része. A szivárgási alapegyenletek matematikai megoldásához az előre meghatározott konjugált gradiens (PCG2) módszert alkalmaztuk, a vízszintváltozás konvergencia határa 0,001 méter, a reziduális konvergencia határa pedig 800 m3/nap volt. 8.3. A MODELLBEN SZEREPELTETETT VÍZTERMELÉSI, DUNAI VÍZSZINT ÉS MEDERELLENÁLLÁS ADATOK ISMERTETÉSE, VALAMINT AZ ERDŐ HATÁSÁNAK FIGYELEMBEVÉTELE A 2. fejezetben részletesen bemutattuk a Gödi Vízbázis víztermelésének alakulását az utóbbi 5 évben, azaz a 2003-2007. éveket érintően. Megállapítottuk, hogy ezen 2010. augusztus hó

75



MSZ: 5-1/2010

időszak átlagában a Gödi Vízbázis által szolgáltatott, a vízbázisról ténylegesen kiadott napi átlagos vízmennyiség 3141 m3/nap nagyságú volt. Ez a 19 db víztermelő kútra egyenletesen szétosztva 165 m3/nap kutankénti hatékony — a visszasajtolt vízmennyiséggel csökkentett — vízkivételt jelent. Ezen átlagos víztermelési érték mellett a vízbázis 4500 m3/nap szolgáltatási kapacitását és 6000 m3/nap víztermelési kapacitását is jellemző értéknek tartottuk, így a modell bemenő adataként — a különböző víztermelési variációk vizsgálata során — ezeket az értékeket szerepeltettük. ♣ Parti szűrésű rendszereknél alapvető fontosságú a meder paramétereinek ismerete. Ebbe a meder morfológiáján túl a mértékadó dunai vízállás és a mederfenék szivárgáshidraulikai ellenállása, függőleges átszivárgási együtthatója is beleértendő. A medermorfológiát — mint említettük — a KDV KÖVÍZIG IV. Szakaszmérnökség által készített „A Szob-Dunaföldvár közötti dunai hajóút kitűzési terve (1708,2-1560,5 fkm között)” című térképről vettük át (www.vizugy.hu/kdvkovizig/duna). A jelen modellezési munka során mértékadó vízállás gyanánt a Duna 90 %-os tartóssági értékét vettük alapul, tekintettel arra, hogy a viszonylag rövid, 20 napos és 6 hónapos elérési idejű belső és külső védőövezeti határok meghatározása a feladat, amely határvonalak helyzetének ismerete különösen a háttér felé fontos. Éves szinten átlagosan 37 napon át marad a folyóbeli vízszint ezen érték alatt, míg 328 napon át haladja meg azt. Ez a vízállás legalább egy hónapon át főként a téli időszakban (október-január hónapokban) fordul elő, mint azt az 1. grafikonon láthatjuk, de ahhoz közeli havi átlagértékekkel februárban és augusztusban, szeptemberben is találkozhatunk. A Gödi Vízbázis előtti mértékadó dunai vízállást így a jelen munka során elvégzett mércekapcsolati vizsgálatok alapján (2. és 3. grafikonok) 98,04 m B. f. értékben határoztuk meg az 1670,7 fkm szelvényre vonatkoztatva. Ez az 1991-2000 közötti évtized felsőgödi vízmércére megállapított KV90 % értéke (98,18 m B. f.) az e folyószakaszon jellemző 1 km-re jutó 14 cm-es vízfelszín lejtéssel csökkentve. ♣ A Duna mederfenekének függőleges átszivárgási együtthatóját analógiák alapján határoztuk meg. A korábbi években a Dunában számos helyen végeztünk beszivárogtató hengeres in situ vizsgálatokat, melyekkel ez a paraméter helyben megállapítható, számszerűsíthető. A Verőcei Vízmű előtti folyószakaszon 2000-ben 1,0-5,0 1/nap értékeket, a Pócsmegyer III. Víztermelő Telep környezetében 1997-ben 1,0-3,0 1/nap értékeket kaptunk (NATURAQUA Kft., 1997, 2000, illetve Rózsa A., 2000). Mindkét helyszínen kavicsos homok, homokos kavics volt a mederfenék szemcseösszetétele, ahogy itt a Gödi Vízbázis előtt is. Hasonló tapasztalatokról, 2010. augusztus hó

76



MSZ: 5-1/2010

néhány 1/nap-os értékekről számol be Dr. Völgyesi István is, aki más, tartós víztermeléssel egybekötött figyelőkutas módszerrel vizsgálta ugyanezen paraméter nagyságát (Völgyesi I., 1993). Ezen egymást erősítő vizsgálati eredmények alapján a Gödi Vízbázis előtti dunai mederszakaszon 3,0 1/nap értéket vettünk föl, míg a folyó azon szakaszain, ahol a vízsebesség lecsökken, vagy áramlási holtterek alakultak ki (pl. az átellenes oldal sarkantyúi mögött), ott ezen érték 1/40 részét, azaz 0,05 1/nap értéket szerepeltettünk. E tekintetben ugyanis Gerjen–Dombori Távlati Vízbázis előtti partszakaszra vonatkozóan rendelkezünk ismeretekkel, ahol 2002-ben végeztünk méréseket (PÓRUSVÍZ Bt., 2002). (Megjegyezzük, hogy az áramló mederrészre jellemző 3,0 1/nap-os érték a kalibráció során 4,0 1/nap értékre módosult.) Ugyanezen érték nagyságát az Ilka-patak és annak mellékága esetében 0,2 1/nap-ra választottuk, kivéve azt a szakaszt, ahol a patak a Pesti út vízelvezető árkaként funkcionál. Ott ugyanis a meder betonlapokkal burkolt, így ott a mederfeneket vízzárónak feltételezve, a patakot nem is szerepeltettük. Az Ilka-patak mellékágának mederfenekét a Pesti út átellenes oldalán a terepszint alatt –2,5 méterre vezettük, míg a Pesti út alatti átvezetést követően ez az érték –1,5 méterre változik. A vízállás a patakban mindenütt 0,3 méter magasságú. ♣ Az erdőtelepítés hatása a nagyobb vízfogyasztásban nyilvánul meg. A fák nagyobb tömegüknél, nagyobb lombozatuknál fogva több vizet fogyasztanak, mint a kisebb testű növények, mondjuk a fűfélék. A különböző fafajok vízigénye, vízfogyasztása természetesen eltérő, és emellett a helyi klimatikus elemek (hőmérséklet, páratartalom), a talajadottságok (talajszerkezet, talajnedvesség, talajvízszint), valamint a fenológiai (növényélettani) állapot éves változása is befolyásoló hatásúak. Jól igazolja ez utóbbit a kisvízfolyások alapvízhozam felé tartó kiürülési görbéjének szezonálisan eltérő alakja (Gribovszki Z. és társai, 2007). A fák által fölvett víz egy része a talajba helyben beszivárgott és helyben tartott csapadékból, más része a talajvízből származik. Ez utóbbi csak a homokos, mély talajvizű területeket kedvelő, kis vízigényű fafélék esetében — amilyen például az akác — hagyható figyelmen kívül. A szövegközi 4. táblázat mutatja be egy, a Soproni-hegységben lévő Hidegvíz-völgyi Vadkan-árok területén a Nyugat-Magyarországi Egyetem kutatói által végzett kútcsoportos talajvízháztartás vizsgálat eredményeként kapott függőleges talajvízforgalom értékeket 2005. második félévére vonatkozóan különböző erdőállományok alatt (Gribovszki Z. és társai, 2007). időszak 2005. nyár 2005. ősz

2010. augusztus hó

vágás terület 0,3 0,2

talajvízből történő párologtatás (mm/nap) nyitott fiatal zárt fiatal zárt idősebb égeres égeres égeres 3,5 1,5 2,5 2,5 1,0 1,3

77

fiatal lucfenyves 7,0 5,0



MSZ: 5-1/2010

4. táblázat: Különböző erdőállományok talajvízfogyasztása kútcsoportos módszerrel meghatározva (Gribovszki Z. és társai, 2007)

Ezeket az eredményeket megerősítették a 2006. júliusában egy másik, a White-féle evapotranszspirációt számító módszerrel (1932) ugyanezen kutatók által meghatározott eredmények, melyeket a szövegközi 5. táblázat tüntet föl. időszak

vágás terület

2006. július

0,54

talajvízből történő párologtatás (mm/nap) nyitott fiatal zárt fiatal zárt idősebb égeres égeres égeres 3,96 1,80 4,50

fiatal lucfenyves 4,08

5. táblázat: Különböző erdőállományok talajvízfogyasztása a White-féle evapotranszspirációt számító módszerrel meghatározva (GRIBOVSZKI Z. és társai, 2007)

Látható, hogy a tarvágást szenvedett területhez képest a fával benőtt területek talajvízfogyasztása egy nagyságrenddel nagyobb. Amennyiben a tavaszi időszakot az őszi hónapok vízfogyasztásával vesszük azonosnak, a téli hónapokban pedig a vízfölhasználást zérusnak feltételezzük, abban az esetben a szövegközi 4. táblázat értékeinek alapulvételével, a különböző erdőállományok talajvízfogyasztása gyanánt becslés jelleggel magunk a szövegközi 6. táblázat értékeit számíthatjuk ki. Egy másik kutató, Major Pál alföldi erdőket vizsgált (Major P., 1974). A VITUKI Komlósi Imre kísérleti telepén és annak környezetében lévő erdőkben létesített talajvízfigyelő hálózattal, kútcsoportos módszerrel határozta meg a talajvízből történő vízelvonás (párolgás) mértékét. Megállapította, hogy a különböző mélységben elhelyezkedő talajvíz párolgási intenzitása (beleértve ebbe a növényzet vízfölvételét is) elsősorban nem a meteorológiai adottságok, hanem a talaj kapilláris vízszállító képességének, valamint a növényzet átlagos aktív gyökérmélységének a függvénye. A terület erdőborítottságának növekedésével nő a párolgás, és növekszik az a növényi állomány korának előrehaladásával is. Az előbbit a szerző által közölt adatokból általunk készített szövegközi 7. táblázat, míg az utóbbit ugyanannak a zárt, vegyes (lombos és fenyves) erdőállománynak az 1954-1959 közötti 585,8 mm/év, 1960-1965 közötti 702,8 mm /év, és 1966-1971 közötti 808,3 mm/év — tehát láthatóan növekvő — átlagos tényleges evapotranszspiráció (területi párolgás) értékei bizonyítják. időszak

vágás terület

2005. év

63

talajvízfogyasztás (mm/év) nyitott fiatal zárt fiatal zárt idősebb égeres égeres égeres 765 315 459

fiatal lucfenyves 1530

6. táblázat: Különböző erdőállományok becsült éves talajvízfogyasztása

2010. augusztus hó

78



MSZ: 5-1/2010

A zárt vegyes erdő átlagos talajvízpárolgása a vizsgált 11 év átlagaként 295 mm/évben határozható meg, míg a területi evapotranszspiráció 895 mm/év értékű. Ezek a tényleges mérési adatokra támaszkodó értékek alatta maradnak az általunk becsült, de ugyancsak konkrét mérési adatokra támaszkodó, a szövegközi 6. táblázatban bemutatott adatoknak. év 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970

talajvízpárolgás / tényleges evapotranszspiráció (mm/év) zárt lombos és több erdő, kevesebb erdő, erdő tisztásokkal fenyves erdő kevesebb tisztás több tisztás 219 / 649 187 / 641 114 / 526 105 / 475 319 / 552 250 / 475 139 / 214 40 / 184 303 / 693 196 / 562 27 / 269 22 / 240 287 / 755 195 / 628 19 / 316 18 / 287 242 / 845 146 / 712 13 / 375 16 / 333 199 / 720 145 / 606 15 / 217 0 / 93 264 / 847 230 / 761 43 / 355 30 / 270 346 / 811 286 / 673 37 / 183 14 / 21 384 / 761 225 / 579 32 / 204 16 / 94 365 / 821 219 / 624 60 / 362 36 / 283 320 / 829 255 / 653 89 / 393 62 / 366

7. táblázat: Különböző erdőfedettségek talajvízpárolgás és tényleges evapotranszspiráció értékei (Major P., 1974)

Ebből a 7. táblázatból is látható, hogy a nagy tisztásokkal rendelkező területek talajvízpárolgása egy nagyságrenddel kisebb az erdőterületek alatti talajvízpárolgásnál, ugyanakkor a tényleges evapotranszspirációban nincs ilyen arányú különbség. A különbözet az első esetben abból fakad, hogy a fűfélék gyökérzete kevésbé éri el a talajvíz fölötti zárt-nyílt kapilláris tartomány zónáját, s így a talajvizet csak egészen csekély mértékben képesek fogyasztani, míg a második esetben ehhez a hatáshoz hozzáadódik az, hogy a beszivárgó csapadékvíz nagyobb arányban éri el hatékony beszivárgásként a talajvíztükröt a rétek, tisztások, mint a mélyebb gyökérzetű erdők alatt, így kisebb az a vízmennyiség is, amit a talajnedvességből képesek elpárologtatni. A jelen esetben — tekintettel arra, hogy a telepítendő erdőállomány pontosan nem ismert — akkor járunk el helyesen, ha a tervezett erdősítés helyén maximális talajvízfogyasztást feltételezünk. Mély gyökérzetben gondolkodva feltételezzük, hogy a párát szolgáltató alrendszer vízutánpótlódása a talajvíz felől korlátlan, aminek eredménye az, hogy a tényleges területi párolgás (tényleges evapotranszspiráció) a lehetséges területi párolgás (potenciális evapotranszspiráció) értékét éri el. Ez esetben ugyanis a párolgás mértékét már csak a párát befogadó alrendszer párafelvevő képessége határozza meg. Ilyen a természetben a növényzettel részben vagy egészben benőtt vízfelületek, tavak, víztározók, mocsaras vidékek esetében fordul elő. A potenciális (lehetséges) területi párolgás meghatározása csaknem azonos a szabad vízfelületek párolgásának számításával, azt Szesztay Károly javaslatára (1963) egy megfelelő szorzótényezővel növeljük meg (Stelczer K., 2000). E szorzótényező értéke 2010. augusztus hó

79



MSZ: 5-1/2010

Magyarországon havi viszonylatban 1,2-1,4 közötti. E nádkonstansnak nevezett szorzótényező havi értékei a Velencei-tó és a Fertő-tó evapotranszspirációjának meghatározásakor a vegetációs időszakban (április–október) 1,02-1,26 között mozogtak, sorrendben a következők voltak: 1,02; 1,11; 1,20; 1,26; 1,21; 1,13; 1,11. A szabad vízfelület párolgására vonatkozóan a VITUKI által évről-évre kiadott Vízrajzi Évkönyvek tartalmaznak adatokat. Meg kell azonban jegyezzük, hogy ezen Évkönyvek szóhasználata a párolgás tekintetében nem teljesen következetes. Az utóbbi években potenciális evapotranszspirációról beszélnek, míg előtte szabad vízfelszín párolgást emlegetnek. Mindkettő alatt az április–október közötti 7 hónapban a földfelszínen elhelyezett 1,18 m2 felületű „A” típusú mérőkádból ténylegesen elpárolgó vízmennyiség havi értékeit, míg a november–március közötti 5 hónapban a MEYER-képlettel (1935) számított napi párolgás értékek összegét értik. Magunk — elfogadva ezen értékek helyességét — a gödi térségre vonatkozóan a Budapest–Pestszentlőrinc területén lévő 881. számú Országos Meteorológiai Állomás adatait vettük alapul. Itt a Vízrajzi Évkönyvek által közölt utolsó kerek 10 évben, azaz az 1991-2000 közötti évtizedben mm mértékegységben a szövegközi 8. táblázatban szerepeltetett adatokat mérték, illetve számították. A vizsgált évtized már erőteljesen magán viseli a légköri melegedés nyomait, amit az is bizonyít, hogy az 1046,5 mm-es évtizedes átlagérték ezen az állomáson jóval, mintegy 23 %-kal meghaladja az azt megelőző 30 év (1961-1990) 849 mm-es átlagértékét. Ennek az évtizednek a figyelembevétele tehát valószínűleg jobban közelíti a jövőben várható meteorológiai eseményeket, mint a hosszúidejű átlag. A vizsgált évtizeden belül kimagasló légszárazságú, következésképpen nagy párolgású volt az 1992., 1993. és főként a 2000. esztendő, míg a legalacsonyabb párolgást — amely érték pontosan az előző 30 év átlagértékével egyezett meg — az 1999. évben mérték.

min. átl. max.

jan. 7,4 18,9 29,3

febr. márc. ápr. 16,7 39,6 76,4 32,1 55,5 96,9 62,7 73,2 115,1

máj. jún. júl. aug. 99,8 106,7 116,9 117,3 140,8 169,0 177,0 168,8 196,6 243,7 228,9 253,5

szept. okt. 59,5 37,5 95,5 50,0 127,1 63,0

nov. 12,5 25,3 41,0

dec. 9,5 16,7 27,0

évi 849,0 1046,5 1256,5

8. táblázat: A szabad vízfelület párolgás értékei a Budapest–Pestszentlőrinc területén lévő 881. számú Országos Meteorológiai Állomáson a Vízrajzi Évkönyvek szerint

(Megjegyezzük, hogy az 1996. évre vonatkozóan a Vízrajzi Évkönyv a pestszentlőrinci meteorológiai állomásra nem közöl adatot, azért ezt az évet kénytelenek voltunk figyelmen kívül hagyni.) Ha a havi átlagértékeket beszorozzuk a nádkonstansokkal, abban az esetben éves szinten 1197,1 mm potenciális területi párolgást határozhatunk meg, ami 1,14-os éves szorzótényezőt jelent. Ha a vegetációs periódus kereken mintegy 210 napjára 2010. augusztus hó

80



MSZ: 5-1/2010

egyenletesen elosztjuk ezt a mennyiséget, 5,7 mm/nap evapotranszspirációt kapunk eredményül, amely — potenciális érték lévén — egy kivételével valamelyest meghaladja a 4. és 5. táblázatok ténylegesen mért értékeit. Ezen eltávozó vízmennyiségnek egy része a talajvizet el nem ért, a talajfelszín és a talaj által visszatartott csapadékból, más része a talajvízből kell utánpótlódjon. A talajban időlegesen visszatartott csapadékmennyiség ismeretében meghatározhatjuk a párolgás talajvízből pótlódó hányadát. A gödi térségi csapadék nagyságát a közeli Budapest–Békásmegyer elnevezésű, 836. számú Országos Meteorológiai Állomás adatainak alapulvételével határozhatjuk meg. Itt a Vízrajzi Évkönyvek által közölt utolsó kerek 10 évben, azaz az 1991-2000 közötti évtizedben a szövegközi 9. táblázatban szerepeltetett csapadék adatokat mérték mm mértékegységben. Érdemes ezt az évtizedet alapul választani, hiszen ez magában foglal erősen csapadékhiányos esztendőket (1992., 1997., 2000. évek) és mellettük csapadékosakat is (1998., 1999. évek). A vizsgált évtized 569 mm-es évi csapadékátlaga ezen az állomáson pontosan 10 mm-rel haladja meg az azt megelőző 30 év (1961-1990) 559 mm-es átlagértékét.

min. átl. max.

jan. 1 34 80

febr. márc. 0 9 24 26 57 55

ápr. 9 47 80

máj. 17 60 121

jún. 3 55 178

júl. 15 67 157

aug. 6 44 87

szept. 3 59 193

okt. 0 47 136

nov. 30 60 90

dec. 12 46 88

évi 364 569 805

9. táblázat: A csapadék értékei a Budapest–Békásmegyer elnevezésű 836. számú Országos Meteorológiai Állomáson a Vízrajzi Évkönyvek szerint

(Meg kell jegyezzük, hogy az 1997. évtől kezdődően a Vízrajzi Évkönyv a kiválasztott 836. számú mérőállomás adatait nem közli, így az 1997-2000. évekre vonatkozóan a békásmegyeri állomás helyett a vele közel megegyező magassági helyzetben lévő, ám a Duna átellenes oldalán telepített Budapest–Káposztásmegyer elnevezésű, 846. számú Országos Meteorológiai Állomás adatait használtuk föl. Nem követtünk el ezzel nagy hibát, hiszen amíg az 1961-1990. évek közötti 30 éves csapadékátlag a békásmegyeri állomáson 559 mm volt, a káposztásmegyeri állomáson 543 mm-t mértek.) Ez az 569 mm az az éves csapadékmennyiség, amely a Gödi Vízbázis környezetében jellemző morfológia ismeretében a felszíni lefolyás elhanyagolásával, ám a talajvizet elérő mennyiséggel (hatékony beszivárgás) csökkentve, akár a levélzeten megtapadó intercepció, akár a talajfelszínen tócsák formájában összegyűlő, akár a talajba beszivárgó és ott visszatartott, akár a talajból a növényzet által fölvett vízmennyiség formájában a levegőbe visszakerülve a levegő páratartalmát növeli, páraéhségét csökkenti. A hatékony beszivárgás nagyságát analógiák alapján közelítjük. A GEOHIDROTERV Kft. 1999. évi „Szentendre Regionális Déli üzemelő, sérülékeny 2010. augusztus hó

81



MSZ: 5-1/2010

vízbázis biztonságba helyezése — I. diagnosztikai fázis” című munkájában (GEOHIDROTERV Kft., 1999) a Gödi Vízbázis földtani, vízföldtani fölépítéséhez hasonló Pomáz–Budakalászi-öblözetre jellemzőül 50 mm/év-et határozott meg. A jelen munka során ezt fogadjuk el mi is azokra a területekre vonatkozóan, ahol erdőborítás nincs. Az erdővel borított területeken a talajvizet elérő hatékony beszivárgást zérusnak feltételezzük. Az erdőterületek evapotranszspirációját így — felszíni lefolyás híján — a következő összefüggéssel írhatjuk föl: ET = Etv + Cs – B ahol ET — a tényleges evapotranszspiráció, amelyet a biztonságra törekedve azonosnak veszünk az ETP-vel, azaz a potenciális evapotranszspirációval (1197,1 mm/év); Etv — a talajvízből történő párolgás (mm/év); Cs — a lehulló csapadék (569 mm/év); B — a talajvizet elérő hatékony beszivárgás az erdő alatt (0 mm/év). A felszínen, a talajban és a talajvízben történő időszakos tározódási folyamatok figyelmen kívül hagyásával — amely permanens folyamatokat vizsgálva, több éves időtartamokat tekintve elfogadható közelítés — a fönti képlettel 628,1 mm/év-re, kereken 630 mm/év-re tehető tehát az a maximális vízmennyiség, amely a tervezett erdő alatt a talajvízkészletet csökkenti. A biztonságra törekedve ezt kell felületi kiadásként a tervezett erdőfelületek helyén a talajvíz szintjén szerepeltetnünk. (Megjegyezzük, hogy ezen érték megfelelően illeszkedik a szövegközi 6. táblázat becsült értékei közé, hiszen ott az erdővel fedett területek éves talajvízfogyasztásának számtani átlagaként 767 mm/év adódik ki.) Itt megemlítjük, hogy a VITUKI Rt. a Közép-Duna-völgyi Vízügyi Igazgatóság megbízására 1995-ben készített a „Kavicsbánya tavak talajvízháztartásra gyakorolt hatása — 2. rész: Hatásvizsgálat Délegyháza-Bugyi-Ócsa környezetére” című tanulmányában a talajvíz függőleges vízforgalmának jellemzéséhez talajvízháztartási jelleggörbéket készített (VITUKI Rt., 1995). Ezek csapadékviszonyok tekintetében — az általunk mértékadóul választott 1991-2000 közötti évtized helyett — a kedvezőtlenebb, 1981-1990 közötti tíz év átlagadatain alapultak, míg talajszelvény szempontjából 2,0 méter vastag kavicsos, homokos, iszapos és agyagos fedőréteggel rendelkező kavicsterületeket különítettek el. A földhasználat tekintetében három kategóriát különböztettek meg: (1) a sekély, átlagosan 1,0 méter gyökérzetű növényzetet, amely a szántó és füves területeket jelenti, (2) a mély, átlagosan 3,0 méter mély gyökérzetű növényzetet, amely a szőlő, gyümölcsös és erdő kategóriákat jelenti, végül (3) a településeket. A talajvízháztartási jelleggörbéket a területre egységesen 5 mm/év értékkel módosították az illegális öntözési célú vízkivételek figyelembevételeként.

2010. augusztus hó

82



MSZ: 5-1/2010

A jelleggörbék a homokos és iszapos fedőrétegű területeken a szövegközi 10. táblázat szerint alakultak. talajvíz átl. mélysége (m) 0,5 1 1,5 2 2,5 3 4 5 6 7 8

homokos fedő sekély gyökérzet -210 -210 -175 -8 40 40 40 40 40 40 40

talajvízforgalom egyenlege (mm/év) iszapos fedő homokos fedő sekély gyökérzet mély gyökérzet -210 -210 -210 -210 -210 -210 -210 -210 -180 -210 -138 -210 -40 -150 0 -30 0 0 0 0 0 0

iszapos fedő mély gyökérzet -210 -210 -210 -210 -210 -210 -210 -210 -80 -10 0

10. táblázat: A talajvízforgalom egyenlege különböző terepszint alatti mélységekben, azaz a talajvízháztartási jellegörbe pontjai (VITUKI Rt., 1995)

A 10. táblázatból látható, hogy a Gödi Vízbázis környezetére jellemző –2,0-3,0 méter mélységű talajvíztükörrel rendelkező alföldi területeken a gyepfelületek alatt a talajvizet +40 mm/év táplálás és –210 mm/év párolgás közötti vízforgalom jellemzi. Ugyanez erdőterületek alatt egyetlen –210 mm/év kiadással jellemezhető. Ez kereken az 1/3-a az általunk megállapított potenciális talajvízpárolgásnak. Érdemes összevetni ezt a –210 mm/év-es értéket a 7. táblázat ugyancsak alföldi, zárt lombos és fenyves erdőre közölt adataival, s látható, hogy a tényleges mérési eredmények bizony meghaladják ezt a talajvízpárolgási értéket. Tekintettel erre, valamint az alföldi és az ártéri, hullámtéri erdők különbözőségére (más fafajok, más telepítési sűrűség, stb.) az általunk becsült 630 mm/év-es talajvízpárolgási érték, mint maximális érték szerepeltetését az erdőfelületek alatt a jelen vizsgálat során elfogadhatónak tartjuk. Ez 1 hektár erdőfelület esetében 6300 m3/év vízkivétellel egyenértékű. Ez a Gödi Vízbázis 3141 m3/nap átlagos hatékony víztermelésének mindössze 0,5 %-a, vagy másképpen fogalmazva egyetlen kút átlagos víztermelésének mintegy egytizede (10 %). Felületi terhelésként a modell erdő által lefedett celláit ezzel a 630 mm/év kiadás értékkel láttuk el, míg az azon kívüli területeken 50 mm/év beszivárgást szerepeltettünk. 8.4. A MODELL KALIBRÁCIÓJA A modellek kalibrációja — magyarul: bearányosítása, élesítése — az a tevékenység, amellyel azt érjük el, hogy a modell és a valóságos rendszer azonos külső hatásokra egymáshoz legjobban közelítő válaszokat szolgáltasson. A kalibráció során arra 2010. augusztus hó

83



MSZ: 5-1/2010

törekszünk, hogy a modellparamétereknek és peremfeltételeknek egy olyan együttesét alakítsuk ki, melyben az adott jelenség a legnagyobb valószínűséggel fog megfelelni a valóságban lezajló folyamatoknak (Heidermann, 1986). A modell kalibrációját magunk a trial-and-error módszerrel a valóságban észlelt nyomásszintekre vonatkozóan hajtottuk végre, melynek során az eredeti szivárgáshidraulikai egyenletekbe történt az ismeretlen paraméter behelyettesítése mindaddig, amíg a paraméter fokozatos változtatásával a kapott nyomásérték (talajvízszint) elfogadható mértékben meg nem közelítette a valóságban észlelt adatot. Alapföltevésünk szerint, ha egy kalibrált modell a valóságban mért fizikai jellemzőket elfogadható közelítéssel képes visszaadni, akkor várhatóan más termelési állapotokra is megfelelő eredményeket szolgáltat majd. Három szempontból vizsgáltuk ezért a modell eredményeit, melyek a következők voltak: 1. a talajvízszint megfelelősége a Duna kisvízhez közeli vízállásánál; 2. a talajvízszint megfelelősége a Duna középvízhez közeli vízállásánál; 3. a vízmérleg elemeinek elfogadhatósága. A kalibráció első szempontja, hogy ismert kisvízi Duna-vízállásnál az azonos időben mért talajvízszintet megfelelően képes-e a modell megközelíteni. 2007 végén és 2008 elején egy viszonylag hosszabb idejű (kb. 10 napos) a mértékadó vízálláshoz (KV90% (1991-2000): 98,04 m B. f. a vízbázis előtt) közeli vízszinteket mértek a Dunán, amely időtartamból a 2008. január hó 7-i időpontot szemeltük ki, amikor mintegy 3900 m3/nap-os hatékony víztermelési érték mellett a Budapest, Vigadó téri vízmérce alapján — az általunk fölállított mércekapcsolati függvénnyel — a Gödi Vízbázis előtt 98,14 m B. f. dunai vízállás volt megállapítható. Ugyanezen a napon 9 db figyelőkútban mérték meg a DMRV Zrt. munkatársai a talajvíz szintjét a vízmű környezetében, így ezeket az értékeket próbáltuk meg előállítani a modellel. A szövegközi 8. ábraként bemutatott diagramon a program a mért vízszintek függvényében ábrázolta a számított vízszinteket, és meghatározta az átlagos egydimenziós szórás nagyságát, az RMS-t (Variance), amely 0,11 méternek adódott. A kalibráció második szempontja, hogy ismert középvízi Duna-vízállásnál az azonos időben mért talajvízszintet megfelelően képes-e a modell megközelíteni. 2004 közepén egy viszonylag hosszabb idejű (kb. 20 napos) közepes vízálláshoz (KÖV (1991-2000): 99,28 m B. f. a vízbázis előtt) közeli vízszinteket mértek a Dunán, amely időtartamból a 2004. július hó 14-i időpontot választottuk ki, amikor kiindulási Duna-vízállás gyanánt — ismét a mércekapcsolat alkalmazásával — 99,61 m B. f. érték volt fölvehető. Ezen a napon 6 db figyelőkútban mérték meg a DMRV Zrt. munkatársai a talajvíz szintjét, amely értékeket ismét megkíséreltünk előállítani a modellel. A kútsor hatékony víztermelése ekkor 4300 m3/nap volt. A bemutatott diagramon (8. ábra) az átlagos egydimenziós szórás nagysága, az RMS (Variance) mintegy 0,23 méternek adódott.

2010. augusztus hó

84



MSZ: 5-1/2010

8. ábra: A modell élesítése eredményeként a két különbözi kalibrációs állapotban kiadódott vízszintek és a mért vízszintek kapcsolata

A kalibráció harmadik szempontja, hogy a modell vízmérlegének egyes elemei elfogadható mértékben közelítsenek az általunk analitikusan kiszámolt értékekhez. (Az általunk és a programmal kiszámolt vízmérleg elemek nyilván nem lehetnek teljesen azonosak, hiszen az analitikus számítások is sok közelítést tartalmaznak, de nagyságrendileg azért egyeznie mégis kell ezeknek az értékeknek.) Esetünkben két vízmérleg elemmel lehetett ellenőrizni a programot: egyik a vízelvonás és hatékony beszivárgás mértéke, a másik pedig a kitermelt víz háttér oldali és Duna felőli utánpótlódásának aránya. Az 5.3. alfejezetben leírt talajvízpárolgási és hatékony beszivárgási értékekből analitikusan kereken 415 m3/nap-os vízelvonást számítottunk ki a teljes modellterület jelenleg erdővel borított részére, és 315 m 3/nap-os hatékony beszivárgást az erdősült területeken kívüli részekre. A számítógépes programmal a vízelvonásra 427 m3/nap-ot, a hatékony beszivárgásra pedig 320 m3/nap-ot kaptunk. Mindkettő tökéletes illeszkedésnek mondható. A második vízmérleg elem a termelőkutakból kiemelt víz utánpótlódásának aránya, amely kitermelt víz egyrészt a Dunából, másrészt a háttérből származik. A modell számításai szerint 6000 m3/nap víztermelés esetén a teljes kútsorra vonatkoztatva a Duna felőli utánpótlódás aránya 70 %, míg a háttér oldali 30 %. Ez az arány ugyancsak nem tér el jelentősen a 4.3. alfejezetben leírt, a vízminőségi arányok alapján becsült értékektől (közbenső kutak esetében 90 %-os dunai hányad, míg a kútsor széle felé elhelyezkedő kutak esetében 50-65 %-os dunai hányad). Minekután a modell a tényleges víztermelési állapothoz tartozó egyidejű vízszinteket megfelelően adta vissza, ezért az általa más termelési állapotok mellett számított

2010. augusztus hó

85



MSZ: 5-1/2010

vízszintek is helytállóak kell legyenek. A mértékadó víztermelési állapotok vizsgálatára vonatkozó számítások tehát megkezdődhettek. 8.5. A SZÁMÍTÁSI EREDMÉNYEK ISMERTETÉSE Az Üzemeltetővel egyeztetve a kalibrált modellel az átlagosnak tekinthető 3140 m3/nap, a vízmű szolgáltatási kapacitásával megegyező 4500 m3/nap, végül a vízmű termelési kapacitásával megegyező 6000 m3/nap nagyságú permanens víztermelés hatását vizsgáltuk az általunk mértékadóul választott dunai kisvízi állapotban. Ez a 90 %-os tartósságú vízállás valóban előfordul huzamos időn keresztül főként a téli hónapokban, így a háttéri belső védőövezet méretezésének biztos alapjául szolgálhat. A számítások eredményeként kiadódó talajvízdomborzati térképeket a 10-12. rajzokon mutatjuk be. Látható, hogy a nagyobb vízhozam mintegy 1,0 méter nagyságú vízszint-süllyedést eredményez a vízbázis környezetében, ám ez a változás a kútsortól távolodva elenyészik, és a 105,0 m B. f. szintvonal lefutásában már változás nem tapasztalható. E vízfelületek alapulvételével áramvonalakat indítottunk a víztermelő kutakból visszafelé, amely áramvonal rendszert a 13-15. rajzokon jelenítettük meg. Az áramvonalak 20 nap szivárgási időtartamú szakaszát piros színnel, a 180 napos külső védőövezetre esőkét kék színnel, míg az azon túli, hidrogeológiai védőövezeten végigfutókét lila színnel jelöltük meg. A szivárgási idők kirajzoltatását — a 123/1997. (VII. 18.) Korm. rendelet alapján megválasztott — 2,0 nagyságú biztonsági tényezővel végeztük, melyet a hatékony porozitás felére történő lecsökkentésében vettünk figyelembe. Ez azt jelenti, hogy a víz tényleges szivárgási sebességénél (pórussebesség) kétszer gyorsabb előrehaladást szimuláltunk. Az áramvonalak ismeretében az egyes védőövezeti határok kijelölhetővé váltak. Azokat összehasonlítva az alábbiakat állapíthatjuk meg:  A Duna hatékony mederszélessége 60-70 méter. Ez az a medersáv, amely a folyó oldali utánpótlódást biztosítja.  A leszívási tölcsér aszimmetriája következtében a háttér felé — a kisebb szivárgási sebességből fakadóan — a belső védőövezeti határ a kútsorhoz közelebb helyezkedik el, mint a folyó felé kiadódó. A rétegparaméterek hasonlósága okán ebből az egész kútsorra vonatkoztatva erősebb folyó oldali utánpótlódásra következtethetünk.  A szélső vízműkutak utánpótlódási sávja szélesebb, a háttér felé kiterjedtebb, amiből esetükben a középső kutakhoz mérten nagyobb háttér oldali utánpótlódási arányra lehet következtetni.  A belső és külső védőövezeti határok a hozam változtatásával csak csekély mértékben módosulnak. Jelentős tévedés nélkül kijelenthető, hogy a szárazföldön a belső védőövezet a Duna partélétől számítva mintegy 200 méter széles és 700 méter hosszúságú téglalappal fedhető le, míg a 2010. augusztus hó

86



MSZ: 5-1/2010

külső védőövezet egy 1100×1000 méter oldalhosszúságú téglalappal közelíthető.  Ugyanezek a védőövezetek a Dunában — mint említettük — egy 70 méter széles és 650 méter hosszú, illetve egy ugyancsak 70 méter széles és 900 méter hosszú téglalaphoz hasonlíthatók.  Az elérési idő a Duna felől 20 napnál rövidebb, amely a kútsor dunai szennyezésekkel szembeni érzékenységét bizonyítja.  A vizsgált víztermelési és védőövezet változatok közül a biztonságra törekedve magunk a legnagyobb, 6000 m3/nap szolgáltatási kapacitáshoz rendelhető védőövezeti határok figyelembevételét javasoljuk. A modell vízmérlege szerint az utánpótlódási arányok a következőképpen alakulnak:  3140 m3/nap víztermelés mellett 56 % Duna és 44 % háttér oldal;  4500 m3/nap víztermelés mellett 65 % Duna és 35 % háttér oldal;  6000 m3/nap víztermelés mellett 70 % Duna és 30 % háttér oldal. Ezek az arányok nagyjából megfelelnek a 4.3. alfejezetben leírt, a vízminőségi arányok alapján becsült értékeknek. A folyó oldali utánpótlódás háttér felőlit meghaladó mértéke bizonyítja, hogy a kútsor valóban parti szűrésű vízbázisnak tekinthető. Összefoglalva, a modellezési eredmények szerint a Gödi Vízbázis környezetét az Ilka-patak és a Duna között a 20 napos elérési idővel jellemezhető belső és a 6 hónapos utazási idejű külső hidrogeológiai védőövezetek fedik le. Az erdősítés lehetősége a 123/1997. (VII. 18.) Korm. rendelet szerint — e kettő közül — kizárólag a külső védőövezet területén adott. Ennek figyelembevételével az újonnan meghatározott belső védőövezeti határ és a gáttestek, valamint a gödi lakóterületet határoló utcák által közrefogott területen — a terepadottságokhoz, jelesül az egykori horgásztavak jelenleg is meglévő földrézsűjéhez, valamint annak vízlevezető árkának irányítottságához igazodva — mintegy 12,7 hektár terület erdővé történő hivatalos átminősítésére nyílik mód. Ez az a 16. rajzon jelölt területrész, amelynek a földhivatali nyilvántartásban a művelési ág „erdőre” történő változtatására a vízbázisvédelmi követelmények teljesítése mellett tényleges lehetőség van. Föl kell azonban hívni a figyelmet, hogy e terület jó részét, 5,4 hektárt a természetben már most is erdő, illetve liget, nádas borít, melyek e 12,7 hektáros felületbe beleértendők. (E területen szakszerű erdőművelés jelenleg nem folyik, az erdősülés napjainkban spontán, természetes módon zajlik.)

10. A MODELLEZÉSI EREDMÉNYEK ÉRTÉKELÉSE A 123/1997. (VII. 18.) KORM. RENDELET ELŐÍRÁSAINAK FIGYELEMBEVÉTELÉVEL Amennyiben a 16. rajzon bejelölt, erdő művelési ágba történő bevonásra alkalmas 12,7 hektáros területen — az abban már most is erdő borítású, összességében 5,4 hektáros területrészen kívül — erdőt telepítünk, a megnövekvő erdőfelület 2010. augusztus hó

87



MSZ: 5-1/2010

erőteljesebb talajvízfogyasztást eredményez. A 7,3 hektáros új erdőfelület (17. rajz) — az ott potenciálisan megjelenő 630 mm/év talajvíz párologtatással összefüggésben — 126 m3/nap, kerekítve 125 m3/nap felületi talajvízkivételt eredményez, amely mint egy „nagykút” a környező terület talajvizére leszívó hatást gyakorol. Ez a vízmennyiség azonban nem éri el egy vízműkút napi átlagos 165 m3/nap-os víztermelését! 6.1. A TALAJVÍZSZINTEK VÁLTOZÁSA A művelési ág változtatással potenciálisan érintett 12,7 hektáros területen 7,3 hektár új erdő telepítésére nyílik mód. A 17. rajzon jelölt új erdőfelületek talajvízszintsüllyesztő hatását a már kalibrált szivárgáshidraulikai modellel vizsgáltuk a Gödi Vízbázis kútjainak 6000 m3/nap-os víztermelése mellett. Az erdő leszívó, talajvízszintet csökkentő hatása a 17. rajzon jól látható; az erdő közepén erőteljesebb, a széle felé kisebb mértékű a változás mértéke. A depressziós mélypont nem centrikus, hanem a patakhoz közeli elhelyezkedését a szivárgási tényező ottani csökkenése és a vízadó réteg egyidejű elvékonyodása eredményezi. Az erdő alatt jelentkező legnagyobb leszívás 17 cm nagyságú, amiből a kútsor területén már csupán 1-5 cm marad meg. Ez a vízszintváltozás oly jelentéktelen, hogy az ottani több méteres vízszintingadozás okán a valóságban nem is lesz kimutatható. 6.2. A VÉDŐÖVEZETI HATÁROK MÓDOSULÁSA Elvégeztük a védőövezeti határok esetleges módosulásának vizsgálatát is. Megállapítható volt, hogy azokban észrevehető változás az erdőtelepítésre visszavezethetően nem jelentkezik, így azt külön rajzon történő megjelenítésre nem tartottuk érdemesnek. 6.3. A VÍZUTÁNPÓTLÓDÁSI ARÁNYOK MÓDOSULÁSA Az erdő csekély mértékű talajvízszint-süllyesztő hatása következtében a víztermelő kútsor felé irányuló talajvíztükör lejtés csökken, amely a háttér oldali utánpótlódás alig kimutatható módosulását vonja maga után. 6000 m3/nap-os víztermelés mellett a Duna-oldal a korábbi 70 %-ról 71 %-ra erősödik, egyidejűleg a háttér felőli utánpótlódási arány 30 %-ról 29 %-ra csökken. Ez az 1 %-nyi változás elhanyagolható, így kijelenthetjük, hogy a tervezett erdőtelepítés a víztermelő kútsor utánpótlódási arányait gyakorlatilag nem változtatja meg. Az elvégzett szivárgáshidraulikai modellezés alapján összességében megállapíthatjuk, hogy a művelési ág változtatással potenciálisan érintett 12,7 hektáros területen 7,3 hektár nagyságú új erdő telepítése a Gödi Vízbázis kútjaira kedvezőtlen hatást nem gyakorol.

2010. augusztus hó

88



MSZ: 5-1/2010

11. ÖSSZEFOGLALÁS, SZINTETIZÁLÓ ÉRTÉKELÉS Jelen megbízásunk keretében a DMRV Zrt. által üzemeltetett Gödi Vízbázis lecsökkent víztermelő kapacitásának visszaállítási lehetőségeivel foglalkoztunk. A területre vonatkozó földtani, vízföldtani, hidrológiai, vízminőségi adatok földolgozása alapján analitikus szivárgáshidraulikai számításokkal vizsgáltuk az egykori 6000 m3/nap-os víztermelő képesség újbóli elérhetőségét. Megállapítottuk, hogy a meglévő víztermelő kútsor már többszöri rekonstrukción átesett elemeinek újabb javítása nem lehet hatékony, érzékelhető vízhozam növekedést csak a kútsor újabb vízbeszerző létesítményekkel való kiváltása eredményezhet. E tekintetben akár egy új víztermelő kútsor, akár új csápos kutak létesítése szóba jöhet. E vízbeszerzési alternatívák közül — figyelembe véve a Beruházói igényeket és a meglévő Üzemeltetői tapasztalatokat is — a partszakasz hidrogeológiailag kedvezőbb, egyenletesebb hidraulikai leterhelését eredményező új víztermelő kútsor létesítésére tettünk javaslatot. Véleményünk szerint az új kútsort a meglévőhöz mérten mintegy 10 méterrel a Duna felé elmozdítva célszerű telepíteni úgy, hogy az új kutak a meglévők közötti foghíjakon létesüljenek. Az egyes kutak egymástól mért átlagos távolsága így az eredetivel megegyező, 27,5 méter lesz. A kútsor teljes hossza 523 méterben jelezhető előre. Javasoljuk, hogy az új víztermelő kutak a régiekhez hasonlóan ugyancsak kavicsolt, nagyátmérőjű kútszerkezetűek legyenek, 300 mm körüli szűrőcső átmérővel. Ebben az esetben az adott hidrogeológiai körülmények és a javasolt kúttelepítési változat mellett a kútsor tagjainak esetleges túlzott igénybevétel miatti tönkremenetele — még szélsőségesen alacsony vízállás mellett teljesen leszívva azokat — sem következhet be. Fölhívtuk ugyanakkor a figyelmet arra, hogy a víztermelés túlzott mértékű fokozása a mederfenék terhelését növeli meg, s annak erőteljesebb kolmatációját idézi elő, amely — a parti szűrésű rendszer önbeálló mivoltából fakadóan — a beszivárgás lecsökkenését eredményezi. A fönntartható mederfenéki beszivárgásra vonatkozóan KONTUR ÁDÁM által megadott értéktartomány (0,1-0,2 m/nap), illetve LÉCZFALVY SÁNDOR által közölt határérték (0,8 m/nap) a jelenlegi mederszakasz ilyen jellegű kihasználtságára hívja föl a figyelmet, így véleményünk szerint a szóban forgó rekonstrukcióra kijelölt vízműterületről a 6000 m3/nap-os tervezett kapacitásnál többet kivenni nem kívánatos. Az új 20 db víztermelő műtárgy létesítését követően a régi kutak szakszerű fölszámolása, cementtejes eltömedékelése szükséges. A régi vízműkutakat közrefogó 63 db nyelető (injektáló) kút megszüntetését ugyanakkor nem javasoljuk teljes körűen végrehajtani. Közülük azokat, szám szerint 20 db-ot, amelyek a meglévő vízműkutaktól a Duna felé esnek, legalább a próbaüzem idejére figyelőkútként való 2010. augusztus hó

89



MSZ: 5-1/2010

megtartásra javasoljuk. Végleges fönntartásuk a próbaüzem tapasztalatai alapján dől el. Az eltömedékelésre kerülő vízműkutak száma így 20 db, míg a megszüntetésre kerülő nyelető kutaké 43÷63 db lesz. Az új vízműkutak körüli vízszintsüllyesztő hatás és a folyó–talajvíz kapcsolat rendszeres ellenőrzése céljából a próbaüzem idejére 11 db új talajvízfigyelő kút létesítését is tervezzük minden második víztermelő kút előtt, a jelenlegi bekerített védőterületen belül, a kerítés mellett. Közülük a fönnmaradó kutak száma ugyancsak a próbaüzem tapasztalatai alapján dől el. Minden létesítmény, amelynek megszüntetését vagy építését tervezzük, a Magyar Állam tulajdonában és a Beruházó, a DMRV Zrt. vagyonkezelésében álló Göd, 3057 hrsz. ingatlanon helyezkedik el, a jelenlegi bekerített belső védőövezeten belül, így a DMRV Zrt. által megvalósított beruházás esetén a területtulajdonosi hozzájárulás beszerzésére nem lesz szükség. Számítógépi numerikus szivárgáshidraulikai modellezéssel vizsgáltuk az újjáépített kútsor prognosztizált vízbázisvédelmi védőövezeti rendszerét. Megállapítottuk, hogy a jelenleg határozatban, a H. 46.196/1990-II. számon kiadott vízjogi üzemeltetési engedélyben kijelölt védőterületi övezetek nem fedik le az érvényben lévő jogszabály alapján, a víz „utazási” ideje alapján megállapítható védelmi övezeteket. Az általunk elvégzett számítások szerint a kijelölendő övezetek a korábbiaknál jóval nagyobbak. A hidrogeológiai védőövezet például nem ér véget az Ilka-pataknál, hanem attól K-i irányban messze elnyúlik, elérve az M2 autóút vonalát is. É és D felé ugyanakkor az eltérések a korábbi és a jelenleg megállapított határvonalak között nem jelentősek. Hangsúlyoztuk azonban, hogy e számítások csak előrejelzések, s a hivatalos hatósági határozatba foglalásra alkalmas védőövezeti rendszer meghatározása csak a víztermelő műtárgyak elkészülte, azok tartós, figyelőkutakkal ellenőrzött próbaüzeme után válik lehetségessé. Annak ellenére, hogy az egyes prognosztizált vízbázisvédelmi védőövezetek jelentős méretűek, a terület bejárása alapján megállapítottuk, hogy rajtuk a jelenleg folytatott területhasználatok megváltoztatása nem szükséges, „A vízbázisok, a távlati vízbázisok, valamint az ivóvízellátást szolgáló vízilétesítmények védelméről” szóló 123/1997. (VII. 18.) Korm. rendelet előírásai betarthatók. Összefoglalva, a Gödi Vízbázis rekonstrukciója az általunk javasolt módon, egy új kútsor telepítésével mind a vízszerzési lehetőségek kihasználásával, mind a vízbázisvédelmi előírások figyelembevételével végrehajtható. Budapest, 2010. szeptember hó 30.

2010. augusztus hó

90



MSZ: 5-1/2010

Balassa Géza

Rózsa Attila

társtervező - FILLIT Kft. ügyvezető (okl. geológus mérnök, vízimérnöki tervező VZ-T szakterületen, MMK nyilvántartási szám: 11-0695)

felelős tervező - PÓRUSVÍZ Bt. irodavezető, képviselő (okl. bányamérnök, hidrogeológus, okl. vízkészlet-gazdálkodási szakmérnök, vízimérnöki tervező és szakértő VZ-T és VZ-SZ, ill. vízügyi szakértő a W-V-12; W-V-13; W-V-17 szakterületeken, MMK nyilvántartási szám: 01-5780, vízgazdálkodási sajátos építmények szakterületi építési műszaki ellenőr, MMK nyilvántartási szám: ME-VZ/I.-01-61.456/2015)

2010. augusztus hó

91



MSZ: 5-1/2010

FELHASZNÁLT IRODALOM:  DMRV: Vízbázis rekonstrukciós program — Nyilvántartási dokumentáció — Gödi Vízbázis (nyilvántartási dokumentáció, Vác, 1984)  DMRV: Göd — Regionális Vízbázis (összefoglaló, értékelő anyag, 1995)  DMRV Zrt.: Vízkezelési technológiai utasítás (VYREDOX) — TU7501 (technológiai utasítás, Vác, 2007)  DMRV Zrt.: Duna Balparti Regionális Vízellátó Rendszer — Göd Regionális Vízellátó Mű — üzemeltetési és kezelési utasítás — ÜKU63123 (üzemeltetési és kezelési utasítás, Vác, 2007)  Galli László: Munkagödör víztelenítés — Tervezés, méretezés (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1987)  GEOHIDROTERV Kft.: Szentendre Regionális Déli üzemelő, sérülékeny vízbázis biztonságba helyezése — I. diagnosztikai fázis (vízbázisvédelmi tervdokumentáció, Budapest, 1999)  Gribovszki Zoltán – Kalicz Péter – Kukléta Károly – Lovász Ágnes – Storcz Csaba – Tóth Alexandra: A vízfolyás-menti vegetáció hatása a talajvízre és a vízfolyások alapvízhozamára (Hidrológiai Közlöny, 2007/6. szám)  Juhász József: Hidrogeológia (Akadémiai Kiadó, Budapest, 1976)  KDV KÖVÍZIG IV. Szakaszmérnökség: A Szob-Dunaföldvár közötti dunai hajóút kitűzési terve (1708,2-1560,5 fkm között) (www.vizugy.hu)  Kovács Balázs: Hidrodinamikai és transzportmodellezés I. (Miskolc, 2004)  Kovács Balázs – Szanyi János: Hidrodinamikai és transzportmodellezés II. — Processing Modflow és Surfer for Windows környezetben (Miskolc, 2005)  A. V. Lebegyev: Metodi izucsényija balansza gruntovih vod (Nyedra Kiadó, Moszkva, 1976)  Léczfalvy Sándor: Felszín alatti vizeink (ELTE Eötvös Kiadó, Budapest, 2004)  Major Pál: Síkvidéki erdő hatásának vizsgálata a talajvízpárolgás és a tényleges beszivárgás folyamataira (Hidrológiai Közlöny, 1974/6. szám)  NATURAQUA Kft.: In situ beszivárgás mérés a Duna medrében a Verőcei Vízmű előtti partszakaszon (hidrogeológiai vizsgálati jelentés, 2000)  NATURAQUA Kft.: In situ beszivárgás mérés a Szentendrei-Duna medrében a Pócsmegyeri Vízbázis előtti partszakaszon (hidrogeológiai kutatási jelentés, 1997)  PÓRUSVÍZ Bt.: In situ beszivárgás mérés Duna medrében a Gerjen–Dombori parti szűrésű távlati vízbázis előtti partszakaszon (hidrogeológiai vizsgálati jelentés, 2002)  Rózsa Attila: Beszivárgás vizsgálatok a Szentendrei-Duna medrében (Hidrológiai Közlöny, 2000/2. szám)  Stelczer Károly: A vízkészlet-gazdálkodás hidrológiai alapjai (ELTE Eötvös Kiadó, Budapest, 2000)  TURA Építőipari Kft.: 2. sz. főút Dunakeszi–Göd elkerülő szakasz (építési terv, 1995) 2010. augusztus hó

92



MSZ: 5-1/2010

 UVATERV Kft.: M2 autóút Budapest–Vác közötti szakasz engedélyezési tervének korszerűsítési felülvizsgálata, átdolgozása és kiegészítése — 17+850 – 37+100 kmsz. között (engedélyezési terv, 2008)  VITUKI Innosystem Kft.: Dunántúli-középhegység, keleti, északkeleti tározó hévízgazdálkodási tanulmány (tanulmány, 2000)  VITUKI Rt.: Kavicsbánya tavak talajvízháztartásra gyakorolt hatása — 2. rész: Hatásvizsgálat Délegyháza-Bugyi-Ócsa környezetére (tanulmány, Budapest, 1995)  VIZITERV: Dunakanyar Balpart Regionális Vízmű — Göd–Sződligeti terület feltárása (tanulmányterv, Budapest, 1975)  VIZITERV: Dunakanyar Balpart Regionális Vízmű, Gödi Vízbázis — Hidrogeológiai védterület kijelölése (védőterületi dokumentáció, Budapest, 1982)  VIZITERV: Dunakanyar Balpart RV Gödi Vízbázis; Hidrogeológiai védterület — Megfigyelő kutak (kiértékelő szakvélemény, Budapest, 1983)  Völgyesi István: Mederkapcsolati hatásfok: a parti szűrésű víztermelés fontos paramétere (Hidrológiai Közlöny, 1993/5. szám)  VYRMETODER AB.: VYREDOX eljárás — (termékismertető prospektus, 1979)  VYRMETODER AB.: VYREDOX víztisztító módszer — Mesterséges talajvízdúsítás, kutatási eredmények és gyakorlati tapasztalatok (nemzetközi szimpózium anyaga, Dortmund, 1979) ♣  BOCSEVER F. M. – LAPSIN N. N. – ORADOVSZKAJA A. E., 1979: Zascsita podzemnüh vod ot zagraznyenyija („Nyedra”, Moszkva, 1979)  DROBNOHOD N. I., 1976: Ocenka zapaszov podzemnüh vod („Víscsá skola”, Kijev, 1976)  FŐVÁROSI VÍZMŰVEK RT., 1995: A Szentendrei-sziget parti szűrésű vízbázisainak vízutánpótlódását biztosító meder alatti védőidom kijelölése és védelme (kézirat, Budapest, 1995)  GAVICS I. K., 1985: Metodü ohranü podzemnüh vod ot zagrjaznyényija i isztoscsényija („Nyedra”, Moszkva, 1985)  HORVÁTH I., 1981: Hidraulika III. — Közműhidraulika (Pollack Mihály Műszaki Főiskola Vízgazdálkodási Intézet) (Tankönyvkiadó, Budapest, 1981)  JUHÁSZ J., 1976: Hidrogeológia (Akadémiai Kiadó, Budapest, 1976)  KLIMENTOV P. P., 1953: Feladatgyűjtemény a föld alatti vizek dinamikája köréből (Nehézipari Könyv- és Folyóiratkiadó Vállalat, Budapest, 1953)  KONTUR Á., 1988: Eljárás és berendezés folyó- vagy állóvíz medre alatti porózus anyagban uralkodó folyadéknyomás meghatározására (szabadalmi leírás, szolgálati találmány, Országos Találmányi Hivatal, Budapest, 1988)

2010. augusztus hó

93



MSZ: 5-1/2010

 KONTUR Á., 2002: Gödi parti szűrésű vízbázis alacsony teljesítményével kapcsolatban végzett vizsgálatok, valamint annak elhárítására elvégzendő kísérletek lefolytatására tett javaslat (kézirat, Budapest, 2002)  KONTUR Á. – JÁSZAI S-NÉ, 2003: Jelentés a gödi vízbázis 5. sz. termelőkútjának kísérleti savazási munkálatainak eredményéről (kézirat, Vác, 2003)  KOVÁCS GY., 1972: A szivárgás hidraulikája (Akadémiai Kiadó, Budapest, 1972)  LANGGUTH H.-R. – VOIGT R., 1980: Hydrogeologische Metoden (SpringerVerlag, Berlin, 1980)  LEBEGYEV A. V., 1976: Metodü izucsényija balansza gruntovih vod („Nyedra”, Moszkva, 1976)  LÉCZFALVY S., 2004: Felszín alatti vizeink (ELTE Eötvös Kiadó, Budapest, 2004)  MARTON L., 2009: Alkalmazott hidrogeológiai (ELTE Eötvös Kiadó, Budapest, 2009)  MIRONYENKO V. A. – SESZTAKOV V. M., 1974: Osznovü gidrogeomehaniki („Nyedra”, Moszkva, 1974)  OLEJNYIK A. JA., 1978: Filtracionnüje raszcsotü vertikalnava drenazsa („Naukova Dumka”, Kijev, 1978)  RÓZSA A., 2000: Beszivárgás vizsgálatok a Szentendrei-Duna medrében (Hidrológiai Közlöny, 2000/2. szám)  SESZTAKOV V. M. – KRAVCSENKO I. L. – STENGELOV R. SZ., 1987: Praktikum po dinamike podzemnüh vod („Izdatyelsztvo Moszkovszkaja Universzityéta”, Moszkva, 1987)

♣

2010. augusztus hó

94


A GÖDI VÍZBÁZIS PARTI SZŰRÉSŰ KÚTSORÁNAK REKONSTRUKCIÓJA A VÍZBESZERZÉSI, KÚTTELEPÍTÉSI LEHETŐSÉGEK VIZSGÁLATA

Recommend Documents