A Tatai visszatérő források hidrogeológiai vizsgálata 1Kovács
Attila, 1Szőcs Teodóra, 2Maller Márton, 2Hajnal Géza 1Magyar
Földtani és Geofizikai Intézet 2BME, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék
FAVA Konferencia, Siófok, 2016.04.06
Előzmények • Tata a „Vizek Városa” • 1950-1990 bányászati vízkivételek 700 m3/perc • Utánpótlódás 485 m3/perc (Csepregi 2007). • Vízszintsüllyedés (93 mBf 1990-re) • 1961-1965 elapadtak a Tatai források (Fényes 1970-re) • Vízműkutak lemélyítése 1961-től • Panelházas beépítések 1970-től • Bányabezárás 90-es évektől • Regeneráció (40 m vízszint emelkedés) • 2010-től források visszatérése (2001től Fényes) • Környezeti, vízelvezetési problémák
Karsztvízszint süllyesztés 1990-ig
Csepregi 2007
Bányászati vízkivételek a DKH-ban
Összes vízkivétel a Dunántúli-khg.-ben
1500000 1250000
3
m /d
1000000 750000 500000 250000 0 1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
év Budapest
DKH K-i rész
T atabánya
Dorog
Kincses
Várpalota
DKH Ny-i rész
Nyirád, Halimba
Ajka
Balinka, Dudar
Források
Hévízi-tó
Csepregi 2015
Földtani viszonyok • Triász víztartó (1000 m): Fődolomit, Dachsteini mkő, • Jura: vékony (max. 100 m): pelágikus és bathiális mészkő képződmények • Kréta: Tatai Mkő ( 77m), Vértessomlói Aleurolit ( 50 m) • Oligocén: Mányi F., Csatkai F., (Kivéve Kálvária ) • Miocén: Kisbéri Kavics, Száki Agyagmárga, Somlói F. (Kivéve Kálvária ) • Kvarter: Folyóvizi kavics, homok, eolikus homok • ÉNy-DK-i , illetve erre merőleges irányú tektonikai vonalak (eocén-pliocén tektonika)
Prekainozoos földtani térkép
Prepannóniai földtani térkép
Prekvarter földtani térkép
Hidrogeológiai viszonyok • • • • • • • • • • •
DKH egyik legjelentősebb megcsapolása Erózió bázis: Által-ér. Utánpótlódási terület: Gerecse NY, Vértes É, Bakony ÉK Sakktáblaszerű törésrendszer források Q=76,000-156,000 l/p (Sárvári 1990, Horusitzki 1923) Alacsony gradiens i=0,001-0,0005 Víztartók: Triász (Dachsteini Mkő), Kréta (Tatai, Környei F.) Vízrekesztők: Jura, Pannon (Száki Agyagmárga), Oligocén (Csatkai F., Mányi F.) Egyensúlyi karsztvíz szint 140 m Áramlási irány: Által ér Talajvíz: Száki F. felett: Pannon, kvarter, holocén homok. Nincs hidraulikai kapcsolat a karsztvízzel. • Rétegvíz: Felső-Pannon Somlói Formációban (Tszf/2a). Hidraulikai kapcsolat. • Források mind fedett mind nyílt földtani helyzetben a törések mentén jelennek meg.
Tektonikus kontroll
Vízszint idősorok Tükör
Karszt
Lo Presti Tszf-10 Té-2
Té-3 Tszf-2/a
Vízszint (m f)
Tszf-1/a Tszf-2/b Tszf-2/b Tszf-3/a Tszf-3/a Tszf-2/a
Talajvíz
137 136 135 134 133 132 131 130 129 128 127 126 125 124 123 122 121 120 119 118 117
Tszf-9
Pokol
2001
Té-1
Tszf-7
Tszf-7
Tszf-8 Fényes
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Té-1
Té-2
Té-3
Tszf1/a
Tszf-2/a
Tszf-2/b
Tszf-3/a
Tszf-8
Tszf-9
Tszf-10
Fényes
Pokol
Lo Presti
Tükör
2014 Tszf-7
2015
Karsztvízszintek előrejelzése trendvizsgálattal
• Fizikai folyamat: Leszívás-visszatöltődés • Alkalmazott formula: Cooper-Jacob (1946) kútfüggvény (Theis módszer egyszerűsített alakja) • Logaritmikus függvény illesztés • 2010: vízszint ugrás
Karsztvízszint előrejelzés 145 Té_1 Té_2
140
Té_3 Piarista Kút (143.5)
Karsztvíz szint (m)
y = 120.37ln(x)-1144.5
Pokol F. (140.8m)
135
Lo Presti F. (139.3m)
130
Kis mosó Kút (139.3m) Tükör F. (138m)
125
Törökfürdő F (135.3m) Zsidó Iskola Kút (133m) Piactéri Kút (131m)
y = 120.37ln(x) - 1148.5
Minnich Kút (130.3m) Vadászbolt (127.8)
120
115 2000
2003
2006
2009 2012 Dátum (év)
2015
2018
Egyensúlyi karsztvízszint = 140 mBf
Veszélyeztetett területek
Forráshozamok vizsgálata Folyamatos hozammérések • Fényes források, Katonai medence: Bukóél + DATAQUA • Május 1 út 43 : mobil bukógát + DATAQUA • Török fürdő: mobil bukógát + DATAQUA Rendszeres hozammérések: Lelekes, Zsidó iskola, Lo Presti, Büdös kút, Kastéy forrás, Május 1 út 43, 45, Török fürdő
A Katonai-tó vízhozama
Katonai tó 120
Forráshozam (L/s)
110
100
90
80
70
60 2015.07.01
2015.08.01
2015.09.01 Dátum
2015.10.02
Forráshozam idősorok Hidrogramok 200
137
160
136
120
135
80
134
Lelkes forrás
Vízszint (mBf)
Forráshozam (L/min)
Május 1. út 45
Zsidó iskola kútja Kastély forrás Büdös csorgó kút Törökfürdő forrása TÉ-2 Té-3
40
0 2012. 1. 1.
LoPresti
133
132
2012. 12. 31.
2014. 1. 1.
2015. 1. 2.
Dátum
Tata-Pokol é s csapadék ke r es ztk or r eláció
1 0,6
keresztkorreláció
• A forráshozamok a vízszintekhez hasonlóan követik a csapadék eseményeket. • A vízszintek 2 hetes késéssel reagálnak a csapadékeseményekre. • A forráshozamoknál hosszabb eltolódás (több hónap) valószínűsíthető.
0,2 -0,2 -0,6 -1 -25
-15
-5
5
15
25
Források vízkémiai összetétele Talajvíz Ca-Mg-SO4 TATA 26 TATA 27/A
80
TATA 28
60
Ca-Mg-HCO3
40
40
KEVEREDÉS
20
TATA 41 TATA 8
Mg
Karsztvíz
TATA 34
a+
Cl
+S
60
C <=
O4 =>
80
TATA Törökfürdõ-f.
20
TATA Május 1. út 43.
Mg
TATA Május 1. út 45.
SO4
TATA Lelkes-f.
80
TATA Fényes-f. Fürdõ
80
TATA Lo Presti-f.
60
TATA Kastélykerti-f.
60
TATA Pokol-f. barlang
40
40
20
TATA Büdös csorgó
20
TATA Kismosó kút Kismosó patak
Na+K
HCO3+CO3
80
60
40
20
40
60
80
Ca
20
Kismosó patak habzas
Cl
80
60
40
40
20
g +M
Cl +
60
80
Ca <=
SO 4=>
Talajvíz megfigyelő kutak vízkémiai összetétele
20
Mg
SO4
80
80
60
60
40
40
Na+K HCO3+CO3
TATA 8
TATA 51 TSZF-2/a
TATA Törökfürdõ-f.
TATA 52 TSZF-2/b
TATA Május 1. út 43.
TATA 53 TSZF-3/a
TATA Május 1. út 45.
TATA 54 TSZF-4
TATA Lelkes-f.
TATA 55 TSZF-5
TATA Fényes-f. Fürdõ
TATA 56 TSZF-6
TATA Lo Presti-f.
TATA 57 TSZF-7
TATA Kastélykerti-f.
TATA 58 TSZF-8
TATA Pokol-f. barlang
TATA 59 TSZF-9
TATA Büdös csorgó
TATA 26
TATA Kismosó kút
TATA 27/A
Kismosó patak
TATA 28
Kismosó patak habzas
TATA 34
80
60
20
40
60
80
Ca
40
20
20
20
TATA 50 TSZF-1/a
Cl
TATA 41
Vízkémiai jellemzők • Karsztvizek Ca-Mg-HCO3 típusúak Dolomitos víztartóra utal • Karsztvíz: Fényes-forrás, Lo Presti forrás, Törökfürdő forrása, Pokol forrás, Zsidó iskola kútja, a Május 1. út 43 és 45, • Kastélykerti-forrás és Kismosó kút Ca-Mg-HCO3-SO4-os víztípus lokális szennyezés (Nitrát!) / keveredés talajvízzel • Lelkes-forrás és a Büdös csorgó kút: Külön csoport Mg-Ca-SO4HCO3 • Talajvizes kutak (TSZF): Változatos vízösszetétel, többnyire CaMg-HCO3-SO4 víztípus • A talajvíz összetétele a felszíni földtan ill. szennyezés hatásait tükrözi (Nitrát!)
Karsztvíz összetételének időbeli változásai: HCO3
• 1983-2004 csökkenés, majd emelkedés
Karsztvíz összetételének időbeli változásai: SO4
• 1978-1990 emelkedés, majd csökkenés
Karsztvíz összetételének időbeli változásai: Cl
• 2002-ig stabil, majd csökkenés
A vízösszetétel időbeli változásai • HCO3 koncentráció vízkivétel hatására csökkent, a visszatöltődés hatására emelkedni kezdett • A szulfáttartalom a hidrogénkarbonáttal ellentétesen mozog: Az SO4 koncentráció vízkivétel hatására emelkedett, a visszatöltődés hatására csökkenni kezdett • A kloridion koncentráció a rendelkezésre álló adatok alapján stabil volt a vízkivétel során, majd a visszatöltődés hatására csökkenni kezdett. • Az anionok koncentráció változásai feltehetően a rendszer geokémiai visszarendeződését jelzik. • A vízszintekkel szemben, a geokémiai változások 10-20 éves késleltetéssel jelentkeznek. • A vízkémiai váltás feltételezhető oka a kitermelés hatására fellépő gradiens inverzió és az áramlási irányok megváltozása (ÉK DNy)
Keveredési folyamatok 1.
Keveredési folyamatok 2.
Keveredés, szennyezés • TSZF-2/b kút kémiai összetételét tekintettük szélső talajvizes tagnak. • Vadászboltnál és Attila fakadásnál talajvíz hozzákeveredés (magasabb hidrogénkarbonát és szulfát). • Május 1. út 45. tipikus karsztvíz, magas klorid és a nitrát tartalom, antropogén hatás. • A Büdös csorgó kút teljesen eltérő kémiai összetétel, alacsony hidrogénkarbonát, magas szulfát és klorid tartalom.
Izotóp geokémiai jellemzők
Izotóp geokémiai jellemzők
Izotóp geokémiai jellemzők • Karsztvizekben 0,5 TU nincs 50 évnél fiatalabb komponens. • 14C és delta 18O alapján a karsztvizek 11-13,000 évesek • Kismosó-patak és kút főként csapadék eredetű. • A 3H, Cl és SO4 párhuzamos növekedése talajvíz keveredésre utal.
Összefoglalás • • • • • • • • • • •
Bányászat 1950-1990 Források elapadása Visszatöltődés Források visszatérése Környezeti és vízelvezetési problémák Források: Tektonikai zónák mentén fedett és nyílt környezetben egyaránt. Pannon márgák szerepe kérdéses. Várható egyensúly: Évtized végéig valószínűleg kialakul Forráshozamok több hónapos késéssel reagálnak a csapadékra Depresszió és visszatöltődés geokémiai változások (10-20 év késéssel) Források: Karsztvíz eredet. Kastélykerti forrás, Kismosó kút, Vadászbolt keveredés talajvízzel. Büdös csorgó kút Teljesen eltérő vízkémia Karsztvizek: Pleisztocén korúak A rendszer regenerációja zajlik. A vízszintek helyreállása néhány éven belül várható, a vízkémiai egyensúly helyreállása hosszabb folyamat. Az egyensúlyi vízszinteket a változó klimatikus viszonyok is befolyásolni fogják.
Köszönöm a figyelmet!
