Hidrodinamikai és hőtranszport modellezés, Eger és környéke

CENTRAL GEO Bányamérési Agrotechnikai és Ingatlangazdálkodási Kft

Hidrodinamikai és hőtranszport modellezés, Eger és környéke

2014. május 9.

5000 Szolnok, Mária út.10. HUNGARY Telefon: 56/514-827 E-mail:[email protected]

Fax: 56/514-826

CENTRAL GEO Bányamérési Agrotechnikai és Ingatlangazdálkodási Kft

Hidrodinamikai és hőtranszport modellezése, Eger és környéke Az Eszterházy Károly Főiskola TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0016 ”A megújuló természeti erőforrások potenciális hasznosíthatóságának komplex vizsgálata az éghajlatváltozás tükrében, egy energetikailag fenntartható modellrégió kialakítása céljából” pályázatának keretében ”Geotermikus potenciál felmérés” Eger régióban munkaprogram részeként

Kelt: Szolnok, 2014-05-09

…………………………………

…………………………………

Viszkok János

Gyémánt Tibor

Témafelelős

Ügyvezető

5000 Szolnok, Mária út.10. HUNGARY Telefon: 56/514-827 E-mail:[email protected]

Fax: 56/514-826

Hidrodinamikai és hőtranszport modellezés Eger és környéke

Tartalomjegyzék 1. Bevezetés ................................................................................................................................ 6 1.1.

Előzmények ............................................................................................................................. 6

1.2.

Kitűzött célok ........................................................................................................................... 8

1.3.

Felhasznált adatok ................................................................................................................... 8

2. A hidrodinamikai modellezés rövid elméleti áttekintése ........................................................... 9 2.1.

Modellezés menete ................................................................................................................. 9

2.2.

Diszkrétizáció típusai ............................................................................................................. 11

2.2.1

Véges differencia módszer ............................................................................................ 11

2.2.2

Végeselem módszer ...................................................................................................... 12

2.3.

Feflow szimulációs szoftver rövid ismertetése ..................................................................... 13

3. Felszíni és felszín alatti környezet........................................................................................... 15 3.1.

Kutatási terület elhelyezkedése, lehatárolása ...................................................................... 15

3.2.

Domborzat ............................................................................................................................. 16

3.3.

Növényzet, talaj ..................................................................................................................... 17

3.4.

Éghajlat és hidrológia ............................................................................................................ 18

3.4.1

Időjárás, csapadék ......................................................................................................... 18

3.4.2

Karszt jelenségek; források, barlangok, töbrök és víznyelők......................................... 19

3.4.3

Felszíni vizek .................................................................................................................. 20

3.5.

Földtani felépítés ................................................................................................................... 21

3.5.1

Fejlődéstörténet ............................................................................................................ 21

3.5.2

Paleozoikum .................................................................................................................. 24

3.5.3

Mezozoikum .................................................................................................................. 26

3.5.4

Kainozoikum .................................................................................................................. 35

3.5.5

Negyedidőszak............................................................................................................... 42

3.5.6

Tektonikai elemek és karszt jelenségek ........................................................................ 43

3.6.

Beszivárgás, utánpótlódás ..................................................................................................... 43

1

3.7.

Kutatási terület geotermális viszonyai .................................................................................. 47

4. A hidrodinamikai modell felépítése és kalibrációja ................................................................. 53 4.1.

A modell határ kijelölése ....................................................................................................... 53

4.2.

Szerkezet ............................................................................................................................... 54

4.2.1

Hidrosztratigráfia ........................................................................................................... 54

4.2.2

Vertikális tagolás ........................................................................................................... 59

4.3.

Tulajdonság mezők ................................................................................................................ 61

4.3.1

Vízáramláshoz kapcsolódó tulajdonságok ..................................................................... 61

4.3.2

Hőtranszporthoz kapcsolódó tulajdonságok ................................................................. 64

4.4.

Kezdeti- és peremfeltételek .................................................................................................. 65

4.5.

Beállítások és kalibráció ........................................................................................................ 70

4.5.1

Futtatási beállítások ...................................................................................................... 70

4.5.2

Kalibráció ....................................................................................................................... 70

5. Hidrodinamikai és hőtranszport modellek .............................................................................. 74 5.1.

Szkenárió ............................................................................................................................... 74

5.2.

Alapeset ................................................................................................................................. 74

5.3.

Klimaváltozásos változat ....................................................................................................... 79

5.4.

Extratermeléses változat ....................................................................................................... 81

5.4.1

Strand alváltozat............................................................................................................ 81

5.4.2

Erőmű alváltozat............................................................................................................ 82

6. Eredmények, következtetések ............................................................................................... 85 6.1.

Eredmények értelmezése és megbízhatósága ...................................................................... 85

6.1.1

Általános megjegyzések ................................................................................................ 85

6.1.2

Kalibrálási pontok jellemzése ........................................................................................ 86

6.2.

Eredmények érzékenysége.................................................................................................... 94

6.3.

Geotermális energia kinyerésére alkalmas területek lehatárolása ....................................... 95

6.4.

Kitermelhető termálvízkészletek meghatározása ................................................................. 98

6.5.

Konklúzió ............................................................................................................................... 98

7. Felhasznált irodalom ............................................................................................................ 100 8. Létrehozott adat és munkafájlok listája ................................................................................. 104

2

Ábrajegyzék 2-1. ábra Modellezés elvi lépései .......................................................................................................... 10 2-2. ábra Középpontos (a) ill. sarokpontos (b) véges differencia háló .................................................. 12 2-3. ábra Jellemző végeselem-hálózat 8- és 6-csomópontos elemekből felépítve (FEN) ..................... 12 3-1. ábra Kutatási terület és fókusz terület ........................................................................................... 16 3-2. ábra Kutatási terület topográfiája .................................................................................................. 17 3-3. ábra Vízrajz ..................................................................................................................................... 21 3-4. ábra Földtani keresztszelvény ........................................................................................................ 22 3-5. ábra A Bükk hegység szerkezeti vázlata ......................................................................................... 23 3-6. ábra Felső-karbon sekélytengeri mészkőlencse finomtörmelékes sorozatban (Mályinkai Formáció). Nagyvisnyó, Bán-völgy, erdészeti út bevágásában ................................................... 25 3-7. ábra Felső-permi Nagyvisnyói Mészkő a nagyvisnyói Mihalovics-kőfejtőben ............................... 26 3-8. ábra A bükki autochton legfelső-permi és triász képződményeinek tagolása ............................... 27 3-9. ábra Hámori Dolomit a felsőtárkányi Vár-hegy Ny-i oldalán lévő kőfejtőben ............................... 28 3-10. ábra A Bükkfennsíki Mészkő függőlegesen álló rétegei a bélapátfalvi bél-kő régi cementgyári mészkőbányájában...................................................................................................................... 30 3-11. ábra Gyűrt, harántpalás, tűzköves Felsőtárkányi Mészkő a répáshutai Nagy-Ökrös oldalában .. 31 3-12. ábra Harántpalás Lökvölgyi Pala Felsőtárkánytól É-ra ................................................................. 32 3-13. ábra A Varbó V-75 fúrás földtani szelvénye ................................................................................. 37 3-14. ábra Bükkaljai miocén képződmények elvi rétegsora .................................................................. 40 3-15. ábra Alsó-pannon képződmények vastagsága és kifejlődése ...................................................... 42 3-16. ábra Tektonikai elemek a Bükk hegységben és környezetében .................................................. 43 3-17. ábra Karsztrendszerek kettősségének elméleti modellje ............................................................ 45 3-18. ábra Beszivárgás eloszlás a Bükk területén – Smaragd-GSH 2008 ............................................... 46 3-19. ábra Beszivárgás eloszlás a Bükk területén – Vatnaskil 2012 ...................................................... 46 3-20. ábra A felszín alatti hőáram [mW/m2] Eger térségében .............................................................. 51 3-21. ábra Mélységi hőmérséklet adatok .............................................................................................. 51 3-22. ábra Geotermikus gradiens .......................................................................................................... 52 4-1. ábra Modell határ és az energia régió településeinek viszonya .................................................... 54 4-2. ábra Hidrosztratigráfiai egységek térbeli elhelyezkedése felszín közelben ................................... 57 4-3. ábra Vertikális, ”hidrodinamikai” elemek a térinformatikai rendszerben ..................................... 59

3

4-4. ábra Igazított elemháló .................................................................................................................. 60 4-5. ábra A modell 3D-s képe ................................................................................................................ 60 4-6. ábra Vatnaskil modellben alkalmazott K és PHI(n) értékek ........................................................... 61 4-7. ábra Az 1. és 2. numerikus réteg kezdeti Kx,y,z értékei ................................................................... 63 4-8. ábra A 3. numerikus réteg kezdeti Kx,y,z értékei ............................................................................. 63 4-9. ábra A 4. numerikus réteg kezdeti Kx,y,z értékei ............................................................................. 64 4-10. ábra Referencia h.e.m. a folyóvízhálózat csomópontjaiban a legfelső két felületen .................. 66 4-11. ábra A térségi közcélú ivóvízbázisok elhelyezkedése................................................................... 67 4-12. ábra Források/fakadások a Bükkben és hévízkutak ..................................................................... 68 4-13. ábra Karszt-vízszint mérési pontok elhelyezkedése ..................................................................... 71 4-14. ábra Karszt-vízszint mérési adatok [mBf] 2011. június elsején .................................................... 72 5-1. ábra A referencia modell szimulált hőmérséklet eloszlása az 5. felületen .................................... 75 5-2. ábra Szimulált izotermák az 5. felületen ........................................................................................ 75 5-3. ábra Szimulált hőmérséklet eloszlás a 6. felületen, hőfluxus vektorok vetületével ...................... 76 5-4. ábra Hőmérséklet eloszlás közel É-D-i szelvényben....................................................................... 76 5-5. ábra A referencia modell szimulált hidraulikus potenciál eloszlása az 5. felületen ....................... 77 5-6. ábra A referencia modell szimulált hidraulikus potenciál eloszlása a 6. felületen ........................ 77 5-7. ábra Hidraulikus potenciál eloszlás közel É-D-i szelvényben ......................................................... 78 5-8. ábra Az 5. felületen szimulált hőeloszlás a "strand" alváltozatban ............................................... 81 5-9. ábra Az 5. felületen szimulált hidraulikus potenciál a "strand" alváltozatban .............................. 82 5-10. ábra Az 5. felületen szimulált hőmérséklet eloszlás az "erőmű" alváltozatban .......................... 83 5-11. ábra Az 5. felületen szimulált izotermák az "erőmű" alváltozatban ............................................ 83 5-12. ábra Az „erőmű” változat modell a Feflow Viewer 6.1 képernyőjén ........................................... 84 6-1. ábra Karszt-termálvíztestek ........................................................................................................... 96 6-2. ábra Vertikális, zárt hurkú geotermális rendszer sematikus ábrája............................................... 96 6-3. ábra Geotermális energia hasznosításra potenciális területek ...................................................... 97

4

Táblázatok listája 3-1. táblázat EOTR 10'000-es topográfiai térképlapok listája ............................................................... 15 3-2. táblázat A csapadékátlagok időbeli változása Jávorkúton 1960-2012 között................................ 19 3-3. táblázat Beszivárgás számítások a Bükk területén ......................................................................... 45 3-4. táblázat Földhő mérések ................................................................................................................ 47 4-1. táblázat Hidrosztratigráfiai beosztás.............................................................................................. 55 4-2. táblázat Numerikus felület és réteg beosztás ................................................................................ 58 4-3. táblázat Numerikus rétegek kezdeti vezetőképesség (K - m/sec) és porozitás (PHI - %) értékei .. 62 4-4. táblázat Hővezetésre vonatkozó kezdeti paraméterek ................................................................. 64 4-5. táblázat Ivóvízbázisok napi védendő termelései............................................................................ 68 4-6. táblázat Termálkutak termelései (m3) 2011. júniusában ............................................................... 69 4-7. táblázat Kalibrációs táblázat (vízszint) ........................................................................................... 73 5-1. táblázat Referencia modell K értékei (10-4 m/sec) ......................................................................... 74 5-2. táblázat Hidraulikus potenciál (mBf) összehasonlító táblázat klímaváltozásos verziókra ............. 79 5-3. táblázat Hőmérséklet változás összehasonlító táblázat klímaváltozásos verziókra ...................... 80

Melléklet Szimulált eredmények listája

5

1. Bevezetés 1.1. Előzmények 2012-ben az Eszterházy Károly Főiskola a TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0016 pályázat keretében ”A megújuló természeti erőforrások potenciális hasznosíthatóságának komplex vizsgálata az éghajlatváltozás tükrében, egy energetikailag fenntartható modellrégió kialakítása céljából” EnergyRegion – Eger című projekt tervével finanszírozási támogatást nyert. A nemzetközi kontextusban megvalósuló projekt a regionális keret helyes megválasztását és a megújuló energiapotenciál, valamint a fogyasztópiac feltárását tűzte ki célul. Mindez a klímaváltozás várható mikrotérségi hatásainak súlyozásával kerül kiértékelésre. Eger és a kiválasztott 22 település, az Egri-borvidék, és javarészt az Egri-Bükkalja mint komplex turisztikai régió, mint természetföldrajzi kistáj teremti meg a kutatás térbeli alapjait. Kiemelt cél a megújuló energia alapú térségfejlesztés és a helyi erőforrásokra alapozott gazdaságfejlesztés ösztönzése, annak hosszú távú gazdasági és környezeti fenntarthatóságának biztosítása. A tizenöt tematikus munkacsoportra osztott kutatás valamennyi helyben elérhető megújuló energiaforrás felhasználásának lehetőségét és geográfiai-gazdasági korlátait elemzi. A geológiai és geotermikus adottságok, a talajviszonyok, a biomassza-potenciál térbeli helyzete, a szélviszonyok jellemzői, az egyéb klímaelemek minőségi és mennyiségi tényezői, valamint a régió infrastrukturális és társadalmi attitűdviszonyai együttesen határozzák meg a térségben rejlő potenciál energiaátalakításhoz kapcsolódó kérdéseit. A kutatási projekthez kapcsolódóan a Central Geo Kft. meghívásos közbeszerzési pályázat keretében nyerte el geológiai és geotermikus adottságok munkacsoporton belül a ”Geotermikus potenciál felmérés” Eger régióban c. munkaprogram kivitelezését és tanulmány elkészítési jogát.

Az Eszterházy Károly Főiskola és a Central Geo Kft. között kötött megbízási szerződés szerinti munkaprogram első etapja a kitűzött 2013. júliusi határidőre elkészült, teljesültek az A – Adatgyűjtés, elemzés tevékenyégi körcsoport alábbi témapontjai. 1. EOV koordinátákkal meghatározott kutatási területen belül vagy közvetlen közelében lévő források és mélyfúrású kutak (víz, hévíz, szénhidrogén kutató fúrások) meghatározása, archív földtani és műszaki adatainak begyűjtése, megkülönböztetett figyelemmel a felszín alatti víz mennyiségi és minőségi állapotának felméréséhez szükséges vízhőmérsékleti és vízkémiai adatokra. A dinamikus adatokhoz – amennyiben lehetséges – mérési időpontot és forrást kell rendelni. 2. Űr vagy légifelvételek beszerzése, szükség szerint georeferálása, rövid földtani értelmezése. Egyéb raszter (különböző földtani) térképek beszerzése, georeferálása. 3. Terepbejárás légifelvételek felhasználásával, kőzettani felmérés GPS koordinátákkal. Főiskolai hallgatók bevezetése a földtani terepi munkafolyamatba - igény szerint. 4. A begyűjtött vízföldtani és geotermiai adatok beépítése a project térinformatikai adatbázisába. Ajánlott térinformatikai szoftver rendszer: ArcView 10.x. 5. A kutatási területre vonatkozó releváns hazai szakirodalom áttekintése, földtani, vízföldtani irodalomjegyzék összeállítása. Az irodalom alapján egy földtörténet / fejlődéstant bemutató anyag összeállítása különös tekintettel az egyes képződmények

6

vízföldtani jelentőségére. Földtani képződmények rövid litológiai, paleontológiai jellemzése. A területről készült fedetlen és egyéb földtani és tektonikai térképek begyűjtése, revideálása, szkennelése. 6. A Bükkben eddig megismert karsztrendszer főbb ismérveinek összefoglalása és adaptálása a kutatási területre. A kutatási területen lévő karsztforrások és karsztkutak vízjárásának előrejelzése meteorológiai adatok és beszivárgás számítások alapján. 7. A Bükk hegységi karsztkutak vízszint idősorainak begyűjtése, elemzése dinamikus faktor analízissel és az ebből levonható következtetések a hévíz tárolóra. A téma pontokhoz tartozó tanulmányok („Geotermikus potenciál felmérés Eger régióban - A Bükk karsztrendszer főbb ismérveinek összefoglalása” és „A Bükk hegység földtani képződményeinek rövid összefoglalása különös tekintettel vízföldtani szempontokra az Eger környéki régióban”) valamint adat és raszter fájlok (légifelvételek és különböző szkennelt és georeferált térképek) 2013. júliusában átadásra kerültek, melyet a megbízó átvett és jóváhagyott.

A jelen tanulmány a munkaprogram 2. etapját, a B – Szimulációs tevékenységi körcsoport 814. témapontjait tartalmazza. A hivatkozott téma pontok a következők: 8. A begyűjtött hőmérsékleti adatok értelmezése, különböző hőmérséklet eloszlás térképek és szelvények szerkesztése. Koncepcionális hőmodell és hőtranszport kialakítása. 9. A vízföldtani – hidrodinamikai koncepcionális modell kialakítása, egyes hidrosztratigráfiai egységek kijelölése, geometriai lehatárolása és hidrodinamikai jellemzőinek becslése vagy meghatározása. 10. Rövid ismertetés a hidrodinamikai és hőtranszport modellezés alapelveiről és munkafolyamatáról. Numerikus modellezési módszerek és ismertebb szoftverek bemutatása. 11. A vízföldtani – hidrodinamikai koncepcionális modell átültetése 3D-s numerikus modellbe: Szerkezeti felületek meghatározása, rétegek hidrodinamikai paraméter eloszlásainak becslése, becsült karsztrendszer beépítése. 12. A numerikus vízföldtani modell kalibrálása hidrodinamikai, vízkémiai és izotóphidrológiai adatok alapján. 13. Szcenárió kidolgozása a numerikus vízföldtani modell bemenő paraméterei és elvárt eredményei szerint a project szakmai vezetőivel egyeztetve. 14. Az elkészített 3D-s numerikus modell szimulációs futtatásai a meghatározott szcenárió alapján. A kapott eredmények értelmezése. Geotermikus potenciál térkép készítése, exportálása a térinformatika felé. A teljes hidrodinamikai és hőtranszport modellezés bemutatása, jelentés és egyéb prezentációk összeállítása, közreműködés a project zárójelentés ránk vonatkozó részeinek összeállításában.

7

1.2. Kitűzött célok A modellezés fő feladata, hogy megállapítsa az egri „energia régió” egészének geotermikus potenciálját, azaz mekkora mennyiségű és milyen hőmérsékletű vizet lehet feltárni adott mélységben anélkül, hogy az eddigi vízkivételeket ne veszélyeztesse, illetve a regionális vízáramlás rendszerekben visszafordíthatatlan folyamatokat ne indítson el. A szerzők remélik, hogy a tanulmány kapcsán kialakuló tudományos együttműködés hozzájárul az egri Eszterházy Károly Főiskola Természettudományi Karán folyó geológia, közelebbről a hidrogeológiai oktatás fejlődéséhez. A tanulmány távolabbi célja, hogy elősegítse a bükki karszt rendszer jobb megismerését, hozzájáruljon a modellezési metodika fejlesztéséhez és zöldenergia hasznosítás népszerűsítéséhez. A feldolgozási metodika részben a cégünk illetve partnereink által és az EGT / Norvég Alap támogatásával kidolgozott metodikán alapul (0049/NA/2006-2/ÖP-9 referenciaszámú projekt) (Viszkok J. et al. 2010).

1.3. Felhasznált adatok A fentebb kitűzött célok elérése nagymértékben függ a bemenő adatok mennyiségétől és megbízhatóságától, tér- és időbeli eloszlásától, az adott terület feltártságától és a területen található különböző célból fúrt mélyfúrású kutakban mért vagy mérésekből származtatott adatoktól. A jelen munkához a rendelkezésre álló időhöz és a lehetőségeinkhez mérten természetesen áttekintettük a területről készült és nyilvános természetföldrajzi, földtani, vízföldtani publikációkat, tanulmányokat, térképeket, stb, melyek hivatkozásait összegyűjtve egy adattáblában és az elérhető cikkeket önállóan is („pdf” formában) a megrendelő részére bocsátottunk. A modellezésben felhasznált adatok és információk részben a 7. Felhasznált irodalom fejezetben felsorolt tanulmányokból, jelentésekből és térképekből származnak, részben Lénárt László által működtetett karsztvízszint figyelő rendszer (BKÉR – Bükki Karsztvíz Észlelő Rendszer) mérésein alapszanak, illetve ehhez a munkához eddig készült tanulmányok eredményeit használja. Anélkül, hogy név szerint említenénk, köszönettel tartozunk minden, az adott témában dolgozó tudományos kutatónak, akik ha tudtuk nélkül is, de hozzájárultak munkánk eredményéhez. Köszönet illeti az Eszterházy Károly Főiskola Természettudományi Karát, illetve a főiskolához tartozó AGRIA-INNORÉGIÓ Tudáscentrum oktatóit és kutatóit a szakmai támogatásért: Dr. Pajtókné dr. Tari Ilona, tanszékvezető, egyetemi docens; Ruszkai Csaba AGRIA-INNORÉGIÓ Tudáscentrum igazgató, Energiarégió projektvezető; Utasi Zoltán főiskolai docens, térinformatikus; dr. Dávid Árpád főiskolai docens, geológus és Piskóti-Kovács Zsuzsa. A 8. fejezetben adjuk meg azoknak a bemeneti, munka és eredmény fájlok listáját, amelyeket egy külön DVD adtunk át a megrendelőnek. A szövegben helyenként hivatkozunk ezekre a fájlokra.

8

2. A hidrodinamikai modellezés rövid elméleti áttekintése A felszín alatti folyadékáramlás numerikus szimulációjának nagy előnye, hogy az adott problémát meghatározó folyamatokat – hacsak egyszerűsített formában is – de egységes rendszerben lehet vizsgálni. A jól felépített modellel tetszés szerinti számú hipotézist lehet gyorsan és olcsón kipróbálni és kiválasztani közülük azt, amely az adott problémára a legjobb választ adja.

2.1. Modellezés menete A modellezés folyamatát különféle szempontok alapján többféleképpen lehet tagolni. Mi négy fázisra osztjuk (2-1. ábra) „valódi rendszer” ismeretétől kezdve a koncepcionális modell felállításán és a numerikus modell kialakításán keresztül a kapott eredmények értelmezéséig és visszacsatolásig. Az első fázis magában foglalja a probléma megfogalmazását, tér és időbeli lehatárolását. Itt gyűjtjük be azokat az információkat, melyek a modell felépítéséhez szükségesek. Lényegében a valóság ismert részének absztrakciója, az elérhető és felhasználható adatok összegyűjtése, szisztematikus kiválogatása, ellenőrzése, tematikus térinformatikai jellegű adatbázisba rendezése. A második fázis a koncepcionális modell felépítése (jelen esetben az első munkafázis). Ebben a fázisban kell meghatározni a fizikai, termodinamikai és kémiai egyenleteket, amelyek leírják az áramlást térben és időben. A valóságos rendszert igen részletesen ismerhetjük, de a probléma megoldása érdekében szükséges az egyszerűsítés. Ez az egyszerűsítés egy feltételezés rendszeren keresztül van beépítve a modellbe (ez a modellezés hipotézise). Különböző egyszerűsítési szisztémák különböző koncepcionális modellt adnak, melyek különböző megoldásokat eredményezhetnek. Ezen modellek közül az lesz a legjobb, amelyik az adott problémára a legpontosabb megoldást fogja adni. Így felállításukhoz az eredmények bizonyos fokú intuíciójára is szükség van. A koncepcionális modell tervezése és elkészítése két fő tényezőtől függ: a kutatás céljától, és az elérhető erőforrásoktól (input adatok, hardver és szoftver). A felszín alatti vízáramlás matematikai képletének megoldása a következő információk meghatározását igényli (2-1. ábra):    

a modellezni kívánt objektumok térgeometriai topológiája; hidrológiai vezetőképesség (K) mező; fajlagos tározásiképesség (S) mező; kezdeti és peremfeltételek.

A megfelelő koncepcionális modell felépítése a modellezési folyamat legfontosabb és legidőigényesebb része.

9

2-1. ábra Modellezés elvi lépései

10

A harmadik fázis a numerikus modellezés (matematikai szimuláció). Ez a lépés további nagyfokú egyszerűsítést tartalmaz a megoldhatóság és értelmezhetőség érdekében. Ebben a fázisban történik a tanulmányozott térfogat kisebb egységekre osztása (diszkrétizáció), és a hidrogeológiai egyenletek megoldása a választott perem- és kezdeti feltételekkel. A diszkrétizaciót a kiválasztott szoftvernek és a feladatnak megfelelően kell elvégezni. A matematikai szimuláció magában foglalja a szoftvert, a felhasznált adatbázist (mért és feltételezett értékek) és az eredmények bemutatását, reprezentációját. A negyedik fázis a numerikus szimuláció során kapott eredmények értelmezése. Ez a modellezési folyamat legkényesebb része. Ellenőrizni kell a felállított hipotézisek következményeit. A szimuláció eredménye nem fog megegyezni a koncepcionális modellel, de egy adott pontosságon belül a második fázisban kidolgozott áramlásra vonatkozó elméletet megerősíti, vagy elveti. Amennyiben az eredményt nem fogadjuk el, a koncepcionális modellt módosítani kell a kapott eredmények és a valóság össze-hasonlításával és új elméletek felállításával.

2.2. Diszkrétizáció típusai Ahogy fentebb említettük, a numerikus modellezéshez a teljes kőzettérfogatot kisebb egységekre kell osztani. A kisebb egységekre való felosztást diszkrétizációnak hívják. A diszkrétizációt többféleképpen lehet elvégezni, mi most itt csak a legelterjedtebb, véges differencia és végeselem módszert ismertetjük nagyon röviden. 2.2.1

Véges differencia módszer

A véges differencia módszer esetén a teret ortogonális vonalakkal osztják kisebb egységekre. Ezen ortogonális vonalak mentén történik a területlehatárolás is. Az elem-háló vagy a vonalak kereszteződési, vagy a kialakított négyszög közép-pontokon elhelyezkedő csomópontokkal van meghatározva (2-2. ábra). A véges differencia módszer matematikailag egyszerű felépítésű, megbízható, gyors és széles körben elterjedt. Legismertebb véges differencia módszerrel dolgozó szoftver a MODFLOW (USGS), amire számos kiegészítő programrendszer települ: (Visual Modflow, Waterloo Hydrogeologic Software; Processing Modflow, PMWIN, Chiang and Kinzelbach; GMS-Modflow USA, Deparment of Defense). Kétségtelen előnyei mellett vannak olyan hátrányai, melyek jelentősen korlátozzák alkalmazhatóságát: -

a modell terület lehatárolása pontatlan és nehézkes, az irreguláris pont eloszlást nehéz követni, a tenzoriális tulajdonság modellezése bonyolult.

Ezen hátrányok miatt a bonyolult felépítésű komplex geológiai rendszerek, repedezett karsztos tárolók, vagy változó peremfeltételek esetén pontos modellezésre nem alkalmas.

11

a aquifer boundary

node

b

2-2. ábra Középpontos (a) ill. sarokpontos (b) véges differencia háló

2.2.2

Végeselem módszer

A végeselem módszer az 1970-es évek elejétől építőmérnöki problémákra lett kifejlesztve, de fokozatosan terjedt el a matematikai szimuláció egyéb területeire is. A fokozatos fejlesztés és általánosítás eredményeképpen a felszín alatti víz-, hő- és anyag-áramlás problémáira is sikeresen használható. Néhány végeselem módszerrel dolgozó program: Feflow (Diersch, WASY, Institute for Water Resource Planning and System Research Ltd), MicroFem (Hemker, Hemker Geohydroloog Amsterdam), Triwaco (IWACO), FEN (Király, Université de Neuchâtel), GMS-Femwater (USA, Deparment of Defense). A végeselem módszernél a vizsgált tartományt résztartományokra (végeselemekre) osztjuk fel (2-3. ábra). A végeselemek lehetnek egy dimenziósak (szakaszok), két dimenziósak (háromszögek és négyszögek) és három dimenziósak (három és négyszög alakú gúlák, prizmák és téglatestek). Az elemek csúcsokon és éleken elhelyezkedő csomópontokon keresztül kapcsolódhatnak egymáshoz.

2-3. ábra Jellemző végeselem-hálózat 8- és 6-csomópontos elemekből felépítve (FEN) (Egy 8- és egy 6-csomópontos quadratikus elem kiemelésével. A szaggatott vonalak az 1D-s elemeket jelzik.)

12

Az ismeretlen hidraulikus emelkedési magasság (h) eloszlást egyszerű, de ismert típusú függvényekkel (általában első-, másod- vagy harmadrendű polynomiálokkal) közelítjük meg minden elemen belül. Ha a hidraulikus emelkedési magasság (h) helyett az ismert típusú közelítő függvényt írjuk be a vízmozgást leíró differenciál egyenletbe, akkor ez a differenciál egyenlet (melyet rendszerint egy súlyfüggvénnyel megszorzunk) minden elemen belül integrálható. Az integrálás eredményeként annyi szimultán, legtöbbnyire lineáris, egyenletet kapunk, mint amennyi csomópont van a modellben. Ennek az egyenletrendszernek a megoldása minden csomópontra ad egy közelítő hidraulikus emelkedési magasság (h*) értéket. Tekintve, hogy a polynomiális megközelítés (vagy interpolácios függvény) ismert minden elemen belül, a csomópontokban lévő értékek ismeretében meghatározhatjuk a hidraulikus emelkedési magasság értékét a modellezett tartomány bármelyik pontjában. A numerikus számítások pontossága növelhető a választott matematikai módszerrel (iteratív vagy direkt), hálósűrítéssel vagy az alkalmazott közelítő függvények típusával (első, másod magasabb fokú). A direkt matematikai módszer memória igénye nagy, így csak néhány száz elemes problémákra használható, a hálózat sűrítéssel a számítások időigénye exponenciálisan növekszik és az eredmények értelmezése is összetettebbé válik, a magasabb fokú közelítő függvények numerikus megoldásai pedig túl bonyolultak.

2.3. Feflow szimulációs szoftver rövid ismertetése A feladat összetettsége, a komplex, repedezett környezet miatt a Feflow programcsomagot választottuk az adott probléma megoldására. A program a következő karakterisztikus jellemzőkkel rendelkezik: -

végeselem módszer alkalmazása, 1D-, 2D- és 3D-s elemek, valódi 3D-s szimuláció, grafikus interaktív adatbevitel és látványos megjelenítési lehetőségek, széleskörű referencia munkák és kiterjedt irodalom, közvetlen kapcsolat a térinformatika felé (Arcview/ArcMap, AutoCAD), raster típusú adatok bevitele és georeferálása.

A Feflow (Finite Element subsurface FLOW system) egy interaktív, grafikus, menü-rendszerű, hierarchizált szerkezetű szoftver rendszer, amelyik tartalmaz egy teljesen integrált grafikus adatszerkesztőt és elemzőt, egy mesh-generátort a legösszetettebb geológiai környezetek leképzésére és különböző típusú adat regionalizálót. A szoftver alkalmas 2 és 3 dimenzióban csatolt, permanens vagy tranziens egyfázisú folyadékáramlások, transzport folyamatok és hőáramlatok numerikus szimulációjára akár telített akár telítetlen környezetben. Közvetlenül felhasználható felszín alatti szennyezőanyagok áramlásának térbeli és időbeli leírására, a szennyeződés terjedésének előrejelzésére, geotermális folyamatok modellezésére, áramvonalak és áramlási izokron felületek megjelenítésére, megelőzési és kárelhárítási munkatervek elkészítésére továbbá monitoring rendszerek tervezésére.

13

Az általunk használt 5.4-es változat tartalmazza a végeselemek keverhetőségének lehetőségét, azaz 1D-s (csatorna, meder), 2D-s (tektonikai sík, repedezettség, gát) és 3D-s (mátrix) elemek használatát ugyanabban a modellben. A Feflow 6.1 Viewer szabadanon letölthető a forgalmazó honlapjáról (DHI) és a korábbi változatokban készült bemeneti modellek (*.fem) és eredmény fájlok (*.dac) is megjeleníthetők benne, sőt kisebb prezentációk is készíthetők vele. 2013. év végén jelent meg a 6.2 változat megújult grafikai interfésszel, beépített automatikus paraméter becslés (PEST) modullal és sok más újdonsággal. A programban használt és az általános áramlási valamint transzport egyenletek leírása a szakirodalomban (Diersch, H-J. G. 2013), illetve a Feflow program elméleti útmutatóiban megtalálhatóak, ezért itt erre külön nem térünk ki. Részletes program leírás, ismertető és számos példa a következő honlapokon találhatók: www.mikebydhi.com és www.feflow.com.

14

3. Felszíni és felszín alatti környezet A felszíni és felszín alatti környezettel a hivatkozott A – Adatgyűjtés, elemzés tevékenyégi körcsoport-on belül foglalkoztunk. Ehhez kapcsolódóan többek között két tanulmány készült, az egyik az általános földtani fejlődéstörténetre és felépítésre koncentrált (A Bükk hegység földtani képződményeinek rövid ismertetése különös tekintettel az Eger környéki régióra), míg a másik a karszt és vízföldtani jellegre (Geotermikus potenciál felmérést Eger térségében. Földtani, vízföldtani viszonyok). Az alábbiakban helyenként röviden ismertetjük ezen tanulmányok főbb megállapításait, hogy a jelen dolgozat önállóan is értelmezhető legyen.

3.1. Kutatási terület elhelyezkedése, lehatárolása Eger és környéke (energia régió) a Bükk DNy-i részén és előterében helyezkedik el. A szorosabb értelemben vett Bükköt nyugatról a Tarna, keletről a Sajó völgye fogja közre. Északnyugaton a Hevesaranyos-Mikófalvi medence a határa. Északon a Bükkhát a Szilvás, majd a Bán patak völgyéig terjed. Délen, délkeleten a Bükkalja széles hegylábfelszínével simul az Alföldbe. Földtani értelemben Bükkalján a Miskolctól Demjénig húzódó, ÉK-DNy-i csapású, mintegy 40 km hosszú, 8-10 km széles dombvonulatot értjük. A kutatási terület a Bükk déli-nyugati felét érinti, melyen belül a fókusz területet kijelölő EOTR, M= 1:10’000-es topográfiai térképek voltak az irányadók (3-1. ábra). A fókusz területet lefedő 10’000-es térképlapok listáját az 3-1. táblázat tartalmazza. 3-1. táblázat EOTR 10'000-es topográfiai térképlapok listája

87-334 (Mátraderecske) 77-112 (Recsk) 77-114 (Kisnána)

87-341 (Bükkszék) 87-343 (Sirok) 77-121 (Sirok) 77-123 (Tarnaszentmária) 77-141 (Verpelét) 77-143 (Vécs) 77-321 (Kápolna)

87-324 (Egerbocs) 87-342 (Bátor) 87-344 (Egerbakta) 77-122 (Egerszólát) 77-124 (Egerszólát) 77-142 (Verpelét) 77-144 (Feldebrő) 77-322 (Kápolna)

87-411 (Bélapátfalva) 87-413 (Mónosbél) 87-431 (Szarvaskő) 87-433 (Felnémet) 77-211 (Eger) 77-213 (Egerszalók) 77-231 (Demjén) 77-233 (Kerecsend) 77-411 (Kerecsend)

87-412 (Felsőtárkány) 87-414 (Felsőtárkány) 87-432 (Felsőtárkány) 87-434 (Noszvaj) 77-212 (Eger) 77-214 (Ostoros) 77-232 (Andornaktálya) 77-234 (Maklár) 77-412 (Füzesabony)

87-421 (Répáshuta) 87-423 (Bükkzsérc) 87-441 (Bükkzsérc) 87-443 (Cserépfalu) 77-221 (Bogács) 77-223 (Szomolya) 77-241 (Novaj) 77-243 (Mezőkövesd)

87-424 (Cserépfalu) 87-442 (Kács) 87-444 (Cserépváralja) 77-222 (Tard) 77-224 (Tard) 77-242 (Mezőkövesd) 77-244 (Mezőkövesd)

Érintett települések listája: Mátraderecske, Recsk, Szajla, Terpes, Bükkszék, Kisnána, Kápolna, Tófalu, Aldebrő, Feldebrő, Verpelét, Tarnaszentmária, Sirok, Füzesabony, Kerecsend, Demjén, 15

Egerszalók, Egerszólát, Egerbakta, Eger, Bátor, Hevesaranyos, Egerbocs, Bükkszentmárton, Mikófalva, Mónosbél, Szarvaskő, Bélapátfalva, Répáshuta, Felsőtárkány, Bükkzsérc, Kács, Cserépfalu, Cserépváralja, Noszvaj, Bogács, Szomolya, Tard, Ostoros, Novaj, Andornaktálya, Nagytálya, Maklár, Mezőkövesd. A kutatási terület sarokpont koordinátái (Y_EOV; X_EOV) (3-1. ábra): ÉNy: ÉK: DNy: DK:

1. sarokpont: 2. sarokpont: 3. sarokpont: 4. sarokpont:

726’000; 768’000; 726’000; 768’000;

304’000 304’000 268’000 268’000.

3-1. ábra Kutatási terület és fókusz terület (Kutatási terület: 1. - 4. zöld sarokpontok által kijelölt téglalap, fókusz terület: bézs színű kiemelés)

3.2. Domborzat A Bükk az Észak-Magyarországi középhegység legterjedelmesebb és legnagyobb átlagmagasságú tagja. A Bükk domborzatára a 115-959 m tszf-i magasság a jellemző. Északról délre haladva az Upponyi-hegység környékére a dombvidék, és az alacsony középhegység a jellemző (tszf. max. 454 m), tőle keletre alacsonyabb területek vannak, a Tardonai-dombság területén a völgyközi hátakra jellemző tagolt egykori hegylábfelszíneket találunk (tsz. max. 408 m). Délebbre jórészt alacsony és középmagasságú középhegységet találjuk (tszf. max. 790 m, majd elérkezünk a Bükk középhegységi magas fennsíkjaihoz, melyeknek legmagasabb pontjai: Kettős-bérc (961 m), majd Istállós-kő (959 m), ezt követi a Bálvány (956 m) és a Tar-kő (949 m), de még további kb. 20 csúcs emelkedik 900 méter fölé. E területen a magasság 425 és 961 m közé esik. Tovább haladva déli

16

irányban a tszf. magasság fokozatosan csökken (max. értéke 703 m), a lejtés D-DNy és DK irányú. Kezdetben még zömében középmagas hegyeket találunk, majd egy medencedombságot (Tárkányimedence), ami külön kistájat alkot. Végül középmagasságú és alacsony dombhátak találhatók az egri és miskolci területeken. A Bükki előtér fokozatosan simul bele az Alföldi egyhangú sík tájába (3-2. ábra).

3-2. ábra Kutatási terület topográfiája

3.3. Növényzet, talaj A Bükk északi területein a cseres-tölgyes, gyertyános-tölgyes, bükkös, keletebbre cserestölgyes, erdeifenyő, akác, mezei juhar, gyertyán és a füzes-égeres ligeterdők a legelterjedtebbek. A Bükk-fennsík jellemző növénytársulása a 700 m felett kialakuló ún. montán (magashegységi) bükkös. Aljnövényzetében nagyszámú magashegységi eredetű faj (pl. farkasboroszlán, madárberkenye) él. A montán bükkösökön kívül megtalálhatók még cseres-gyertyános tölgyes, szubmontán bükkös, égeres fatársulások, égerlápok, mészkerülő bokorerdők, sziklaerdők, hársas-kőris, sziklagyep, sztyepréteg és telepített fenyvesek. Délebbi területeken az erdősztyep-növényzet, tatárjuharos lösztölgyes, cseres-tölgyes, mezei juharos tölgyes, gyertyános-tölgyes, füzes, mocsárrétek, löszgyep, erdősztyep-rét a jellemzőek (Váry H. 2010).

17

A Bükk vegetációjának nagy részét ma már a telepített fafajok képezik. Ezek a fekete fenyő, erdei fenyő, lucfenyő és akácfa. A különböző talajtípusok kialakulásáért a talajképző kőzet, a domborzat, a klíma, a vegetáció, az idő, és az emberi behatások a felelősek. Ezeket összefoglalóan talajképző tényezőknek nevezik. A talajképző tényezőkön túl a talajképző folyamatok segítségével alakul ki az adott talajtípus. A talajképző folyamatok a következőek: mállás, humuszosodás, kilúgzás, sófelhalmozódás, glejesedés, agyagosodás, agyagvándorlás, podzolosodás, tőzegesedés. A Bükk talajainak nagy része mezőgazdasági felhasználásra nem kedvező. A Tárkányimedencében a területek 21%-án szőlőt termesztenek és 40%-án vannak szántók. Az Egri-bükkalja területén a csernozjom talajokon a szőlők aránya 23%, itt jelentős a borkészítés is. A Bükkben többféle talajtípus keveredik, mint fekete nyirok, öntéstalaj, barnaföld, rendzina, csernozjom, savanyú, nem podzolos barna erdőtalaj, földes kopár, agyagbemosódásos barna erdőtalaj (Váry H. 2010).

3.4. Éghajlat és hidrológia 3.4.1

Időjárás, csapadék

Az időjárás csapadék viszonyait az A - Adatgyűjtés, elemzés tevékenyégi körcsoport 6. témapontjához készült tanulmányban (Földtani, vízföldtani viszonyok. Geotermikus potenciál felmérés Eger térségében) részletesen jellemeztük. A Bükk hegység éghajlatának sajátosságait a tengerszint feletti magasság, valamint a domborzati viszonyok határozzák meg. Az évi középhőmérséklet az országos átlagnál körülbelül 2 °C-al alacsonyabb, mindössze 7-8 °C, a Bükk-fennsík legmagasabb részein még alacsonyabb, csupán 6 °C. A jelentős kontinentális hatás miatt a tél hideg (a januári átlaghőmérséklet -4 °C), a havas napok száma az országban itt a legmagasabb. Az első fagyok október elején jelentkeznek, az utolsók azonban április végéig is elhúzódhatnak. A nyár meleg, gyakoriak a júliusi eleji és augusztus végi zivatarok. Az éves csapadék eloszlására a kontinentalitás szintén hatással van. Két csapadékmaximum figyelhető meg, egy kora nyári és egy őszi. Az éves csapadékmennyiség 600-700 mm, a Bükk-fennsíkon 800 mm. A viszonylag bőséges csapadék (3-2. táblázat) ellenére a hegység folyó- és állóvizekben szegény, a beszivárgó víz a mészkőterületek peremén karsztforrások formájában bukkan a felszínre. A hegység alapkőzetéből adódó változatos felszíni formák gazdag mezo- és mikroklimatikus viszonyokat hoznak létre. Az Alföldre tekintő hegylábi részeken száraz, meleg, míg a központi fennsíkon, valamint a szurdokvölgyekben hűvös, párás klíma uralkodik. A fennsíkon található töbrökben még nyár közepén is mértek 0 °C alatti hőmérsékleteket. A napsütéses órák száma átlagban olyan 1850 körül vannak, a középső terülteken 1900 körül, a déli részeken inkább 1830-1820 ez a szám. A szél többnyire D és DNy irányú, a sebessége a Bükk túlnyomó részein 2,5 m/s, de a középső területeken néhol meghaladja a 4 m/s-ot is.

18

3-2. táblázat A csapadékátlagok időbeli változása Jávorkúton 1960-2012 között Időszak

Hidr. téli félév [mm] átlag

1960-2012 1961-2012 1971-2012 1981-2012 1992-2012 2000-2012 1961-1970 1971-1980 1981-1991 1992-1999 2000-2012

332,9 333,7 324,2 327,1 353,9 376,6 374,0 314,8 275,9 317,0 376,6

Hidr. nyári félév [mm]

Naptári év [mm]

eltérés az átlagtól

átlag

eltérés az átlagtól

átlag

eltérés az átlagtól

0,0 0,8 -8,8 -5,9 20,9 43,7 41,1 -18,1 -57,0 -16,0 43,7

504,2 503,4 516,9 514,6 562,5 571,6 446,9 524,2 423,2 547,8 571,6

0,0 -0,8 12,7 10,4 58,3 67,3 -57,3 20,0 -81,0 43,6 67,3

837,2 835,1 839,2 839,8 914,3 940,6 818,1 837,1 697,5 871,7 940,6

0,0 -2,1 2,0 2,6 77,1 103,4 -19,1 -0,1 -139,7 34,5 103,4

(2001. júliusától 2005. december végéig korrigált bánkúti adatokkal helyettesítve) (A kiinduló átlag: 1960-2012)

Ha az 1960-2011-es időszakot a csapadékminimumok alapján bontjuk fel 5, természetes módon kirajzolódó szakaszra, akkor azokban az 1981-1991-es időszak minden hidrológiai félévében egy nagyon jelentős minimummal, a 2000-2011-es időszak pedig egy jelentős maximummal jellemezhető. (Az elmúlt 53 évben egyszer sem fordult elő, hogy 10 egymást követő naptári évben a csapadék összege magasabb volt az 53 év átlagánál, csak 2000-2011 között. Ezzel szemben 19811991 között 10 egymást követő évben volt alacsonyabb a naptári évi csapadékmagasság, mint az 52 éves átlag!) Az igen erőteljes változással jellemezhető 1992-2011-es időszak. Az elmúlt 21 évben előfordult rendkívüli csapadékhiány (1992, 1993, 2000, 2002) és rendkívüli csapadékbőség (1996, 2002, 2004, 2010) is. A 2010-es év az 1992-2011 közötti vizsgálataink szerint egyedülálló volt abból a szempontból, hogy nem volt még egy olyan esztendő, ahol mindkét hidrológiai félévben rendkívüli csapadékbőségű csapadék hullott volna. A 2010-2011-es esztendők abban voltak rendkívüliek, hogy általában a rendkívüli csapadékbőséget a következő évben rendkívüli csapadékhiány követte!

3.4.2

Karszt jelenségek; források, barlangok, töbrök és víznyelők

A Bükk karszt jelenségeiről szintén az A - Adatgyűjtés, elemzés tevékenyégi körcsoport 6. témapontjához készült tanulmányunkban (Földtani, vízföldtani viszonyok. Geotermikus potenciál felmérés Eger térségében) írtunk bővebben. A források száma a Bükki Nemzeti Park Igazgatósága szerint meghaladja az 1000-t, de a számuk rendkívül pontatlan. A jogszabály minden 5 l/p hozamú természetes vízkilépést forrásnak tekint, de nem rendelkezik a hozam állandóságáról. Ily módon egy adott területen, annak megfelelően, hogy mikor vizsgáljuk, igencsak eltérő számú forrás lehet. (Vízgazdálkodási szempontból az állandó forrásoknak van igazán nagy jelentősége.) A Bükkben található Magyarország barlangjainak kb. a negyed része, mintegy 1130 barlang. Ezeknek a hossza eltérő, 2-8700 m között változik. A legmélyebb 254 m, a hegység teljes

19

barlanghosszúsága 65 km-t meghaladja. A Bükkben 53 fokozottan védett barlang található, köztük vannak az ország legmélyebb és leghosszabb barlangjai is. A barlangok alapján azt mondjuk, hogy a Bükk nyíltkarsztjának barlangosodott vastagsága 250300 m közé tehető, alatta a hézagtérfogat lecsökken, a barlangjáratok helyett a vízmozgás a litoklázisokban történik. (Ennek elsősorban a termálkarsztvizet tápláló hidegkarsztvizes rendszer mozgásainak értelmezésében van jelentősége.) A nyitott víznyelők – melyek zöme víznyelő barlangokban folytatódik – száma 3-4 tucatra tehető, pontosan nem adható meg, mivel a vízmozgások miatt gyakran beomlanak, újra nyílnak (3-3. ábra). A Bükk töbreinek számáról nincs pontos információ. A Miskolci Vízműforrások töbörkataszterének elkészítéséhez végzett munka során mintegy 1200 töbröt (víznyelőt) vettek fel. (A vízmozgások miatt minden töbröt víznyelőnek tekintettek, bár a barlangkutatók, és részben a szaknyelv is víznyelők alatt csak a koncentrált víznyeléssel és tölcsér formával jellemezhető negatív képződményeket érti. (Ezen túlmenően a víznyelők védettek, a töbör nem!) A Miskolci Vízműforrások vízbázisai részben a Bükk legkarsztosabb területén helyezkednek el. A mi vizsgálati területünkön viszont zömmel rosszul karsztosodott mészkövek találhatók, ezért mind a számuk, mind a nagyságok jóval kisebb lehet. Becslésünk szerint a minket érintő területen 400-500 töbör (víznyelő) lehet, míg a Bükk teljes területén a töbrök számát 2500 körülire becsülik.

3.4.3

Felszíni vizek

A modell terület északi része (Bükk-fennsík) a Sajóba torkolló mellékpatakok forrásvidéke. A területen található legnagyobb patak a Garadna, Szinva mellékfolyása, tavak közül a Garadna-halastó és a Hámori-tó. Források közül csak néhány említésképpen: Garadna-forrás, Szinva-felső-forrás, Sebesvíz-forrás, Szalajka-forrás, Bánpatak-forrás, stb. Ezek vízhozam ingadozása nagy, mert a Bükkfennsík alatt húzódó nagy karsztvíztározó rendszer túlfolyói. A Bükk-fennsíktól délre fakadó patakok dél-délkeletre folynak szinte párhuzamosan. Ezek név szerint keletről nyugatra haladva: Kácsi-patak, Száraz-tó-ér, Lator és Tardi-ér, Hór és mellékvízfolyásai, mint Hideg-kút, Örvény, Szoros; Kánya, Ostoros (Rima), Eger-patak és mellék-vízfolyásai, mint Tárkányi-patak és Vöröskő-völgyi-patak, és Villói-patak; Laskó és mellékvízfolyásai, mint szólási-patak és Örvény; Tarna és mellékvízfolyásai, mint Kígyós, Bükkszéki-patak, Fedémes, Leleszi-patak, Búzás, Csevice és Tarnóca (3-3. ábra). Néhány patakon víztározót és halastavakat alakítottak ki.

20

3-3. ábra Vízrajz (Jelmagyarázat: kék csillag – forrás; kék háromszög – vízellátásra foglalt forrás; piros pont – víznyelő, töbör; kék vonal – vízfolyás; zöld vonal – modell határ.)

3.5. Földtani felépítés A földtani felépítés összefoglalása a munka első fázisában ugyan már megtörtént (A Bükk hegység földtani képződményeinek rövid összefoglalása különös tekintettel vízföldtani szempontokra az Eger környéki régióban), itt a főbb képződményeket újra felsoroljuk, hogy a jelen tanulmány önállóan is használható legyen. A Bükk újpaleozoós-mezozoós kőzetei két sorozatba sorolhatók (Pelikán P. (ed.) 2005; Gyalog L. (ed.) 2005), melyek közül a bükki autochton epi-anchimetamorf középső-karbon – perm – triászjúra kőzetei kontinentális kérgen, míg a rajta fekvő Szarvaskői-Darnói-takaró gyengén anchimetamorf júra képződményei óceáni kérgen képződtek. A legkorábbi takarós áttolódás kora valószínűleg későijúra, míg a metamorfózis kréta korú.

3.5.1

Fejlődéstörténet

A Bükk kialakulását és kőzeteit – különböző terjedelemben és tudományos vagy éppen ismeretterjesztői szinten – már sokan feldolgozták és publikálták (3-4. ábra). A jelen anyagban nagymértékben támaszkodunk ezekre a korábbi földtani-vízföldtani irodalmakra (Baráz Cs. (ed.) 2002; Haas J. (ed.) 2001; Csontos L. 1999; Pelikán P. (ed.) 2005; Lénárt L. 2011; Less Gy. 2011; etc.) és csak néhány helyen egészítjük ki saját megfigyeléseinkkel és értelmezésünkkel a projekt céljainak megfelelően.

21

3-4. ábra Földtani keresztszelvény (Módosítva Haas J. (ed.) 2001 után. Szelvény nyomvonala a 2. ábrán. Jelölések: 3 - Mórágy Komplex (Variszkuszi); 4 – Bükki egység késő-paleozoós tengeri képződményei; 5-Aggteleki egység triász tengeri képződményei; 6 – Bükk egység triász tengeri képződményei); 8 – Tisza egység triász szárazföldi és tengeri képződményei; 9 – Bükk egység júra tengeri képződményei; 11 – Mecsek zóna júra tengeri képződményei; 14 – Meccsekjánosi Bazalt Formáció – alsó-kréta; 15 – Szolnoki Flis Formáció – kréta-paleogén; 16- Felső-eocén tengeri képződmények; 17 – Oligocén tengeri képződmények; 18 – Felső-egerian-eggenburgian képződmények; 19 – Alsó-miocén (eggenburgian) képződmények; 20 – Alsó riolit tufa szint és barnakőszén – ottnangian; 22 – Középső-miocén bazális képződmények (karpatian, alsó-badenian); 23 – Középső riolit tufa szint (karpatian); 26 – Felső riolit tufa szint (sarmatian); 27 – Felső-miocénn bazális formációk (felső-badinian, sarmatian, pannonian); 29 – Pilocén-quaternary képződmények)

A Bükk fejlődéstörténetét Paleozoikumtól tudják nyomon követni. Ekkor a Bükk tömbje a Variszkuszi hegységrendszer tagja, amelynek feldarabolódása és lesüllyedése után a karbon időszakban a területet a tenger elöntötte (3-5. ábra). A Bükk hegység kőzeteinek java ekkor, a karbon időszak második felétől (330 millió évvel ezelőtt) a jura időszakának végéig (145 millió évvel ezelőtt) képződött. Nagy részük üledékes kőzet; mészkő, márga, agyag és kovapalák, dolomit, radiolarit és homokkő. Ezen kőzetek képződése mai helyüktől lényegesen délebbre történt, az akkor Afrikát Európától elválasztó Tethys óceán afrikai partjainál. Ezen 185 millió éves üledékképződés alatt a tenger mélysége, helyzete többször is változott, amely jól megfigyelhető a kőzetek minőségében A középső és késő triászban (245 - 200 millió éve) erős tengeralatti vulkánosság hatására porfirit és diabáz lávák és tufák települtek az üledékrétegek közé. Később, a jura időszakban a Tethys óceáni hasadékvölgye mentén mélységi magmás és kiömlési kőzetek keletkeztek (mint pl. a gabbró és a diabáz). Az ezt követő időszakból - a késő-jurától a késő-eocénig - a hegységben kőzetek nem találhatók. A Bükk ekkorra már gyűrt hegységgé vált. Mivel a hegységet alkotó kőzetek csak akkor lehettek képlékeny gyúrható állapotban, ha rájuk 2-3 km vastag kőzettakaró nehezedik, ezért a tengerrel való elöntést megelőző időszakra szárazföldet kell feltételezni és hosszantartó erős szárazföldi lepusztulást kőzettakaró lehordódásához. A késő eocénban, úgy 50 millió évvel ezelőtt a Bükk egy részét ismét elborította a tenger. Az előrenyomult tenger üledékei jelenleg csak a Déli-Bükk déli, és a Kis-fennsík északi, észak-keleti

22

szegélyén fordulnak csak elő, amelyek üledéksora bükki eredetű abráziós kaviccsal kezdődik, tehát a Bükk hegység magasabb része bizonyíthatóan szárazulat volt.

3-5. ábra A Bükk hegység szerkezeti vázlata (Módosítva Kovács S. 1989 után)

Az oligocénban többször előrenyomult tenger üledékei szintén a fenti helyszíneken fordulnak elő, így nem állapítható meg teljes bizonyossággal az elöntés mértéke, de az biztos, hogy az oligocén végéig a késő eocéntól a Bükk több ideig volt szárazulat, mint tengeri elöntés színtere. Időközben a Bükk és környezete fokozatosan északabbra tolódott. A Bükk az oligocén végére (kb. 25 millió éve) ért jelenlegi helyének közelébe. Ekkor, a miocén korszak kezdetén, valószínűleg a Bükk hegység magasabb és nagyobb kiterjedésű lehetett. A miocén közepére az eocénban és oligocénban keletkezett tengeri kőzetek nagy része lehordódott, így a fiatalabb neogén üledékek egy része közvetlenül a triász - júra kori kőzetekre települ. A kora miocéntől a késő miocénig a hegység észak alföldi és mátrai környezetében három fő szakaszban zajló vulkáni tevékenység a hegységet beterítette többé-kevésbé összesült riolit-riodácit tufákkal, tufitokkal.

23

A miocén közepén a hegységet feltehetően teljes mértékben elborította a tenger. A késő miocénra a terület újra kiemelkedett, majd a vízszint újabb emelkedésekor már csak a hegység peremeit borította el a tenger. A fokozódó kiemelkedés következtében, az erózió hatására a fiatalabb sekély tengeri és vulkáni üledékek alól előtűntek a mezozoós kőzeteket is, tehát a Bükk mai vízhálózatának kialakulása és karsztosodása a miocén végétől számítható. A pliocénban a miocénban megkezdődött kiemelkedés, vízrajz és geomorfológiai forma világ kialakulása folytatódott. Ebben a korszakban kezdtek kialakulni a mai táj részei: Déli, Északi Bükk, Bükk-fennsík. A fő vízfolyások is ekkor kezdtek kialakulni. A pleisztocénban a hegység felszínének formálódását elsősorban az éghajlat határozta meg. Az eljegesedési szakaszokban a Bükk magassága és területe ahhoz nem volt elegendő, hogy tetőin hómezők, gleccserek jöhessenek létre, de az eső mennyisége csökkent, így a völgyek kialakulása lelassult, helyette a talaj aprózódása, völgytalpak és töbrök, barlangok feltöltődése került előtérbe. A jelenlegihez hasonló időjárású jégkorszakközökben ismét felélénkült a karsztosodás, a mállás és a csapadékvizek felszínformáló hatása. A 200-300 ezer éve lejátszódott emelkedés következtében kialakultak a fiatalabb forrásbarlangok, mai helyükre kerültek Mónosbéli, Kácsi, Latorúti források és a melegvizekkel keveredő egri, miskolc-tapolcai, diósgyőri karsztforrások is. A holocénba is átnyúló emelkedés következtében a Bükk elérte mai magasságát. A bükki karsztosodás jelenkori megélénkülésével kb. 7000 évvel ezelőttől számolhatunk, ekkor kezdődött meg korábban eltömődött töbrök, üregek kihantolódása, kitakarítása, majd a dús aljnövényzetű erdő talajában termelődő szén-dioxid közreműködésével a karsztformák, töbrök, barlangok növekedése, szaporodása. Ezen folyamatok a bekövetkezett hűvösödés és szárazosodás miatt kissé lassabban, de ma is tartanak.

3.5.2

Paleozoikum

A kutatási terület legidősebb képződménye feltehetően az Észak-Bükkben megtalálható karbon korú Szilvásváradi Formáció. A formáció anyaga uralkodóan sötétszürke, fekete, mállottan zöldesszürke, zöldesbarna színű palás aleurolit, jól rétegzett, gyakran gradált rétegzettségű. Ősmaradvány nem ismert belőle. Erre közvetlenül települ a felső-karbon Mályinka Formáció (3-6. ábra). A formáció sötétszürke – fekete agyagkő, aleurolit- és finomhomokkő-rétegek, -testek váltakozásából épül fel. Karbonát tartalma változó, tartalmaz mészmentes részeket, ugyanakkor önálló mészkő-betelepülések is megfigyelhetők benne. A formáció felszínen csak a Bükk északi felében található. Összefüggő vonulatot alkot a Bükk-fennsík északi lejtőjén az Ablakoskő-völgytől a Csondró-völgy fejéig, valamint a Garadna-völgy északi oldalában.

24

3-6. ábra Felső-karbon sekélytengeri mészkőlencse finomtörmelékes sorozatban (Mályinkai Formáció). Nagyvisnyó, Bán-völgy, erdészeti út bevágásában (Less Gy. felvétele, Less Gy. 2011)

A karbon korú rétegekre - némi üledékhézag után - a középső- késő-perm Szentléleki Formáció települ szögdiszkordanciával. Ezzel a formációval indul a Bükkben az alpi üledékciklus. Alsó részét (Farkasnyaki Homokkő Tagozat) fehéresszürke, zöld, vörös, lila foltos homokkő es aleurolit alkotja, míg felső részét (Garadnavölgyi Evaporit Tagozat) zöld agyagkő, dolomit, gipsz-anhidrit alkotja, algásforaminiferás mészkő-betelepüléssel megosztva. A formáció felszínen csak az Északi-Bükkben ismert. A homokkő ismereteink szerint makrofauna- és mikrofauna-mentes, míg jelentős mennyiségben találhatók ősmaradványok a felsőbb mészkőtestekben (ostracoda, foraminifera, kagyló, csiga). Az időrendben következő permi Nagyvisnyói Mészkő Formációt (3-7. ábra) vékonypados kifejlődésű, fekete mészkő alkotja (3-8. ábra). A padok között fekete márga és mészmárga települ, amely a felszínen jellegzetes lilásvörös színűre mállik. Alsó részén bőven tartalmaz különböző vastagságú (0,2–5 m) autigén breccsás, átkristályosodott dolomittesteket, ezek azonban rétegszerűen nem követhetők. Feljebb csak mészkő, márgás mészkő, mészmárga, márga található, a dolomit már ritka. A formáció csak az Északi-Bükkben van felszínen, de mélyfúrásokból ismert a hegység nyugati (Bükkmogyorósd) és délnyugati (Verpelét) előterében is (Bércziné Makk A. 1986). Bizonytalan szerkezeti helyzetben megtalálható a Darnó-hegyen is. A Nagyvisnyói Mészkő biofáciese gazdag, változatos élővilágú, normál sótartalmú, esetenként enyhén túlsós, jól szellőzött trópusi sekélytengerre utal, az üledék viszont erősen oxigénhiányos (oxigénmentes) környezetben halmozódott fel, ami lehetővé tette az ősmaradványok tökéletes épségben való megőrződését.

25

3-7. ábra Felső-permi Nagyvisnyói Mészkő a nagyvisnyói Mihalovics-kőfejtőben (A bányaudvar legtetején az alsó-miocén (kárpáti) törmelékes összlet diszkordánsan fedi a permi képződményeket. Less Gy. felvétele. Less Gy. 2011)

3.5.3

Mezozoikum

A bükki szelvényekben tanulmányozható, tengeri fáciesű folyamatos rétegsor – a földtörténetben ismert legnagyobb mértékű globális változás – a perm/triász határ szempontjából kiemelkedő fontosságú. A perm végi tömeges kihalási esemény következményeként az élővilág nagy része kipusztult, de az üledékképződési viszonyokban lényeges változás nem történt, továbbra is enyhe lejtésű sekély selfen folyt az üledék lerakodás. A Nagyvisnyói Formációra éles határral 8–97 cm vastag sötétszürke agyagmárga és homokkő települ. Ez a Gerennavári Mészkő Formáció (korai triász) bázisrétege (3-8. ábra), amely még felsőpermi makrofosszíliákat tartalmaz (Csontosné Kis K., Pelikán P. 1990). E fölött 4 m vastagságban márgafilmekkel tagolt, sötétszürke, lemezes mészkő következik, az un. átmeneti szakasz, melynek alsó 2 méterében a felső-permre jellemző foraminiferák gyéren meg előfordulnak, majd ezek kimaradásával mar csak Ostracoda-héjtöredékek figyelhetők meg. Az átmeneti szakasz tetején a lemezek vastagodnak, majd ismét pados mészkő jelenik meg. Az „átmeneti” rétegek fölött következik a „típusos” Gerennavári Mészkő Formáció. Szürke-barnásszürke, egyes rétegekben sötétszürke, vagy világosbarna színű mészkő, szabálytalan eloszlásban világossárga, durvakristályos dolomitlencsékkel. A mészkőpadok közt sötétszürke, mállottan vöröses-, vagy barnássárga agyag- és márgarétegek települnek. A mészkőn két típusa különíthető el: lemezes–vastagréteges, laminált, finom- és aprókristályos mészkő (mudstone, ritkán wackestone), illetve vastagréteges–pados, ooidos-onkoidos aprókristályos mészkő (grainstone). Szintén korai triász korú az Ablakoskővölgyi Formáció (3-8. ábra). A formáció legalsó, Ablakoskővölgyi Homokkő Tagozatát lila, vörös és zöld homokkő, aleurolit- és agyagpala váltakozása

26

alkotja, egyes szakaszaiban szürke és rózsaszín mészkő betelepülések találhatók. Jellemző a vastaglemezes elválás, az elválási felületeken muszkovit-feldúsulás figyelhető meg. A lemezeken belül a kőzet finomrétegzett, gyakran keresztrétegzett. A tagozaton belül több litofácies-típus különíthető el (Hips K., Pelikán P. 2002). A Lillafüredi Mészkő Tagozat márgásabb szakaszokkal tagolt, szürke, ritkábban sötétszürke és szürkésbarna színű, finoman rétegzett mészkő, amely a 0,5–10 cm vastag, zöldesfekete, szürkészöld, mállottan barna, vörösbarna, vagy sárga agyagközbetelepülések miatt lemezes–vékonypados elválású. A Savósvölgyi Márga Tagozat szürke, szürkészöld, mállottan zöldesbarna, sárga színű agyagpala, agyagmárga és márgapala váltakozásából épül fel, alsó részén főként rózsaszín, felfele egyre gyakrabban szürke, sötétszürke mészkőlemezeket tartalmaz. A legfelső, csak néhány szelvényben megfigyelhető Újmassai Mészkő Tagozat jellegzetes sötétszürke– fekete, gumós és lemezes, 1–10 mm vastag agyagos betelepülésekkel sűrűn tagolt, finomkristályos mészkő. Felszínen az Ablakoskővölgyi Formáció képződményei szinten csak az Északi-Bükkben találhatók. Átlagvastagsága 300 m, azon belül az egyes tagozatok vastagsága faciális okokból egymás rovására változik. Az Ablakoskővölgyi Homokkő 40–100 m, a Lillafüredi Mészkő 15–150 m, a Savósvölgyi Márga 40–150 m, míg az Újmassai Mészkő max. 60 m vastag. A Formáció, illetve tagozatainak pontosabb kronosztratigráfiai besorolása a korjelző ősmaradvány szórványos előfordulása miatt nehéz.

3-8. ábra A bükki autochton legfelső-permi és triász képződményeinek tagolása 27

Az alsó-triász Ablakoskővölgyi F. Savósvölgyi Tagozatára viszonylag éles határral, míg az Újmassai Mészkőre folyamatos átmenettel (3-8. ábra) következik a középső-triász Hámori Dolomit Formáció (3-9. ábra). A formáció zömét szürke, sötétszürke dolomit alkotja, amely részben rétegzetlen-tömeges, szingenetikusan breccsás megjelenésű, de gyakrabban pados, a padokon belül finomrétegzett (esetenként laminált), dasycladaceas, foraminiferás, gastropodás rétegekkel. Egyes rétegekben gyenge gradáció látható. Összvastagsága 400 m, de tektonikus okokból ritkán található meg teljes vastagságban. A Tethys egykori déli selfjéhez tartozó Bükki-egységben is lecsökkent az anisusi kezdetére a terrigén anyag beszállítódása és az egyenletes lassú süllyedésű területen megkezdődött a karbonátos plató épülése. A formáció üledékei karbonátos platform védett, belső részen képződtek.

3-9. ábra Hámori Dolomit a felsőtárkányi Vár-hegy Ny-i oldalán lévő kőfejtőben (Less Gy. felvétele. Less Gy. 2011)

Középső triászba sorolható a Szentistvánhegyi Metaandezit Formációt, préselt, metamorf volta miatt hosszú ideig paleozoósnak vélték A formáció rétegvulkáni sorozatának heterogén kőzetanyagát láva, agglomerátum, tufa, ignimbrit, valamint vulkáni–üledékes keverék kőzetek látszólag szabálytalan váltakozása építi fel, alsó részén a láva és összesült tufa képződmények, felső 28

részén pedig a vulkáni–törmelékes keverék kőzetek túlsúlyával. Egyes helyeken felszakított mészkő-, márga- és aleurolitklasztok figyelhetők meg benne. A vöröses-lilás vagy zöldes színű vulkanitok néhol tömeges–vastagpados, más területeken erősen préselt, lemezes elválásúak. A kőzet kora közvetlen adat híján csak a fekü és fedő alapján határozható meg: az Északi-Bükkben és a felsőtárkányi Várhegy–Tiba-hegy vonulatban kora-ladini, az egyéb előfordulásoknál csak analógia alapján korolható. A külső selfen, karbonátos plató környezetben lejátszódott magmatizmus termékei részint szárazulati, részint víz alatti felhalmozódásúak. A középső triász vulkanizmus után az Északi- és Középső-Déli-Bükk fejlődése különválik. Lévén a kutatási terület ez utóbbi területre esik, ennek a sztratigráfia egységeit követjük tovább (3-8. ábra). A Bükk déli peremén nagy kiterjedésű foltokban bukkan felszínre a ladin–karni platform környezet itteni képviselője a Bervai Mészkő Formáció. A kőzet fehér, világosszürke, sötétszürke színű, biogén zátony és ciklusos laguna kifejlődésű mészkő. A ciklusokat peritidális (szupra-, inter-) és szubtidális környezetben leülepedett rétegek váltakozása adja. Leggyakoribb mikrofácies-típusok: mikrobiális laminit (sztromatolit), onkoidos-pizoidos grainstone, mudstone és intraformációs breccsa. Gyakoriak az árapálysík fáciesre jellemző fekete szemcsék (black pebble) (Velledits F. 1990; 1998; 2000). Felszínen a Bükk déli peremén látható. Kainozoós rétegekkel letakart helyzetben nagy kiterjedésű előfordulását kőolajkutató fúrások Egertől délre, a demjéni blokk területen tárták fel. Teljes vastagsága meghaladja az 500 métert. Bükkfennsíki Mészkő Formáció (középső-triász) a legnagyobb kiterjedésű a hegység területén, a Bükk központi részét alkotja (3-10. ábra). Ennek ellenére igen kevés részletes vizsgálat történt belőle feltehetően a kőzetet ért anchizonális metamorfózis miatt. Csontszínű változatai tömegesek, a világosszürke szakaszok finoman sávozottak és lemezes–pados elválást mutatnak, míg a sötétszürke színűek lemezes elválásúak. Az eredeti szöveti jellemzőket a metamorfózis jórészt eltüntette, az erősen irányított szövet nyúlt, egymásba fogazódott kalcitszemcsék alkotta mikropátit és pátit (metapátit) sávos váltakozásából áll. A Bükkfennsíki Mészkő feküje sehol sem ismert. Fedője a Nagyfennsík nyugati részén és Répáshuta környékén a Répáshutai Mészkő. Vastagsága az erősen gyűrt belső szerkezet felderítetlensége miatt bizonytalan, elérheti az 1000 m-t. Az anchimetamorf mészkő, a Nyugati-Tethysben általánosan elterjedt, ladin-karni korú wettersteini típusú platform része. Egyes helyeken az általános platform üledékképződési környezet mellett, a középső triász vulkanizmus befejeződése után medence fáciesű képződés is indult, mely a késő triászban elterjedtebb lett majd általánossá vált. A szárazföldi-sekélytengeri, majd medencévé alakult térszínen felhalmozódott vulkáni– üledékes kőzetegyüttes a középső-triász Várhegyi Formáció, mely vulkáni tufa, tufit és rátelepülő laminit jellegű sötétszürke mészkő és fekete márga váltakozásából épül fel. A mészlemezek vastagsága alul 2-20 mm közt váltakozik, fölfelé egyre vékonyodnak 1-5 mm-ig. Ugyanilyen a márgaközbetelepülések jellege is, a lent meg 5 mm vastag rétegek felfelé 1 mm-ig csökkennek. A makroszkóposan márgakinézetű lemezek vékonycsiszolatos vizsgálatok alapján meszes-agyagos aleurolitnak írhatók le. A vastagabb rétegek belsejében finomsávozottság is megfigyelhető. A réteglapok kissé sztilolitosodtak. A képződménysort elsőként a Felsőtárkány Ft–7 fúrás tárta fel (Pelikán 1999). felsőtárkányi Csák-pilis–Vár-hegy–Tiba-hegy vonulatban ismert. Jól követhető felszíni szelvénye nincs, csupán egyes részletei tanulmányozhatók kisebb-nagyobb kibúvásokban. Vastagsága néhány 10 m. Kora radioláriák alapján ismert (Dosztály L. 1996).

29

3-10. ábra A Bükkfennsíki Mészkő függőlegesen álló rétegei a bélapátfalvi bél-kő régi cementgyári mészkőbányájában (Less Gy. felvétele. Less Gy. 2011)

A Répáshutai Mészkő Formáció a felső-triászban lezökkent karbonát platform helyén kialakult pelágikus medencerész, illetve lejtőláb üledéke. Rózsaszín, világos-vörös, ritkábban sárga és világosszürke mikrites mészkő, vörös–lilásvörös krinoideás, hematitos mészkő közbetelepülésekkel, platformeredetű olisztolitokkal, olisztosztromákkal. Finoman sávozott, néha vékonypados elválású. A sávos változatok finomrétegzettek, az egyes rétegek szemcseméretben különböznek. Változó sűrűségben tartalmaz vörös és zöld agyaglemezeket, -lencséket és vörös tűzkőgumókat. A tűzkövek kalcedonosan átkristályosodtak, de ritkán felismerhető bennük az eredeti szivacstűs mikrofácies. A platformtöredékek általában cm–dm átmérőjűek, de néha méteres nagyságúak is, korallos zátony és finomrétegzett lagúna eredetű mészkő-darabok egyaránt előfordulnak. A kőzet vörös színét a hematit tartalom okozza. A hematit helyenként jelentősen feldúsul. A Répáshutai Mészkő a karbonátplatform kifejlődésű Bükkfennsíki Mészkőhöz szorosan kapcsolódik. A formáció vastagsága az elhatárolás bizonytalansága és az erős deformáció miatt egyértelműen nem határozható meg, feltételezhetően 100 m alatti. Meghatározható ősmaradvány ezidáig nem került elő belőle, kora csak a települési helyzete alapján határozható meg késő-karninak. A Felsőtárkányi Mészkő Formációt (késő-triász) dominánsan pados-vastaglemezes rétegzettségű, márga-közbetelepüléses, változó mértékben tűzkőlencsés, -réteges mészkő alkotja (3-11. ábra), a mészkőpadokban gyakori a belső finomrétegzettség. Színe világos-szürkétől sötétszürkéig változik. Mikrofáciese ostracodás-szivacstűs és radioláriás-filamentumos mikritmikropátit. A platform közelségét jelzi a sekélyvízi eredetű mésziszap és üledékes breccsa– konglomerátum testek megjelenése. A padok közötti 0,5–10 (ritkán 20) centiméter vastagságú márga-közbetelepülések szürke, világos zöldesszürke, mállottan sárga színűek. Elkülönített tagozatai:

30

Belvácsi Dolomit Tagozat, Hollóstetői Mészkő Tagozat, Rónabükki Mészkő Tagozat. Elsősorban a DéliBükkben található nagy területen, de a Déli-Bükk nyugati részén a júra pala-összlet alól kibukkanó mészkőtestek is ide tartoznak. Vastagsága 500 m körüli.

3-11. ábra Gyűrt, harántpalás, tűzköves Felsőtárkányi Mészkő a répáshutai Nagy-Ökrös oldalában (Less Gy. felvétele. Less Gy. 2011)

A Szinvai Metabazalt Formáció zöld-sötétzöld színű metabazalt típusokból áll. A metabazaltok között lávakőzetek és sekély mélységű intrúziók/telérek találhatók. A Felsőtárkányi Mészkőbe települ. Alsó kontaktusán, a fekü mészkő tetején általában hőhatás mutatkozik, felső része gyakran mandulaköves. A vulkanitok üledékes környezete sekély intraplatform medencét jelez. Kora késő karni. Egyes szerzők (Pelikán P., Dosztály L. 2000) szerint a júra képződmények egy rétegsorba rendezhetők. A triász végétől a dogger közepéig a földtani fejlődésmenetről nincs információ. Nem ismerik a képződményhiány okát, de figyelemre méltó, hogy a különböző kifejlődésű triász képződményekre mindenütt ugyanolyan fáciesű jura települ. A doggerben a kialakult riftárokban radiolarit képződés kezdődött, majd rövidesen a medenceperemekről terrigén turbiditek formájában nagyvastagságú üledékanyag zúdult le, melybe epizodikusan karbonátanyag érkezett a szegélyező karbonátos platóról. A rift-tengelyben mélytengeri bazaltvulkánok működtek, a felhalmozódott üledékanyagba bázisos intrúziók nyomultak. Balla Z. (1983), Balla Z. et al. (1986), valamint Csontos L. (1988; 2000) és Csontos L. et al. (1991a; b) szerint a Bükk hegység területén legalább két szerkezeti egységet lehet elkülöníteni. Az alsó, Bükki-parautochtonnak nevezett egységben paleozoós aljzaton települő nagyvastagságú triász karbonátos képződmények fölött az alsó-júra vékony, kondenzált sorozatára, vagy jelentősebb (mélytengeri) üledékhézaggal következik a júra radiolaritok és a felső-júra fekete zsindely-pala. E

31

kontinentális litoszférán képződött képződmény együttesre tektonikusan települ a Szarvaskői-takaró komplexum igen zavart rétegsora, melyben egy alsó, homokkőben gazdag agyagpalát, egy középső, mangánlencsés palát és egy felső, karbonátokban gazdag agyagpalát lehet elkülöníteni. A középső-júra üledékképződés a változatos színű, lilásvörös, vörös helyenként zöld, szürke, ritkábban fekete és fehéres-szürke, mállottan barna színű radiolarittal és radiolárias palával azaz Bányahegyi Radiolarit Formációval indul. Finoman rétegzett, a rétegek 0,5–5 cm vastagságú, agyaglemezekkel elválasztott kötegekbe rendeződnek. Platform- és medencefáciesű, re-szedimentált mészkőrétegek, -lencsék találhatók benne, ezek ritkábban olisztolit, olisztosztroma jellegűek, gyakoribb a grainstone-rudstone mikrofaciesű allodapikus mészkő. Utóbbiban sokszor gradáció is megfigyelhető. Általánosan jellemző az anchizonális metamorfózisból származó szöveti irányítottság. A formáció a triász–júra képződmények érintkezésénél gyakran megjelenik. Látszólagos vastagsága 0,5 es 50 m közt változik, leggyakrabban 10–30 m. A sztratigráfiai sorrendben következő Lökvölgyi Formáció (3-12. ábra) sötétszürke, fekete, mállottan szürkészöld és limonit-barna színű pala. Turbidit sorozatokból felépülő rétegsora, a proximális részhez közelebb jól rétegzett, a kifejezetten disztális részeken nem, vagy alig láthatóan finomrétegzésű. A max. 5 cm vastag ciklusokban gyakran gradáció is megfigyelhető, a kezdő homokrétegből folyamatos szemcseméret-csökkenéssel fejlődik ki a záró aleuritos agyag. A formációra jellemző, palásság szerinti vékonylemezes elválás sok esetben elfedi az üledékes finomrétegzést. A rétegsorban végig jellemző a Radioláriak jelenléte, néhol önálló radiolaritrétegeket, sőt 1-2 m vastag betelepüléseket is alkotnak. A formáció a délnyugati Bükk jellemző képződménye. Az erős gyüredezettség miatt a valódi vastagság nem határozható meg, a térképi megjelenéséből megítélhetően 300–500 méter. Képződési környezete a triász karbonátplatform szétdarabolódása következtében kialakult mélymedence, melyben terrigén turbiditek formájában lezúduló finom-törmelék halmozódott fel. Közvetlen koradat nem ismeretes belőle, települési helyzete alapján késő-dogger–malm.

3-12. ábra Harántpalás Lökvölgyi Pala Felsőtárkánytól É-ra (Less Gy. felvétele. Less Gy. 2011)

32

Mónosbéli Formációcsoport A formációcsoportot mélyvízi környezetben felhalmozódott, az eredeti sekélytengeri környezetből törmelékfolyással, zagyárakkal áthalmozódott üledékegyüttes alkotja. Uralkodóan fekete színű agyagos aleurolitból áll, néhol homokkő (Vaskapui Formáció) és radiolarit (Csipkéstetői Formáció) betelepülésekkel. Területenként változó mértékben tartalmaz mészkő-betelepüléseket, ezek megjelenési formája alapján tagolható formációkra (Mónosbéli, Oldalvölgyi, Bükkzsérci). A bazaltterületek közelében megjelenő mangánlencsés, -gumós palákat Rocskavölgyi Formáció néven különítették el. Néhány kisméretű, közbetelepülés jellegű bazaltos és riolitos-dácitos vulkanittest is található benne. A formációcsoport valamennyi egysége dogger–malm korú, kőzetei regionális metamorf hatásra erősen gyűrtek, palásodottak. A csoport vastagsága az 1000 m-t is meghaladhatja. Legelterjedtebb képződménye az Oldalvölgyi Formáció, a többi képződmény tulajdonképpen ebbe a formációba települ. A formáció fekete, palás aleurolit és sötétszürke, tűzköves mészkő rétegek sűrű váltakozásából épül fel. Az agyagos mátrix uralkodóan fekete, mállottan sárgásbarna, vagy vörös színű, ritmusosság, vagy finomrétegzés nem ismerhető fel benne. A legnagyobb területű képződmény, a Bükk délnyugati részén szinte mindenütt megtalálható. Kevés természetes szálfeltárása néhány nehezen megközelíthető, mély vízmosásban van. A formáció üledékei mélytengeri árok tengelyében, karbonátos platóról származó, valamint terrigén turbiditek által szállított törmelékanyag disztális keveredési zónájában rakódtak le. Ősmaradvány nem ismeretes belőle. Erős gyüredezettsége miatt a valódi vastagsága nem állapítható meg, de valószínűleg nem haladja meg az 500 m-t. A Vaskapui Homokkő Formáció világosszürke, ritkábban szürke, de mállottan barna, vagy szürkészöld színű, pados–vastagpados megjelenésű, helyenként kovásodott homokkő. Erősen szénült növénytöredékeket, néhol réteg-, vagy lencseszerűen szenes-agyag betelepüléseket tartalmaz. A kovás kötésű homokkő rétegzetlen, osztályozatlan, dominánsan közép- és durvaszemű. Helyenként vékony, fehér kvarcerekkel hálózott. Az agyagos–meszes kötésű homokkő többé-kevésbé finomrétegzett, általában finom- és középszemcsés, vékony kalcitereket tartalmaz. Elsősorban Szarvaskő környékén, a gabbrointrúziók körzetében található meg. A települési helyzet tisztázása nélkül vastagsága nem adható meg, de valószínű, hogy a 200 m-t nem haladja meg. Fauna nem ismeretes belőle. Fácies értelmezése még megoldatlan. A Rocskavölgyi Formációt változatos méretű és alakú, zöldes-sötétszürke színű, kissé átkovásodott gumókat, lencséket tartalmazó fekete aleuritos agyagkő alkotja. A gumók eredeti ásványos összetétele sziderit, rodokrozit, kevés kvarc, illit es klorit. Az aleuritos agyagkő irányított szövetű, ásványos összetétele illit, klorit, kvarc és kevés plagioklász. A Mónosbéli Formációcsoportba tartozása kétségtelen, de az azon belüli helyzete még nem ismert pontosan. Feltételezhető a Csipkéstetői Radiolarittal való heteropikus kapcsolat is. A hegység délnyugati részében mindig bázisos magmatitok közelében jelenik meg. Összefüggően nagykiterjedésű területen fordul elő a szarvaskői magmás vonulat mindkét oldalán, valamint a Nagy-fennsík északnyugati lábánál a Kelemen széke – Horotna-völgy – Szalajka-völgy közötti területen. Kisebb-nagyobb foltokban a teljes jura területén felbukkan. Az erős gyűredezettség és a lehatárolás bizonytalansága miatt vastagsága megállapíthatatlan, de valószínűleg a 100 métert nem haladja meg. Ősmaradvány nem ismeretes belőle. Miután legnagyobb előfordulásai a Szarvaskői Bazalt Formáció közelében vannak, képződése

33

feltételezhetően kapcsolatos a mélytengeri magmás működéssel. A mangángumók alapján biztosan felismerhető. A Csipkéstetői Radiolarit Formáció uralkodóan szürke-sötétszürke, ritkán foltosan zöld, vagy vörös színű. Általában finoman rétegzett, a rétegkötegek agyagfilmekkel elválasztott vastaglemezekké egyesülnek. Másik megjelenési típusában változatos méretű szögletes törmelékdarabok szórtan helyezkednek el, vagy rétegszerűen halmozódnak össze. A két változat közt folyamatos átmenet sejthető. A kőzet alapanyaga különböző mértékben átkristályosodott mikrokvarcit, melyben szericit szálacskák figyelhetők meg. A formációcsoporton belül több helyen is megjelenik, de összefüggő szintet nem alkot. Legnagyobb kiterjedésű és vastagságú előfordulásai a formációcsoport bázisán találhatók, itt folyamatosan, gyakran a Rocskavölgyi F. vékony közbeiktatódásával fejlődik ki a Lökvölgyi Formációból. A képződmény gyűredezett volta, valamint törmelékének nagy területre szóródása miatt a radiolarittestek valódi vastagságának meghatározása nehéz. A Laskó-patak menti, legnagyobb előfordulásának látszólagos vastagsága 100 méter. A formációból kikerült, általában rossz megtartású Radiolaria-fauna a késő-bajóci–oxfordi intervallumot fogja át. A törmelékes üledékképződés rövidebb-hosszabb szüneteiben a medencében leülepedett radioláriás iszap alkotja a formáció anyagát. Képződése összefüggésbe hozható vulkanizmussal is, a formációcsoport kisebb-nagyobb vulkáni betelepüléseihez mindig kapcsolódik radiolarit. Az olisztolitokat, olisztosztromatesteket tartalmazó fekete, palás agyagos-aleurolit kőzetegyüttest hívják Mónosbéli Formációnak. A mészkő-olisztosztrómák epizodikusan jelennek meg, gyakoribbak az önálló olisztolitok. A képződmény főként a Bükk hegység délnyugati részére jellemző, nagykiterjedésű előfordulásai a Szarvaskői Bazalt vonulattól nyugatra találhatók. Valódi vastagsága, a formációcsoporton belüli epizodikus megjelenése, az Oldalvölgyi Formációtól való elhatárolás nehézsége, valamint az erős gyüredezés miatt, nem adható meg. Ismert látszólagos legnagyobb vastagsága 200 m körüli. Közvetlen koradat nem ismert belőle. A Bükkzsérci Mészkő Formáció uralkodóan sötétszürke, ritkábban szürke színű, fekete tűzkőgumókat bőven tartalmazó mészkő. Mállott felszíne kifehéredő, jellegzetesen érdes tapintású. Pados, vastagpados megjelenésű, a padokon belül finomrétegzett, helyenként gyenge gradáció is megfigyelhető benne. A padokat vékonyabb-vastagabb fekete, aleuritos-agyag rétegek választják el. Mikrofáciese dominánsan grainstone, néha packstone, ritkan wackestone, esetleg mudstone. A tűzkőgumók kovaszivacstűk és Radiolaria-vázak kalcifikálódásából felszabadult kvarc kicsapódásával jöttek létre. Viszonylag gyakoriak benne a Foraminiferák, főként a Textularia- és Nodosaria-félék, szintjelző értékű taxon azonban ritka. Települési helyzete a Mónosbéli Formációcsoporton belül egyértelműen nem jelölhető ki, azon belül lencseszerű testeket alkot. Az epizodikus megjelenés és a lencseszerű kifejlődés miatt a formáció pontos vastagság értéke nem adható meg. Legnagyobb ismert vastagsága Bükkzsérctől északra a Hódos-tető déli lejtőjén 150 m körüli. A formáció tipikus hemipelágikus sorozat. A mésziszap eredeti keletkezési helye a karbonátos plató pereme, magas energiaszintű, nagyon sekély, normál sótartalmú környezet volt. A kőzet anyaga a platóról a medencébe lezúduló mésziszap-turbiditekből képződött. A Szarvaskő környékén található középső- felső-júra magmatitokat vagy effuzív és intruzív szintekre osztják (Balla Z. 1983; Csontos L. 1988), vagy két formációba sorolják (Pelikán P. (ed.) 2005). Ha a két önálló formációs tagolást alkalmazzuk, akkor elkülöníthető a Szarvaskői Bazalt Formáció és a Tardosi Gabbró Formáció.

34

Az effuzív, tömeges bazalt szintet pillow-láva és hialoklasztit képviseli. A kőzetek eredeti színe szürkészöld–zöldesszürke, mállottan vörösesbarna–barna. Összefüggő, 1–3 km széles, 9 km hosszú vonulatot alkot a Szarvaskő melletti Keselyű-bérctől a Nagy-fennsík alatti Kerek-hegyig. Kisebb előfordulása található Felsőtárkánytól északra a Nagy-Bánya-bércen. Vitatott hovatartozásúak az Egerbakta és Bátor, valamint a Sirok–Darnó-hegy körzetében található, variolitos szövetű bazaltok. Az erősen gyüredezett környezet miatt a valódi vastagság megállapíthatatlan. Látszólagos vastagsága 300–500 m. A triász óceáni kéreg szubdukcióját követően a bükki passzív kontinentális perem reaktiválódott. A tágulás kezdeti szakaszában kialakult vulkáni centrum alkotja a bazalt kőzetanyagát. Az intruzív gabbró színe sötét szürkészöld, mállottan sötétbarna, vörösesbarna. Az érdes tapintású egyenetlen felületeken szabad szemmel is jól látható a durvaszemcsés kőzetszerkezet. Az intruzív test éles határral érintkezik a részlegesen megolvadt üledékanyagból képződött termokontakt szegéllyel. Felszínen általában vastag málladéktakaró fedi, ritkán található sziklafalban, de ott is limonitosan erősen mállott. A kőzet anyaga az óceáni riftesedés kezdeti szakaszában a vulkáni centrum körzetében az üledékösszletbe nyomult magmás testek lassú kihűlésével keletkezett. Intruzív testekről leven szó, a vastagság egyértelműen nem határozható meg. Késő-júránál fiatalabb mezozoós képződmények a szorosabb értelemben vett Bükkből nem ismertek. Bár az üledék felhalmozódás még a kora-krétában is folytatódhatott, azonban a középsőkréta regionális metamorfózist és kiemelkedést követő paleogén eleji szárazföldi lepusztulás során több ezer méter vastagságú kőzetegyüttes tarolódhatott le. A lepusztulás következtében tagolt térszin alakult ki és sok helyen a triász mészkő is a felszínre került.

3.5.4

Kainozoikum

A bükki paleogén egységes üledékciklust alkot a késő-eocéntől az oligocén végéig. Mindenütt szögdiszkordanciával települ a metamorfizált és erősen deformált mezozoós képződményekre, amelyeket azonban a feltételezések alapján soha nem fedett le teljes egészében. A bükki paleogén üledékciklust a regresszív jellegű Egri Formáció zárja, melyet a terület kibillenése és részleges denudáció követett. A kainozoós elvi rétegsort a Varbó V-75 fúrás alapján ábrázoljuk (3-13. ábra).

A felső-eocén Kosdi Formáció a paleogén üledékciklus kezdőtagja. Döntően vörös, alárendelten sárga és szürke agyag, tarka agyag, valamint homok, kavics, dolomit- és mészkőtörmelék elegye. Két részre bontható, alsó részén szárazföldi kifejlődésű, felső részén átmenet mutatkozik a tengeri fácies felé. Rétegzettség sehol sem észlelhető. Felszínen megtalálható Egertől Bükkzsércig a Szépvölgyi Mészkő Formáció alatt, ahol feküje Egertől a Vár-hegyig Felsőtárkányi Mészkő, onnan Bükkzsércig a júra különböző formációi. A Kosdi Formáció extrém mértékben változó vastagságát az eocén végére kialakult ősdomborzat határozza meg. Legnagyobb ismert vastagsága a DNy-i Bükkben (Noszvaj Nv–1 fúrás) 244 m. Alsó része semmilyen ősmaradványt nem tartalmaz. A felső rész molluszkái, (elsősorban a Cerithiumok) csak fáciesjelzők. A Kosdi Formáció rétegtani helyzetét a felső-eocén priabonai emeletének alsó részében, esetleg már a középső-eocén bartoni emeletének legfelső részében lehet meghatározni.

35

A Recski Andezit Formáció öt ciklusú rétegvulkáni működés terméke. Jellemzőek a víz alatti, szárazulati láva, piroklasztit, szubvulkáni, intruzív és metaszomatizált rétegek. Az összvastagságuk 400 - 600 m, az intrúzióké akár 800 m. Feküje és fedője is a Szépvölgyi Formáció. A Kosdi Formációból fokozatosan alakul ki a Szépvölgyi Mészkő Formáció. Az átmenet a Varbó V-75 fúrásban is megfigyelhető (3-13. ábra). A bázisrétegeket tűzkőkavicsokat és szögletes tűzkőtörmeléket bőven tartalmazó miliolinás mészkő alkotja. A Szépvölgyi Mészkő Formáció fő tömegét világos szürkéssárga, sokszor gumós megjelenésű pados mészkő alkotja, a padok közé vékonyabb-vastagabb márgarétegek települnek. Jellegzetesen biogén mészkő, a DNy-i és DK-i Bükkben a vörösalgák és a nagyforaminiferák, ezen belül is a Nummuliteszek a meghatározó elemek. A mészkő mikrofáciese jellegzetesen grainstone és packstone, ritkábban wackestone. A formáció felső szakasza a fedő felé egyre márgásabb, eltűnnek a Corallinaceak, Miliolinak és a korallok. A bükki eocén fő tömegét alkotó Szépvölgyi Mészkő Formációnak három fő elterjedési területe van. A Bükk DNy-i lábánál Egertől Bükkzsércig majdnem mindenütt a Kosdi Formációból fejlődik ki. Bükkzsérc és a Cserépváralja fölötti Farkas-kő között a teljes paleogén hiányzik, a miocén közvetlenül a mezozoós aljzatra települ. A Farkas-kőtől Kisgyőrig a Szépvölgyi Mészkő ismét folyamatosan követhető, abráziósan települten a középső–felső-triász Felsőtárkányi vagy Bervai Mészkő Formációra. A teljes vastagsága általában 50 m körüli és csak néhány fúrásban haladja meg a 100 m-t. A formáció eddig is ismert priabonai korát nagyforaminiferák (Less Gy. és Kecskeméti T. meghatározásai), plankton foraminiferák (Horváth M.) és mészvázú nannoplankton (Báldiné Beke M. és Nagymarosy A.) segítségével pontosították. A kőzet kifejlődése és ősmaradvány tartalma alapján sekélytengeri karbonát rámpa üledéke. A bükki Szépvölgyi Mészkő képződése a priabonai második felében, egészen az eocén végéig tartott, hiszen a rákövetkező Budai Márgából már csak oligocén koradatok állnak rendelkezésre. Az alapvetően oligocén Budai Márga Formáció jellegzetesen világos sárgásszürke, általában jól rétegzett, pados (padvastagság 20–40 cm), homokos mészmárga, 60–80%-os karbonát tartalommal. A padok között vannak keményebbek és lazábbak, Kisgyőr környékén az előbbiek, Eger–Noszvaj környékén az utóbbiak a gyakoribbak. A packstone szövetű alapanyaga is bőségesen tartalmaz áthalmozott bioklasztokat, kvarchomok tartalma terrigén eredetű. A Budai Márga csak a D-i Bükkben fordul elő, mindenütt a Szépvölgyi Mészkő fedőjében. Vastagsága felszíni előfordulásainak sávjában 20–50 m, azonban délebbre, a medence belseje felé a 100 m-t is eléri a fúrási adatok tanúsága szerint (pl. Andornaktálya At–6, Szomolya Szom–1, Cserépváralja Csv–1). A Bükkben a Budai Márga az oligocén legalsó részét, a kiscelli emelet alját képviseli, ami a standard beosztásban a rupéli emelet alsó részének felel meg. A karbonátos sekélytengeri rámpa fáciesű Szépvölgyi Mészkővel szemben a Budai Márga már medence fáciesű képződmény. Az autochton nagyforaminiferák hiánya a tengerfenékre lehatoló fény hiányát, azaz megnövekedett tengermélységet jelez, amit a megnövekedett mennyiségű plankton szervezetek jelenléte is megerősít. Az euxin fáciesű Tardi Agyaggal szemben azonban itt a tengerfenék oxigén ellátottsága még normális volt, amire a kőzet világos színén kívül a laminitek hiánya is utal.

36

3-13. ábra A Varbó V-75 fúrás földtani szelvénye (Leírás Less Gy. alapján. Jelmagyarázat. 1 — talaj, 2 — finomhomok, 3 — finomhomok, agyagosaleuritos, 4 — agyag, 5 — barnakőszén, 6 — riolittufit, 7 — agyag, aleurolit és márga, 8 — homokkő, 9 — kavicsos homokkő agyagbetelepülésekkel, 10 — konglomerátum, 11 — homokkő és aleurolit, 12 — homokkő és aleurolit konglomerátum-betelepülésekkel, 13 — tarkaagyag és aleurit, homokkő, 14 — homok, helyenként aleuritos, 15 — tarkaagyag és aleurit, 16 — kvarckavics, 17 — finomhomok, 18 — kavicsos finomhomok, 19 — aleurit és finomhomok, 20 — kavicsos finomhomok, 21 — agyagmárga, legalsó részén laminitcsíkokkal, 22 — agyagmárga vonalas nummuliteszekkel, 23 — mészmárga Nummulites fabianii-val, 24 — mészkő, legfelső részén N. fabianii-val (254,30-ig), lejjebb molluszkás, korallos, vörösalgás és miliolinás, 25 — agyag, molluszkás, szénzsinóros, 26 — mészkő, korallos-molluszkás, 27 — agyag, molluszkás, 28 — mészkő, korallos-molluszkás, 29 — márga, mészmárga, molluszkás, miliolinás, 30 — agyag, cerithiumos, szénzsinóros, 31 — kavicsos tarkaagyag, 32 — sötétszürke mészkő, 33 — sötétszürke aleurolit, 34 — szürke mészkő)

37

A rétegsorban következő kőzet a Tardi Agyag Formáció. Jellemző kőzettípusa sötétszürke, felszínen sárgára mállott, vékonylemezes szerkezetű, helyenként meglehetősen kemény, meszeskovás cementációjú, homogén agyagos aleurit. A formáció csak a D-i Bükkből ismert, ahol a Budai Márgából fejlődik ki. Az ÉK-i Bükkben heteropikusan a Kiscelli Agyag helyettesíti. A Tardi Agyag vastagsága a bükkaljai fúrásokban 70-100 m, a peremi helyzetű Kis-Egeden azonban alig 20 m. Jellemző, magas szervesanyag- és bakteriopirit-tartalmú laminitek euxin medencét jeleznek, összhangban a beltengeri jellegű Eoparatethys kialakulásával. A formáció képződésének elején a világ óceánnal csak tengerszorosokon át összeköttetésben lévő medencében a vízoszlop só- és oxigén tartalma gyakran rétegzetté vált, minek következtében a tengerfenéken a pangó, mozdulatlan vízben gyakran anoxia alakult ki, ami lehetetlenné tette a bentosz szervezetek elterjedését és bioturbációs tevékenységük kialakulását. A Tardi Agyag képződésének középső szakaszán, valószínűleg globális eusztatikus vízszint csökkenés következtében egy időre megszűnt az anoxia, a vízszinthez közelebb került tengeraljzaton megtelepedett egy endemikus kagylófauna és a megindult bioturbáció következtében többnyire megszűnt a laminit képződés feltétele is. A formáció felső szakaszának képződési idején a sótartalom ingadozó, a vízszint emelkedésével azonban újra kialakult a laminitek keletkezéséhez szükséges 30–300 m-es tengermélység. A Tardi Agyag képződésének idején keletkezett, a néhol azt helyettesítő, egyedi kifejlődésű Kiscelli Agyag Formáció . A Kiscelli Agyag a felszínen fakószürke, sárga, fúrásban zöldesszürke színű homokos-agyagos aleurit, vagy aleuritos agyagmárga. A lamináció hiánya a formáció fontos, a Tardi Agyagtól való megkülönböztetés, diagnosztikus ismérve. Az összlet két szakaszra bontható. Alsó, helyenként 400 m vastagságot is elérő részét homokkő és agyagmárga váltakozása építi fel. A homokkőpadok uralkodó vastagsága 0,2–0,5 m, de ritkán eléri az 5 métert is. A felső szakasz uralkodóan aleuritos agyagmárga, vastagsága 100–200 m. A Kiscelli Agyag felső részébe települ a Noszvaji Tagozat. A noszvaji Cseres-tetőtől a szöllőskei kőfejtőkig jól kitérképezhető, vastagpados, fluxoturbidites kavicsbetelepülések jellemző kőzettípusa homokos durvakavics, ritkábban kötöttebb konglomerátum- és homokpadokat is tartalmazó aleurit. A Bükkalján tektonikusan több sávra tagolódva, felszínen Egertől Kisgyőrig követhető, mélyfúrások azonban az Eger-völgytől Ny-ra is feltárták. Vastagsága kelet felé folyamatosan csökken. Báldi T. (1983) sekélybathiális képződményként írta le a típusos Kiscelli Agyagot. Erre utal a mollusca-fauna és részben az ostracodák jellege is (Monostori M. 1986). Az Egri Formáció normál sósvízi, mélyszublitorális, molluszkás, aleuritos agyagmárga; glaukonitos, tufitos homokkő betelepülésekkel, kavicsos turbidit rétegekkel. Záró rétegsora csökkentsósvízi regressziós jellegű, sekély szublitorális, majd zátonyhomokos, lagunáris, lignitlencsés kifejlődésű. A legjobban ismert, „klasszikus”, Eger, Novaj es Noszvaj környéki feltárásokban méregzöld, tufás, glaukonitos homokkő (Novaji Tagozat) a formáció kezdő rétege. Ennek vastagsága változó, a Wind téglagyári Eger Eg–1 furásban 18 m, a novaji Nyárjas-tetőn csak 2,5 m. Az Egri Formáció eddig leírt bázisrétegei a Báldi T. (1983) javasolta Novaji Tagozatba sorolhatók. A Novaji Tagozat fölött, a nagyforaminiferák eltűnésével kezdődik az Egri Formáció legjellegzetesebb tagja, a molluszkás agyag, melynek legszebb feltárása az egri Wind téglagyár fejtőjében tanulmányozható. Az itt 48 m vastag monoton agyagban 2 vékony aleuritos közbetelepülés figyelhető meg. E fölött a Wind téglagyárban 15 m vastagságban agyag és homokkő váltakozik, a homokkövekben gazdag sekélytengeri mollusca-faunával (Báldi T. 1973; Báldi T. et al. 1999), majd 40 m vastag, brakkvízi–tavi agyag- és kavics-közbetelepüléses durvahomok zárja a rétegsort. Felszínen az Egri Formáció a Bükkalja Ny-i részén általános elterjedésű és mindenütt a Kiscelli Agyagból fejlődik ki. Fúrásokban

38

Egertől a Miskolcig követhető. Jellemző vastagsága a D-i Bükkben 80–150 m, attól is függően, hogy a felső része milyen mértékben erodálódott. K–DK felé a kora-miocén erózió egyre többet pusztított le belőle, a mezőkövesdi fúrásokban már teljesen hiányzik. Ezzel szemben a Bükk ÉK-i szegélyén jelentősen megnő a vastagsága, a D–318 furásban legalább 350 m. A faunatartalom alapján az Egri Formáció csak az oligocénre korlátozódik — annak ellenére, hogy maga az egri emelet átnyúlik a miocénbe is (Báldi T., Sztanó O. 2000) —, ezen belül a katti emelet felső kétharmadát tölti ki. A Kiscelli Agyag képződését lezáró regresszió után az Egri Formáció alsó része, a Novaji Tagozat újabb transzgressziót jelez. A transzgresszió molluszkás agyaggal éri el a maximumát, az e fölött következő két rétegtag a homoktartalom fokozatos növekedése és a mollusca-fauna jellege miatt is már regresszív tendenciát mutat. A Szécsényi Slír Formáció szürke, zöldesszürke, finomhomokos, csillámos, agyagos aleurolit, agyagmárga és agyag, finomhomokkő közbetelepülésekkel. Felső része faunagazdag. Mélyszublitorális – sekély bathiális, nyíltvízi normál sós fáciesű. Teljes vastagsága 400 – 600 m. A Felsőnyárádi Formáció legteljesebb rétegsorát a Bükk ÉNy-i szegélyén mélyített Varbó V–75 fúrás tárta fel (3-13. ábra). A fúrás által feltárt formáció alsó szakaszának legjellemzőbb kőzete a szürke, kavics betelepüléses agyagos finomhomok helyenként sűrű tarkaagyag rétegekkel. A felső szakasz szintén változatos kifejlődésű, leggyakoribb kőzet a sötét zöldesszürke finomhomokkő és aleurit, helyenként sűrűn található áthalmozott vulkáni anyag. A képződmény diszkordánsan települ a paleogén különböző szintjeire. A V–75 fúrás 30,8–199,1 m között 10°-os dőlés mellett teljes egészében (feküvel és üledékfolytonos fedővel) harántolta a formációt, így itt a teljes vastagság kb. 165 m. Ennél nagyobb, valamivel több, mint 300 méter a képződmény teljes vastagsága a medence belseje (Báldi T., Radócz Gy. 1971). A projekt szempontjából a D-i Bükk paleokarsztjának mélyedéseiben felhalmozódott Vincepáli Tagozat a fontosabb. Kőzete a vörös, rétegzetlen, osztályozatlan kőzettörmelékes, kőzetlisztes agyag. A tagozat elterjedése a Déli-Bükkre korlátozódik. Viszonylag könnyű felismerni a délkeleti területen, ahol közvetlenül triász karbonátokra (Bükkfennsíki Mészkő, Bervai Mészkő, Felsőtárkányi Mészkő), vagy ritkábban a Szépvölgyi Mészkőre települt. Fedője a hegység belsőbb részein nincs, Kisgyőr környékén a Gyulakeszi Riolittufa. Vastagsága a paleomorfológiától függően, a paleokiemelkedéseken lévő hiánytól a paleocsapdákban található 210 m-ig változik. A kovás breccsák vastagsága 1–5 m. Legvalószínűbb kora kora-miocén, eggenburgi, hiszen ebben az időszakban a Bükk kiemelkedett, szárazföldi térszín volt, tehát adottak voltak a karsztosodás, illetve a karsztos mélyedésekben való törmelék felhalmozódás feltételei.

A felszínen vagy vékony negyedidőszaki fedő alatt a bükkaljai miocén piroklasztikum összlet a hegységet DK-ről kíséri ÉK–DNy csapású sávban Miskolc és Demjén között mintegy 45 km hosszúságban, 6–10 km szélességben. Az utóbbi években végzett kutatások kimutatták, hogy ebben horizontálisan és vertikálisan is jól elkülöníthetők a földtani irodalomban hagyományosan alsó, középső és felső riolittufa elnevezéssel illetett tufa összletek, -szintek (3-14. ábra). A Gyulakeszi Riolittufa Formáció zömét hullott, lavina-, áthalmozott vagy freatomagmás (gömbkonkréciós-tufagalacsinos) riolittufák alkotják. A formáción belül Kisgyőri Ignimbrit Tagozat néven különítették el az összesült, összeolvadt kőzetváltozatokat, melyeket először lávának néztek és annak is térképeztek (Balogh K. 1963). Litoklasztokban a horzsakő jelenléte általános, emellett több-

39

kevesebb riolit, perlit, obszidián, néha dacit és piroxén-andezit is előfordul. A formáció anyagát szolgáltató kitörési centrumok a Bükkalja DK-i előterében tételezhetők fel, fiatal üledékekkel fedve (Varga Gy. 1981; Pentelényi L. 1996; 2001a; 2001b; 2002). A Gyulakeszi Riolittufa Formáció teljes vastagsága 150–450 m között változik (általában az Alföld irányába vastagszik). A különböző mértékben összesült ártufák összvastagsága 20-100 m lehet, de ezek nem egy szintben jelentkeznek, egymást követő kitörések termékei. Geomorfológiai-régészeti különlegességet jelentenek a Gyulakeszi Riolittufa Formáció hullott és lavina-riolittufája lepusztulása során formálódott kaptárkövek. Az ezekbe faragott kisebb-nagyobb üregeknek, fülkéknek ősméhészeti vagy kultikus szerepet tulajdonítanak (Baráz Cs. 2000).

3-14. ábra Bükkaljai miocén képződmények elvi rétegsora (Pelikán P. (ed) 2005 után)

40

Az ottnangi vulkáni működés elcsitultával viszonylag hosszú nyugalmi periódus következett. Ezalatt a bükkaljai régió zömében szárazulati területén lepusztulás volt. A kárpáti korszak végén kevésbé kitartó intenzitással és jelentős kemizmusbeli változással újult meg a vulkáni működés, mely ugyancsak viszonylag közeli, de hegységen kívüli centrum(ok)ból származó, zömében szárazföldön felhalmozódott dácitignimbrit-összletet eredményezett. Ez a Tari Dácittufa Formáció, a hagyományos értelemben vett „középső riolittufa” megfelelője. Vastagsága a Bükkalján nem haladja meg az 50 m-t, átlagosan 30 m körül mozog. Felszínen a Gyulakeszi Riolittufa Formáció sávját követi. . A radiometrikus vizsgálatok a képződés korát 16–17,5 millió év közé teszik, paleomágneses tulajdonságai alapján is jól megkülönböztethető a fekvő és fedő tufa összlettől. A Tari Dácittufa Formáció felhalmozódása után újabb nyugalmi periódus következett, amit a Bükkalja nagy részének szárazulati lepusztulási térszínen legfeljebb vékony vöröses-tarka agyagközbetelepülés jelez. A bádeni korszak késői szakaszában újult ki és kisebb-nagyobb szünetekkel a pannóniai elejéig tartott a vulkanizmus, mely a Harsányi Riolittufa Formációt eredményezte. A hagyományos tufaszintek közül a „felső riolittufa” szintnek felel meg. Zömében hullott, lavina-, freatomagmás és áthalmozott riolit-tufa-tufit változatok építik fel. Az alsó és középső tufaösszlettől eltérően itt hiányoznak, vagy erősen alárendeltek az ártufa-terítések és teljesen hiányoznak az összesült, összeolvadt ignimbrit változatok. Az idősebb tufa összletekhez képest itt jóval több az üledékes (tufás homok, aleurit, agyag, diatomás tufit) közbetelepülés, amelyek ősmaradvány-tartalma elősegítette a korbesorolást. Felszíni sávja Harsány–Bükkaranyos térségében a legszélesebb (4-5 km), innen DNy felé egyre szűkebb sávban, de folyamatosan követhető. Ostorosnál látszólag kiékelődik, illetve csak elszigetelt foltokban, foszlányokban mutatható ki, majd Egertől Ny-ra, Demjén térségében újra jelentősebb szerephez jut a földtani felépítésben. Felnémeti Riolittufa Formációba vonták össze a Bükk nyugati előterében és a Mátra–Bükk közötti dombvidéken található badeni–szarmata korú savanyú piroklasztikumokat. Itt az előbb említett „középső” és „felső” riolittufa sok esetben el sem határolható egymástól. A formáció kora kora-bádenitől a szarmata végéig terjed. A Bükk peremén sok esetben közvetlenül az alaphegységre települ, a medence belsejében bádeni és szarmata üledékekkel fogazódik össze.

A szarmata korú Kozárdi Formáció rendkívül változatos összetételű. Sekélytengeri–partközeli kifejlődésű csökkentsósvízi, szürke, zöldesszürke mollusca-s agyag-agyagmárga, homok, tufás homok, laza homokkő, tufás agyag, bentonit, mészmárga, mészhomokkő („cerithiumos mészkő), alárendelten oolit, szerpulás mészkő építi fel. A hozzá csatlakozó laguna fáciesben diatomás, alginites, bentonitos képződmények gyakoriak. A formáció vastagsága ritkán haladja meg a 200 m-t, de a környező medencékben 500 m-t is elérhet. Csákvári Formáció szürke és tarkaagyag, agyagmárgás aleurit, huminites agyag, szenes agyag, lignit, továbbá a bázis közelében horzsakő anyagú homok, kavicsos homok rétegek sűrű váltakozásából áll. Delta-síksági, (folyóvízi, mocsári, tavi) kifejlődésű, 50–300 m vastag képződmény. A Bükkalja déli szegélyén a Harsányi Formációra közvetlenül települ. A Zagyvai Formáció fluviális síksági, ártéri eredetű, laza, szenesedett növénytöredékeket tartalmazó, közép- és finomszemű homok-, homokkő-, aleurit-, agyag- és agyagmárga rétegek igen

41

sűrű váltakozásából áll, gyakori földes-fás barnakőszéncsíkokkal. A rétegsorban előfordulhatnak vastagabb, 10-20 m-es homokkő-betelepülések, valamint agyagásványosan teljesen bontott, áthalmozott riolittufa-lencsék. A formációt a hegységperemtől délre általában már a vastag lignittelepeket tartalmazó Bükkaljai Formáció helyettesíti. A formáció vastagsága az Alföld egyes részein az 1000 m-t is elérheti, területünkön néhány 10 m vastag lehet. Az alsópannon képződmények elterjedése és kifejlődése térkép egy részletét mutatjuk be a 3-15. ábran a modell terület kiemelésével.

3.5.5

Negyedidőszak

A Bükk hegységben és közvetlen környezetében a negyedidőszaki fedő képződmények (folyamatosan pusztuló felszínen felhalmozódó törmelékanyag) jellegét a miocén vége óta folyamatosan emelkedő térszín határozza meg. A Bükk előtérben a humuszos talajtakaró a jellemző. A kvarter képződmények időbeli széttagolása szinte lehetetlen (és esetünkben felesleges is), hiszen az azokat létrehozó folyamatok máig működnek. Ugyancsak nehéz elkülöníteni sok esetben az átöröklött formák és anyagok kisebb mérvű módosulásait. A hegység és környezete a kainozoikum során többször is (idősebb eocén, kora-miocén) volt szárazulat, az ekkor képződött lepusztulási termékek keverednek a legfiatalabb képződményekkel.

3-15. ábra Alsó-pannon képződmények vastagsága és kifejlődése (MÁFI 1986 után. Jelmagyarázat: piros – nincs kifejlődés; citromsárga – hegyközi lagunás agyagmárga; világoskék – medencebeli szürke agyagmárga. zöld vonal – modell terület)

42

3.5.6

Tektonikai elemek és karszt jelenségek

A fentiekben (3.5.2 - 3.5.5 fejezet) felsorolt kőzeteken kívül a tektonikai elemek - és az tektonikához köthető különböző karszt jelenségek - is jelentős szerepet játszhatnak a felszín alatti vízáramkép megformálásában. A tektonikai elemeket általában nagyobb vezetőképességi értékekkel jellemezzük, mint az őket magába foglaló kőzetmátrixot. A tektonikai elemeket különböző térinformatikai adatbázisokból (MÁFI, Miskolci Egyetem) vettük át, melyek alapja a szeizmikus vonalak és a légifelvételek értelmezése. A terület legjelentősebb törései a Darnó-vonal, mely gyakorlatilag a hidrodinamikai modell terület nyugati határa, és a Vatta-Maklári árkot kialakító normál vetők, melyek a déli határral esnek egybe (3-16. ábra). A kisebb töréseket lokális jellegük és alacsonyabb megbízhatóságuk miatt töröltük az adatbázisunkból. A bükki karszt rendszer jellemzésére a „Geotermikus potenciál felmérés Eger régióban - A Bükk karsztrendszer főbb ismérveinek összefoglalása” c. tanulmányunkban részletesen kitértünk.

3-16. ábra Tektonikai elemek a Bükk hegységben és környezetében (Jelmagyarázat: piros és lila – különböző forrásból származó tektonikai elemek; világos és sötét kék – folyóvizek; zöld vonal – modell terület)

3.6. Beszivárgás, utánpótlódás A fejezet korábbi pontjaiban felsorolt folyamatok és fogalmak főleg a felszín alatti vízáramlási rendszert befolyásoló tényezők illetve arra utaló jelenségek. A 3.1, 3.2, 3.3. és 3.4. fejezetekben említett folyamatok a beszivárgást, illetve a felszín alatti áramlási rendszer utánpótlódását szabályozzák. A szakirodalomban mindegyik témakörnek hatalmas irodalma van, mi ezeket csak a numerikus modellezés; az input adatok és az eredmények értelmezése szempontjából tekintettük át.

43

A 3.5. fejezetben részletezett kőzetek és azok elterjedése illetve tektonikai elemek pedig a felszín alatti vízmozgás jellegére vannak hatással. A felszín alatti vízáramlási rendszer értelmezéséhez első lépés az utánpótlódás (lehullott csapadék azon része, mely belép a felszín alatti vízáramlási rendszerbe) mértékének és területi elterjedésének a becslése. Ehhez ismerni kell a modellezendő terület elhelyezkedését, ami befolyásolja az éghajlatát, az éves szinten lehulló csapadékot, annak halmazállapotát, éves és területi eloszlását, napsütéses órák számát, szélerősséget és irányt; a domborzatot, tszf-i magassági viszonyokat, lejtő meredekséget, talaj típusokat, és a talajtípusokhoz kapcsolódó növényzetet és talajművelési ágakat, stb. A felsoroltakból látszik, hogy az utánpótlódás meghatározása komplex, sokváltozós időfüggvény, mely egy önálló térinformatikai tanulmány tárgya is lehet (Gondárné Sőregi K. et al. 2008). A hierarchikus felépítésű felszín alatti vízáramlási rendszerek elmélete (Tóth J. 1963) alapján minden lokális rendszer, ha csak kis mértékben is, de egy nagyobb regionális rendszerbe is ad át vizet. Így a karsztvízrendszer modellezésénél nem hagyható figyelmen kívül a fedett területeken beszivárgó vízmennyiség sem. A fedett területeken, a fedő kőzeten beszivárgó víz nagy része ugyan lokálisan, a patak völgyekben, vagy kisebb forrásokban a felszínre jön, de egy kisebb rész átadódik a karsztvíztárolóba. Az átszivárgás mértéke nyilván csekély, de mivel a hegység nagy részén, különösen a délnyugati vidéken, jelentős területeken található a karszt fedett helyzetben, az átszivárgó vízmennyiség területileg már számottevő lehet (Gondárné Sőregi K. et al. 2008). Myer E.M. et al. (2012) ugyancsak külön számolta a fedett és fedetlen karsztos területek beszivárgását. A medenceterületeken a felszínről beszivárgó vízmennyiséggel, a fedő vastagsága, a fedő kőzeteinek rendkívül vízvezető képessége, de leginkább a karsztvíz-rezervoárban uralkodó nyomásviszonyok miatt gyakorlatilag nem kell számolni. A rendszeres csapadék és a mészköves földtani környezet kettősséggel jellemezhető karsztos vízáramlási rendszert (Király L. 1998) alakított ki a Bükkben is. Az utánpótlódást tekintve az epikarszt lassú diffúz, míg a víznyelők koncentrált és rendkívül gyors beáramlást biztosítanak (3-17. ábra). (Hasonló kettősség jellemzi az áramlási mezőt; állandó, lassú vízmozgás a kőzetmátrixban és gyors, epizódikus a karszt járatokban; illetve a megcsapolásoknál is: karsztforrásoknak hidrogramja: gyors kiáramlás nagyvíz eseményeknél és lassú alapáramlás nyugalmi időszakban.) A csapadék eloszlás és a hidrogrammok kapcsolatával Geotermikus potenciál felmérés Eger régióban - A Bükk karsztrendszer főbb ismérveinek összefoglalása c. jelentésünkben foglalkoztunk. A termálkarsztvíz utánpótlódása is a bükki nyíltkarszton keresztül történik, melynek egyetlen és meghatározó táplálója a csapadék, ill. a csapadékból származó beszivárgás. Emiatt az utánpótlódás becslésénél a bükki, nyíltkarsztos területen lévő csapadékmérő állomások adatait használtuk fel, a hegységperemi, hegység előtéri csapadékmérő állomások adataival nem foglalkoztunk. A 3-18. ábra és a 3-19. ábra a Smaragd-GSH (Gondárné Sőregi K. et al. 2008) és a Vatnaskil (Myer E.M. et al. 2012) által számított éves beszivárgás eloszlását mutatja be a Bükk területén. A különböző beszivárgási számításokat a 3-3. táblázat tartalmazza. Az allokált input értékek meghatározását és az alkalmazott egyszerűsítéseket az 5. fejezetben részletezzük.

44

3-17. ábra Karsztrendszerek kettősségének elméleti modellje (Doerflinger N., Zwahlen F. 1995 után)

A jelen dolgozatban az utánpótlódást a lehullott csapadék, közvetlen lefolyás, és az evapotranspiráció értékei alapján becsültük: utánpótlódás = éves csapadék napi átlaga - (közvetlen lefolyás + evapotranspiráció)

3-3. táblázat Beszivárgás számítások a Bükk területén Szerző

Intézmény

Év

Sokévi átlagos karsztos beszivárgás

Karsztos vízgyűjtő terület

(mm/év)

(km²)

Kessler H.

VITUKI

1954

217

199,8

Schmidt E. R.

MÁFI

1962

213

199,8

Sárváry I.

VITUKI

1964

237

235,2

Szlabóczky P.

KEVITERV

1973

155

450,0

Böcker T.

VITUKI

1977

390

200,0

Tóth G.

Egri Főiskola

1983

288

100,0

Dénes Gy.

VITUKI

1983

313

114,5

Rádai Ö.

VITUKI

1984

254

255,0

Maucha L.

VITUKI

1984

280

254,9

Rádai Ö.

VITUKI

1984

296

256,7

Rádai Ö.

VITUKI

1986

259

258,4

Szabó-Lénárt

MNME

1989

242

230,3

Gondárné S. K.

Smaragd

2008

177*

232,0*

Gondárné S. K.

Smaragd

2008

105**

581,0**

Myer E. M.

Vatnaskil

2012

350-400*

?

Myer E. M.

Vatnaskil

2012

5-20**

440,0*, **

* csak a mészkő kibukkanásokra vonatkozóan, ** fedőképződményekre vonatkozóan

45

3-18. ábra Beszivárgás eloszlás a Bükk területén – Smaragd-GSH 2008

3-19. ábra Beszivárgás eloszlás a Bükk területén – Vatnaskil 2012

46

3.7. Kutatási terület geotermális viszonyai A terület mélységi hőmérsékletét a mélységi hőáram (3-20. ábra), a kőzetek hővezetési képessége és a konvektív hőátadás (hőáramlás) határozza meg. Habár a kutatási területen számos szénhidrogénkutató fúrás mélyült a múlt század közepe táján, ezek főleg néhány produktív területre koncentrálódnak (Demjén, Fedémes) és az elvégzett hőmérséklet mérések is szórványosak. A 3-4. táblázatban kivonatoltan felsoroltuk a kutatási területen és környékén talált hőmérséklet mérési adatokat és információkat. (A több száz, különböző rendeltetésű kút átnézése és a hozzáférhető szakirodalom kivonatolása után kigyűjtött adatokat táblázatba rendeztük. A teljes táblázatot (hőm.xls és hőmérséklet.xls) excel formátumban, elektronikusan csatoltuk a jelentéshez.) A mélységi hőmérséklet mérésekbe bevont kutak elhelyezkedése a 3-21. ábran közölt térképen látható. A 3-4. táblázatban szereplő adatokból szerkesztett mélység / mért mélységi hőmérséklet összefüggés a 3-22. ábran látható. A geotermikus gradiens egyenese (kék vonal) körül tapasztalt nagy szórása a nagy kutatási területnek, illetve a karszt rendszernek köszönhető. A felszálló meleg ágak és a leszálló hideg ágak viszonylag közel helyezkednek el egymás mellett, utal a felszín alatti áramlási rendszerek jelentős szerepére a felszín alatti hőmérséklet eloszlásában és izoláltságára.

3-4. táblázat Földhő mérések fúrás

jel

hozam mérés helye m3/nap

m

perf. kif. hőm hőm °C

megjegyzés

hévíz katsz.

víz katsz.

°C

geo. szám. grad. g.grad °C/km

°C/km

Andornaktálya-8

At-8

2880

752

49

46 adat eltérő

9-6

K-21

51,9

51,9

Andornaktálya-10

At-10

525,6

815

54

50 vízmű

9-21

K-15a

54,0

54,0

Andornaktálya

K-5

89,3

1114

62

62 felszámolt

9-28

K-5

Andornaktálya

112,3

48 CH kút

9-42

Andornaktálya

Dem-K-1 Dem-K357

28,8

53 CH kút

9-48

Andornaktálya

e-3

1700

48

nincs kat.szám

22,4

Andornaktálya

e-2

1622

38

nincs kat.szám

17,3

Boconád

K-12

480

35

Boconád

K-13

380

40

Boconád

K-17

478

39,6

Bogács

1

959

Bogács

4

346

171

Bogács

5

86

248

Bogács-6a

Bs-6a

518,4

Bogács

B-6

839,5

Bogács

K-8

felszámolt

9-20

K-12

33

9-75

K-13

77,6

78,9

36 vízmű-2

9-85

K-17

60,9

61,9

1162

52,1

43

1

22

19

4

70,2

22

19

5

48,4

27 fürdő-2 489,7

46,7

76

69 fürdő-2 szent márton41,7 39,5 hegyi kút

4-17

B-1

4-46

B-6

133,7

134,8

4-52

K-8

27,3

27,3

47

Bogács

K-9

Bükkszék

B-1

Bükkszék fúrás /folytatás

B-8

817,4

56,2 54,6

4320 jel

4-54

39 9-37 hévíz katsz.

B-8 víz katsz.

°C/km

°C/km

432,0

475,8

48

38 Salvus 27b

9-43

B-9

78,8

79,9

Bükkszék

Bü-27

748,8

508

44

39 gyógyfürdő

9-1

B-1/a

65,9

66,9

Bükkszék-É-2

Bü-É-2

158,4

487

40

38

9-11

61,6

61,6

Demjén

K-10

696,5

66,7

Hegyeskői

K-10

81,4

Demjén

K-11

951,6

66,3

Kenderföldi

K-11

59,2

Demjén

K-12

1515,0

73,0

Korona borházi

K-12

41,6

Demjén-42

De-42

401

67,5

65 Egerszalóki hévíz

Demjén-42

De-42

407,5

65,5

Demjén-42a

De-42a

400

72

Demjén-42a

De-42a

426

68

Demjén-44

De-44

Demjén

K-10

Demjén-Kelet-208

DK-208

564,5

37

47,8

Demjén-Kelet-326

DK-326

964

57

48,8

Demjén-Kelet-366

DK-366

Demjén-Kelet-380

DK-380

Demjén-Kelet-392 Demjén-Pünkösdhegy-1 Demjén-Pünkösdhegy-21 Demjén-Pünkösdhegy-24

DK-392

144

56 édes víz

Dep-1

110

36 édes víz

Dep-21

48

49 édes víz (0,11 g/l)

Dep-24

210

50 édes víz (0,1 g/l)

Detk

13

604,8

195

26

19

13

82,1

Detk

17

1065,6

340

32

27

17

64,7

Domoszló

5

316,8

295

33

22

5

78,0

Domoszló

B-6

172,8

514

41

30 vízmű-2

9-58

B-6

Eger

B-2

3600

32,3 vízmű-1

9-59

B-2

Eger

B-3

771,8

30 fürdő

9-60

B-3

Eger

B-4

86,4

43,5

30 felszámolt

9-61

B-4

Eger

B-5

2232,0

182

9-62

B-5

Eger

B-7

Eger

B-22

Eger-2

Eg-2

55

4

Erdőtelek

K-38

Fedémes-14a

Fs-14a

Feldebrő

68 Egerszalók K-7

9-2

K-4

9-2

K-4

9-84

K-7

9-84

K-7

9-88

K-10

149,4

143,4 136,2

153,8

155,0 136,2

45 édes víz 696

67,9 66,7 4-55 is

97,6

83,2

62 édes víz 35 sós víz (1,74g/l)

362,9

Eger Egerszalók

°C

59,4 60,4 geo. szám. grad. g.grad

B-9

3384

°C

56,5

Bükkszék

1260

m

56,5

B-1

530 42 39 Salvus 27a hozam mérés perf. kif. megjegyzés helye hőm hőm m3/nap

K-9

33,1 31,9 vízmű-II

455,7

32

32 felszámolt

200

33

32 vízmű-II/a

9-64

455,7

32,5

felszámolt

9-63

50,4

27

2390,4

59,3

60,3

124,1

126,9

112,5

115,0

B-7

48,3

B-22

49,4

Petőfi-tér vízmű I. sz. ivóvíztermelőkút 65

337,3

4

649,6

42,8

39

9-87

K-38

48,95

50,5

15’700

485

23

13

1339,2

180,7

19

17

13

Füzesabony

23

892,8

242

26

20

23

66,1

Füzesabony

24

720

310

27

22

24

54,8

gáz kút

26,8

48

Heves

B-20

Heves

B-21

Heves fúrás /folytatás

B-44 jel

1555,2

784,4

50,1

47 strand

9-3

B-20

50,5

51,1

602

39

34 újtelep

9-76

B-21

47,3

48,2

9-39 hévíz katsz.

B-44 víz katsz.

9-77

K-40

529,9 653 46 35 vízmű-2 hozam mérés perf. kif. megjegyzés helye hőm hőm m3/nap

m

°C

°C

54,4 55,1 geo. szám. grad. g.grad °C/km

°C/km

64,1

65,2

Heves

K-40

689,8

460

40

35 általános iskola

Kápolna

18

964,8

214,1

25

22

Karácsond

B-33

367,5

Karácsond

K-10

440

45

Kerecsend

3

864

257

24

19

3

54,5

Kerecsend

4

950,4

200

22

18

4

60,0

Kisnána

3

1224

290

28

24

3

62,1

Kistokaj

KIS-PE-01

1745

66,5

Kömlő

K-19

626

45

35

9-19

K-19

55,1

55,9

Kömlő

K-20

715,7

62

38

9-40

K-20

72

72,7

Köröm

S3

1880,8

90

Mályi

MAL-PE-01

12’960

2312

87,5

Mályi

MAL-PE-02

11’520

1515

89

Maklar

1

187,2

200

22

Markaz

2

7,2

249,1

18

35,8 31,5 vízmű-4 felszámolt

9-86

B-33

9-68

K-10

70,1 68,8

70,2 79,5

Pannergy visszasajtoló, tartalék

32,4

42,5 Pannergy termelő I. hévízkút

33,5

Pannergy termelő II. hévízkút

52,1

18

1

60,0

24 21,8

2

56,2

strand, Recsk 39 R-X1/a fúrás

Mátraderecske

K-3

691,2

998

48,2

Mezőkövesd

31

1180,8

820

72

66

75,6

Mezőkövesd

45

360

250

39

19

116,0

Mezőkövesd

49

590

300

25

21

50,0

Mezőkövesd

54

490

120

21

18

91,7

Mezőkövesd

55

1238

205

19,3

17

45,4

Mezőkövesd

56

720

242,3

22,8

19

52,8

Mezőkövesd

58

115

106,2

15,6

14

52,7

Mezőkövesd

K-46

Mezőkövesd

1094,4

773

74

K-46

971,9

64

Mezőkövesd

K-48

545

48

Mezőkövesd

K-53

594

51

Mezőkövesd

K-53

Mezőkövesd

K-74

Mezőkövesd-1

Mk-1

Mezőkövesd-1

Mk-1

Mezőkövesd

K-31a

Mezőkövesd-1a

I/A

Mezőkövesd-1a

I/A

Mezőcsát

K-46

Zsóry 64 gyógyfürdő III Zsóry gyógyfürdő III Zsóry 44 gyógyfürdő IV Zsóry 41 gyógyfürdő IIa

32

847

71,6

875,4

68

820

72

48

997,5

68

63

989,7

63

felszámolt Zsóry gyógyfürdő VI Zsóry gyógyfürdő I. Zsóry gyógyfürdő I. Zsóry gyógyfürdő II Zsóry gyógyfürdő Ia Zsóry gyógyfürdő Ia

765

53

Strand KFH

566,2 5760

1814,4

56,1 47,4 68

9-25

K-3

38,3

38,3

4-23

K-46

81,5

82,8

4-23

K-46

4-25

K-48

67,9

69,7

4-38

K-53

68,2

69,0

4-51

K-53

4-53

K-74

79,7

81,4

4-1

K-28

71,6

72,7

4-1

K-28

4-2a

K-31a

74,9

75,6

4-45

K-?

57,1

58,1

4-45

K-?

53,6

4-28

K-46

56,2

55,6

66,3

49

Mezőnyárád

9

288

129,4

18

16

9

61,8

Mónosbél

1

33,1

120

25

13

1

125,0

Nagytálya

3

864,0

fúrás /folytatás

jel

55 15 14 mérés perf. kif. hozam helye hőm hőm m3/nap

m

°C

Nagytálya

5

1584,0

152,6

Nagytálya

6

1728,0

110

16,5

Nagytálya

7

1440,0

171

Nagytálya

8

1728,0

Ostoros

4

Ostoros Ostoros

3 megjegyzés

hévíz katsz.

víz katsz.

°C

18 17,8

geo. grad.

90,9 szám. g.grad

°C/km

°C/km

5

52,4

15

6

59,1

19,5

18

7

55,6

138,8

17

15

8

50,4

1440

109,5

15,8

15

4

53,0

5

1296

174,5

19,2

16

5

52,7

6

1296

208,4

21

18

6

52,8

Ostoros

7

1080

298

23,5

20

7

45,3

Ostoros

8

288

93,8

15 14,5

8

53,3

Ostoros

9

576

297

18

9

37,7

Ostoros

10

864

154,2

16,8 15,5

10

44,1

Ostoros

11

576

177,7

17,8 16,5

11

43,9

Ostoros

15

288

203,6

21,4

19

15

56,0

Ostoros

17

532,8

159

18,5

17

17

53,5

Ostoros

18

820,8

309

24,8

22

18

47,9

Pély

B-7

784

48

39 vízmű

9-4

B-7

47,8

48,5

Pély

K-9

750

59

48

9-26

K-9

64,7

65,3

Pély

B-5

620

46

33

9-70

K-5

57,2

58,1

Poroszló

B-34

554

39,5

33 II. vízmű 1. kút

9-80

B-34

52,3

53,2

Szihalom

5

345

33

28

5

66,7

Szihalom

7

202,2

23,5

21

7

66,8

Szihalom

24

348,2

28,5

24

24

53,1

Szihalom

25

143

23

20

25

90,9

Tarnaméra

B-11

600

48

39 strand

9-24

B-11

62,5

63,3

Tarnaörs

B-5

370

36

32 vízmű

9-72

B-5

67,6

70,3

Tarnaszentmiklós

B-9

430

35

vízmű

9-73

B-9

58,1

Tarnazsadány

B-5

305

36

törpevízmű

9-79

B-5

85,2

Tófalu

5

252

260

25

22

5

57,7

Tófalu

6

864

157

20

19

6

63,7

Tófalu

12

936

204

20

12

49,0

Tófalu

13

216

197

26

21

13

81,2

Tófalu

14

720

80

16

15

14

75,0

Váraszó

1

432

200

18

14

1

40,0

Vécs

5

403,2

182,2

22,2

18

5

67,0

Verpelét

24

1123,2

15

11,2

11

24

80,0

Verpelét-S-5

Verp-S-5

1252

62,7

42,1

Verpelét-S-5

Verp-S-5

940

51,5

44,1

Visznek

K-13

408,2

36,5

21,2

33

9-83

K-13

62,47

64,9

50

(fúrás – fúrás helye; jel – a térképen szereplő kútazonosító; hozam – vízkút esetén a kiképzéskori hozam; mérés helye – a hőmérséklet mérés helye a felszíntől mérve; perf. hőm – a mérés helyén mért hőmérséklet; kif. hőm – a kifolyó víz hőmérséklete; geo. grad. – irodalomban megadott geotermális gradiens; szám. g.grad – 10 °C-os évi középhőmérsékletre számított geotermális gradiens.)

3-20. ábra A felszín alatti hőáram [mW/m2] Eger térségében (Dövényi P., 2003 után)

51

1200

1500

1600

1700

10

20

30

40

50 Hõmérséklet (C)

60

70 M ál yi

1100

1800

Kö rö m

1000

em jé n

900

D

800

ly a

700

kt á

600

na

500

2300

M ál yi

or

400

kt ál ya

300

Ki st ok aj

An d

or na

200

Ve rp os elé z N O va t OM Ts a j ON Nasetztóofr gy VáOsONstMaog goyõrokaöolus tály FO t a rey tás a M Tóe rNaeslaTdtoósrtogrytozstõánly lyvaes d O fzaõ zgoeóyfrbasMoásly yaá O Ks Bk ot e a st Bo OM or M g S seatVtorokérloucoögSverálsõuly zõk rád Fe O KoMes ezác zi elracossázcishd a öv dé s OM toT rar Kõks ha sr e Ms a m ste roóFf eck áTDö l n ólo es es Fü ozrõok saülzusaezpóeovftlaenksom d noms Eg d -1 Kzei söv es nd laud bé e r 4a S s e a zi l ha snaábn sd bon loSz oan y D m ih y EEgg Szetk D al EgE eer ih om om egr e r Bo Tra-2 a o K T rn aa Tlaom szl c V o D ó ná isazs rrnác rn em d nze aöso azMs H P jé B ev o n B oH Bo kntm rsnd aedz es roD -K ükceov áõnk co ikl Bo Büszomeleksneás öyv ná ós Er gá es kkló ost-2zékd d d B cs d üskzé zlKó08 -É Kõöte a k 2 l H Pémek skz rá ev l lõ c é y esT Bü k so Pé M ar Me nd át kk lA na zõ ra H y nd ev or dVe M mé köv szé ez ra e k es na reer sd kt õk cpse M ál ez An klée öv ya õc t- S es do 8 sá M -5 Bo rn ez d D t gá a k em õk cs P tál öv jé él ya nes y -1 Ke d 0 A K le nd Ve öm M t-3 or eMz rp l 2 õ na 6 eõzk el D ét kt e D õökv -S D ál emöevs em D mjé yaM -5 D D M e e n d jé s-1 e e e ez j é m n n da zõ m mjé -42 õk jé jé n k n n öv öv M M D -42 42 es ez ees em a dd z õ köõkM-1e jé 1a nveövzõ 42 Bo sdeskö a gá -1d ve cs sd

100 N

0

An d

Fúrt mélység (m)

3-21. ábra Mélységi hőmérséklet adatok (Értékek °C-ban. A jelölő nagysága és színe a hőmérséklet értékkel /10°C – 90°C/ arányos).

1300

1400

1900

2000

2100

2200

2400

80

90

52

3-22. ábra Geotermikus gradiens (piros pont – mért érték; kék vonal – geotermikus gradiens)

4. A hidrodinamikai modell felépítése és kalibrációja 4.1. A modell határ kijelölése A modell terület lehatárolásához - ahol lehet - érdemes természetes „no-cross-flow boundary”-ket kijelölni a pontos peremfeltétel miatt. Ezek vagy nagyobb folyóvölgyek, vagy vízválasztók alatt húzódnak (Tóth J. 1962; 1963). Az esetek többségében azonban nem lehet tipikus „no-cross-flow” határokat kijelölni a modellezendő és a fókusz terület nagysága közti különbség illetve a modellezendő területhez tartozó adatmennyiség miatt. Ez igaz a mi esetünkben is ezért a modellezendő terület határait igyekeztünk egyrészt olyan messze meghúzni a fókusz területtől, hogy a mesterséges határ miatt keletkező várható hiba minimális legyen, másrészt legalább az áramlást feltételezhetően befolyásoló nagyobb tektonikai elemekhez kötni. Ezen szempontok figyelembevételével modell határ a következő: Északon - Lillafüred és Egercsehi között - a határ feltételezhetően túlnyomórészt természetes: a Szinva és a Garadna találkozásától Ny-felé a Garadna völgy egészen Ómassáig, innen majdnem a Bánkúti turista házig (Borovnyák tetőig) hegygerinc, tovább kissé délnek Pipis-hegy, Semmi-hegy, Kissár-bérc, Fekete-sár-bérc, Kőrös-bérc, Virágos-sár-hegy, Kálmán-hegy, Ördög-hegy, Messzelátó gerinc vonulat, innen a Kín hegyig Bélapátfalvától és Mikófalvától délre – az Eger patakot átvágva - egy mesterséges K-Ny irányú szakasz és a Kín-hegytől az Egercsehi melletti Magas-hegy érintésével Szilvás-tetőig ismét kisebb gerincvonulatok. Nyugaton Egercsehi, Recsk és Kál között a határ természetes szakaszokat és mesterséges átvágásokat egyaránt tartalmaz és részben követi a Darnó-tektonikai vonalat: Szilvás-tetőtől a Csereshegy, Sas-hegy, Veres-hegy, Őr-hegy, Ecser-hegyig alacsonyabb gerincek kivéve a Laskó felső szakaszának kisebb átvágása, innen dél felé egy kisebb átvágással a egy darabig a Bükkszéki patak nyomvonala, majd Terpes Szajla községeknél a Tarna és a Dolina patak átvágásával a Búzás-patak nyomvonala Recskig azaz Parádi-Tarna illetve a Csevice-patak összefolyásáig. Innen a Csevice patak nyomvonala egészen a forrásig és tovább a Nagy-Zúgó hegyig, majd az Első-Tarnóca és a Tarnóca patak nyomvonala Vécsig. Vécs és Aldebrő között egy kisebb átvágással csatlakozik a Tarnához, majd a Tarna nyomvonala Tófalun, Kápolnán keresztül egészen Kálig. Délen, és Dél-keleten a modell határ teljes egészében mesterségesnek tekinthető, bár egy kisebb szakaszon követi a Vatta-Maklári árkot lehatároló vetőt. Kál, Füzesabony, Szihalom, Tard térségében egészen Tibolddarócig halad. Keleten a határ vegyes: Tibolddaróctól Kácsig a Kácsi-patak nyomvonala. Innen Észak felé kisebb gerincek és völgyek: Veresagyag-tető, Briska-tető, Kőris-völgy, Felső-Kecske-vár, Hollós-tető, Hollós-völgy, majd a Szinva nyomvonala egészen a Garadna összefolyásig.

Így a hidrodinamikai modell területe a fókusz területnél és az energia régió területénél valamivel nagyobb, de a kutatási területnél kisebb, összesen: 1’078,7 km2 (4-1. ábra).

53

4-1. ábra Modell határ és az energia régió településeinek viszonya (modell határ – zöld vonal; kutatási terület sarokpontjai – zöld pontok; kék vonal – vízrajz)

4.2. Szerkezet A 2. fejezetben ismertetett elvek szerint a modellezni kívánt térfogatot 3 dimenziós végeselemekkel képeztük le (diszkrétizáció). Ezek a végeselemek 3D-s háromszög alakú prizmák, melyeket a térben a csúcsokon elhelyezkedő csomópontjaik határoznak meg, illetve kötnek össze a szomszédjaikkal így határozva meg a teljes modellezendő térfogatot. A továbbiakban ismertetett elem-háló (mesh) 5’238 csomópontot tartalmaz egy felületen. Összesen 8 felületen így 41’904 csomópont van. A 8 felület 7 numerikus réteget zár közre, melyek rétegenként 10’191 háromszög-alapú prizmából épülnek fel. Így a teljes modell 71’337 3D-s elemből áll. Az első változatokba 2D-s, vetőket szimuláló vertikális elemeket nem építettünk be. A modellezéshez felhasznált objektumokat térinformatikai rendszerben kezeltük (ESRI: Arcview v3.3, illetve ArcMap v 9.2. és v10.1).

4.2.1

Hidrosztratigráfia

A horizontális tagoláshoz a várhatóan hasonló hidrodinamikai tulajdonságú kőzeteket azonos ”hidrosztratigráfiai” egységekbe sorolhatók. A hidrosztratigráfiai egységek a burkoló felületeikkel, kiterjedésükkel és hidrodinamikai tulajdonságaikkal jellemezhetők. A hidrosztratigráfiai beosztást a terület litológiája (3.5 fejezet) és a kőzetek várható hidrodinamikai jellege alapján végeztük el. Egyes rétegek egy hidrosztratigráfiai egységbe történő besorolását az adott problémára kifejtett hatásuk, vízföldtani jelentőségük, földrajzi kiterjedésük, vagy vastagságuk indokolja. A litológiából levezetett,

54

tárgyi problémára alkalmazott litho-hidrosztratigráfiai beosztást a 4-1. táblázat mutatja be (formáció_leírás.xls).

4-1. táblázat Hidrosztratigráfiai beosztás Kor

Formáció

Kvarter

Kőzet

Vastagság

Jelkulcs

agyag, homok és talaj

pannóniai

Csákvári F.

50-300 m

C

Pa1

lokális

szarmata

Kozárdi F.

szürke agyagmárgás aleurit, huminites agyag, szenes agyag, lignit szürke, zöldesszürke mollusca-s agyagagyagmárga, homok, tufás homok, laza homokkő, tufás agyag, bentonit, mészmárga, mészhomokkő savanyú piroklasztikumok áthalmozott riolittufa-tufit szürke dácittufa, dácitignimbrit áthalmozott vagy freatomagmás riolittufa szürke, kavics betelepüléses agyagos finomhomok és sötét zöldesszürke finomhomokkő és aleurit

100-150 m

k

Ms

lokális

szürke finomhomokos, csillámos agyagos aleurolit, agyagmárga és agyag aleuritos agyagmárga, glaukonitos, tufitos homokkő betelepülésekkel világosszürke homokos-agyagos aleurit, vagy aleuritos agyagmárga sötétszürke homogén agyagos aleurit

miocén

neogén

pliocén

laza, közép- és finomszemű homok, homokkő-, aleurit-, agyag- és agyagmárga

bádeni

ottnangi

Felnémeti Riolittufa F. Harsányi Riolittufa F. Tari Dacittufa F. Gyulakeszi Riolittufa F.

eggenburgi Felsőnyárádi F.

Szécsényi Slír F.

oligocén

Egri F. paleogén

z

Zagyvai F.

szarmata

alsó

Kiscelli Agyag F.

alsó

Tardi Agyag F.

Hidrosztratigráfia

általános

pannóniai

kárpáti Kainozoikim

Elterjedés

Pa2

lokális

neogén képződmények 150-300 m

f

?

ha

Mb-s

lokális

MbPa1 t Mk

lokális

150-450 m

g

Mo

lokális

0-100 m

f

Mer-e

lokális

400-600 m

S

200 m

e

30-50 m

lokális

Ol2-Me regionális

Ol2Mer

lokális

paleogén márgák 30-500 m

k

Ol1

regionális

90-130 m

t

Ol1

regionális

55

kréta

eocén

eool

Budai Márga F.

50-200 m

b

E3-Ol1

regionális

50 m (max 100 m)

s

E3

lokális

400-600 m

r

E3

lokális

max 244 m

k

E2-3

lokális

J2

minimális

felső

Szépvölgyi Mészkő F.

felső

Recski Andezit F.

középső

Kosdi F.

középső

Tardosi Gabbró gabbró intrúzió F. Szarvaskői Bazalt bazaltos pillow láva F.

?

t

látszólagos 300-500 m

sz

Bükkzsérci Mészkő F. Mónosbéli F.

szürke színű, fekete tűzkőgumós mészkő fekete, palás agyagos-aleurolit szürke-sötétszürke radiolarit fekete aleuritos agyagkő szürke pados– vastagpados helyenként kovásodott homokkő fekete, palás aleurolit és sötétszürke, tűzköves mészkő sűrű váltakozása sötétszürke, fekete pala lilásvörös, vörös helyenként zöld, szürke radiolarit és radioláriás pala

középső

Mónosbéli Fcs.

Csipkéstetői Radiolarit F. Rocskavölgyi F.

júra

homokos mészmárga miliolinás világosszürke mészkő láva, piroklasztit, szubvulkáni, intruzív vulkanitok. agyag, valamint homok, kavics, dolomit- és mészkőtörmelék elegye

Vaskapui Homokkő F.

Oldalvölgyi F.

Mezozoikum

Lökvölgyi F. Bányahegyi Radiolarit F.

felső

felső

Felsőtárkányi Mészkő F.

Szinvai Metabazalt F. Répáshutai Mészkő F.

triász

Várhegyi F.

Bükkfennsíki Mészkő F. Bervai Mészkő F.

középső

Szentistvánhegyi Metaandezit F.

J2

lokális

max 150 m

bz

J2-3

lokális

max 200 m

m

J2-3

lokális

látszólagos 100 m max 100 m

cs

J2-3

lokális

r

J2-3

lokális

max 200 m

vk

max 500 m

ov

300-500 m

lv

0,5-50 m

b

szürke pados, márgaközbetelepüléses, tűzkőlencsés, réteges mészkő zöld metabazalt

~500 m

ft

10-60 m

sn

rózsaszín, világosvörös mikrites mészkő vulkáni tufa, tufit és tufitos sötétszürke mészkő és fekete márga váltakozása világosszürke anchimetamorf mészkő fehér, világosszürke, sötétszürke biogén zátony és laguna kifejlődésű mészkő láva, agglomerátum, tufa, ignimbrit

max 100 m

rh

néhány 10 m

vh

~1000 m(?)

bf

500 m

be

?

sh

J2-3

lokális

júra palák J2-3

lokális

J2-3

regionális

J2-3

lokális

T3

regionális

T2-3

lokális

T3

lokális

T2

lokális triász karbonátok

T2-3

regionális

T2-3

regionális

T2

minimális

56

középső

karbon

Paleozoikum

perm

alsó

Hámori Dolomit F. Ablakoskővölgyi F.

szürke, sötétszürke 400 m dolomit vörös és zöld ~300 m homokkő, aleurolit; szürke mészkő; agyagpala, agyagmárga Szürke-barnásszürke ? mészkő

h

T2

av

g

T1

lokális

T1

lokális

alsó

Gerennavári Mészkő F.

középső

Nagyvisnyói Mészkő F. Szentléleki Formáció

vékonypados fekete ? mészkő zöld, vörös, lila 220-450 m foltos homokkő es aleurolit és zöld agyagkő, dolomit, gipsz-anhidrit

n

középső

Mályinka Formáció

?

m

középső

Szilvásváradi Formáció

sötétszürke–fekete agyagkő, aleurolités finomhomokkő sötétszürke, fekete palás aleurolit

?

s

középső

regionális

P2

lokális

P2

lokális

s

C2

lokális

C2

lokális

(A hidrodinamikailag jelentős képződmények félkövérítve kiemeltük.)

A fenti meggondolások szerint, 4-1. táblázat alapján 3 fő hidrosztratigráfiai egységet különítünk el (a Bükkalján található Neogén vízvezető képződményeken kívül): a vízvisszatartó(?) Paleogén márgákat; Júra pala vízvisszatartó rétegeket; és a karsztos jellegnek köszönhető (mélységgel csökkenő) jó vízvezetőképességűnek feltételezett Triász karbonátokat (4-2. ábra Hidrosztratigráfiai egységek térbeli elhelyezkedése felszín közelben ).

4-2. ábra Hidrosztratigráfiai egységek térbeli elhelyezkedése felszín közelben 57

(Jelmagyarázat: zöld vonal – modell határ, szürke vonal – végeselem háló/mesh, kék vonal – vízrajz, Hidrosztratigráfia: lila poligon - Triász karbonátok, világoskék poligon – Jura palák, világosbarna poligon – Paleogén márgák nagyobb vastagságban.)

A modellben a numerikus rétegeket felületek fogják közre. A felületeket a csomópontok (node) x,y és z értékei rögzítik a térben. A területileg változó földtani felépítést 3 területegységre egyszerűsítettük: Az 1. területen Triász mészkövek vannak a felszínen, a 2. területen Jura palák és alatta feltételezhetően triász karbonátok, míg a 3. területen a Pannon rétegek vagy Prepannon márgák vannak a felszínen, majd prepannon Kainozoós rétegsor következik változó vastagságban, ami alatt a prekainozoós aljzat vagy Jura pala, vagy Triász mészkő vagy ismeretlen rétegek (Vatta-Maklári árok) következnek. (Prepannon alatt olyan Kainozoós rétegeket értünk melyek idősebbek a Pannon rétegeknél, a Pannon rétegekhez hozzávettük a negyedidőszaki képződményeket is.) Ennek megfelelően a hidrosztratigráfia egységek és a numerikus rétegek és felületek viszonya a 4-2. táblázat szerint fog alakulni. Ahol a Jura vagy Triász rétegek a felszínre bukkannak ott az első két numerikus réteg vastagsága egyaránt 1 m. Mivel az alkalmazott szoftver nem engedélyezi a numerikus rétegek kiékelődését, ezért a kiékelődéseknél az úgynevezett paraméter váltás technikáját alkalmaztuk. A felületek szerkesztéséhez felhasználtuk a térinformatikából a Mezozoós rétegek kibukkanását lehatároló poligont (bukk_pnout.shp), a topográfiát (buk_vszt.shp), a leegyszerűsített Magyarország pre-kainozoos földtani térképét (M= 1:500’000, MÁFI 2010, Haas J. főszerkesztő) és a leegyszerűsített Magyarország Pannóniai (s.l.) képződményei A Peremartoni Főcsoport (=alsópannóniai képződmények) vastagsági és kifejlődési térképét (M= 1:500’000. MÁFI 1986, Csíky, G., Erdélyi Á., Jámbor Á., Kárpátiné Radó D., Kőrössy L.).

4-2. táblázat Numerikus felület és réteg beosztás Terület 1 Hidrosztratigráfia ideális

Numerikus felület szám név

Numerikus réteg név

Terület 2

Terület 3

név

név

szám

1 Topo Neogén + Kvarter képződmények

1 és 2

Triász mészkő

Júra pala

Neogén/ Paleogén

3

Triász mészkő

Júra pala

Paleogén

4

Triász mészkő

Júra pala

T/J / ismeretlen

5

Triász mészkő

Triász mészkő

T/J / ismeretlen

6

Triász mészkő

Triász mészkő

T/J / ismeretlen

7

Triász mészkő

Triász mészkő

T/J / ismeretlen

3 Paleogén top Paleogén márgák 4 Alaphg top Jura pala 5 Triász 1 Triász mészkő 6 Triász 2 Triász mészkő 7 Triász 3 Triász mészkő 8 Talp

58

A numerikus megoldás pontossága miatt a „Neogén + Kvarter” rétegeken belül 1, a „Mezozoós” rétegeken belül az aljzat tető (Aljzat_top) és a modell alja közé 3 extra felületet (4_Aljzat_szint, 5_Aljzat_szint, 6_Aljzat_szint) illesztettünk be úgy, hogy egyenlő rétegvastagságokat hozzunk létre. ( A triász képződményekre települő júra rétegek vastagsága csak néhány fúrásban ismert, így ez az egyszerűsítés adathiány miatt elfogadható.) A kiszerkesztett topográfiai, Pannon fekü és Prekainozoós aljzat tető felületek extra-és interpoláltuk, a reguláris gridhálóból a mesh csomópontokban meghatároztuk az adott z értéket, amit egy adattáblában ellenőriztünk különböző kritériumok szerint. Az így meghatározott felületeket a szoftver saját regializálóján (Akima) keresztül, 1% over/undershooting kritériummal építettük a modellbe. A modell alját egy síkban, -4000 mBf húztuk meg.

4.2.2

Vertikális tagolás

A végeselem háló vertikális tagolásához figyelembe vettük a hidrodinamikai modellezéshez fontosnak tűnő, a térinformatikába beépített objektumokat, úgymint modellhatárt, folyóvíz hálózatot, tektonikai elemeket, réteg elterjedéseket (kiékelődéseket), a BKÉR rendszer elemeit és különböző mélyföldtani fúrásokat (4-3. ábra). A 4-4. ábra hivatott bemutatni a mesh és a csomópontok igazítását a fent említett objektumokhoz. Az „igazítást” csak a hidrodinamikailag előzetesen jelentősnek vélt objektumokhoz és a lehetőségekhez mérten végeztük el, figyelembe véve, hogy a numerikus számítások annál pontosabbak, minél inkább közelít a végeselem 2 dimenzióban az egyenlő oldalú háromszög formához. (A 3 dimenziós, háromszög alapú hasáb elem arányosságát a horizontális tagolással lehet szabályozni: 4.2.1. fejezet.)

4-3. ábra Vertikális, ”hidrodinamikai” elemek a térinformatikai rendszerben

59

(Jelmagyarázat: zöld vonal – modell határ, szürke vonal – végeselem háló/mesh, kék vonal – vízrajz, sötétlila vonal – tektonikai elemek, különböző színű pontok – különböző pontszerű elemek (BKÉR monitoring rendszer), mint mély-fúrás, forrás, víznyelő, meteorológiai állomás, stb.)

4-4. ábra Igazított elemháló (Jelmagyarázat: 4-2. ábra szerint)

Végül a fenti elvek alapján elkészített modell 3D-s képe a 4-5. ábran látható DK felőli nézetben, kissé megbillentve.

60

4-5. ábra A modell 3D-s képe

4.3. Tulajdonság mezők A koncepcionális modellben tulajdonság mezőket a vízáramlásra és a hőtranszportra külön határozzuk meg, melyeket egyszerűsítéseket után rendelünk a numerikus modellhez. Ezek a kezdeti értékek a kalibráció és szkenárió folyamán finomodhatnak. 4.3.1

Vízáramláshoz kapcsolódó tulajdonságok

A vízföldtani tulajdonságok közül a vezetőképesség (K [m/sec]) a legfontosabb a szimuláció eredményeinek szempontjából. (A K értékeket legpontosabban a vízkutak különböző termelési és nyomás tesztjeiből illetve az olajkutató fúrások rétegvizsgálatiból lehet meghatározni. Az olajiparban használt permeabilitás értékeket közvetlenül át lehet számolni a hidrogeológiában használt vezetőképesség értékké. Ezek a mért értékek lokális jellegűek. Regionálisan a porozitás/ permeabilitás és a permeabilitás/ mélység összefüggésekből lehet K értékeket becsülni.) Mi a kezdeti vezetőképesség értékeket korábbi modellezések alapján határoztuk meg (Myer E.M. et al. /Vatnaskil/ 2012; Kun É. et al. /Smaragd-GSH/ 2012 és 2013)1, melyet a kalibrálás alatt pontosítottunk. A Vatnaskil modellben használt K értékeket a 4-6. ábran mutatjuk be. A Smaragd-GSH modelljének K értékei a porózus rétegekben 1-2x10-8 m/sec, karsztos rétegekben 8x10-5 – 1x10-8 m/sec. A felsőbb mészkő rétegekben a fokozottabb karsztosodás miatt mindkét modell nagyobb vezetőképesség értékeket alkalmazott.

4-6. ábra Vatnaskil modellben alkalmazott K és PHI(n) értékek

1

A Vatnaskil modell a DK bükki Kistokaji geotermális rendszerhez, míg a Smaragd-GSH által készített modell alapvetően a VIMORE projekthez készült. A modell leírásokat a hivatkozott irodalmakban lehet tanulmányozni.

61

A modellben alkalmazott hidrosztratigráfiai egységek változó litológiájú kőzetekből épülnek fel, így lokális finomításokra a kalibráció és a szkenárió folyamán egyaránt szükség volt. Az alaphegységet alkotó prekainozoós rétegek feltehetően kettős porozitással rendelkeznek, melyet az elsődleges porozitás érték növelésével, illetve 2 D-s vetőelemek beépítésével kezeltünk. A többi hidrodinamikai paramétert analógiák alapján becsültük. A 4-3. táblázat tartalmazza a modellben használt rétegelnevezéseket és a rétegekhez tartozó kezdeti vezetőképesség (K) és porozitás (n=PHI) értékeket. Ezek a kezdeti értékek a kalibráció során és a szkenárió alapján változtak, melyre változásokra az adott helyen mindig hivatkozunk. Mivel a tulajdonságmezők térbeli változékonyságára nem rendelkeztünk adattal, ezért minden rétegben a hidrodinamikai adatokat konstansnak és izotrópnak tételeztük fel.

4-3. táblázat Numerikus rétegek kezdeti vezetőképesség (K - m/sec) és porozitás (PHI - %) értékei Terület 1

Terület 2

Terület 3

réteg

név

K [m/sec]

PHI

név

K [m/sec]

PHI

név

K [m/sec]

PHI

1, 2.

Triász mészkő

1,00E-04

3,0%

Júra pala

5,00E-05

1,5%

Prepannon/Pannon

1,00E-03

15,0%

3.

Triász mészkő

1,00E-04

1,0%

Júra pala

5,00E-05

1,5%

Prepannon

2,00E-04

10,0%

4.

Triász mészkő

1,00E-06

0,5%

Júra pala

5,00E-07

0,5%

T / J / Ismeretlen

2,00E-06

0,5%

5.

Triász mészkő

1,00E-07

0,1%

Triász mészkő

1,00E-07

0,1%

T / J / Ismeretlen

1,00E-07

0,1%

6.

Triász mészkő

1,00E-08

0,05%

Triász mészkő

1,00E-08

0,05%

T / J / Ismeretlen

1,00E-08

0,05%

7.

Triász mészkő

1,00E-08

0,01%

Triász mészkő

1,00E-08

0,01%

T / J / Ismeretlen

1,00E-08

0,01%

A 4-7. ábra, 4-8. ábra és 4-9. ábra szemlélteti a hidrosztratigráfia egységek elterjedését a felső négy numerikus rétegeken belül a K értékek alapján, de egyúttal bemutatja a rétegen belüli paraméterváltást is. A szemléltetett elterjedések, illetve felszíni kibukkanások a koncepcionális modell numerikus modellbe történő transzformációi is egyben. Az egyszerűsítés mértékét 3-15. ábra és a 4-7. ábra összehasonlításával lehet felmérni. Az 5, 6. és 7. numerikus réteg már csak Triász kőzetekből és a Vatta-Maklári árok ismeretlen aljzatából épül fel. A következő, nehezen parametrizálható tulajdonságok a tranziens áramlásokhoz köthetők: tározási képesség (storativity), fajlagos tározási képesség (storage compressibility), illetve porozitás. Az egyes tulajdonság mezők a kezdeti értékei a kalibráció és szkenárió során változhattak, mely változásokra az adott szimuláció ismertetésénél térünk ki.

62

4-7. ábra Az 1. és 2. numerikus réteg kezdeti Kx,y,z értékei (Jelmagyarázat: világos barna – 1. terület egység – Triász a felszínen; sárga – 2. terület egység – Júra a felszínen; kék (Prepannon) és bordó (Pannon) – 3. terület egység a felszínen vagy felszín közelben)

4-8. ábra A 3. numerikus réteg kezdeti Kx,y,z értékei (Jelmagyarázat: világos barna – 1. terület egység –Triász mészkövek; sárga – 2. terület egység – Júra palák; kék – 3. terület egység – Paleogén márgák)

63

4-9. ábra A 4. numerikus réteg kezdeti Kx,y,z értékei (Jelmagyarázat: világos barna – Triász mészkövek; sárga – Júra palák; zöld – paleogén márgák ismeretlen aljzaton)

4.3.2

Hőtranszporthoz kapcsolódó tulajdonságok

Az áramló felszín alatti víz nagy fajhője és a kőzetek rossz hővezető képessége miatt sokáig megtartja bázis hőmérsékletét. A konvektív vízáram a kőzetek legjelentősebb hőforrása, illetve hőmegkötője. Hővezetési paraméterekre vonatkozó helyi mérések, publikációk nem ismertek, így a hővezetési paraméterek becslését (mért) irodalmi adatok alapján (Dövényi P., Horváth F. 1988) végeztük el. A numerikus modellbe épített kezdeti hőtranszport paraméterek a következők voltak (4-4. táblázat).

4-4. táblázat Hővezetésre vonatkozó kezdeti paraméterek

64

4.4. Kezdeti- és peremfeltételek A használt modellező program (Feflow v5.4) alapesetben a modellt zártnak tételezi fel. Hogy a modell kommunikáljon a „külvilággal” a koncepcionális modell felállításakor a kezdeti- és peremfeltételeket a vízáramlás és a hőtranszport szimulációjához egyaránt meg kell határozni és allokálni kell a numerikus modellhez (2-1. ábra). Négy különböző rendű peremfeltételt használhatunk a vízáram illetve hőtranszport szimulációhoz: a Dirichlet-típus (első rendű) a vízáram esetén kötött hidraulikus emelkedési magasságot [m] (hydraulic head), hőtranszport esetén kötött hőmérsékletet [°C] jelent. A Neumanntípusú (másod rendű) feltétel fluid fluxust [m/nap] jelent vízáramlás esetén és hőfluxust [J/m2/nap] hőtranszport esetén. A harmad rendű (transzfer vagy „reference hydraulic head”) a folyók vízszintjének, míg a negyed rendű peremfeltétel a csomóponti víz illetve hő forrás (vagy nyelő) hozamának és hőmérsékletének beállítására alkalmazható. Általában a modell felső felületén (tetején) vagy a Tóth elmélet (Tóth J. 1962; 1963) alapján a hidraulikus emelkedési magasságot (h.e.m.) határozzák meg (egy adott időpontban a karsztvíz szint), mint Dirichlet-feltételt, vagy a kalkulált beszivárgást alkalmazzák, mint Neumann-típusú feltételt. Az adott numerikus modell nagyobb rugalmassága, illetve a karsztvízszint meghatározásnál alkalmazott intra- és extrapolációk bizonytalansága miatt mi a harmad rendű (Cauchy) transzfer feltételt és a beszivárgás keverékét alkalmaztuk: a beszivárgás eloszlást a legfelső felülethez (3.6 fejezet), a folyóvízhálózat mért h.e.m értékeit a megfelelő csomópontokhoz rendeltük. Mi a modellben a folyóvízhálózat minden egyes felszíni csomópontjához „reference hydraulic head”-et, azaz nem kötött hidraulikus emelkedési magasságot (h.e.m.) rendeltünk, majd ellenőriztük; egyrészt, hogy közel legyenek a topográfiai felszínhez, másrészt, hogy a forrástól lefelé csökkenő értékek szerepeljenek (azaz a patak a torkolat felé, vagyis lefelé folyjon) (4-10. ábra). A modell határok megfelelő kiválasztása esetén (4.1 fejezet) a modell vertikális oldal falain nincs víz átáramlás („no-cross flow boundary”). Kisebb beáramlásra a modell észak-nyugati részén, Bélapátfalva környékén és a Bükk-fennsíkon elképzelhető, ahol mesterséges átvágást alkalmaztunk a modell határ kijelölésénél. A Bükk-fennsík ugyan elfogadható felszíni (lokális) vízválasztónak, de nagyobb mélységekben elképzelhető egy regionális áramlási rendszer az Alföld felé történő áramlási iránnyal. Tényleges és számottevő horizontális kiáramlásra csak a modell déli határán keresztül (VattaMaklári árok) az Alföld felé számítunk. A déli irányú vízátadás kétségtelennek tekinthető, de ennek mértéke tág határok között változhat. A kiáramlott víz mennyiségének becslése az adott kalibrációs feladat legkényesebb része, hiszen erre vonatkozóan semmilyen konkrét adattal nem rendelkezünk. A modell nyugati határa a Darnó vonal, melynek szerepe az Északi középhegység vízáramlás rendszerében egyelőre ismeretlen, de jelentős átáramlásra a Mátra és a Bükk között nem valószínű. A Darnó vonal inkább megcsapolja a Bükk és a Mátra vízkészletét, melyet dél - délnyugat felé vezet el. A modell keleti határát igyekeztünk olyan messze kitolni a fókusz területtől, hogy az esetleges átáramlás okozta hiba csak minimális hatással legyen a fókusz terület vízáramképére. Mivel a víz a hő legjelentősebb szállítója, ha az oldalfalakon nincs vízáramlás számottevő hőáramlással sem kell számolnunk.

65

Miskolc

Mezőkövesd

4-10. ábra Referencia h.e.m. a folyóvízhálózat csomópontjaiban a legfelső két felületen

A hőtranszportot tekintve a legfelső felületen az átlagos évi középhőmérséklet (11 °C; magassági szinttől függetlenül), mint Dirichlet-típusú feltétel lett allokálva. A legalsó felületen a hőáram biztosítására az átlagos geotermikus gradiensből az adott mélységre származtatott hőmérséklet értéket (250°C) rendeltük. A modell-rendszer határfelületein be- és kilépő diffúz vízáram mellett figyelembe kell venni lokális, pontszerű víz kilépések - akár természetes (forrás) akár mesterséges (hideg- és termálvizes karszt kutak) pontról van szó - napi átlag vízhozam/ termelési adatait. Lokális vízbelépések (nyelők) adatait időszakosságuk miatt nem vettük figyelembe illetve az epikarszt jelleg miatt diffúzként kezelhetőnek tételeztük fel (3.6 fejezet). A hideg (ivó)vízkivételek számszerűsítéséhez a modellterületre eső vízbázisok védendő napi termelési ütemét vettük alapul, amely Közép-Tisza-vidéki Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság Vízgyűjtő-gazdálkodási Osztálya által készített honlapról (http://vgtszolnok.wordpress.com/) letölthető (Vízgyűjtő-Gazdálkodási Terv, 3.1 melléklet). A vízgyűjtő-gazdálkodási terv a vízbázis súlyponti koordinátáira adja meg a vízbázis napi víztermelését, amit mi – regionális modell révén – és az egyszerűség kedvéért egy kúthoz rendeltünk. (Lokális problémáknál természetesen a vízbázis termelését kutanként, éves termelés napi átlaga alapján kell allokálni.) A vízbázisok elhelyezkedését a 4-11. ábra szemlélteti. A vízbázisok lekötött napi termelését 4-5. táblázat tartalmazza. A miskolci vízbázisok lekötött vízmennyiségét nem vettük figyelembe. Ugyan a védőterületeik még modellezési területre eshetnek, de ezek a vízkivételek a

66

fókusz terület hidrodinamikai viszonyait csak csekély mértékben befolyásolhatják, mivel a vízválasztón kívül esnek.

4-11. ábra A térségi közcélú ivóvízbázisok elhelyezkedése

A közcélú ivóvízkivételeken kívüli egyéb hideg vízkitermeléseket és a nem foglalt források napi átlagos hozamát becsültük. A modell területhez képest a bükki források elhelyezkedése a 4-12. ábra látható a BKÉR rendszer adatai alapján. A nyugat bükki terepi forrás felmérés még nem történt meg teljesen. A források nagy száma és a hozam változékonysága miatt a természetes forrásokon és fakadásokon távozó teljes napi vízkilépés csak becsülhető és diffúz fluxusként a déli peremen kifolyó természetes kiáramláshoz adható. Ez az egyszerűsítés megtehető - ha mennyiségileg nincs különbség a diffúz és lokális vízkilépés között -, mivel a természetes vízkilépések a „zavartalan” vízáramkép részei.

67

4-5. táblázat Ivóvízbázisok napi védendő termelései Vízbázis kódja

Település

Vízbázis neve

Vízkivétel célja

Napi termelés 3 (m /nap)

X_EOV

Y_EOV

9043-10

Andornaktálya

Andornaktálya, Eger-déli vm.

ivóvíz

3 627

277573

751876

9012-10

Bélapátfalva

Bélapátfalva ÉRV Zrt. IX. telep

ivóvíz

2 500

301548

748363

4318-10

Bükkzsérc

Bükkzsérc községi vízmű

ivóvíz

100

292800

758300

9038-110

Eger

Eger Északi vm.

ivóvíz

2 000

290187

750003

9038-100

Eger

Eger, Almári vm.

ivóvíz

2 655

290171

747907

9038-90

Eger

Eger Almári Vízmű (karszt)

ivóvíz

2 808

291168

747976

9038-80

Eger

Eger, Petőfi tér

ivóvíz

10 000

285662

749284

9026-10

Felsőtárkány

Felsőtárkány Barátrét

ivóvíz

3 000

294123

754121

4326-10

Kács

Kács, ÉRV Zrt. VIII. telep

ivóvíz

10 850

293180

767100

9074-10

Kompolt

Kompolt községi vízmű

ivóvíz

400

267422

739865

9030-10

Noszvaj

Noszvaji vm. Forró-kút

ivóvíz

576

288772

755220

4327-10

Sály

Sály, ÉRV Zrt. VIII./a telep

ivóvíz

9 950

294350

768250

9023-10

Szarvaskő

Szarvaskő Községi Vízmű

ivóvíz

120

294185

746846

9046-20

Verpelét

Verpelét vízmű

ivóvíz

450

280043

738121

Összesen

49 036

(forrás: Vízügyi és Környezetvédelmi Központi Igazgatóság 2010 A Duna-vízgyűjtő magyarországi része VIZGYŰJTŐ-GAZDÁLKODÁSI TERV. 3.1. melléklet)

4-12. ábra Források/fakadások a Bükkben és hévízkutak

68

A termál víztermelések a következőképpen alakultak (2011. június havi jelentett termelés napi átlaga) (4-6. táblázat):

4-6. táblázat Termálkutak termelései (m3) 2011. júniusában TELEPÜLÉS

KÚT

EOV_Y

Bogács

I. strand

760723

285989

Bogács

II. strand

760929

286135

Bogács

összesen

Demjén

K-10

747210

277805

Demjén

K-11

745674

Demjén

K-12

Egerszalók Egerszalók Egszal.-Demj.

EOV_X

Z

HAVI TERMELÉS

NAPI TERMELÉS

173

9 416

313,9

174

20 829

694,3

30 245

1 008

172

19 393

646,4

278066

149

6 000

200,0

746499

276081

160

De42

746313

279592

162

8 895

296,5

De42a

746323

279586

158

53 826

1794,2

88 114

2 937

118 359

3 945

0,0

összesen

Mindösszesen

A vízkilépésekre vonatkozó gondolatmenetet számszerűsítve:   

hidegvíz termelés ivóvíz célra lekötve: összesen 49’000 m3/nap, vízbázisokhoz pontszerűen rendelve a 4-5. táblázat szerint, nem ivóvíz célú hidegvíz kilépés + nem dokumentált vízkivétel: összesen 6’000 m3/nap értékre becsülve, néhány forráson elosztva, langyos és meleg-víz termelés: összesen ~3’950 m3/nap, adott kúthoz rendelve a 4-6. táblázat szerint.

Tehát durván 60’000 m3/nap vízkivétellel/kilépéssel számolhatunk a modellezendő területen, melynek döntő többsége pontszerű, míg kisebb részét diffúz kiáramlásként a déli peremhez rendelhető. Egyes peremfeltételek kezdeti értékei a kalibráció és szkenárió folyamán változtak, így ezek számszerű értékére mindig az adott szimulációnál térünk ki. A peremeken átfolyó fluxus beállítása a kalibrálás része. Mivel az adott probléma (1.2 fejezet) megoldásához nincs szükség tranziens modellezésre, ezért kezdeti feltételeket nem kellett meghatározni.

69

4.5. Beállítások és kalibráció Az alkalmazott modellező szoftver számos futtatási opciót ajánl fel, melyek közül ki kell választani az adott problémára a - várhatóan - legpontosabb megoldást adót. A modell kvantitatív kalibrációját csak a vízkutakban végzett szivattyúpróbák és visszatöltődés mérések illetve a szénhidrogénkutató fúrásokban végzett nyomásemelkedés mérések eredményeire támaszkodva lehetett volna elvégezni. Mivel az ilyen adatsorok meglehetősen szórványosak és alacsony megbízhatóságúak és a szolgáltatott adatok egyébként is csak lokális jellegűek, így a teljes modell területre egyébként sem alkalmazhatók. Az egzakt kalibráció hiányából fakadó bizonytalanságot a szkenárióban kezeltük és az eredmények értelmezésénél is figyelembe vettük.

4.5.1

Futtatási beállítások

A kalibráció elején kell beállítani a numerikus matematikai megoldások paramétereit és a legmegfelelőbb futtatási opciókat. Az áramlási egyenletek megoldásához a lineáris iterációs módszert (nem-teljes faktorizációs ”conjugate gradient” módszer) választottuk. Az aquifert telítettnek és nyílt víztükrűnek (unconfined) tételeztük fel. A megoldást a mátrix és a vető jellegű 2D-s elemeknél egyaránt Darcy képlet segítségével szimuláltuk. (A mátrix porozitás alacsony, a vízáramlás túlnyomó része feltételezhetően a hierarchizált repedésrendszerben zajlik.) 2D-s elemeket csak a modell tesztelése során építettünk be. A hiba tolerancia szintjének 10-3 pontosságot állítottuk be, melyhez a megoldás oszcillációját csökkentő - „Absolute L1 integral error norm” - konvergencia kritériumot választottuk a numerikus megoldás lokális hibáinak kisebb jelentősége miatt. A numerikus eredmények oszcillációjának csillapítására a „full upwinding” módszert alkalmaztuk. A termelési ütemet a szűrőzött vagy nyitott szakasz felső pontjához rendeltük a karsztos jelleg miatt (egy meghatározott repedésben történik az áramlás döntő többsége). A modellt először permanens hidrodinamikai, majd hőtranszport problémára kalibráltuk. A víz viszkozitásának hőmérséklet függőségét a szoftverbe épített harmadfokú egyenlet szabályozta, míg a sűrűség változást állandónak tételeztük fel. Az adott modellezési feladat jellege miatt tranziens modellt nem készítettünk.

4.5.2

Kalibráció

A BKÉR rendszerben 83 objektum szerepel, ami alkalmas karszt-vízszint mérésre, ebből 33 egységben (termelő-, megfigyelő kút, forrás, barlang) folyt többé-kevésbé rendszeres vízszint megfigyelés. (Ezek között nem szerepelnek a recski és bükkszéki vízszint mérési pontok, melyek kívül esnek a modell határon és a jelentős vízkivétel miatt nem tekinthetők jellemzőnek a karsztvíz rendszerre.) A 33 lehetséges mérési pontból különböző technikai okok miatt egyszerre maximum 25ben végeztek mérést. Mérési pontok elhelyezkedése egyenetlen, főleg Miskolc környékére

70

koncentrál, mivel alapvetően Miskolc vízellátásának előrejelzésére szolgál. A modell területre mindössze 15 pont esik (4-13. ábra), de karszt-vízszint térkép szerkesztésre a kívül eső pontok is alkalmasak. A rendszeres mérések adatai 1992 októberétől indulnak és a munkánkhoz felhasznált utolsó adatot 2013. május 5-én rögzítették (Lénárt László adatszolgáltatását felbővítettük néhány recski és bükkszéki mérési pont adatával). A hatalmas adathalmazból a könnyebb kezelhetősége érdekében minden hónap első napjának átlagértékét jelöltük ki a karsztvízszint megjelenítésére: az adattábla külön csatolva (havivízszint.xls). A modellben a vízszinteket a 2011. június elsejei állapotra, mint bázis időpontra kalibráltuk (téli hóolvadás után, a nyári aszály előtti állapot) (4-14. ábra). Az ellenőrző pontokat a szűrőzés felső pontjának megfelelő rétegre és mélységbe helyeztük el (4-7. táblázat). (Mivel nem rendelkezünk elegendő adattal a szivárgási tényező numerikus rétegenkénti eloszlásának és térbeli irányultságának meghatározásához, ezért a modellezés kezdetén, az azonos kőzettípusú rétegeket izotrópnak és konstansnak tételeztük fel - 4.3.1. fejezet). Érdekességképpen megemlíthetjük, hogy a regisztrált periódusban a legnagyobb vízszint különbséget (121 m) a Répáshuta (Tebepuszta) Tbp1 kútban, míg a legkisebbet (0,59 m) Miskolc, Garadna-fő-forrásnál rögzítették. (Természetesen a recski bányában történt aktív vízvédelem feladását/visszatöltődést kivéve.)

4-13. ábra Karszt-vízszint mérési pontok elhelyezkedése

71

A hidrodinamikai kalibrációhoz (mért vízszintek) a következő kezdeti input adatokat használtuk (a modell szerkezetét [vertikális és horizontális tagolás] nem változtattuk): 



peremfeltételek – ismertetve a 4.4 fejezetben o utánpótlódás (csapadék) o „cross-flow” a modell határokon o megcsapolás (források kutak)  meleg (termál) víztermelés és kifolyás  hideg (ivó) víztermelés és kifolyás vezetőképesség – ismertetve a 4.3.1 fejezetben

4-14. ábra Karszt-vízszint mérési adatok [mBf] 2011. június elsején

Modell kalibrációra a modell területen kívül eső pontok nem alkalmasak, a Demjén De-42 és De-42a kutak olyan közel esnek egymáshoz, hogy a kettő közül csak az egyiket lehet használni. A kalibrálásra megmaradt pontokat (14), a mért és a szimulált (kalibrált) vízszint értékeket a 4-7. táblázat tartalmazza. Az eredmények értékelésénél figyelembe kell venni, hogy 4 pont (Kács, Ka_Tukor-f; Miskolc, Mi_Szi-f, valamint Mi_Gar; és Bélapátfalva, Bf_IIIp7) nagyon közel esik a peremhez, illetve a peremen helyezkedik el, így kalibrációs értéküket a perem illetve a peremhez rendelt fluxus közvetlenül befolyásolja. A kalibráció végén elfogadott változat szimulált referencia értékei természetesen csak közelítőleg egyeznek meg a mért értékekkel. A fentieken kívül az eltérés oka szinte minden kalibrációs pontban más, melyeket a 6.1 Eredmények értelmezése és megbízhatósága c. fejezetben részletesen elemzünk. Az elfogadhatósági határt 25 m-ben állapítottuk meg tekintetbe véve a 72

modellezett karszt rendszer összetettségét és a mért vízjárások és forrás hozamok mértékét („Geotermikus potenciál felmérés Eger régióban - A Bükk karsztrendszer főbb ismérveinek összefoglalása” c. tanulmány). A kalibráció során először a legfelső réteg Balti feletti magasságát ellenőriztük – és ott ahol szükséges volt – korrigáltuk.

4-7. táblázat Kalibrációs táblázat (vízszint) ID

Obkektum név

mérés num. mélysége felület 5. 38

Obj. kód

z

Bf_IIIp7

426,0

Egsz_De42

161,5

-236

2011.06.01

szimulált vízszint

különbség

392,37

392,72

5,35

5.

167,28

176,50

9,22

vízszint

1.

Bélapátfalva, III/7 kút

2.

Egerszalók, De-42

3.

Felsőtárkány, Lök-völgy, L-1

Fe_L1

359,2

?

5.

334,62*

357,67

23,05

4.

Felsőtárkány, Sz-5 kút

Fe_Sz5

239,9

?

5.

238,06

262,83

24,77

5.

Kács, Tükör-forrás

Ka_Tukor-f

202,0

felszín

1.

195,03

202,00

6,97

6.

Miskolc-Lillafüred, Szinva-fő-f.

Mi_Szi-f

359,0

felszín

1.

339,22

336,22

-3,00

7.

Miskolc, Garadna-fő-forrás

Mi_Gar

497,0

felszín

1.

496,02

499,00

2,98

8.

Mónosbél, Vízfő-forrás

Mo_Vizf-f

365,0

felszín

1.

357,88

335,18

-22,70

9.

Miskolc, Nv-17 (=Nv-8)

Mi_Nv17

778,7

511

5.

527,75

495,23

-32,52

10.

Miskolc, M-6 kút

Mi_M6

724,2

?

5.

449,55

450,70

1,15

11.

Répáshuta, Tbp-1 (Rh-1)

Rh_Tbp1

498,5

felszín

5.

379,99

404,28

24,29

12.

Demjén, K-10 termál

De_K10

172,0

-515

5.

177,69

179,06

1,37

?

5.

182,67

175,36

-7,31

-1260

5.

181,71*

176,71

-5,00

13. 14.

Demjén, K-11 termál Demjén, K-12 termál

De_K11 De_K12

149,0 160,0

(* - a referencia időpontban nincs mérési adat, időben a legközelebbi mért érték. Mértékegységek: mBf. Hivatkozott modell változat ne7c.fem, eredmény fájl ne7c.dar)

A hőmérséklet kalibrációt az egerszalók - demjéni területen (4 pont) tudtuk elvégezni. A hőmérséklet, mivel a konvektív és konduktív áramlás eredményeképpen alakul ki, sokkal érzékenyebb, mint a hidraulikus potenciál, így nehezebb is kalibrálni. A kiképzéskor mért kifolyóvíz hőmérsékletéhez képest az eltérés rendre DeK-10: +9,14 °C; De-K11: +10,88 °C; De-K12 +4,21 °C és Egsz-De42: -13,23 °C. (Kalibrációs lista: kalib.xls) A beszivárgási értékeket nem változtattuk, mivel az eredmények a megfigyelő pontokban kevéssé érzékenyek (~ 10 cm) a reális beszivárgási szélső értékek közti input adat változtatásra. A kalibráció eredményeinek értelmezése során folyamatosan végeztük a visszacsatolást (2-1. ábra), azaz az input adatokat az előző futtatás output adatainak finomításával javítottuk. A kalibrációnál nem a matematikai pontosságra törekedtünk, hanem a megismert és reális áramkép kialakítására. A kalibrált modellt az 5.2 Alapeset fejezetben ismertetjük.

73

5. Hidrodinamikai és hőtranszport modellek 5.1. Szkenárió Az adott feladatot tekintve – geotermális potenciál felmérés – egyszerű szkenáriót lehetett alkalmazni a 2006. június elsejei vízszint adatokra kalibrált modellen. A geotermális potenciál becsléséhez először egy feltételezett klímaváltozás (aszályosodás), azaz a beszivárgó csapadék mennyiség csökkenés hatását néztük meg a hidraulikus potenciálra és a hőmérsékletre. Másodszor a feltételezett extra vízkivételek hatását szimuláltuk a kivehető vízmennyiségre, azaz modelleztük újabb, belépő vízkivételek szerepét a meglévő víztermelésekre. Jellegéből adódóan a beszivárgásnak globális (nagy területen, diffúz módon viszonylag nagy vízmennyiség csökkenés), míg az extra vízkivételnek lokális hatást (egy vagy több pontban, nagyságrendileg kisebb vízkivétel) feltételeztünk.

5.2. Alapeset Az alap eset vagy referencia modell (ne7c) a kalibráció során elfogadott modell változat. Ez a változat a kiindulási attribútum input értékekben helyenként módosult az első, kiindulási változathoz képest. A referencia modell (ne7c.fem, és bináris eredmény fájlja n7c.dac) pontosságát a referencia pontokhoz képest a 4-7. táblázat tartalmazza. A referencia pontokban mért értékeket és eredményeket (*.dar) mellékletként csatoltuk a jelen tanulmányhoz. A referencia modell vezetőképesség értékei a következőképpen alakulnak:

5-1. táblázat Referencia modell K értékei (10-4 m/sec) ne7c verzió

Triász karbonát

réteg

Kxy

Jura pala

Kz

Kxy

Pre-neogén márga Kz

Kxy

Kz

Neogén Kxy

Kz

1.

3

1,5

2

1

0,1

0,005

0,5

0,025

2.

3

1,5

2

1

0,1

0,005

0,5

0,025

3.

0,3

0,075

0,2

0,05

0,01

0,00025

4.

0,3

0,15

0,2

0,1

0,01

0,0005

5.

0,15

0,015

6.

0,005

0,005

7.

0,001

0,001

A modell beszivárgás értékeit nem változtattuk. Az észak felől értékező magasabb rendű regionális vízáramok beépítésére az északi modell határhoz helyenként csekély mennyiségű vízáramfluxust kellett hozzárendelni. A referencia modellt az alábbi ábrákon mutatjuk be (5-1. ábra - 5-7. ábra). Az 5. felületen helyezkedik el a referencia pontok többsége és a legtöbb vízkivétel, így ez a felület a legjellemzőbb az adott problémára.

74

5-1. ábra A referencia modell szimulált hőmérséklet eloszlása az 5. felületen

5-2. ábra Szimulált izotermák az 5. felületen

75

Szelvény nyomvonal

5-3. ábra Szimulált hőmérséklet eloszlás a 6. felületen, hőfluxus vektorok vetületével

Bükk-fennsík Demjéni terület

5-4. ábra Hőmérséklet eloszlás közel É-D-i szelvényben (A szelvény nyomvonal az 5-3. ábran látható. 5x magasság torzítás.)

76

5-5. ábra A referencia modell szimulált hidraulikus potenciál eloszlása az 5. felületen

5-6. ábra A referencia modell szimulált hidraulikus potenciál eloszlása a 6. felületen

77

Bükk-fennsík Demjéni terület

5-7. ábra Hidraulikus potenciál eloszlás közel É-D-i szelvényben (A szelvény nyomvonal az 5-3. ábran látható. 5x magasság torzítás.)

A fenti ábrákon a melegebb (piros) színek értékeket jelölnek, mint a hideg (kék) színek. Tehát az áramlás a melegebb helyekről a hidegebb helyek felé történik. Az ábrák színezése dinamikus, a maximális és minimális értékek között minden esetben 32 egyenlő intervallum van. A fluxus vektorok hossza – ahol ábrázolásra kerültek – a fluxus nagyságával arányosak és a 3D-s vektor vetületei. Tehát egy vertikális áramlás adott esetben ugyanúgy jelentkezik, mint ha nem vagy alig lenne áramlás. Minden elemen egy vektor van, tehát a vektorok sűrűsége csak az elemháló sűrűségére utal és nem az áramlás nagyságára. A hő és hidraulikus eloszlás megfelel az elvárt áramlási képnek, a Bükk-fennsíkon erőteljes és meredek beáramlás látható, ami a modell déli peremein regionális kiáramlás, északon a Garadna völgyében lokális kiáramlás formájában jelentkezik. A modell északnyugati sarkában (5-1. ábra) látható melegebb terület egyrészt a peremfeltételek által kialakított alacsony víz áramlású, „pangó” területnek, másrészt az 5. felület geometriájának köszönhető. Itt ugyanis a felület mélyebb és így melegebb a környezetéhez képest. Mivel ez a területrész kiesik az energia régió fókusz területéből (4-1. ábra) és referencia pontunk sincs, a pontosabb kalibrációját nem lehetett elvégezni. A déli perem közelében látható melegebb terület részben itt is az 5. felület morfológiájának köszönhető, részben pedig a Vatta-Maklári árkot kitöltő üledékek (márgák) gyengébb vízáteresztő képességének, ami a délre tartó regionális áramlást felfelé tereli.

78

5.3. Klimaváltozásos változat Az éves csapadék a beszivárgás és az utánpótlódás kapcsolatát a 3.4.1. és 3.6 fejezetekben mutattuk be, illetve a már többször hivatkozott „Geotermikus potenciál felmérés Eger régióban - A Bükk karsztrendszer főbb ismérveinek összefoglalása” tanulmányunkban részletesen szerepel. A feltételezhető klímaváltozás hosszabb aszályos nyarak, hótakaró mentes telek és rövid intenzív esős periódusok felé konvergál. A rövid, intenzív csapadék nem képes pótolnia az aszályos időszakok alatti csapadékhiányt, hiszen ilyenkor a beszivárgás nélküli lefolyás jóval nagyobb. Az aszályos időszakok alatti növényzet degradáció szintén az erőteljesebb lefolyásnak kedvez. Két változatot vizsgáltunk; a) 10%-os éves csapadék csökkenésnél 15%-os utánpótlódás csökkenést, míg b) 20%-os csapadék csökkenés esetén 30%-os utánpótlódás csökkenést feltételeztünk (besziv.xls). A számok realitását bizonyítja, hogy a sokéves átlag alapján a csapadék ~ 850 mm/év, a 10%-os csökkenés 765 mm/év csapadékot jelent, aminél kisebb érték (697,5 mm/év) már előfordult 1981 és 1991 között (3-2. táblázat) és ez is alig haladja meg a 20%-os csökkenés értékét (680 mm/év). A két változatra ne7c_klíma0,85 és ne7c_klíma0,7 névvel hivatkozunk (5-2. táblázat). A táblázatban szereplő diff_ kifejezés az adott változatok közti hidraulikus potenciál különbségre vonatkozik. A hidraulikus potenciál áramképben és a hő eloszlásban az utánpótlódás csökkenés egyenletes regionális hatása miatt nincs szembetűnő változás. Ezt igazolják a referencia pontokban meghatározott szimulált értékek is, melyek csak csekély változást mutatnak a referencia modellhez képest (Melléklet).

5-2. táblázat Hidraulikus potenciál (mBf) összehasonlító táblázat klímaváltozásos verziókra ne7c_klíma0,85

diff_ne7c

ne7c_klíma0,7

diff_ne7c_klima0,85

diff_ne7c

Bf_IIIp7

397,61

-0,11

397,47

-0,14

-0,25

Egsz_De42

176,27

-0,23

176,14

-0,13

-0,36

Fe_L1

357,31

-0,36

356,71

-0,60

-0,96

Fe_Sz5

262,82

-0,01

262,80

-0,02

-0,03

Ka_Tukor-f

202,00

0,00

202,00

0,00

0,00

Mi_Szi-f

336,22

0,00

336,22

0,00

0,00

Mi_Gar

499,00

0,00

499,00

0,00

0,00

Mo_Vizf-f

335,10

-0,08

335,03

-0,07

-0,15

Mi_Nv17

498,40

3,17

497,14

-1,26

1,91

Mi_M6

452,29

1,59

451,21

-1,08

0,51

Rh_Tbp1

404,65

0,37

403,47

-1,18

-0,81

De_K10

178,73

-0,33

178,52

-0,21

-0,54

De_K11

175,14

-0,22

174,98

-0,16

-0,38

De_K12

176,43

-0,28

176,21

-0,22

-0,50

(A táblázatban szereplő diff_ kifejezés az adott változatok közti hidraulikus potenciál különbségre (m) vonatkozik.)

79

A Demjén - Egerszalók – Eger – Felsőtárkány és Bélapátfalva – Mónosbél területen a 15%-os utánpótlódás csökkentés max. 36 cm-es potenciál csökkenésben jelentkezik. A Kács, Miskolc Garadna és Szinva-fő forrás pontok túl közel vannak a modell peremhez, így ezekben változás nem történt. Érdekes a Bükk-fennsík pontjaiban (kútjaiban) szimulált potenciál emelkedés, ami a csökkenő felszíni beszivárgás miatt a mélyebb áramlatok növekvő túlsúlyával, túlkompenzációjával magyarázható. További felszíni utánpótlódás csökkenést a peremi fix fluxus már nem tud kiegyenlíteni és a 30%-os beszivárgás csökkenés már általános potenciál csökkenés okoz. Amennyiben a peremi fluxusok nagyságában is jelentkezik az utánpótlódás csökkenés, akkor valószínűleg a Bükk-fennsík karsztvíz szintje drasztikusan süllyedhet. A szimulált potenciálok a Bükk-fennsík vízháztartásának kényes egyensúlyára utalnak. Ami a Bükkalja geotermális potenciálját illeti a szimulált hidraulikus potenciál csökkenés a referencia pontokban az 1 m-t sem érte el 30%-os utánpótlódás csökkenés mellett. Ez azt jelenti, hogy a klímaváltozás még drasztikus esetben sem befolyásolja a térség regionális geotermális energia felhasználásának lehetőségét. Hőmérséklet oldaláról nézve a mért Demjén-Egerszalóki kutakban a potenciál csökkenés 1-3 °C-os emelkedéssel jelentkezik a 15%-os utánpótlódás csökkenéses esetben, ami kb. 0,5 °C csökken a 30%-os utánpótlódás csökkenéses esetben, de még mindig magasabb, mint a referencia változat értékei. Valószínűleg itt is a csökkenő hidraulikus potenciált a mélyebb és melegebb beáramlások tudják kompenzálni az alsóbb réteg vízadó képességének egy bizonyos határáig (5-3. táblázat). A határt elérve ismét a hideg, felszín közeli vizek megcsapolódása fokozódik.

5-3. táblázat Hőmérséklet változás összehasonlító táblázat klímaváltozásos verziókra ne7c_klíma0,85

diff_ne7c

ne7c_klíma0,7

diff_ne7c_klíma0,85

diff_ne7c

°C

°C

°C

°C

°C

De -K10

79,47

3,63

78,9

-0,57

3,06

De-K11

78,21

1,03

78,4

0,19

1,22

De-K12

79,11

1,90

78,73

-0,38

1,52

Egsz-De42

53,81

2,04

53,64

-0,17

1,87

(A táblázatban szereplő diff_ kifejezés az adott változatok közti hidraulikus potenciál különbségre (m) vonatkozik.)

80

5.4. Extratermeléses változat További termálvíz kivétel csak ott lehetséges, ahol az erre megfelelő hőmérsékletű víz jó vízadó kőzetben található. Így új termálkutak a Bükkalja területen, a már eddig is ismert hévízkutak közelében, Egerszalók, Demjén, Andornaktálya, Eger és Bogács környékén jelölhetők ki (4-12. ábra). A 4-6. táblázatban közölt a hivatalos termelési adatok alapján becsülhetjük meg a vízkivételi igények nagyságát. Az első esetben (ne7c_strand) legyen 3 db új kút egyenként 2’000 m3/nap vízkivétellel. A második esetben 3 új kút (1 termelő és két visszasajtoló) 20’000 m3/nap (ne7c_erőmű) termelési ütemmel. Az első variáció lényegében 3 strandfürdő, uszoda vagy wellness szálló üzemeltetésére alkalmas hozamot tartalmaz a visszasajtolás megengedése nélkül. A második variáció egy kisebb geotermális erőmű gazdaságos üzemeltetésére alkalmas nagyobb hozamot és a lefűtött víz visszasajtolását feltételezi. (A Miskolci Geotermikus Hőerőműhöz közel 25’000 m3/nap kapacitás van lekötve a két mályi kútban: 3-4. táblázat.)

5.4.1

Strand alváltozat

Az említett három teszt kutat Egerszalók, Kerecsend és Andornaktálya körzetében helyeztük el az 5. numerikus rétegre. A teoretikus termálvíz kivételi pontok elhelyezkedését és az 5. felületen szimulált hőeloszlást az 5-8. ábran mutatjuk be (ne7c_strand.fem és *.dar).

Eger

Mezőkövesd

5-8. ábra Az 5. felületen szimulált hőeloszlás a "strand" alváltozatban (t –Andornaktálya; v – Egerszalók; x - Verpelét)

A feltételezett kitermelések nem okoztak drasztikus változást az 5. felületen szimulált áramképben (5-9. ábra) az alapesethez (5-5. ábra) képest. Egerszalók területén (v pont környezete) az

81

izopotenciálok igazodnak az extra 2000 m3/nap vízkivételhez, Andornaktálya körzetében (t pont) a vízkivétel belesimul az egri depressziós tölcsérbe, míg Verpelét területén (x pont) is csak enyhe hidraulikus potenciál csökkenő hatás látszik.

Eger

5-9. ábra Az 5. felületen szimulált hidraulikus potenciál a "strand" alváltozatban (t –Andornaktálya; v – Egerszalók; x - Verpelét)

Ez a depressziós hatás számokban kifejezve a referencia pontokban a következőképpen alakul (Melléklet): Egsz-De42 esetében 10 cm, De-K10 esetében 23 cm, De-K11 esetében 14 cm és De-K12 esetében 26 cm a hidraulikus emelkedési magasság csökkenés. Érdekesség, hogy a légvonalban 25 km-re lévő répáshutai Tbp-1 kútban is 1 cm-es potenciál csökkenést szimuláltunk, míg a közelebbi, felsőtárkányi kutakban nem tapasztaltunk változást. A modellbe épített extra vízkivételek 0,1 – 0,4 °C hőmérséklet csökkenést okoztak a referencia pontokban az alapesethez képest, ami a numerikus számítás és a mérési pontosság határain belül van, de minden esetben konzekvensen kisebb hőmérséklet volt szimulálható.

5.4.2

Erőmű alváltozat

Ebben az esetben 20’000 m3/nap vízkivételt (1 kútból) és ugyanennyi visszasajtolást (2 kútba egyenlően megosztva) szimuláltunk (ne7c_erőmű.fem és *.dar). A kiválasztott terület az egyébként is geotermális energiahasznosításra perspektivikusnak tűnő Szomolya dél térsége. A visszasajtolás 20 °C-ra lefűtött vízzel történik. Az 5-10. ábra és 5-11. ábra mutatja be a szimulált hőmérséklet eloszlást az 5. felületen.

82

Mivel a referencia változathoz nem nyúltunk a termelt víz hőmérséklete csupán 45 °C, ami mélyebb rétegek feltárása esetén elérheti a 80-90 °C-ot. A visszasajtolás a 25 °C körüli izoterma vonalában történt így az alacsonyabb hőmérséklet hamar átveszi a környezete hőmérsékletét és nem okoz feltűnő hőmérséklet anomáliát.

Bogács

Szomolya

Novaj

5-10. ábra Az 5. felületen szimulált hőmérséklet eloszlás az "erőmű" alváltozatban 3

3

3

(w – besajtoló kút: 20’00m /nap; x – visszasajtoló -10’000 m /nap; y – visszasajtoló -10’000 m /nap)

Bogács

Szomolya

Novaj

5-11. ábra Az 5. felületen szimulált izotermák az "erőmű" alváltozatban 3

3

3

(w – besajtoló kút: 20’00m /nap; x – visszasajtoló -10’000 m /nap; y – visszasajtoló -10’000 m /nap)

83

A 13 km-re nyugatra lévő demjéni referencia pontokban a „szomolyai geotermális hőerőmű projekt” max. -4 °C-os hőmérséklet és -10 cm-es hidraulikus potenciál változást (csökkenést) okozott (Melléklet). A várható hatás a bogácsi termálkutakban ennél drasztikusabb lenne.

5-12. ábra Az „erőmű” változat modell a Feflow Viewer 6.1 képernyőjén

84

6. Eredmények, következtetések 6.1. Eredmények értelmezése és megbízhatósága Mielőtt a numerikus modellek eredményeit értelmeznénk, szükséges néhány szóban ismertetni az értelmezés stratégiáját; modellezés korlátait általában és az adott problémára vonatkozóan konkrétan, illetve visszautalni néhány szóban 2.1. fejezetben ismertetett modellezési fázisokra. Szeretnénk hangsúlyozni, hogy a numerikus hidrogeológiai modell mindig egy adott problémára készül; jelen esetben az Eger régió geotermális potenciáljának felmérésére. A modell maga nagyban függ az input paraméterek megbízhatóságától, mennyiségétől és eloszlásától. Ezeket az információkat mindenképpen figyelembe kell venni az értelmezésnél. A modell számos egyszerűsítésen keresztül jut el arra az állapotra, amelybe már beépíthetők azok az input paraméterek, melyeknek a hőmérséklet eloszlásra és a várható hidrológiai potenciálra gyakorolt hatására kíváncsiak vagyunk. Így maguk az eredmények is tükrözik ezeket az egyszerűsítéseket, melyek általában méretarányban és pontosságban jelentkeznek.

6.1.1

Általános megjegyzések A jelen modellezés Eger és környéke geotermális potenciáljának felmérésére készült.

A numerikus szimuláció eredményei a modellezett terület földtani, vízföldtani ismereteinek jelen állapotát tükrözik, azokra épülnek. Bármely új adat, ami a modellbe beépített feltételezéseknek ellentmond, a bemenő paraméterek megváltoztatását és a szimuláció újrakezdését igényelheti. Elfogadható eredményeket csak akkor várhatunk, ha a rendelkezésre álló bemeneti adatok ellentmondásmentesek és ismereteink mai szintjén megfelelnek a valóságnak. Az eredmények pontossága csak az aktuális ismereteink szerint elfogadott és használt geológiai, hidrogeológiai és numerikus módszerekhez tartozó egyszerűsítésekből és megközelítésekből származó hibák határain belül biztosított. A szórványos adatok regionalizálása miatt a lokális eredmények kisebb hibákkal terheltek lehetnek. Ezen ”hibák” az adatok helyi változékonyságából is származhatnak, melyeket az ismerethiány miatt modellezni nem lehet. A vizsgált terület vízadói helyenként unconfined (nyílt – a víztároló a csapadékból közvetlenül kapja az utánpótlódást, nyomásviszonyai az atmoszférikus nyomással közvetlen kapcsolatban vannak) [Bükk-fennsík] helyenként confined (zárt – impermeabilis rétegekkel határolt) [pl. Bükk előtér] jellegeket mutatnak. A numerikus modellekben a két típust keverni nem lehet, mivel más megoldási formulákat igényelnek, ami így a megoldások pontosságában is jelentkezik. A zárt vízadók potenciál eloszlása elvileg a mérési helyek (nyitott szakaszok) hidraulikus emelkedési magasságai alapján jellemezhető egy adott időpontban. A hidraulikus emelkedési magasság függ a csőben lévő vízoszlop sűrűségétől, ami a hőmérséklet, a viszkozitás, az ásványianyag tartalom és a gázosság függvénye. Ha mindezen paraméterek ismeretének birtokában is lennénk, a viszonyítási sík – amihez képest számoljuk a vízoszlop magasságát – meghatározása még elméleti alapon is problematikus lenne. Mindez a Demjén De-K10 termálkút példáján a következőképpen néz ki: ha a Balti-tenger vízszintje a referencia sík, akkor a mért 177,69 m magas 66,7°C-os vízoszlop

85

nyomása 174,05 m 4°C-os vízoszlop nyomásának felel meg. Azaz a mért és a modellezett a potenciál különbség (3,64 m), ami egy regionális modellben már elfogadható, hiszen a modell teljes potenciál különbségének 10 %-át sem éri el. Ha azonban a referencia síkot a Balti tengerhez képest -1000 mben jelöljük ki akkor a különbség (hiba) már 24,14 m! A mi modellünk talpa -4000 m, amit ha referencia síknak alkalmazunk akár a 85 m-s eltérést is tud okozni a De-K10-es kútban. A szoftver a beépített, szerkeszthető polynomiális egyenlet pontosságának függvényében tudja kezelni a hőmérséklet különbségből adódó sűrűség különbséget, de a gázosság és ásványianyag tartalom különbségből adódó különbséget már nem és ezek az adott modellben szintén elérhetik a több tíz méteres nagyságrendet. Nincs egységes karsztvíz felszín a Bükk-fennsíkon. A karsztvízszint idősorok egyértelműen tükrözik a tektonikai blokkok korlátozott hely és időpont függő kapcsolatát és a karsztrendszerek fejlődését (Lásd: „Geotermikus potenciál felmérés Eger régióban - A Bükk karsztrendszer főbb ismérveinek összefoglalása” c. tanulmány). A korlátozott kapcsolatokat a mai ismereteinkkel és a rendelkezésre álló eszközeinkkel lekövetni nem tudjuk. Az eredmények értelmezésénél figyelembe kell venni a bemeneti adatok bizonytalanságait és ismerethiányait (K tényező nagyság és térbeli eloszlás, telep vastagság, vízsűrűség és viszkozitás, tárolási képesség, kút műszaki kiképzés, stb.). Szintén figyelembe kell venni a kalibrálási pontokban végzett mérések megbízhatóságát és korlátait. Ezekre a következő, 6.1.2. fejezetben térünk ki. A numerikus modell működésével kapcsolatban Klemes (1986) megjegyzését idéznénk "For a good mathematical model it is not enough to work well. It must work well for the right reasons. It must reflect, even if only in simplified form, the essential features of the physical prototype." Durva fordításban: Nem elég, ha a jó matematikai modell jól működik. Jó okból kell jól működnie. Ha csak egy egyszerű formában is, de hasonlítania kell a valóság egy tulajdonságára.

6.1.2

Kalibrálási pontok jellemzése

A permanens modell kalibrálása során a 2011. június elsejei állapotot vettük alapul. A kalibrálási pontokban a mért és modellezett értékek közti eltérés értelmezéséhez ismerni kell a mérési pontot és a mért értékek megbízhatóságát. Ezért röviden jellemezzük a kalibrálási referencia pontokat Lénárt László (2013) leírása alapján. A mérések adathiányaira és hektikusságára utaló további megjegyzések az eredeti anyagban megtalálhatók.

1. Bélapátfalva, III/7, üzemen kívüli figyelőkúttá átminősített, leselejtezett kút (s) „Kútperem az aknában – valószínűsíthetően – 427.72 mBf, kútperem a külszínen 429, 86 mBf, 1998.08.03 – ma is történő saját mérés DATAQUA, ill. DATAQUA 2002 mérőműszerrel. Az ÉRV Rt. az 1995. május 10-én – a bélapátfalvai cementgyár mészkőbányája melletti leselejtezett kutak egyikében – elhelyezett saját műszerrel a mérést 1997. év során beszüntette, a kútba saját DATAQUA 2002 mérőműszert építettünk be 1998. augusztus 3-án. Adathiányunk 2000. július – 2002. január és 2006. január – 2008. július között van. (Problémát okozott, hogy ellenőrző kézi méréseket nem tudtuk mindig elvégezni a lezárás bonyolultsága miatt. Később a bonyolultság megszűnt, mivel a kútfejet nem lehetett lezárni.) 2004 tavaszán a műszerünk felfüggesztő kábelét

86

baltával levágták és elvitték. Szerencsére egy alsó helyen is rögzítve volt a műszer, így azt ki tudtuk menteni és a legutolsó adatokat is ki tudtuk nyerni. A műszert megjavíttattuk, a kút lezárása őszre megtörtént, a méréseket folytattuk. 2005-ben emelkedő vízszintet tapasztaltunk. A vízszintingadozás mintegy 9 m volt 2005 végéig, de az ingadozás mértéke nehezen értelmezhető. Az ÉRV Rt. kezdeményezte a leselejtezett kút észlelőkúttá való átminősítését, ami 2005 folyamán meg is történt. Sajnálatos módon 2006. év elején a kutat ismeretlenek felfeszítették, a műszert kiemelték és elvitték. A kút lezárását az ÉRV Zrt. olyan módon csinálta meg, amit nem tartottunk biztonságosnak és nem helyeztünk vissza műszert. Emiatt 2007-re vonatkozóan mindössze négy kézi mérésünk van, mely adatok az év első felében csökkenő, majd kismértékben növekvő vízszintet mutatnak. 2008 januárjában sikerült megoldani a kútlezárást, majd ezt követően 2008. július 7-én a műszertelepítést követően indulhatott újra a mérés. A vízszint a júliusi jelentős csapadék hatására augusztus második feléig emelkedett, ezt követően december elejéig fokozatosan csökkent, majd az év végén hulló nagyobb csapadék hatására ismét megemelkedett.” A kút mérési mélysége 38 mBf. A kút talpa ismeretlen, állapotáról nincs információ. A kútban 1 db szűrő van, teteje 35 mBf alja 4 mBf. Maximális mért vízszint 403,93 mBf minimális 383,63 mBf, a vízjárás 20,3 m.

2. Demjén-42 és 42a (p, T) Az egerszalóki De-42, De-42/a, a demjéni K-10, K-11, K-12 valamint az andornaktályai, At-8-as és At-10-es termelő termálkutak mindegyikében van (volt) DATAQUA mérőműszer (P,T mérés). A regionális modellezésnél a két kutat összevontuk. A mérési mélység a 42-es kút esetében -236 mBf. A mérések folyamatos termelés mellett történtek. kód Egsz_De42 Egsz_De42a

z (mBf) 161,5 158,1

talp (m) 407,5 426,0

szűrők száma

szűrő_felső (mBf)

1 1

-236,0 -242,2

szűrő alsó (mBf) -242,0 -265,1

A mért értékeket bar-ban adták meg, ennek átszámolása hidraulikus emelkedési magassággá hőmérséklet és gáz tartalom függő, úgyhogy az átszámított értékek bizonytalansággal terheltek. A maximális nyomásérték 10,19 illetve 10,65 bar, a minimális 2,75 illetve 2,02, így a maximális nyomás különbség 7,45 illetve 8,64 bar.

3. Felsőtárkány, Lök-völgy, L-1 figyelőkút (s,T) „Kútperem 359,17 mBf, 1994.08.01 – 2000.10.28 saját mérés; Kútperem megváltozott, 359,85 mBf, 2003.12.09 – 2010.03.20, Smaragd-GSH Kft. mérés, mindkettő DATAQUA mérőműszerrel, végig párhuzamosan HMV ZRt. kézi mérésekkel kiegészítve. Két jelentősebb és egy rövidebb idejű adathiányunk van. A legjelentősebb hiány esetében havi kézi méréseket végeztünk. 2000-től a HMV Rt. heti gyakoriságú mérési adatait is közöljük. (A régebbi jelentésekben a HMV Rt. kézi mérési eredményeit és a saját méréseinket párhuzamosan közöltük, a

87

két mérési adatsor jól kiegészítette egymást. Érdekes viszont az, hogy a fúráskor pozitív figyelőkútban ma a vízszint tartósan jóval a mellette lévő Lök-völgyi-patak szintje alatt van, s ez kúttechnikai problémát is jelezhet. Éppen ezért a fúrásban a megfigyelést a HMV Rt. kérésére 2000.10.28-án megszüntettük.) A HMV Rt. 2008. évi heti, kézi mérési eredményeit közöljük, tőlük átvéve. A 1993-2008 közötti mérési eredmények első része a mi adatunk, a vége a HMV Rt.-é. Az év első felében észlelt két jelentősebb ingadozást követően a vízszint októberig egyenletesen csökkent, majd az év végéig fokozatosan emelkedett. A korábbi évekhez hasonló nagy ingadozás 2008-ban nem figyelhető meg, a maximális vízszintkülönbség értéke 12 méternek adódott. 2009-ben csak az első félévről van adat, a 2007-es – 2008-as alacsonyabb vízszinteknek felelnek meg. 2003.08.15-től a Smaragd-GSH Kft. felújította a vízszint folyamatos észlelését az átalakított (felújított) kútban. Az új kútperem 359.85 mBf.” Mivel a referencia időpontban a kútban nem volt mérés, időben a legközelebbi adatot (2010.03.01.) használtuk. A kútról műszaki-kiképzési adat nem áll rendelkezésre. A mért vízjárás 335,2 mBf és 301,86 mBf között (különbség 33,35 m).

4. Felsőtárkány, Sz-5 figyelőkút (s) „Kútperem 241 mBf, 1992.10.10 – ma is történő saját mérés DATAQUA, ill. DATAQUA 2002 mérőműszerrel. Több kisebb és egy hosszabb időszakot átfogó adathiányunk van, ez utóbbi esetében kézi méréseket végeztünk. Az adatsor lefutása az Sz-4 adatsor lefutásához nagyon hasonló. Jellemző mérőhely, de kissé a barátréti kutak „árnyékában” van. (2003 közepétől itt is csökkent a vízszint 2004 tavaszáig. A barátréti termelés gyakorlatilag állandó, és az induláshoz képest igen kis értékű, így a csökkenés, majd a vízszintemelkedés valószínűleg a csapadékhiány, ill. jelentősebb csapadék számlájára írandó.) 2006 júniusában a vizsgált időtartam legmagasabb vízszintértékei adódtak.” A kútról műszaki-kiképzési adat nem áll rendelkezésre. A mért vízjárás 238,37 mBf és 217,79 mBf között (különbség 20,58 m).

5. Kács, (Vízfő-forrás) Tükör-forrás (s,T,ρ) „Medenceperem 195,45 mBf, 99.38 mRm 2001.04.01 – ma is történő saját mérés DATAQUA, ill. DATAQUA 2002 mérőműszerrel. A forrásban a tulajdonos, Végh László engedélyével kezdtünk mérni. A teljes, meglévő adatsort közöljük, melyen a 2003 év közepétől 2004 közepéig látható a csapadékszegényebb időszak. (Nincs túlfolyás.) 2004 őszétől ismét túlfolyás nélküli a forrás. Megjegyzendő, hogy 2006-ban azon időszakban volt adathiányunk, amikor a rendkívüli csapadékbőség hatására a legtöbb mérési ponton a vizsgált időszak maximális vízszintértékei adódtak. 2008-ban nem volt adathiányunk. A vízszint szeptemberig egyenletesen alakult. A július második felében hulló nagyobb csapadékmennyiség hatására – azt jókora késéssel követve – október végére a vizsgált időszak legmagasabb vízszintértékei adódtak. 2009-ben nem volt adathiányunk s az addigi legmagasabb vízszinteket a teljes 2010-es adatsor jócskán felülírta.

88

A víz 2010-ben a járószint fölé emelkedett, a levezető csatorna nem tudta a feltörő vizeket elvezetni. (Az áprilisban megkezdett emelkedés decemberben tetőzött.) A tulajdonos az épület állagának védelme érdekében – 2010 augusztusában – „víztelenítési ötlet” segítséget kért tőlünk, s egy szivornyás víztelenítési móddal 2011 februárjában sikeresen le is csökkentette a vízszintet a „szokásos” (az épület állagára már nem veszélyes) mértékűre. (2010 októberében és decemberében a sikertelen kísérlet szivattyúk beállításával és folyamatos működtetésével történt.) A sikeres beavatkozás emellett egy érdekes hidrogeológiai jelenségre is utalhat. Jelesül arra, hogy a mesterséges szivornya hatására a vízszintet több, mint 70 cm-el sikerült csökkenteni és a „normális” szint beállása után az extrém magas szint nem állt vissza. Azaz a medencét tápláló forrás a vízszint csökkenése miatt egy – valószínűleg természetes szivornyával működő – utánpótlási területét elvesztette. (Nagyon érdekes lenne egy hasonlóan magas vízszint esetében ugyanezt a beavatkozást megismételni.) 2012-ben teljes az adatsorunk. Áprilisban van egy érthetetlennek tűnő vízszintemelkedés. Ezt leszámítva kicsi volt a vízszintingadozás és a sokévi szintekhez képest sincs jelentős eltérés. 2013-ban teljes az adatsorunk, a maximális érték – elhúzódó tetőzéssel – augusztus folyamán állt elő. A vízszint egész évben a túlfolyó alsó szintje (194,93 mBf-i érték) fölött volt.” A maximális (195,89 mBf) és minimális vízszint (194,84 mBf) közötti minimális különbség (1,05 m) a túlfolyónak köszönhető.

6. Miskolc-Lillafüred, Szinva-fő-forrás (s,T) „Padlószint 346.20 mBf, 1994.05.12 – ma is történő saját mérés DATAQUA, ill. DATAQUA 2002 mérőműszerrel. A méréseket a tavaszi nagy vizek hatására indítottuk. A forrás kiképzéséből adódóan itt a túlfolyó vizek mérésére is van lehetőségünk. A mérési hely a túlfolyó vizek magasságának meghatározására nagyon jól bevált, az ökológiai vízfelhasználás tervezéséhez jó alapadatokat szolgáltat. A mérőhelyen eddig az adathiányunk minimális volt. A vízszintváltozás jellege általában hasonló volt. 2000-ben tapasztaltuk a legtartósabb, csökkenő vízszintet. 2002-ben pedig a legalacsonyabb átlagos vízszintet. 2006-ban a vízszint maximuma csak kicsivel volt a „megszokott” felett – jól működött az árvízi túlfolyó, ill. a szökevényforrások sora. 2011-2012 során az eddigi leghosszabb olyan szakaszt észleltük, amikor érdemi emelkedés nélküli, alap-hozam (ebből következően alap vízszint) volt a forrásban. A mérések továbbfejlesztését jelentené, ha az árvizek esetében a fő forrást megkerülő járatokban tapasztalható nyomásszintet is meg tudnánk mérni. (Több alkalommal tapasztaltuk, hogy az árvízi túlfolyó felett a patak oldalában rövid ideig nagyon sok szökevényforrás fakadt.) Erre eddig nem volt lehetőségünk.” A maximális (345,05 mBf) és minimális vízszint (338,63 mBf) közötti kisebb különbség (6,42 m) az árvízi túlfolyónak és a szökevény forrásoknak köszönhető.

89

7. Miskolc, Garadna-fő forrás (s,T) „Padlószint 497 mBf, 1996.05.31 – ma is történő saját mérés DATAQUA, ill. DATAQUA 2002 mérőműszerrel. A mérés a Garadna-fő forrás – foglalás által nem zavart – terében történik. Ezzel a méréssel a termeléssel nem zavart, gravitációsan kilépő, völgytalpi források működésére vonatkozó, az eddigieknél pontosabb, hosszúidejű adatokat szeretnénk nyerni. Továbbá ez a méréssorozat vélhetőleg a völgy társadalmi-ökológiai vízigényei kielégíthetőségének vizsgálatához nyújt megfelelő alapadatot. (Ez annál is fontosabb, mivel a Garadna-fő forrásból, – ha minimális mennyiségben is, de – ma már vízkivétel történik Ómassa vízellátásának céljából). A régebbi mérés során 3 kisebb és 2 nagyobb adathiányos időszakunk van. (Két mérési szakasz azért hiányzik, mert a műszert átmenetileg az Új-kútba kellett áttennünk. 2000 áprilisa óta nem volt adathiányunk.) 2013-ban egy jelentősebb adathiányunk van, aminek létrejöttét nem igazán értjük. Emiatt nem tudjuk az éves maximumot egyértelműen megjelölni, bár az április közepi magas érték – más mérési helyek adatai alapján – valószínűnek tűnik.” A maximális (496,46 mBf) és minimális vízszint (495,87 mBf) közötti különbség (0,59 m) a legkisebb a bővített BKÉR mért objektumai (42) között. A minimális vízszint ingadozás oka nem igazán világos, valószínűleg a forrás foglalások hatása.

8. Mónosbél, Vízfő-forrás (s,T) „Padlószint 363.6 mBf, 1992.10.12 – 1994.05.11, 1998. 08. 03 – ma is történő saját mérések DATAQUA 2002 mérőműszerrel. A mérést a Vízfő-forrás aknájában 1992 októberében indítottuk, de 1994. május 11-én felfüggesztettük. Viszont 1998. augusztus 3-án újra beindítottuk a mérést, mivel a víztermelés ismét gravitációssá vált és ide is célszerűnek láttunk elhelyezni egy új műszert. (2002 közepétől ismét szivattyús termelés történik a forrásból, de a mérést folytattuk.)” A maximális (359,17 mBf) és minimális vízszint (354,11 mBf) közötti különbség (5,06 m). A forrásból termelés történik.

9. Miskolc, Nagyvisnyó, Nv-17 ( = Nv-8) figyelőkút (s) „Kútperem 779.90 mBf, 1992.10.10 – ma is történő saját mérések DATAQUA 2002 mérőműszerrel. A méréseinket 1992. október 10-én kezdtük meg, de gyakorlatlanságunk miatt rövidesen csaknem fél éves szünet következett, melynek adatpótlását a többi adatokból később megoldottuk. (A jelenlegi ismereteink szerint ez a pótlás nem biztos, hogy kellően pontos.) A szonda eredeti mélysége 260 m volt a terepszint alatt, de menet közben 270 m-re engedtük le azt. Bár két jelentősebb és hét kisebb időtartamú mérési hiányunk van (és egy időben a kézi, ellenőrző mérésekre sem volt lehetőségünk műszerprobléma miatt), továbbra is igaz, hogy ez a mérési hely a legfontosabb az összes mérési hely közül. (A VII. részjelentésben aprólékosan részleteztük az adatpótlásunk módját, s így az adatpótlásokkal a teljes görbét elő tudtuk állítani. 2007-2009 között az adatpótlások módjait is

90

összehasonlítottuk s erről szakmai körökben is beszámoltunk. Az adatpótlásaink zömének helyességét a kutatások igazolták.) A HMV Rt. rendszeresen – kb. hetes gyakorisággal – tartósan mérte a vízszinteket a kútban elhelyezett kézi mérőműszerünk segítségével. Ma már ezek a mérések nem történnek. Kiemelkedően fontos volt a 2000 áprilisától induló rendkívül hosszú csökkenő szakasz, amikor nyilvánvalóvá vált, hogy kedvező indulási magasságú karsztvízszint esetén a szokásos bükki vízkivételek mellett a karsztvízszint a feltételezett 3-4 hónap időtartam helyett 8-9 hónap után közelítette meg az „évszázados” süllyedési rekordot. 2005-ben sem volt adathiányunk s a vízszint az eddigieknél is „kiegyenlítettebb” volt. A március közepi emelkedést májusban követte az évi legnagyobb emelkedés (mely az eddigi mérési értékek közül a harmadik legnagyobb volt 1992 óta). Ezt követően öt számottevő emelkedést regisztráltunk, az utolsót október közepén. 2007. február 2 és március 2 között volt adathiányunk, azonban az azonos időszakban a Garadna-fő forrásban regisztrált vízszintváltozás alapján pótoltuk az adatokat. Az év folyamán két jelentősebb vízszintemelkedést regisztráltunk, azonban ezek egyike sem érte el az 535 mBf értéket, melyre az elmúlt 10 évben nem volt példa. 2010-ben egy minimális, jellegtelen helyen lévő adathiányunk volt, éppen a diagnosztikai vizsgálatok céljából végzett „kútjavítás” miatt. Március elejétől 4, egymást követő árhullám alakult ki a kútban, ami közül a júniusi emelkedett a legmagasabbra. Ez az érték az eddigi mért legmagasabb, 3,5 m-el magasabb a 2006-os árvízi értéknél. (Eddig és ezután is, ha külön nem jelöljük, mindig napi átlagértékeket adtunk, ill. adunk meg.)” A megfigyelő kútról műszaki-kiképzési adat nem áll rendelkezésünkre. A megnyitott szakaszok hossza száma nem ismert. A mért vízjárás 549,85 mBf és 521,74 mBf között (különbség 28,10 m).

10. Miskolc, M-6 figyelőkút (s) „Kútperem 723,28 mBf, 1995.01.05 – 2001.02.27, saját mérés DATAQUA mérőműszerrel. A diagnosztikai vizsgálatok keretében „kútfelújítás”, kútperem 724,21 mBf, 2010.08.18. – mérés DATAQUA mérőműszerrel. Miután a fúrásban a mérés a MIVÍZ Rt. kötelezettsége, a szerződésünk értelmében mi kaptuk meg az észlelési feladatot. A mért adatok 1997 áprilisától az addigi adatokhoz képest nagyon „gyanússá” váltak, ezért 1997.12.06-án a műszert javításra kiemeltük, de a javítások elvégzéséig folytattuk a kézi méréseket. 2000.04.16-án a megjavított, nagy mélységbe leereszthető műszerünket (melyet az Nv-17 = Nv-8 tartalék műszereként állítottunk rendszerbe) elhelyeztük ide, az így nyert adatokat a kézi mérésekkel nyert adatokhoz hozzáfűztük, de a változás jellege hasonló volt, mint az előző időszak „gyanús” adataié. A régebbi jelentéseinkben közölt ábrán jól látszik, hogy az általában nagyon kicsi vízszintingadozás ellenére a változás jellege teljesen azonos a nagymezői (Nv-17 = Nv-8), ill. a tebepusztai (Tbp-1= Rh-1) fúrásban észlelt vízszintingadozással. (1997 májusában több méteres vízszintemelkedést regisztráltunk, mely néhány nap alatt a "szokásos" néhány cm változássá simult.) Mivel a továbbiakban nem tudtunk hasonló változást kimérni, ezért az adatainkat a kiugró eredménnyel, ill. anélkül is közöltük, eldöntendőnek ítélve, hogy jók-e az adataink, avagy műszerhiba eredményezett ilyen hatalmas kiugrást. Pillanatnyilag ez tűnik valószínűbbnek.

91

Műszerprobléma miatt 1997 decemberétől 1999 decemberéig csak kézi méréseink vannak, viszont utána néhány hónapig az sem, mert a DATAQUA és a kézi műszerek zsinórjai úgy összegabalyodtak, hogy komoly problémává vált azok kiemelése. 2000 áprilisától a megjavított DATAQUA műszerünk megbízhatóan mért egészen 2001 februárjának végéig, amikor a tartókábel elszakadt. Mivel a műszert csak 2002 elején tudtuk kiemelni, így az adathiányunk nőtt. Ezt követően több napos munkával a kútban lévő mérőeszköz felfüggesztő kábeldarabokat kiemeltük, viszont a kútba új műszert leengedni nem tudtunk. (Még a kézi mérőeszköz sem ment le. A fúrási adatok ismeretében geofizikai, ill. az alapján esetlegesen kútfelújítási munkát javasoltunk. A vizsgálat megtörtént, a kútban szögletes jellegű kő vagy betondarab van, emiatt a mérést nem lehet folytatni. A kődarab (?) vélhetően régen is a kútban volt, de olyan szerencsés helyzetben, hogy a mérőműszer elfért mellette. A mérőeszközök kiemelése során ezt a helyzetet valószínűleg minimális mértékben megváltoztattuk, ezért nem lehet most a vízszintig lejutni a műszerrel. Az akadály eltávolításáig nincs lehetőségünk a mérésre. A miskolci vizműforrások diagnosztikai vizsgálatai keretében tervezzük a kút felújítását, de arra a jelentés megírásáig nem került sor.) A diagnosztikai vizsgálat keretében 2010.08.18-án – „kútfelújítás” után – műszer lett a kútba elhelyezve. A mérési eredmények igen sajátos vízmozgást jeleznek, amit pillanatnyilag nem tudunk szakmailag értelmezni. A görbét az Nv-17 görbével együtt közöljük, ezzel is jelezve azt a véleményünket, hogy ebből a kútból – eddig még – nem kaptunk érdemi, értelmezhető karszthidrológiai adatot. A két eset között egy-egy nagyon jelentős, értelmezhetetlennek tűnő, rövid idejű, nagyon gyors emelkedésű és lecsengésű árhullám teremt kapcsolatot. (Annak idején nem tudtuk eldönteni, hogy valós adatokról, avagy esetleg mérési hibáról van szó.) Az első jelentős, a környezetéhez képest hatalmas, 8 m-t meghaladó vízszintemelkedésre 1997 júniusában került sor. Ekkor az Nv-17-ben egy átlagos vízszintről történő emelkedés indult meg, melynek a tetőpontja – adathiány miatt – csak becsült, de nem túl jelentős, kb. 6-8 méterre becsülhető analógiák alapján. A második, a mostani mérési időszakhoz köthető hatalmas árhullám 2010 decemberében volt, de csak kb. 3,5 m volt az emelkedés. Ekkor az Nv-17-ben egy, kissé az átlag feletti vízszintről induló emelkedés történt, melynek a tetőpontja kb. 6 méterre emelkedett. Érdekes, hogy az 1995-ös és a 2000-es magas, ill. igen magas karsztvízszintek az M-6 görbéjén éppen, hogy észrevehetőek voltak, ill. a 2011-es igen jelentős és folyamatos karsztvízszint csökkenés ott csak rendkívül kismérték csökkenésként (inkább méréshatáron belüli stagnálásként) jelent meg.” „Mivel az eltérések hidrogeológiailag nehezen értelmezhetők, ezért vagy további kútvizsgálatok elvégzése lenne indokolt (pl. egy próbaszivattyúzás az összes nehézség ellenére), vagy a további mérési adatokat fenntartással kell kezelnünk. 2013-ban a mérések folytatásáról nincs pontos információnk, ill. adatokat nem sikerült beszereznünk.” A megfigyelő kútról műszaki-kiképzési adat nem áll rendelkezésünkre. A megnyitott szakaszok hossza száma nem ismert. A mért vízjárás 453,02 mBf és 448,11 mBf között (különbség 4,91 m) ingadozik. A csekély ingadozás nem utal „karszt” jellegre.

92

11. Répáshuta, Tebepuszta, Tbp-1 (Rh-1) figyelőkút (s,T) „Kútperem 498.97 mBf, 1992.10.10 – ma is történő saját mérés DATAQUA, ill. DATAQUA 2002 mérőműszerrel. A méréssorozat alatt csaknem minden évben hosszabb-rövidebb adathiányunk van zömmel amiatt, hogy a vizsgált időszak jelentős részében a szonda nem ér bele a vízbe annak ellenére, hogy az a fúrás talpáig le van engedve. (Becsléseink szerint a tényleges vízszint 5-25 m-t süllyedhetett a vizsgálataink során a talpszint alá.) 2006-ban teljes volt az adatsorunk, melyből kitűnik, hogy az elmúlt időszak legmagasabb vízszintértékei ez év közepén, a bükki karsztárvízből adódtak. A mért vízszintingadozás meghaladta a 110 m-t (a becsült süllyedéseket is figyelembe véve a 135 m-t), ami Bükk legnagyobb ismert karsztvízszint ingadozásának tekinthető. (Eddig a közeli Pénz-pataki víznyelőbarlangban jeleztek hasonló mértékű vízszintingadozást a szórványos barlangi vízszintmegfigyelések, de ez az érték a rendszeres megfigyelés alapján „megnőtt”.) A 2006-os vízszintmaximumot követően a vízszint 2007. július végére az észlelési szint alá csökkent, melynek eredményeként a szonda szárazra került. A jelentősebb csapadékok hatására az év végére emelkedett a vízszint újra az észlelési határ szintje fölé. 2009-ben szeptember-december között süllyedt a vízszint a fúrás talpa alá, adathiányt okozva. A maximális vízszint február közepe – március közepe idején volt, a vízszint csökkenése egyenletesen, kb. 7 hónapon keresztül tartott. (A Nv-17 és Tbp-1 vízjárása 2009-ben szintén nagyon hasonlóan történt, a téli, hóban szegényebb csapadék hatására.) A fúrás továbbmélyítését – számítva az alacsonyabb vízszintekre – az eddigieknél is indokoltabbnak tartjuk, ugyanis a kút nem megfelelő mélysége miatt alacsony vízállás esetén újabb jelentős adathiányokra számíthatunk. A továbbfúrásra (vagy melléfúrásos kútfelújításra) vélhetőleg a miskolci vízműforrások diagnosztikai vizsgálata keretében kerül sor 2010 során. (2010-ben elkezdődött az új kút fúrása a Balla-völgyben, de a jelentés befejezéséig innen mért adatot még nem kaptunk.) 2010-ben két adathiányunk is volt, de a görbék lefutása alapján valószínűleg sikerült a maximális értéket kimérni júniusban. Ez minden idők legmagasabb értéke a méréssorozaton belül. A kút talpa felett (ami alatt nem tudunk érzékelni, bár időnként oda is visszahúzódik a víz) a mostani csúcs mintegy 120 m-el volt magasabban. Ha feltételezzük a görbék lefutása alapján, hogy a talp alatt maximum 25 m-re csökken le a vízszint, akkor a mostani értéket figyelembe véve a teljes ingadozás 150-155 m lehet. (A közeli Pénz-pataki víznyelőbarlangban 2010.06.21-én – már az árvízcsúcsok után jóval – a vízszint a barlang végét jentő szifon felett kb. 115 m-el volt, azaz a megfigyelőkútban reális a megadott 150-155 m-es maximális vízszintingadozás.) 2011-ben teljes adatsorunk volt, néhány apróbb ingadozással, melyet szakmailag nem tudunk magyarázni. (A kinyeréskor elkövethető rossz illesztés gyanúja felmerült, de ez mindössze egy esetben elképzelhető. További vizsgálat tárgya lehet, hogy a diagnosztika miatt két műszer is volt a kútban s ezek átlagából képzett adatok adják az érthetetlennek tűnő „görbe-egyenetlenségeket”.) Év végén a görbe elérte az észlelési szint alsó határát. 2012-ben a vízszint egész évben a kút talpa alatt volt.

93

2013 legelején volt egy rövid időszak, amikor a vízszint még a kút talpa alatt volt. (Az kissé érthetetlen, hogy 2011 legvégétől a műszer az addigi kúttalp fölött mintegy 5 m-el már szárazra futást mutatott. Valószínű, hogy mérési hibáról van szó, de a lényegen ez nem fog változtatni: 2012ben a kút nem volt alkalmas a teljes vízszintváltozást mérni.) 2013-ban a vízszint maximuma április elején következett be, amit június legelején csaknem teljesen azonos, magas vízszint követett. Ezek a vízszintek a 2010-es és a 2006-os évek szintjeit figyelembe véve a 3. igen magas vízszintet jelentették. (2010-ben két igen magas vízszint is bekövetkezett, így abszolút értékben a 2013-as érték a mérések óta a 4. legmagasabb volt. 2013 júniusától viszont a vízszintcsökkenés csaknem teljesen egyenletesnek tekinthető.” A megfigyelő kútról műszaki-kiképzési adat nem áll rendelkezésünkre. A megnyitott szakaszok hossza száma nem ismert. A mért vízjárás 423,49 mBf és 302,50 mBf között ingadozik. A mért maximális ingadozás (120,99 m) a legnagyobb a BKÉR objektumai között annak ellenére, hogy a vízszint több alkalommal a kút talpa alá süllyedt!

12. 13. és 14. Demjén, K-10, K-11 és K-12 termálkutak (p,T) Demjén K-10 hegyeskői; K-11 kenderföldi; K-12 Korona-borház (T-2) termálkutak közel helyezkednek el egymáshoz (4-13. ábra), így köztük közvetlen egymásrahatás lehetséges. A Demjén K-13 jelű termálkutat a jelentés megírásának ideje alatt fúrták, illetve képezték ki, így ennek eredményei nem kerültek be a modellbe. kód De_K10

z (mBf) 172,0

talp (m) 696,5

De_K11 De_K12 De_K13

148,8 160,9

951,0 1515,0

szűrők száma 1 ? 4

szűrő_felső (mBf) szűrő alsó (mBf) -515,0 -521,0 -699,0 -1260,0

-791,5 -1323,1

A De-42 és 42a-hoz hasonlóan a mért értékeket bar-ban adták meg, ezért az átszámított értékek bizonytalansággal terheltek. A K-12 kút a referencia időpontban még nem létezett, így az adat hiányt időben a legközelebbi (2012. 05. 01.), kiképzéskori mért értékkel (181,71 mBf) pótoltuk.

6.2. Eredmények érzékenysége A modell kalibrálása során a szimulált eredmények input adat érzékenysége – megfelelő kalibrálási pont eloszlás és sűrűség mellett – nyomon követhető. Az érzékenység nyomonkövetése azért érdekes, mert így azokat a paraméter beállításokat ki lehet hagyni, melyekre a szimulált értékek nem, vagy csak minimális mértékben reagálnak. Az érzékenysége vizsgálatot csak reális szélsőértékű input adatokkal érdemes elvégezni, bár egyes, főleg hő paraméterek esetén még a reális szélsőértékek becslése is gondot okoz. Ezen szélső értékek között akár több nagyságrend különbség is lehetséges. A modellben vizsgálható a peremfeltételek, az attribútumok és a szerkezeti változtatások hatása a hidrodinamikai eredményekre.

94

A tárgyi modell a fluxus adat változtatásokra reagált a leghektikusabban, minél kisebb vízvezetőképesség értékeket alkalmaztunk, annál szélsőségesebb reakciót idézett elő a fluxus váltás. A csapadék, pontosabban az utánpótlódás minden meghatározási nehézség ellenére viszonylag szűk keretek közt változhat. Modellezési szempontból úgy tűnik a jelenlegi egyéb ismeretek szerény megbízhatósága mellett ezen értékek finomítása felesleges. A folyadék viszkozitás és sűrűség függése szintén egy kényes kérdés. Adat és információhiány miatt elfogadtuk a szoftver által felajánlott szofisztikált megoldó képletet, ami szintén erőteljesen befolyásolta a szimulált eredményeket. A globális teoretikus megoldó képlet lokális finomításával sokkal pontosabb eredmények várhatók. A szerkezeti modell (geológia) topgráfiája szintén jelentős hatással van az eredményekre, az új ismeretek beépítése tovább javíthatja az eredményeket. A szerkezeti modell finomításához tartozik a 2D-s vertikális (vető) elemek alkalmazása. A kalibráció során ezzel többször próbálkoztunk, a meglévő tektonikai térképek alapján a vetők beépítése viszonylag könnyen megoldható volt, de a vetők parametrizálását már szintén csak elméleti alapon tudtuk elvégezni. Végül a végső megoldásból kihagytuk a 2D-es elemeket (3-16. ábra), mivel úgy találtuk, hogy a beépített bizonytalanságok, nem mutatkoztak meg az eredmények pontosságának növekedésében. Még az extrém jól vezető vetők hatása is csak minimális volt a vetők környezetében, a referencia pontokban pedig csak 1 cm-es nagyságrendű. Az eredmények azt mutatják, hogy a rendszer egységes egészként működik, vagyis vannak olyan paraméter változtatások, melyekre az egész rendszer érzékeny és reagál. Területileg a nyugati perem (Laskótól és a Szóláti pataktól nyugatra) tűnt a legindiferensebbnek, ez részben a megfigyelő pontok hiánya, részben az áramlás délies iránya, és ebből kifolyólag az input paraméterek csekélyebb hatása miatt alakulhatott ki. A Bükkalja területe a hőparaméter változtatásokra volt érzékenyebb, hiszen itt már erőteljes meleg, nagyobb vertikális komponensű áramlások vannak. Egyéb paraméter változtatásokra sokszor nem is reagáltak a demjéni kutakban lévő referencia pontokban szimulált hidraulikus potenciál értékek. A legérzékenyebb területrész a Bükk-fennsík. A fennsíkon a Bükkalján végzett hőparaméter változtatások is képesek voltak méteres vízszintváltozást indukálni. A valóságban is a répáshutai Tbp1 kútban mérték a legnagyobb vízszintváltozást (121 m), továbbá 2012-ben a kút talpa szinten egész évben száraz volt. A teljes vízjárást a többi bükk-fennsíki kút analógiája alapján 150 – 155 m-esre becsülik. Ezt a területrészt lehetett a legnehezebben kalibrálni, ami az eredmények pontosságán is látszik (4-7. táblázat).

6.3. Geotermális energia kinyerésére alkalmas területek lehatárolása A modellezés alátámasztotta a fúrt kutak adatain és a megfigyeléseken alapuló geotermális potenciál becsléseket, a hivatalosan kijelölt kt_2.1 termálkarsztos víztest alkalmas lehet különböző célú termálvízkinyerésre (6-1. ábra). A kitermelhető termálvízkészletek meghatározásának problémakörével a 6.4. fejezet foglalkozik.

95

6-1. ábra Karszt-termálvíztestek

A Bükk-fennsíkon illetve durván 250 mBf-i topográfiai szint felett a beszivárgó, hideg csapadék miatt nyílt geotermális rendszerek telepítése nem lehetséges. Ezen a viszonylag nagy területen az egri energia régióból (4-1. ábra) mindössze 3 település található: Répáshuta, Noszvaj és Bükkzsérc. Ezekben az alrégiókban geotermális energiahasznosításként a zárt hurkú földhő kollektorok és hőszivattyúk telepítése reális és gazdaságos megoldásnak tűnik. Egyébként ezek az alacsony költség mellett, egyszerűen és gyorsan kiépíthető alternatív fűtési rendszerek telepítése a teljes energia régió területén javasolható. Egy 100-150 m2–es családi ház fűtés/hűtés rásegítéséhez elegendő 2-3 db 60-100 m mély furatba elhelyezett földhőszonda (6-2. ábra).

6-2. ábra Vertikális, zárt hurkú geotermális rendszer sematikus ábrája

96

Termálvíz kitermeléssel járó nagyobb projektek csak ott valósíthatók meg, ahol a jó vízvezetőképességű rétegek nagyobb mélységben vagy erőteljes, mélyről feljövő feláramlási zónában vannak. Erre a legperspektívikusabb területek a Bükklaja, ezen belül is azok a területek, ahol a karsztos karbonátok már nagyobb mélységben vannak. A 6-3. ábran jól látható a hőmérséklet gradiens gyors emelkedése a Vatta-Maklári ároktól északra. Településéke lebontva keletről nyugatra: Kács, Tibolddaróc északi külterülete, Cserépváralja, Bogács, Szomolya, Novaj északi külterülete, Ostoros, Andornaktálya, Eger, Egerszalók, Demjén Kerecsend. Eger környékét már a túltermelés veszélye fenyegeti, mivel erős hidrodinamikus emelkedési magasságcsökkenés volt szimulálható. A Vatta-Maklári árokban lévő márgák a felfelé irányuló meleg áramlatok egy részét észak felé visszafordítják tovább növelve a felsorolt települések geotermikus gradiensét és csak egy része távozhat délnek az Alföld felé. A Laskótól nyugatra lévő területek még feltáratlanok, kvázi EgerEgerszalók „szélárnyékában” vannak mivel a jura palákból csak korlátozott utánpótlódás várható. De Egerszólát, Tarnaszentmárton, Verpelét, Feldebrő, Aldebrő, Tófalu, Kápolna területei nem tekinthetők reménytelennek. Tófalu, Kápolna területén talán már a felső-pannon rétegek is tartalmazhatnak 35-45 °C-os vizet (50 °C-os izoterma mélysége 700 m körül van). A júra pala területek alapvetően nem tűnnek perspektívikusnak, de egy-egy nagyobb vető körzetében alkalmas lehet kisebb projektek ellátására. Erre példa Bükkszék, ahol a Darnó-vonalhoz köthető a bükkszéki termál-fürdő és a Salvus gyógyvíz (540 m mélységből 39 °C-os víz). Ezen a területen a számba jöhető települések: Bükkszék, Terpes, Szajla déli része a Darnó vonalhoz minél közelebb, illetve Sirok és Egerbakta. A magasabb topográfiai szintekre és jura palákra eső területeknek van a legkisebb geotermális potenciáljuk: Egercsehi, Szűcs, Egerbocs, Hevesaranyos, Bátor, Mónosbél, Szarvaskő, Felsőtárkány.

6-3. ábra Geotermális energia hasznosításra potenciális területek (zöld terület – triász karbonátok, világos barna – jura palák, Neogén márgák mélységi elterjedése, kék nyíl hideg, piros nyíl meleg áramlat, referencia modell szimulált izotermái)

97

6.4. Kitermelhető termálvízkészletek meghatározása Megszűnéséig a VITUKI Rt. Hidrológiai Intézete rendszeresen foglalkozott a kitermelhető felszín alatti vízkészletek meghatározásának módszertanával. (Ma Magyar Állami Földtani és Geofizikai Intézet (MFGI) Vízföldtani Főosztály feladata.) Korábban a kitermelhető vízkészlet elsősorban az egyes karszthidrológiai egységekbe történő sok éves átlagban beszivárgó vízmennyiség számítását (Csepregi A., 1985), s erre alapozott kitermelési korlátok meghatározását jelentette. Ez a módszer a hidraulikai egységet képező karsztvíztárolóknál más felszín alatti vízfajtákhoz képest jobban használhatónak bizonyult, de még így is csak szükséges, de nem elégséges feltételként. Nem mindegy ugyanis, hogy egy nagyobb vízkivétel az adott egységen belül egy védendő forrás közvetlen közelében vagy távolabb helyezkedik el. Végül a karsztvíztárolók esetében is a modellezés bizonyult az egzakt megoldásnak, amellyel a kívánt pontokon a várható hatás számítható. A térségi limitek használatánál további problémát jelentett a beszivárgás hosszú idejű változása a csapadékosság függvényében: bizonyos időszakokban – így pl. a 80-as években – az utánpótlódás a sokéves átlaghoz képest 10-20 %-al is lecsökkenhet, s ezért a limitek meghatározásánál egy csökkentett értéket vettek figyelembe. Láttuk, hogy az utánpótlódás éves ingadozása ennél még sokkal nagyobb, de ezt hosszabb időszak átlagában a tárolt készletváltozások kiegyenlíthetik. A kitermelhető karsztvízkészletek meghatározásának egyre inkább alapvető kérdésévé vált a környezeti korlátok figyelembevétele: a forrásokban és a karsztvidékek patakjaiban „mederben hagyandó” készletek levonása az utánpótlódó készletértékekből. Ezek a szempontok az EU Víz-keretirányelvében is megjelentek (Liebe P. ?). A kitermelhető készletek meghatározása csak egyik eszköze a karsztvízgazdálkodásnak. A MFGI Vízföldtani Főosztálya és a különböző és állandóan változó környezetvédelmi hatóságok (Felügyelőség és Igazgatóság) 90-es évek közepén a vízgazdálkodásról, környezetvédelemről és természetvédelemről született törvények, hazai szabályozások és az EU Víz-keretirányelv szellemében rendszeres állapotértékelést végeznek a meghatározott víztestekben lévő vízkészletekre, köztük a termál karsztvíz készletekre vonatkozóan is (6-1. ábra).

6.5. Konklúzió Az egri energia-régió geotermális potenciáljának modellezése során a következő konklúziókat vonhattuk le: 1. A Miskolci Egyetemnek (az egyetemen dolgozó Lénárt Lászlónak) és néhány vízszolgáltatással és vízkutatással foglalkozó cégnek köszönhetően a bükki karsztvíz rendszer monitoringja (BKÉR) többé-kevésbé megoldott. Az MFGI Vízföldtani Főosztály látóköréből valahogy kimaradt ez a terület. A BKÉR adatgyűjtése főleg a vízszintre vonatkozik, míg a vízminőségre, vízkémiai összetételre és hőmérsékletre vonatkozó adat sorok hiányosak. Az adatgyűjtés egyenetlen, főleg a Miskolc város vízellátását biztosító vízgyűjtőkre terjed ki. 2. A több évtizede tartó lelkes, rendszeres, bár helyenként hiányos adatgyűjtés rendkívül nagy mennyiségű adatot szolgáltatott, melynek folyamatos feldolgozása, értelmezése nem megoldott.

98

3. A különböző cégek felügyelete alatt keletkező különféle adatokat jó lenne egy egységes koncepcióval, „egy ernyő alatt” kezelni. Az egységes kezelés alatt nem az adatgyűjtés, feldolgozás és értelmezés kisajátítását vagy központosítását, sokkal inkább azok összehangolását és nyilvánossá tételét értjük. 4. A monitoring és adatértelmezés egyik hatásos eszköze lehet a numerikus hidrodinamikai modellezés, lévén a vízföldtani adatokat egy egységes rendszerben tudja kezelni és feldolgozni. A modellezést nem kampányszerűen, hanem éves rendszerességgel kéne végezni, az új adatokat folyamatosan kell beépíteni és a modellt finomítani, értelmezni. A modellezés nem egy „one-man show”, a jelen dokumentum is talán igazolja, hogy több szakterület szakembereinek állandó együttműködésével lehet a modellt fejleszteni. 5. A hőtranszporttal kombinált hidrodinamikai modell eredményeit több szakterület (mezőgazdaság, turizmus, ipar, egészségügy) is tudja hasznosítani. 6. A termálvíz nemzeti kincs. A termál-vízgazdálkodás kérdései csak hatalmi eszközökkel nem megoldhatók. A felhasználók részéről szükséges a pontos adatszolgáltatás, felelősségteljes hasznosítás és a legszélesebb körű nyilvánosság biztosítása. 7. A termálvíz-gazdálkodásba be kell vonni a vízügyi és környezetvédelmi hatóságokat, az önkormányzatokat, a meglévő felhasználókat és potenciális beruházókat. (Példaképp említhetjük a 2007-2009 között a Hévízi-tó térségében zajló hidrodinamikai modellezést, ahol az aktuális és a potenciális felhasználók közösen finanszírozták a vízügyi igazgatóság és az MFGI szakmai felügyelete alatt zajló kutatási projektet. A projekt eredményeire alapozva született meg a régió termálvíz-gazdálkodási koncepciója.) 8. A jelen regionális modell csak regionális méretarányban értelmezhető, lokális geotermális potenciál felmérésre lokális földtani-litológiai, hidrodinamikai és hőtani értelmezéseket kell végezni és az adatokat be kell építeni a regionális modellbe. Lokális elemháló sűrítéss alkalmazásával, végeselemes szoftverekkel, mint amilyen a Feflow, ez megoldható. 9. A hidrodinamikai modellezésnél fontos az időfaktor, hiszen nem csak a vízáram fluxusok hanem hidrodinamikai tulajdonságok is változnak az időben.

99

7. Felhasznált irodalom BÁLDI T. 1973 Mollusc fauna of the Hungarian Upper Oligocene (Egerian). Akadémiai Kiadó, Budapest, 511 p. BÁLDI T. 1983 Magyarországi oligocén és alsó-miocén formációk. Akadémiai Kiadó, Budapest, 293 p. BÁLDI T., RADÓCZ Gy. 1971 Die Stratigraphie der Egerien und Eggenburgien Schichten zwischen Bretka und Eger. Földtani Közlöny, 101 (2–3), pp. 130–159, Budapest. BÁLDI T., LESS Gy., MANDIC, O. 1999 Some new aspects of the lower boundary of the stage Egerian (Oligocene, chronostratigraphic scale of the Paratethys area). Abhandlungen Geologischen Bundesanstalt, 56 (2), pp. 653–668, Wien. BÁLDI T., SZTANÓ O. 2000 Gravitációs tömegmozgásos fáciesek és a vízmélység változásai a Bükk tengeri oligocén rétegeiben (Gravity mass movements and palaeobathymetric changes in the marine Oligocene deposits of the Bükk Mts.). Földtani Közlöny, 130 (3), pp. 451–597, Budapest. BALLA Z. 1983 A szarvaskői szinform rétegsora és tektonikája (Stratigraphy and tectonics of the Szarvaskő synform, Bükk Mts., North Hungary). A Magyar Állami Eötvös Loránd Geofizikai Intézet 1982. évi jelentése, pp. 42–65, Budapest. BALLA Z., CSONTOS L., HAVAS L., HORVÁTH Á. 1986 A tarkői fennsíkperem és -előtér (DNyBükk) geológiája. A Magyar Állami Eötvös Loránd Geofizikai Intézet 1985. évi jelentése, pp. 37–51, Budapest. BALOGH K. 1963 A Bükkhegység és környékének földtani térképe 1:100 000. A Magyar Állami Földtani Intézet kiadványa, Budapest. BARÁZ Cs. 2000 Kaptárkövek. Szakrális kőemlékek a Bükkalján. Kaptárkő Közművelődési és Tájvédelmi Egyesület, Eger. 68 p. BARÁZ Cs. (szerk.) 2002 A Bükki Nemzeti Park. Hegyek, erdők, emberek. Eger BÉRCZINÉ MAKK A. 1986 A verpeléti (É-Magyarország) perm-triász kifejlődésének mikrofaunája (Microfauna of Permian-Triassic deposits at Verpelét (N Hungary). Földtani Közlöny, 116 (2), pp. 161– 172, Budapest. CSEPREGI A. 1985 A karsztos beszivárgás számítási módszereinek összehasonlítása a vízszintváltozások elemzése alapján. - Hidr. Közl.. 3.sz. pp. 130-133. CSONTOS L. 1988 Étude géologique d’une portion des Carpathes Internes: le massif du Bükk (Nord-est de la Hongrie). Thèse de Doctorat Université de Lille, No. 250. 327 p. CSONTOS L., DOSZTÁLY L., PELIKÁN P. 1991 Radioláriák a Bükk-hegységből (Radiolarians from the Bükk Mts.). A Magyar Állami Földtani Intézet Évi Jelentése az 1989. évről, pp. 357–381, Budapest. CSONTOS L., BÉRCZINÉ MAKK A., THIEBAULT, F. 1991 Újabb Foraminifera-leletek a Déli-Bükkből (Contributions to Foraminiferal fossils from the S part of the Bükk Mts). A Magyar Állami Földtani Intézet Évi Jelentése az 1989. évről, pp. 383-409.

100

CSONTOS L. 1999 A Bükk hegység szerkezetének főbb vonásai (Structural outline of the Bükk (N Hungary). Földtani Közlöny, 129 (4), pp. 611–651, Budapest. CSONTOS L. 2000 A Bükk hegység mezozoos rétegtani újraértékelése (Stratigraphic reevaluation of the Bükk Mts (N. Hungary). Földtani Közlöny, 130 (1), pp. 95–131, Budapest. CSONTOSNÉ KIS K., PELIKÁN P. 1990 Bükk, Nagyvisnyó, Bálvány-Észak, Nagyvisnyói Mészkő Formáció, Gerennavári Mészkő Formáció. Magyarország Geológiai Alapszelvényei 136, MÁFI Kiadvány, 5 p. DIERSCH, H-J. G. 2013 FEFLOW - Finite Element Modeling of Flow, Mass and Heat Transport in Porous and Fractured Media. Springer kiadó DOERFLINGER, N. and ZWAHLEN, F. 1995 A new method for outlining of protection areas in karst environment. In: Günay G., Johnson I. (eds.) Proceedings 5th International symposium and field seminar on karst waters and environmental impacts. Antalya, Sep. 1995, Balkema, Rotterdam, pp. 117–123. DOSZTÁLY L. 1996 A Felsőtárkány–7. sz fúrás radiolária vizsgálata. Kézirat, OFGA DÖVÉNYI P. 2003 Heat flow map of the Pannonian basin and adjacent areas. DÖVÉNYI P. and HORVÁTH F. 1988 A Review of Temperature, Thermal Conductivity, and Heat Flow Data from the Pannonian Basin. in: Royden, L.H. and Horváth, F. (ed.) AAPG Memoir 45. The Pannonian Basin - a Study in Basin Evolution, p.195-234 GONDÁRNÉ SŐREGI K., SZÉKVÖLGYI K., GONDÁR K., GYULAI T., KÖNCZÖL N., KUN É. 2008 Egy új módszer az utánpótlódó felszín alatti vízkészlet számítására hegyvidéki víztestek területén. Magyar Hidrológiai Társaság XXVI. Országos vándorgyűlés Tanulmánykötet, Miskolc 2008 GYALOG L. (szerk.) 2005 Magyarázó Magyarország fedett földtani térképéhez (az egységek rövid leírása). Magyar Állami Földtani Intézet Térképmagyarázói HAAS, J. (ed.) 2001 Geology of Hungary. Eötvös University Press, 317 p. HIPS K., PELIKÁN P. 2002 Lower Triassic shallow marine succession in the Bükk Mountains, NE Hungary. Geologica Carpathica, 53 (6), 1–17, Bratislava. KIRÁLY L. 1998 Modelling karst aquifers by combined discrete channel and continuum approach. Bulletin d'Hydrogeologie. No. 16 (1998): 77-98. KOVÁCS S. 1989 Geology of North Hungary: Palaeozoic and Mesozoic terranes. In: Kecskeméti T. (ed.) 21st Eur. Micropal. Coll. Guidebook. Hung Geol. Soc. 15-36, Budapest KUN É., GONDÁRNÉ SŐREGI K., GONDÁR K., SZÉKVÖLGYI K., KÖNCZÖL N., GYULAI T. 2012 Klímaváltozás hatásának numerikus modellezése bükki karsztos mintaterületen. Magyar Hidrológiai Társaság XXX. Országos Vándorgyűlés (Kaposvár, 2012. július 4.) KUN É., SZÉKVÖLGYI K., GONDÁRNÉ SŐREGI K., GONDÁR K. (Smaragd-GSH) 2013 Inferences from 3D modelling of thermal karstic reservoir (SW Bükk Mountain). poster, IAH CEG, Mórahalom, 2013. május 7-10. LÉNÁRT L. 2011 A Bükk környéki termálkarszt lehatárolásának tudománytörténeti áttekintése 1907-től napjainkig. Karsztfejlődés, XVI., Szombathely 2011, pp. 9-20, ISSN 1585-5473

101

LESS Gy. 2011 Magyarország földtana. Miskolci Egyetem Földtudományi Kar LIEBE P. ? A VITUKI tevékenysége a karsztvizek területén az utóbbi két évtizedben. MONOSTORI M. 1986 Environmental changes in Eocene/Oligocene boundary stratotypes in Hungary based on ostracod faunas. Annales Universitatis Scientiarum Budapestinensis de Rolando Eötvös Nominatae, Sectio Geologica 26, pp. 141–158, Budapest. MYER, E. M., HÓLM S. L., ÁDÁM L., MÉRÉSZ E., TOLNAI Z., (Vatnaskil Consulting Engineers) 2012 Geotermikus rezervoár modellezés az északkelet‐magyarországi Miskolc területén. Jelentés a Kuala Kft számára. PAJTÓKNÉ TARI I., TÓTH A., UTASI Z., PATKÓS CS., RUSZKAI CS. 2013 Az AGRIA-INNORÉGIÓ Tudáscentrum nemzetközi kutatási modellprojektjének bemutatása „A megújuló természeti erőforrások potenciális hasznosíthatóságának komplex vizsgálata az éghajlatváltozás tükrében egy energetikailag fenntartható modellrégió kialakítása céljából magyar-német közreműködéssel” (TÁMOP 4.2.2/A). http://agria-innoregio.org PELIKÁN P. 1999 A Felsőtárkány–7. fúrás (Bükk hg.) és környezetének triász–jura képződményei [Triassic and Jurassic formations of the area of borehole Felsőtárkány–7 (Bükk Mts., N Hungary)]. Földtani Közlöny, 129 (4), pp. 593–609. PELIKÁN P. (szerk.) 2005 A Bükk hegység földtana. (Geology of the Bükk Mountains.) Magyarázó a Bükk-hegység földtani térképéhez (1:50 000). Magyar Állami Földtani Intézet. PELIKÁN P., DOSZTÁLY L. 2000 A bükkzsérci fúrások (D-Bükk) jura képződményei és szerkezetföldtani jelentőségük [Jurassic formations of the Bükkzsérc boreholes (SW Bükk Mts, NE Hungary) and their structural setting]. Földtani Közlöny, 130 (1), pp. 25–46. PENTELÉNYI L. 1996 Bükkaljai savanyú-intermedier vulkanizmus. In: Neogén vulkanitok a Kárpát-Pannon régióban. — Kézirat, MÁFI. PENTELÉNYI L. 2001 A Bükkalja előzetes földtani térképe 1:50 000. Kézirat, MÁFI PENTELÉNYI L. 2001 A bükkaljai földtani reambulálás eredményei. In Program és kirándulásvezető a Magyarhoni Földtani Társulat 2001. június 8–10-i vándorgyűléséhez, Miskolc, pp. 40–45, 52– 55. PENTELÉNYI L. 2002 A Bükkalja I. Földtani vázlat. In BARÁZ Cs. (szerk): A Bükki Nemzeti Park. Hegyek, erdők, emberek. pp. 205–226, Eger. TÓTH J. 1962 A Theory of Groundwater Motion in Small Drainage Basins in Central Alberta, Canada. Journal of Geophysical Research, V.67. No.11. TÓTH J. 1963 A Theoretical Analysis of Groundwater flow in Small Drainage Basins. Journal of Geophysical Research, V.68. No.16. VARGA Gy. 1981 Újabb adatok az összesült tufaleplek és ignimbritek ismeretéhez (Contributions to the knowledge of welded tuffs and ignimbrites). A Magyar Állami Földtani Intézet Évi Jelentése az 1979. évről, pp. 499–509. VÁRY H. 2010 A Bükk-hegység. Magyarország talajai. Kézirat. VELLEDITS F. 1990 Bükk, Cserépfalu, Hór-völgyi kőfejtő, Bervai Mészkő Formáció. Magyarország Geológiai Alapszelvényei 128. MÁFI Kiadvány, 7 p.

102

VELLEDITS F. 1998 A Bükki középső és felső triász rétegtani korrelációja és fejlődéstörténeti elemzése. PhD értekezés. Kézirat, MÁFI Könyvtár 101499. VELLEDITS F. 2000 A Berva-völgytől a Hór-völgyig terjedő terület fejlődéstörténete a középső– felső triászban (Evolution of the area from the Berva Valley to the Hór Valley in the Middle–Upper Triassic). Földtani Közlöny, 130 (1), pp. 47–93. VISZKOK J., FÖLDES T., M. TÓTH T., KUN É., GYENESE I. 2010 Elaboration of Multi-Scale Fluid Flow Modeling System in Fractured Rocks for Exploitation of Geothermal Energy. Proceedings World Geothermal Congress 2010. Bali, Indonesia, 25-29 April 2010 VÍZÜGYI ÉS KÖRNYEZETVÉDELMI KÖZPONTI IGAZGATÓSÁG 2010 magyarországi része - VIZGYŰJTŐ-GAZDÁLKODÁSI TERV.

A Duna-vizgyűjtő

103

8. Létrehozott adat és munkafájlok listája A modellezéshez illetve a modellezés során létrehozott és generált fájlokat külön DVD lemezen a jelen tanulmányhoz csatoltuk. A regionális léptékű hidrodinamikai és hőtranszport modell ezeknek a felhasználásával könnyebben formálhatók lokális ismeretekké. A modellezés első munkafázisában összegyűjtött, főleg a térinformatikai rendszerhez szükséges fájlok 2013 júliusában már átadásra kerültek. Az első fázisban szereplő fájlok listája az előrehaladási jelentésben szerepel, így itt ezeket nem soroljuk fel. Az alábbi lista a második munkafázisban felhasznált, létrehozott, kibővített és ellenőrzött fájlok rövid ismertetése 5 nagyobb témakörre bontva: Jelentések előrehaladási_jelentés.pdf – Geotermikus potenciál felmérés Eger régióban ELŐREHALADÁSI JELENTÉS. Az „A” tevékenységi körcsoport teljesítése, amely tartalmazza I. mellékletként a „A Bükk hegység földtani képződményeinek rövid összefoglalása különös tekintettel vízföldtani szempontokra az Eger környéki régióban” c. tanulmányt Eger-Karszt.pdf – Az Eszterházy Károly Főiskola TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0016 ”A megújuló természeti erőforrások potenciális hasznosíthatóságának komplex vizsgálata az éghajlatváltozás tükrében, egy energetikailag fenntartható modellrégió kialakítása céljából” pályázatának keretében a Geotermikus potenciál felmérés első etapjának vízföldtani összefoglalása, mely tartalmazza a Bükk karsztrendszer főbb ismérveinek összefoglalását és a Bükk hegységi karsztvízszint idősorainak dinamikus faktor analízisét. Hidrodin_modell.pdf – Jelen tanulmány: Hidrodinamikai és hőtranszport modellezés, Eger és környéke.

Irodalom Bükk_irodalom.xlsx – A Bükk geológiájával, vízkutatásával összefüggő irodalomjegyzék. Az irodalomjegyzékben szereplő tanulmányok egy része pdf formátumban, linkelve elérhető. *.pdf – 59 db szakcikk a Bükkről. A hosszú lista miatt ezen a cikkek címei a Bükk_irodalom.xlsx táblázatban vannak felsorolva.

Adat Az első munkafázisban összegyűjtött főleg a térinformatikai rendszerhez szükséges fájlok 2013. júliusáig átadásra kerültek. Ezeknek a listája az előrehaladási jelentésben szerepel. Az xls kiterjesztésű fájlok, amennyiben tartalmaznak koordinátákat, szintén a térinformatikai rendszer részét képezik. Formáció_leírás.xlsx – Földtani egységek, numerikus rétegek, vízvezetőképességi értékek listája és szkenárió tábla. besziv.xlsx – Beszivárgási értékek átszámítása területenként. vízkivét.xlsx – a kutatási területen üzemelő vízbázisok napi termelési üteme. havivízszint.xls – Válogatott és szűrt havi vízszint értékek megfigyelő pontokban. 104

objektumok.xls – A BKÉR rendszerben szereplő hidrogeológiai és hidrológiai objektumok listája kibővítve Recsk és Mátraderecske területtel. hőmérséklet.xls - különböző pontokban mért és kifolyóvíz hőmérsékletek a térinformatikához hőm.xls – különböző pontokban mért és kifolyóvíz hőmérsékletek a geotermális gradienshez

Munka Az alábbi raster képek és shape fájlok, a hozzájuk tartozó georeferencia és egyéb kísérő fájlokkal (nincsenek felsorolva, de a lemezen megvannak) szintén kezelhetők a térinformatikában. aljzat_500.jpg – ÉK Magyarország raster aljzat térkép besziv_Vatnaskil.tif – Vatnaskil által készített beszivárgás térkép bukk_pnout.shp – tektonika buk_vszt.shp – szintvonalak Ggrad.tif – Bükki geotermális gradiens térkép Bükk_geológia.tif – Bükkk geológiája, MÁFI 500’000 –es földtani térkép river-nodes.shp – folyó és patak csomópontok listája Kx_1.shp – Vízvezetőképesség x irányban az első numerikus rétegen Kx_2.shp – Vízvezetőképesség x irányban a második numerikus rétegen Kx_3.shp – Vízvezetőképesség x irányban a harmadik numerikus rétegen aljzatt.shp – Aljzat térkép mesh02.shp – Az elemháló ESRI formátumú exportja folyóhead.shp – Kötött folyócsomópont h.e.m. értékek ESRI formátumú exportja kalib.xls – Kalibrációs adatok.

Eredmény *.dar – A referencia pontokban szimulált eredmények listája ASCII formátumban *.fem – A numerikus modell input fájlja (Feflow v5.4) *.dac – A teljes numerikus modell eredmény fájlja bináris formában (Feflow 5.4 és magasabb)

105

MELLÉKLET

Szimulált eredmények listája a referencia pontokban

+++++++++++++++ FEFLOW Computational Results +++++++++++++ Problem file: ne7c.fem (BINARY 5.4) Wed Apr 30 10:42:45 2014 A new feflow problem: Eger region geotermális potenciál - Referencia modell Three Dimensions (3D) ******************************************************************** LOCATION (GLOBAL AND LOCAL) OF OBSERVATION AND WELL POINTS: -------------------------------------------------------------------Obs x_g [m] y_g [m] x_l [m] y_l [m] z [m] -------------------------------------------------------------------1 748135.650357 301028.212962 34065.367188 586664.437500 38.000000 2 746307.128872 279591.150462 32236.845703 565227.375000 -237.000000 3 755924.974575 297972.837962 41854.691406 583609.062500 300.000000 4 753748.568325 294173.587962 39678.285156 579809.812500 253.254850 5 766346.349575 292301.962962 52276.066406 577938.187500 202.000000 6 767016.025357 306046.275462 52945.742188 591682.500000 360.000000 7 760504.423794 308269.712962 46434.140625 593905.937500 499.000000 8 746611.816372 299872.337962 32541.533203 585508.562500 365.000000 9 758465.298794 304929.337962 44395.015625 590565.562500 511.000000 10 761999.939419 305315.337962 47929.656250 590951.562500 600.000000 11 761899.373013 301368.650462 47829.089844 587004.875000 400.000000 12 747227.923794 277796.025462 33157.640625 563432.250000 -515.000000 13 745666.117153 278064.525462 31595.833984 563700.750000 -699.000000 14 746499.933560 276081.025462 32429.650391 561717.250000 -1260.000000 c 755372.732388 299890.525462 41302.449219 585526.750000 446.398144 d 757023.568325 297096.775462 42953.285156 582733.000000 489.393246 e 763674.544888 303446.150462 49604.261719 589082.375000 556.144161 f 757587.076138 304692.212962 43516.792969 590328.437500 799.182872 g 758071.216763 304827.150462 44000.933594 590463.375000 793.547807 h 758325.193325 305223.962962 44254.910156 590860.187500 798.576840 i 758761.712857 305327.150462 44691.429688 590963.375000 798.041075 j 759095.056607 305128.775462 45024.773438 590765.000000 797.649323 k 759722.056607 305303.337962 45651.773438 590939.562500 754.907548 l 762126.884732 303311.212962 48056.601563 588947.437500 604.247206 m 760747.095669 301453.462962 46676.812500 587089.687500 563.453896 n 760214.134732 302295.337962 46143.851563 587931.562500 552.093701 o 758822.165982 299827.775462 44751.882813 585464.000000 572.557055 p 755198.123013 293501.462962 41127.839844 579137.687500 431.346665 r 747840.779263 290104.525462 33770.496094 575740.750000 106.669716 s 748991.603482 285747.275462 34921.320313 571383.500000 -33.610925 t 751886.849575 277468.712962 37816.566406 563104.937500 -1430.124362 u 747227.923794 277796.025462 33157.640625 563432.250000 -515.000000 v 748023.326138 291112.525462 33953.042969 576748.750000 190.101146 w 746307.128872 279591.150462 32236.845703 565227.375000 -237.000000 x 760988.267544 286119.400462 46917.984375 571755.625000 -298.245593 y 760711.837857 285992.337962 46641.554688 571628.562500 -300.342757 z 745666.117153 278064.525462 31595.833984 563700.750000 -699.000000 _27 755235.810513 288854.337962 41165.527344 574490.562500 299.606181 _28 754047.802700 294182.525462 39977.519531 579818.750000 265.492331 -------------------------------------------------------------------LEGEND: T - Temperature H - Hydraulic head Vx - Velocity in x-direction Vy - Velocity in y-direction Vz - Velocity in z-direction

ii

************************************************************************* RESULTS AT STEP = 0 AND TIME = 0.000000e+000 [d]: ------------------------------------------------------------------------Obs T [deg C] H [m] Vx [m/d] Vy [m/d] Vz [m/d] ------------------------------------------------------------------------1 0.000000e+000 3.987976e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 2 0.000000e+000 1.886733e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 3 0.000000e+000 3.600756e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 4 0.000000e+000 2.632837e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 5 0.000000e+000 2.020000e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 6 0.000000e+000 3.362200e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 7 0.000000e+000 4.990000e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 8 0.000000e+000 3.378868e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 9 0.000000e+000 5.108816e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 10 0.000000e+000 4.594681e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 11 0.000000e+000 4.104759e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 12 0.000000e+000 1.848245e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 13 0.000000e+000 1.823772e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 14 0.000000e+000 1.817385e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 a 0.000000e+000 0.000000e+000 (flux boundary) b 0.000000e+000 0.000000e+000 (flux boundary) c 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) d 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) e 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) f 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) g 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) h 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) i 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) j 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) k 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) l 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) m 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 1.000000e+004 [m3/d]) n 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) o 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) p 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 1.000000e+003 [m3/d]) q 0.000000e+000 0.000000e+000 (flux boundary) r 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 2.655000e+003 [m3/d]) s 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 1.000000e+004 [m3/d]) t 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 3.627000e+003 [m3/d]) u 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 6.500000e+002 [m3/d]) v 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 2.808000e+003 [m3/d]) w 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 4.500000e+003 [m3/d]) x 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 7.000000e+002 [m3/d]) y 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 3.000000e+002 [m3/d]) z 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 2.000000e+002 [m3/d]) _27 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.760000e+002 [m3/d]) _28 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 3.000000e+003 [m3/d]) -------------------------------------------------------------------------

iii

************************************************************************* RESULTS AT STEP = 1 AND TIME = 1.000000e-003 [d]: ------------------------------------------------------------------------Obs T [deg C] H [m] Vx [m/d] Vy [m/d] Vz [m/d] ------------------------------------------------------------------------1 1.280174e+001 3.977159e+002 -1.228101e-001 -5.014622e-002 -9.411257e-002 2 5.176950e+001 1.764952e+002 -1.685865e-002 -2.911849e-003 7.057005e+000 3 1.181323e+001 3.576748e+002 -2.233910e-002 -8.884335e-002 9.791798e-005 4 1.134676e+001 2.628278e+002 -8.560419e-002 -2.030140e-001 1.131364e+000 5 1.100000e+001 2.020000e+002 1.922045e+000 -8.600041e-001 1.257495e+000 6 1.100000e+001 3.362200e+002 4.820296e-001 6.553126e-003 9.513699e-002 7 1.100000e+001 4.990000e+002 3.426854e-001 -2.310216e-002 4.127106e-002 8 1.100000e+001 3.351791e+002 -1.398162e-001 -7.848733e-002 -6.303994e-003 9 1.299271e+001 4.952300e+002 6.927991e-002 -1.311442e-001 -2.147111e-002 10 1.200000e+001 4.506984e+002 9.016687e-002 -6.201493e-002 -1.423810e-003 11 1.200000e+001 4.042776e+002 2.808033e-002 -8.886187e-002 -2.671689e-003 12 7.584262e+001 1.790584e+002 -8.836781e-003 -6.949143e-003 1.265786e-003 13 7.718030e+001 1.753631e+002 -1.899060e-003 -9.869592e-003 2.770529e-003 14 7.720689e+001 1.767123e+002 -1.620232e-003 -4.791449e-003 2.218335e-003 a 1.116773e+001 3.935442e+002 (flux boundary) c 1.100000e+001 3.867414e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) d 1.100000e+001 3.435556e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) e 1.100000e+001 4.164847e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) f 1.100000e+001 5.513754e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) g 1.100000e+001 5.397212e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) h 1.100000e+001 5.499086e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) i 1.100000e+001 5.338936e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) j 1.100000e+001 5.147562e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) k 1.100000e+001 5.011098e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) l 1.100000e+001 4.264463e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) m 1.100000e+001 4.030501e+002 (single well: 1.000000e+004 [m3/d]) n 1.100000e+001 4.272847e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) o 1.100000e+001 3.882270e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) p 1.100000e+001 3.003684e+002 (single well: 1.000000e+003 [m3/d]) q 1.169073e+002 4.739664e+002 (flux boundary) r 1.374760e+001 2.309353e+002 (single well: 2.655000e+003 [m3/d]) s 1.685193e+001 2.035947e+002 (single well: 1.000000e+004 [m3/d]) t 5.826752e+001 1.841709e+002 (single well: 3.627000e+003 [m3/d]) u 7.584262e+001 1.790584e+002 (single well: 6.500000e+002 [m3/d]) v 1.181940e+001 2.095545e+002 (single well: 2.808000e+003 [m3/d]) w 5.176950e+001 1.764952e+002 (single well: 4.500000e+003 [m3/d]) x 1.938729e+001 2.312521e+002 (single well: 7.000000e+002 [m3/d]) y 1.933526e+001 2.309213e+002 (single well: 3.000000e+002 [m3/d]) z 7.718030e+001 1.753631e+002 (single well: 2.000000e+002 [m3/d]) _27 1.427169e+001 2.535172e+002 (single well: 5.760000e+002 [m3/d]) _28 1.117453e+001 2.686153e+002 (single well: 3.000000e+003 [m3/d]) -------------------------------------------------------------------------

iv

+++++++++++++++ FEFLOW Computational Results +++++++++++++ Problem file: ne7c_klíma0,85.fem (BINARY 5.4) Thu May 01 09:04:41 2014 A new feflow problem: Eger region geotermális potenciál – Klíma x 0,85 modell Three Dimensions (3D) ******************************************************************** LOCATION (GLOBAL AND LOCAL) OF OBSERVATION AND WELL POINTS: -------------------------------------------------------------------Obs x_g [m] y_g [m] x_l [m] y_l [m] z [m] -------------------------------------------------------------------1 748135.650335 301028.239760 34065.367188 586664.437500 38.000000 2 746307.128850 279591.177260 32236.845703 565227.375000 -237.000000 3 755924.974554 297972.864760 41854.691406 583609.062500 300.000000 4 753748.568304 294173.614760 39678.285156 579809.812500 253.254850 5 766346.349554 292301.989760 52276.066406 577938.187500 202.000000 6 767016.025335 306046.302260 52945.742188 591682.500000 360.000000 7 760504.423772 308269.739760 46434.140625 593905.937500 499.000000 8 746611.816350 299872.364760 32541.533203 585508.562500 365.000000 9 758465.298772 304929.364760 44395.015625 590565.562500 511.000000 10 761999.939397 305315.364760 47929.656250 590951.562500 600.000000 11 761899.372991 301368.677260 47829.089844 587004.875000 400.000000 12 747227.923772 277796.052260 33157.640625 563432.250000 -515.000000 13 745666.117132 278064.552260 31595.833984 563700.750000 -699.000000 14 746499.933538 276081.052260 32429.650391 561717.250000 -1260.000000 c 755372.732366 299890.552260 41302.449219 585526.750000 446.398144 d 757023.568304 297096.802260 42953.285156 582733.000000 489.393246 e 763674.544866 303446.177260 49604.261719 589082.375000 556.144161 f 757587.076116 304692.239760 43516.792969 590328.437500 799.182872 g 758071.216741 304827.177260 44000.933594 590463.375000 793.547807 h 758325.193304 305223.989760 44254.910156 590860.187500 798.576840 i 758761.712835 305327.177260 44691.429688 590963.375000 798.041075 j 759095.056585 305128.802260 45024.773438 590765.000000 797.649323 k 759722.056585 305303.364760 45651.773438 590939.562500 754.907548 l 762126.884710 303311.239760 48056.601563 588947.437500 604.247206 m 760747.095647 301453.489760 46676.812500 587089.687500 563.453896 n 760214.134710 302295.364760 46143.851563 587931.562500 552.093701 o 758822.165960 299827.802260 44751.882813 585464.000000 572.557055 p 755198.122991 293501.489760 41127.839844 579137.687500 431.346665 r 747840.779241 290104.552260 33770.496094 575740.750000 106.669716 s 748991.603460 285747.302260 34921.320313 571383.500000 -33.610925 t 751886.849554 277468.739760 37816.566406 563104.937500 -1430.124362 u 747227.923772 277796.052260 33157.640625 563432.250000 -515.000000 v 748023.326116 291112.552260 33953.042969 576748.750000 190.101146 w 746307.128850 279591.177260 32236.845703 565227.375000 -237.000000 x 760988.267522 286119.427260 46917.984375 571755.625000 -298.245593 y 760711.837835 285992.364760 46641.554688 571628.562500 -300.342757 z 745666.117132 278064.552260 31595.833984 563700.750000 -699.000000 _27 755235.810491 288854.364760 41165.527344 574490.562500 299.606181 _28 754047.802679 294182.552260 39977.519531 579818.750000 265.492331 -------------------------------------------------------------------LEGEND: T - Temperature H - Hydraulic head Vx - Velocity in x-direction Vy - Velocity in y-direction Vz - Velocity in z-direction

v

************************************************************************* RESULTS AT STEP = 0 AND TIME = 0.000000e+000 [d]: ------------------------------------------------------------------------Obs T [deg C] H [m] Vx [m/d] Vy [m/d] Vz [m/d] ------------------------------------------------------------------------1 0.000000e+000 3.987976e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 2 0.000000e+000 1.886733e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 3 0.000000e+000 3.600756e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 4 0.000000e+000 2.632837e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 5 0.000000e+000 2.020000e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 6 0.000000e+000 3.362200e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 7 0.000000e+000 4.990000e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 8 0.000000e+000 3.378868e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 9 0.000000e+000 5.108816e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 10 0.000000e+000 4.594681e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 11 0.000000e+000 4.104759e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 12 0.000000e+000 1.848245e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 13 0.000000e+000 1.823772e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 14 0.000000e+000 1.817385e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 a 0.000000e+000 0.000000e+000 (flux boundary) b 0.000000e+000 0.000000e+000 (flux boundary) c 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) d 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) e 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) f 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) g 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) h 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) i 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) j 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) k 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) l 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) m 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 1.000000e+004 [m3/d]) n 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) o 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) p 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 1.000000e+003 [m3/d]) q 0.000000e+000 0.000000e+000 (flux boundary) r 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 2.655000e+003 [m3/d]) s 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 1.000000e+004 [m3/d]) t 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 3.627000e+003 [m3/d]) u 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 6.500000e+002 [m3/d]) v 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 2.808000e+003 [m3/d]) w 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 4.500000e+003 [m3/d]) x 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 7.000000e+002 [m3/d]) y 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 3.000000e+002 [m3/d]) z 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 2.000000e+002 [m3/d]) _27 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.760000e+002 [m3/d]) _28 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 3.000000e+003 [m3/d]) -------------------------------------------------------------------------

vi

************************************************************************* RESULTS AT STEP = 1 AND TIME = 1.000000e-003 [d]: ------------------------------------------------------------------------Obs T [deg C] H [m] Vx [m/d] Vy [m/d] Vz [m/d] ------------------------------------------------------------------------1 1.279416e+001 3.976115e+002 -1.228680e-001 -5.022621e-002 -9.439554e-002 2 5.381367e+001 1.762662e+002 -1.673493e-002 -2.815707e-003 6.994926e+000 3 1.179412e+001 3.573120e+002 -2.155093e-002 -9.049750e-002 8.543821e-005 4 1.134743e+001 2.628152e+002 -8.559424e-002 -2.027221e-001 1.129440e+000 5 1.100000e+001 2.020000e+002 1.922269e+000 -8.590295e-001 1.254692e+000 6 1.100000e+001 3.362200e+002 4.839240e-001 6.442644e-003 9.572166e-002 7 1.100000e+001 4.990000e+002 3.415301e-001 -1.855937e-002 4.019936e-002 8 1.100000e+001 3.351045e+002 -1.391882e-001 -7.913733e-002 -6.374131e-003 9 1.302076e+001 4.984004e+002 7.047369e-002 -1.378132e-001 -2.185385e-002 10 1.200000e+001 4.522902e+002 9.361040e-002 -6.362742e-002 -1.455909e-003 11 1.200000e+001 4.046489e+002 2.887631e-002 -9.101629e-002 -2.719416e-003 12 7.946772e+001 1.787341e+002 -8.614394e-003 -6.828017e-003 1.213698e-003 13 7.820519e+001 1.751446e+002 -1.819568e-003 -9.816894e-003 2.730607e-003 14 7.911107e+001 1.764286e+002 -1.555448e-003 -4.753119e-003 2.193199e-003 a 1.116687e+001 3.935114e+002 (flux boundary) c 1.100000e+001 3.869109e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) d 1.100000e+001 3.425414e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) e 1.100000e+001 4.171272e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) f 1.100000e+001 5.543227e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) g 1.100000e+001 5.431490e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) h 1.100000e+001 5.542762e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) i 1.100000e+001 5.384948e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) j 1.100000e+001 5.186297e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) k 1.100000e+001 5.046722e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) l 1.100000e+001 4.274266e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) m 1.100000e+001 4.035639e+002 (single well: 1.000000e+004 [m3/d]) n 1.100000e+001 4.282809e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) o 1.100000e+001 3.881953e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) p 1.100000e+001 2.996812e+002 (single well: 1.000000e+003 [m3/d]) q 1.163737e+002 4.749951e+002 (flux boundary) r 1.373741e+001 2.308155e+002 (single well: 2.655000e+003 [m3/d]) s 1.677553e+001 2.033389e+002 (single well: 1.000000e+004 [m3/d]) t 5.861447e+001 1.837242e+002 (single well: 3.627000e+003 [m3/d]) u 7.946772e+001 1.787341e+002 (single well: 6.500000e+002 [m3/d]) v 1.183988e+001 2.094955e+002 (single well: 2.808000e+003 [m3/d]) w 5.381367e+001 1.762662e+002 (single well: 4.500000e+003 [m3/d]) x 1.966199e+001 2.290296e+002 (single well: 7.000000e+002 [m3/d]) y 1.958090e+001 2.289273e+002 (single well: 3.000000e+002 [m3/d]) z 7.820519e+001 1.751446e+002 (single well: 2.000000e+002 [m3/d]) _27 1.436151e+001 2.527747e+002 (single well: 5.760000e+002 [m3/d]) _28 1.117530e+001 2.686139e+002 (single well: 3.000000e+003 [m3/d]) -------------------------------------------------------------------------

vii

+++++++++++++++ FEFLOW Computational Results +++++++++++++ Problem file: ne7c_klíma0,7.fem (BINARY 5.4) Thu May 01 09:30:03 2014 A new feflow problem: Eger region geotermális potenciál – Klíma x 0,7 modell Three Dimensions (3D) ******************************************************************** LOCATION (GLOBAL AND LOCAL) OF OBSERVATION AND WELL POINTS: -------------------------------------------------------------------Obs x_g [m] y_g [m] x_l [m] y_l [m] z [m] -------------------------------------------------------------------1 748135.650335 301028.239760 34065.367188 586664.437500 38.000000 2 746307.128850 279591.177260 32236.845703 565227.375000 -237.000000 3 755924.974554 297972.864760 41854.691406 583609.062500 300.000000 4 753748.568304 294173.614760 39678.285156 579809.812500 253.254850 5 766346.349554 292301.989760 52276.066406 577938.187500 202.000000 6 767016.025335 306046.302260 52945.742188 591682.500000 360.000000 7 760504.423772 308269.739760 46434.140625 593905.937500 499.000000 8 746611.816350 299872.364760 32541.533203 585508.562500 365.000000 9 758465.298772 304929.364760 44395.015625 590565.562500 511.000000 10 761999.939397 305315.364760 47929.656250 590951.562500 600.000000 11 761899.372991 301368.677260 47829.089844 587004.875000 400.000000 12 747227.923772 277796.052260 33157.640625 563432.250000 -515.000000 13 745666.117132 278064.552260 31595.833984 563700.750000 -699.000000 14 746499.933538 276081.052260 32429.650391 561717.250000 -1260.000000 c 755372.732366 299890.552260 41302.449219 585526.750000 446.398144 d 757023.568304 297096.802260 42953.285156 582733.000000 489.393246 e 763674.544866 303446.177260 49604.261719 589082.375000 556.144161 f 757587.076116 304692.239760 43516.792969 590328.437500 799.182872 g 758071.216741 304827.177260 44000.933594 590463.375000 793.547807 h 758325.193304 305223.989760 44254.910156 590860.187500 798.576840 i 758761.712835 305327.177260 44691.429688 590963.375000 798.041075 j 759095.056585 305128.802260 45024.773438 590765.000000 797.649323 k 759722.056585 305303.364760 45651.773438 590939.562500 754.907548 l 762126.884710 303311.239760 48056.601563 588947.437500 604.247206 m 760747.095647 301453.489760 46676.812500 587089.687500 563.453896 n 760214.134710 302295.364760 46143.851563 587931.562500 552.093701 o 758822.165960 299827.802260 44751.882813 585464.000000 572.557055 p 755198.122991 293501.489760 41127.839844 579137.687500 431.346665 r 747840.779241 290104.552260 33770.496094 575740.750000 106.669716 s 748991.603460 285747.302260 34921.320313 571383.500000 -33.610925 t 751886.849554 277468.739760 37816.566406 563104.937500 -1430.124362 u 747227.923772 277796.052260 33157.640625 563432.250000 -515.000000 v 748023.326116 291112.552260 33953.042969 576748.750000 190.101146 w 746307.128850 279591.177260 32236.845703 565227.375000 -237.000000 x 760988.267522 286119.427260 46917.984375 571755.625000 -298.245593 y 760711.837835 285992.364760 46641.554688 571628.562500 -300.342757 z 745666.117132 278064.552260 31595.833984 563700.750000 -699.000000 _27 755235.810491 288854.364760 41165.527344 574490.562500 299.606181 _28 754047.802679 294182.552260 39977.519531 579818.750000 265.492331 -------------------------------------------------------------------LEGEND: T - Temperature H - Hydraulic head Vx - Velocity in x-direction Vy - Velocity in y-direction Vz - Velocity in z-direction

viii

************************************************************************* RESULTS AT STEP = 0 AND TIME = 0.000000e+000 [d]: ------------------------------------------------------------------------Obs T [deg C] H [m] Vx [m/d] Vy [m/d] Vz [m/d] ------------------------------------------------------------------------1 0.000000e+000 3.987976e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 2 0.000000e+000 1.886733e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 3 0.000000e+000 3.600756e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 4 0.000000e+000 2.632837e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 5 0.000000e+000 2.020000e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 6 0.000000e+000 3.362200e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 7 0.000000e+000 4.990000e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 8 0.000000e+000 3.378868e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 9 0.000000e+000 5.108816e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 10 0.000000e+000 4.594681e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 11 0.000000e+000 4.104759e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 12 0.000000e+000 1.848245e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 13 0.000000e+000 1.823772e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 14 0.000000e+000 1.817385e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 a 0.000000e+000 0.000000e+000 (flux boundary) b 0.000000e+000 0.000000e+000 (flux boundary) c 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) d 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) e 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) f 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) g 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) h 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) i 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) j 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) k 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) l 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) m 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 1.000000e+004 [m3/d]) n 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) o 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) p 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 1.000000e+003 [m3/d]) q 0.000000e+000 0.000000e+000 (flux boundary) r 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 2.655000e+003 [m3/d]) s 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 1.000000e+004 [m3/d]) t 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 3.627000e+003 [m3/d]) u 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 6.500000e+002 [m3/d]) v 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 2.808000e+003 [m3/d]) w 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 4.500000e+003 [m3/d]) x 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 7.000000e+002 [m3/d]) y 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 3.000000e+002 [m3/d]) z 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 2.000000e+002 [m3/d]) _27 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.760000e+002 [m3/d]) _28 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 3.000000e+003 [m3/d]) -------------------------------------------------------------------------

ix

************************************************************************* RESULTS AT STEP = 1 AND TIME = 1.000000e-003 [d]: ------------------------------------------------------------------------Obs T [deg C] H [m] Vx [m/d] Vy [m/d] Vz [m/d] ------------------------------------------------------------------------1 1.278183e+001 3.974653e+002 -1.224928e-001 -5.037727e-002 -9.470452e-002 2 5.363977e+001 1.761419e+002 -1.680124e-002 -2.774187e-003 6.894749e+000 3 1.180422e+001 3.567134e+002 -2.046417e-002 -9.066115e-002 -1.250836e-004 4 1.134604e+001 2.627965e+002 -8.553799e-002 -2.023732e-001 1.126585e+000 5 1.100000e+001 2.020000e+002 1.921593e+000 -8.587741e-001 1.250556e+000 6 1.100000e+001 3.362200e+002 4.781507e-001 7.189266e-003 9.516625e-002 7 1.100000e+001 4.990000e+002 3.428314e-001 -2.154356e-002 4.093753e-002 8 1.100000e+001 3.350331e+002 -1.385202e-001 -7.972731e-002 -6.407403e-003 9 1.303319e+001 4.971397e+002 7.072751e-002 -1.379560e-001 -2.166350e-002 10 1.200000e+001 4.512148e+002 9.295135e-002 -6.420850e-002 -1.392918e-003 11 1.200000e+001 4.034666e+002 2.882546e-002 -9.096460e-002 -2.705170e-003 12 7.890023e+001 1.785155e+002 -8.571397e-003 -6.831599e-003 1.159082e-003 13 7.840463e+001 1.749759e+002 -1.842844e-003 -9.785998e-003 2.696361e-003 14 7.872476e+001 1.762084e+002 -1.546147e-003 -4.745995e-003 2.171754e-003 a 1.116547e+001 3.934200e+002 (flux boundary) c 1.100000e+001 3.860385e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) d 1.100000e+001 3.415569e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) e 1.100000e+001 4.159421e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) f 1.100000e+001 5.526809e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) g 1.100000e+001 5.412284e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) h 1.100000e+001 5.519935e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) i 1.100000e+001 5.360261e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) j 1.100000e+001 5.164533e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) k 1.100000e+001 5.026138e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) l 1.100000e+001 4.261325e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) m 1.100000e+001 4.022375e+002 (single well: 1.000000e+004 [m3/d]) n 1.100000e+001 4.269009e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) o 1.100000e+001 3.870045e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) p 1.100000e+001 2.981022e+002 (single well: 1.000000e+003 [m3/d]) q 1.164199e+002 4.742944e+002 (flux boundary) r 1.430124e+001 2.297644e+002 (single well: 2.655000e+003 [m3/d]) s 1.672340e+001 2.031892e+002 (single well: 1.000000e+004 [m3/d]) t 5.843146e+001 1.834179e+002 (single well: 3.627000e+003 [m3/d]) u 7.890023e+001 1.785155e+002 (single well: 6.500000e+002 [m3/d]) v 1.191222e+001 2.094247e+002 (single well: 2.808000e+003 [m3/d]) w 5.363977e+001 1.761419e+002 (single well: 4.500000e+003 [m3/d]) x 2.010787e+001 2.276381e+002 (single well: 7.000000e+002 [m3/d]) y 2.009774e+001 2.274461e+002 (single well: 3.000000e+002 [m3/d]) z 7.840463e+001 1.749759e+002 (single well: 2.000000e+002 [m3/d]) _27 1.498044e+001 2.515265e+002 (single well: 5.760000e+002 [m3/d]) _28 1.117448e+001 2.686117e+002 (single well: 3.000000e+003 [m3/d]) -------------------------------------------------------------------------

x

+++++++++++++++ FEFLOW Computational Results +++++++++++++ Problem file: ne7c-strand.fem (BINARY 5.4) Fri May 02 09:38:58 2014 A new feflow problem: Eger region geotermális potenciál – “Strand” modell Three Dimensions (3D) ******************************************************************** LOCATION (GLOBAL AND LOCAL) OF OBSERVATION AND WELL POINTS: -------------------------------------------------------------------Obs x_g [m] y_g [m] x_l [m] y_l [m] z [m] -------------------------------------------------------------------1 748135.650302 301028.279958 34065.367188 586664.437500 38.000000 2 746307.128818 279591.217458 32236.845703 565227.375000 -237.000000 3 755924.974521 297972.904958 41854.691406 583609.062500 300.000000 4 753748.568271 294173.654958 39678.285156 579809.812500 253.254850 5 766346.349521 292302.029958 52276.066406 577938.187500 202.000000 6 767016.025302 306046.342458 52945.742188 591682.500000 360.000000 7 760504.423740 308269.779958 46434.140625 593905.937500 499.000000 8 746611.816318 299872.404958 32541.533203 585508.562500 365.000000 9 758465.298740 304929.404958 44395.015625 590565.562500 511.000000 10 761999.939365 305315.404958 47929.656250 590951.562500 600.000000 11 761899.372958 301368.717458 47829.089844 587004.875000 400.000000 12 747227.923740 277796.092458 33157.640625 563432.250000 -515.000000 13 745666.117099 278064.592458 31595.833984 563700.750000 -699.000000 14 746499.933505 276081.092458 32429.650391 561717.250000 -1260.000000 c 755372.732333 299890.592458 41302.449219 585526.750000 446.398144 d 757023.568271 297096.842458 42953.285156 582733.000000 489.393246 e 763674.544833 303446.217458 49604.261719 589082.375000 556.144161 f 757587.076083 304692.279958 43516.792969 590328.437500 799.182872 g 758071.216708 304827.217458 44000.933594 590463.375000 793.547807 h 758325.193271 305224.029958 44254.910156 590860.187500 798.576840 i 758761.712802 305327.217458 44691.429688 590963.375000 798.041075 j 759095.056552 305128.842458 45024.773438 590765.000000 797.649323 k 759722.056552 305303.404958 45651.773438 590939.562500 754.907548 l 762126.884677 303311.279958 48056.601563 588947.437500 604.247206 m 760747.095615 301453.529958 46676.812500 587089.687500 563.453896 n 760214.134677 302295.404958 46143.851563 587931.562500 552.093701 o 758822.165927 299827.842458 44751.882813 585464.000000 572.557055 p 755198.122958 293501.529958 41127.839844 579137.687500 431.346665 r 747840.779208 290104.592458 33770.496094 575740.750000 106.669716 s 748991.603427 285747.342458 34921.320313 571383.500000 -33.610925 t 751143.720615 279975.029958 37073.437500 565611.187500 -1153.326712 u 751886.849521 277468.779958 37816.566406 563104.937500 -1430.124362 v 746531.197177 282369.467458 32460.914063 568005.625000 -355.257928 w 747227.923740 277796.092458 33157.640625 563432.250000 -515.000000 x 747561.607333 274293.967458 33491.324219 559930.125000 -1495.232370 y 748023.326083 291112.592458 33953.042969 576748.750000 190.101146 z 746307.128818 279591.217458 32236.845703 565227.375000 -237.000000 _27 760988.267490 286119.467458 46917.984375 571755.625000 -298.245593 _28 760711.837802 285992.404958 46641.554688 571628.562500 -300.342757 _29 745666.117099 278064.592458 31595.833984 563700.750000 -699.000000 _30 755235.810458 288854.404958 41165.527344 574490.562500 299.606181 _31 754047.802646 294182.592458 39977.519531 579818.750000 265.492331 -------------------------------------------------------------------LEGEND: T - Temperature H - Hydraulic head Vx - Velocity in x-direction Vy - Velocity in y-direction Vz - Velocity in z-direction

xi

************************************************************************* RESULTS AT STEP = 0 AND TIME = 0.000000e+000 [d]: ------------------------------------------------------------------------Obs T [deg C] H [m] Vx [m/d] Vy [m/d] Vz [m/d] ------------------------------------------------------------------------1 0.000000e+000 3.987976e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 2 0.000000e+000 1.886733e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 3 0.000000e+000 3.600756e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 4 0.000000e+000 2.632837e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 5 0.000000e+000 2.020000e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 6 0.000000e+000 3.362200e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 7 0.000000e+000 4.990000e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 8 0.000000e+000 3.378868e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 9 0.000000e+000 5.108816e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 10 0.000000e+000 4.594681e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 11 0.000000e+000 4.104759e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 12 0.000000e+000 1.848245e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 13 0.000000e+000 1.823772e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 14 0.000000e+000 1.817385e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 a 0.000000e+000 0.000000e+000 (flux boundary) b 0.000000e+000 0.000000e+000 (flux boundary) c 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) d 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) e 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) f 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) g 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) h 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) i 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) j 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) k 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) l 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) m 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 1.000000e+004 [m3/d]) n 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) o 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) p 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 1.000000e+003 [m3/d]) q 0.000000e+000 0.000000e+000 (flux boundary) r 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 2.655000e+003 [m3/d]) s 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 1.000000e+004 [m3/d]) t 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 2.000000e+003 [m3/d]) u 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 3.627000e+003 [m3/d]) v 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 2.000000e+003 [m3/d]) w 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 6.500000e+002 [m3/d]) x 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 2.000000e+003 [m3/d]) y 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 2.808000e+003 [m3/d]) z 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 4.500000e+003 [m3/d]) _27 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 7.000000e+002 [m3/d]) _28 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 3.000000e+002 [m3/d]) _29 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 2.000000e+002 [m3/d]) _30 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.760000e+002 [m3/d]) _31 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 3.000000e+003 [m3/d]) -------------------------------------------------------------------------

xii

************************************************************************* RESULTS AT STEP = 1 AND TIME = 1.000000e-003 [d]: ------------------------------------------------------------------------Obs T [deg C] H [m] Vx [m/d] Vy [m/d] Vz [m/d] ------------------------------------------------------------------------1 1.280162e+001 3.977148e+002 -1.228074e-001 -5.014749e-002 -9.411513e-002 2 5.148538e+001 1.763967e+002 -1.687796e-002 -2.898307e-003 6.977892e+000 3 1.181324e+001 3.576715e+002 -2.233471e-002 -8.884931e-002 9.605589e-005 4 1.134666e+001 2.628275e+002 -8.560541e-002 -2.030101e-001 1.131319e+000 5 1.100000e+001 2.020000e+002 1.922033e+000 -8.599996e-001 1.257423e+000 6 1.100000e+001 3.362200e+002 4.820198e-001 6.554094e-003 9.513559e-002 7 1.100000e+001 4.990000e+002 3.426852e-001 -2.310394e-002 4.126986e-002 8 1.100000e+001 3.351785e+002 -1.398109e-001 -7.849213e-002 -6.304393e-003 9 1.299271e+001 4.952274e+002 6.927969e-002 -1.311466e-001 -2.147131e-002 10 1.200000e+001 4.506960e+002 9.016644e-002 -6.201794e-002 -1.423937e-003 11 1.200000e+001 4.042733e+002 2.808105e-002 -8.886533e-002 -2.672034e-003 12 7.547975e+001 1.788317e+002 -8.716683e-003 -7.048380e-003 1.199337e-003 13 7.677857e+001 1.752196e+002 -1.851041e-003 -9.900335e-003 2.736187e-003 14 7.706965e+001 1.764549e+002 -1.530410e-003 -4.883247e-003 2.183574e-003 a 1.116772e+001 3.935436e+002 (flux boundary) c 1.100000e+001 3.867378e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) d 1.100000e+001 3.435501e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) e 1.100000e+001 4.164816e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) f 1.100000e+001 5.513730e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) g 1.100000e+001 5.397188e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) h 1.100000e+001 5.499063e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) i 1.100000e+001 5.338913e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) j 1.100000e+001 5.147538e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) k 1.100000e+001 5.011074e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) l 1.100000e+001 4.264431e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) m 1.100000e+001 4.030462e+002 (single well: 1.000000e+004 [m3/d]) n 1.100000e+001 4.272811e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) o 1.100000e+001 3.882228e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) p 1.100000e+001 3.003577e+002 (single well: 1.000000e+003 [m3/d]) q 1.169068e+002 4.739639e+002 (flux boundary) r 1.374174e+001 2.309258e+002 (single well: 2.655000e+003 [m3/d]) s 1.683303e+001 2.035606e+002 (single well: 1.000000e+004 [m3/d]) t 4.038301e+001 1.882025e+002 (single well: 2.000000e+003 [m3/d]) u 5.837451e+001 1.838684e+002 (single well: 3.627000e+003 [m3/d]) v 6.617073e+001 1.927867e+002 (single well: 2.000000e+003 [m3/d]) w 7.547975e+001 1.788317e+002 (single well: 6.500000e+002 [m3/d]) x 7.782615e+001 1.784124e+002 (single well: 2.000000e+003 [m3/d]) y 1.181875e+001 2.095535e+002 (single well: 2.808000e+003 [m3/d]) z 5.148538e+001 1.763967e+002 (single well: 4.500000e+003 [m3/d]) _27 1.937269e+001 2.310871e+002 (single well: 7.000000e+002 [m3/d]) _28 1.933548e+001 2.307256e+002 (single well: 3.000000e+002 [m3/d]) _29 7.677857e+001 1.752196e+002 (single well: 2.000000e+002 [m3/d]) _30 1.426914e+001 2.533961e+002 (single well: 5.760000e+002 [m3/d]) _31 1.117448e+001 2.686153e+002 (single well: 3.000000e+003 [m3/d]) -------------------------------------------------------------------------

xiii

+++++++++++++++ FEFLOW Computational Results +++++++++++++ Problem file: ne7c-erőmű.fem (BINARY 5.4) Fri May 02 14:23:56 2014 A new feflow problem: Eger region geotermális potenciál – “Erőmű” modell Three Dimensions (3D) ******************************************************************** LOCATION (GLOBAL AND LOCAL) OF OBSERVATION AND WELL POINTS: -------------------------------------------------------------------Obs x_g [m] y_g [m] x_l [m] y_l [m] z [m] -------------------------------------------------------------------1 748135.650313 301028.266559 34065.367188 586664.437500 38.000000 2 746307.128829 279591.204059 32236.845703 565227.375000 -237.000000 3 755924.974532 297972.891559 41854.691406 583609.062500 300.000000 4 753748.568282 294173.641559 39678.285156 579809.812500 253.254850 5 766346.349532 292302.016559 52276.066406 577938.187500 202.000000 6 767016.025313 306046.329059 52945.742188 591682.500000 360.000000 7 760504.423751 308269.766559 46434.140625 593905.937500 499.000000 8 746611.816329 299872.391559 32541.533203 585508.562500 365.000000 9 758465.298751 304929.391559 44395.015625 590565.562500 511.000000 10 761999.939376 305315.391559 47929.656250 590951.562500 600.000000 11 761899.372969 301368.704059 47829.089844 587004.875000 400.000000 12 747227.923751 277796.079059 33157.640625 563432.250000 -515.000000 13 745666.117110 278064.579059 31595.833984 563700.750000 -699.000000 14 746499.933516 276081.079059 32429.650391 561717.250000 -1260.000000 c 755372.732344 299890.579059 41302.449219 585526.750000 446.398144 d 757023.568282 297096.829059 42953.285156 582733.000000 489.393246 e 763674.544844 303446.204059 49604.261719 589082.375000 556.144161 f 757587.076094 304692.266559 43516.792969 590328.437500 799.182872 g 758071.216719 304827.204059 44000.933594 590463.375000 793.547807 h 758325.193282 305224.016559 44254.910156 590860.187500 798.576840 i 758761.712813 305327.204059 44691.429688 590963.375000 798.041075 j 759095.056563 305128.829059 45024.773438 590765.000000 797.649323 k 759722.056563 305303.391559 45651.773438 590939.562500 754.907548 l 762126.884688 303311.266559 48056.601563 588947.437500 604.247206 m 760747.095626 301453.516559 46676.812500 587089.687500 563.453896 n 760214.134688 302295.391559 46143.851563 587931.562500 552.093701 o 758822.165938 299827.829059 44751.882813 585464.000000 572.557055 p 755198.122969 293501.516559 41127.839844 579137.687500 431.346665 r 747840.779219 290104.579059 33770.496094 575740.750000 106.669716 s 748991.603438 285747.329059 34921.320313 571383.500000 -33.610925 t 751886.849532 277468.766559 37816.566406 563104.937500 -1430.124362 u 747227.923751 277796.079059 33157.640625 563432.250000 -515.000000 v 748023.326094 291112.579059 33953.042969 576748.750000 190.101146 w 758524.537032 282110.454059 44454.253906 567746.625000 -1417.354193 x 757732.744063 282758.204059 43662.460938 568394.375000 -996.403152 y 759592.521407 283207.516559 45522.238281 568843.687500 -1178.012831 z 746307.128829 279591.204059 32236.845703 565227.375000 -237.000000 _27 760988.267501 286119.454059 46917.984375 571755.625000 -298.245593 _28 760711.837813 285992.391559 46641.554688 571628.562500 -300.342757 _29 745666.117110 278064.579059 31595.833984 563700.750000 -699.000000 _30 755235.810469 288854.391559 41165.527344 574490.562500 299.606181 _31 754047.802657 294182.579059 39977.519531 579818.750000 265.492331 -------------------------------------------------------------------LEGEND: T - Temperature H - Hydraulic head Vx - Velocity in x-direction Vy - Velocity in y-direction Vz - Velocity in z-direction

xiv

************************************************************************* RESULTS AT STEP = 0 AND TIME = 0.000000e+000 [d]: ------------------------------------------------------------------------Obs T [deg C] H [m] Vx [m/d] Vy [m/d] Vz [m/d] ------------------------------------------------------------------------1 0.000000e+000 3.987976e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 2 0.000000e+000 1.886733e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 3 0.000000e+000 3.600756e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 4 0.000000e+000 2.632837e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 5 0.000000e+000 2.020000e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 6 0.000000e+000 3.362200e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 7 0.000000e+000 4.990000e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 8 0.000000e+000 3.378868e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 9 0.000000e+000 5.108816e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 10 0.000000e+000 4.594681e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 11 0.000000e+000 4.104759e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 12 0.000000e+000 1.848245e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 13 0.000000e+000 1.823772e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 14 0.000000e+000 1.817385e+002 0.000000e+000 0.000000e+000 0.000000e+000 a 0.000000e+000 0.000000e+000 (flux boundary) b 0.000000e+000 0.000000e+000 (flux boundary) c 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) d 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) e 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) f 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) g 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) h 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) i 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) j 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) k 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) l 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) m 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 1.000000e+004 [m3/d]) n 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) o 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) p 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 1.000000e+003 [m3/d]) q 0.000000e+000 0.000000e+000 (flux boundary) r 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 2.655000e+003 [m3/d]) s 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 1.000000e+004 [m3/d]) t 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 3.627000e+003 [m3/d]) u 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 6.500000e+002 [m3/d]) v 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 2.808000e+003 [m3/d]) w 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 2.000000e+004 [m3/d]) x 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -1.000000e+004 [m3/d]) y 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: -1.000000e+004 [m3/d]) z 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 4.500000e+003 [m3/d]) _27 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 7.000000e+002 [m3/d]) _28 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 3.000000e+002 [m3/d]) _29 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 2.000000e+002 [m3/d]) _30 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 5.760000e+002 [m3/d]) _31 0.000000e+000 0.000000e+000 (single well: 3.000000e+003 [m3/d]) -------------------------------------------------------------------------

xv

************************************************************************* RESULTS AT STEP = 1 AND TIME = 1.000000e-003 [d]: ------------------------------------------------------------------------Obs T [deg C] H [m] Vx [m/d] Vy [m/d] Vz [m/d] ------------------------------------------------------------------------1 1.280173e+001 3.977158e+002 -1.228099e-001 -5.014635e-002 -9.411286e-002 2 5.169663e+001 1.764610e+002 -1.685840e-002 -2.921497e-003 7.032306e+000 3 1.181323e+001 3.576744e+002 -2.233831e-002 -8.884330e-002 9.777939e-005 4 1.134675e+001 2.628278e+002 -8.560438e-002 -2.030138e-001 1.131363e+000 5 1.100000e+001 2.020000e+002 1.922038e+000 -8.600016e-001 1.257456e+000 6 1.100000e+001 3.362200e+002 4.820270e-001 6.553372e-003 9.513662e-002 7 1.100000e+001 4.990000e+002 3.426853e-001 -2.310255e-002 4.127079e-002 8 1.100000e+001 3.351790e+002 -1.398156e-001 -7.848789e-002 -6.304050e-003 9 1.299271e+001 4.952295e+002 6.928009e-002 -1.311447e-001 -2.147115e-002 10 1.200000e+001 4.506978e+002 9.016696e-002 -6.201573e-002 -1.423844e-003 11 1.200000e+001 4.042765e+002 2.808115e-002 -8.886298e-002 -2.671788e-003 12 7.573538e+001 1.789596e+002 -8.733308e-003 -7.000418e-003 1.235744e-003 13 7.701275e+001 1.753080e+002 -1.869858e-003 -9.893281e-003 2.756494e-003 14 7.703589e+001 1.766087e+002 -1.579994e-003 -4.806553e-003 2.205159e-003 a 1.116773e+001 3.935441e+002 (flux boundary) c 1.100000e+001 3.867409e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) d 1.100000e+001 3.435551e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) e 1.100000e+001 4.164839e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) f 1.100000e+001 5.513750e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) g 1.100000e+001 5.397208e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) h 1.100000e+001 5.499082e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) i 1.100000e+001 5.338931e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) j 1.100000e+001 5.147557e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) k 1.100000e+001 5.011093e+002 (single well: -2.500000e+002 [m3/d]) l 1.100000e+001 4.264455e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) m 1.100000e+001 4.030492e+002 (single well: 1.000000e+004 [m3/d]) n 1.100000e+001 4.272839e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) o 1.100000e+001 3.882263e+002 (single well: 5.000000e+003 [m3/d]) p 1.100000e+001 3.003684e+002 (single well: 1.000000e+003 [m3/d]) q 1.169072e+002 4.739660e+002 (flux boundary) r 1.374674e+001 2.309338e+002 (single well: 2.655000e+003 [m3/d]) s 1.684744e+001 2.035866e+002 (single well: 1.000000e+004 [m3/d]) t 5.717561e+001 1.839335e+002 (single well: 3.627000e+003 [m3/d]) u 7.573538e+001 1.789596e+002 (single well: 6.500000e+002 [m3/d]) v 1.181931e+001 2.095544e+002 (single well: 2.808000e+003 [m3/d]) w 4.525203e+001 2.121186e+002 (single well: 2.000000e+004 [m3/d]) x 2.000000e+001 2.157378e+002 (single well: -1.000000e+004 [m3/d]) y 2.000000e+001 2.207966e+002 (single well: -1.000000e+004 [m3/d]) z 5.169663e+001 1.764610e+002 (single well: 4.500000e+003 [m3/d]) _27 1.936141e+001 2.312681e+002 (single well: 7.000000e+002 [m3/d]) _28 1.930436e+001 2.309503e+002 (single well: 3.000000e+002 [m3/d]) _29 7.701275e+001 1.753080e+002 (single well: 2.000000e+002 [m3/d]) _30 1.427110e+001 2.535223e+002 (single well: 5.760000e+002 [m3/d]) _31 1.117452e+001 2.686153e+002 (single well: 3.000000e+003 [m3/d]) -------------------------------------------------------------------------

xvi