Magyarország-Románia Határon Átnyúló Együttműködési Program 2007 – 2013 keretében támogatott projekt (Projekt regisztrációs szám: HURO/0901/044/2.2.2)
„Kutatási program a Körös medence Bihar-Bihor Eurorégió területén, a határon átnyúló termálvíztestek hidrogeológiai viszonyainak és állapotának megismerésére”
Kutatási jelentés
Készítette: A Tiszántúli Vízügyi Igazgatóság megbízásából KSzI–Geogold Konzorcium
2013. február 15.
Jelen kiadvány tartalma nem feltétlenül tükrözi az Európai Unió hivatalos álláspontját Connţinutul acestui material nu reprezintă neapărat poziţia oficială a Uniunii Europene www.huro-cbc.eu, www.hungary-romania-cbc.eu
Jelentés
Szerződés száma:
K01793-0017/2011
Projekt címe:
„Kutatási program a Körös medence Bihar-Bihor Eurorégió területén, a határon átnyúló termálvíztestek hidrogeológiai viszonyainak és állapotának megismerésére” Magyarország-Románia Határon Átnyúló Együttműködési Program 2007 – 2013 keretében támogatott projekt
Munkafázis:
Kutatási jelentés
Teljesítés:
2013. február 15.
Megbízó:
Tiszántúli Vízügyi Igazgatóság
Megbízott:
KSzI – Geogold Konzorcium
Törvényes képviselő:
Kisgyörgy Bence
Projektvezető:
Ambrus Magdolna
Közreműködtek: Ambrus Magdolna Bagi István Balázs Ilma Barabás Zsuzsanna Dancsné Ilyés Réka Gáspár Emese Jákfalvi Sándor Kissné Jáger Erika Dr. Kovács József Magó Levente Mátrahalmi Tibor Serfőző Antal Striczki István
okl. geológus, humánökológus okl. geológus okl. geológus okl. környezetgazdálkodási agrármérnök okl. környezetgazdálkodási agrármérnök okl. geológus okl. geológus okl. agrármérnök, környezetvédelmi szakmérnök okl. geológus, geomatematikai szakgeológus okl. környezetmérnök okl. geológus okl. geológus okl. geológus
A Kutatási jelentés alapját az alábbiakban felsorolt, tárgyi projekt keretében elkészített részjelentések képezték. A Kutatási jelentés terjedelmi okok miatt nem tartalmazza teljes egészében a részjelentések tartalmát, készítése során a köztes jelentések megállapításainak összefoglalására, szintézisére törekedtünk.
A teljes vizsgálati területre vonatkozó köztes jelentések: Klaszteranalízis Regionális modell a teljes modellterületre Hőtranszport modell a teljes modellterületre A magyarországi vizsgálati területre vonatkozó köztes jelentések:
Állapotfelmérés, archív információk begyűjtése Termálkutak vizsgálata, helyszíni vizsgálatok, laboratóriumi vizsgálatok Használt termálvíz elhelyezés környezeti hatásának vizsgálata Geofizikai vizsgálatok
A romániai vizsgálati területre vonatkozó köztes jelentések:
Állapotfelmérés, archív információk begyűjtése Termálkutak vizsgálata, helyszíni vizsgálatok, laboratóriumi vizsgálatok Használt termálvíz elhelyezés környezeti hatásának vizsgálata Geofizikai vizsgálatok
3
TARTALOMJEGYZÉK
1.
VEZETŐI ÖSSZEFOGLALÓ .......................................................................... 7
2.
ELŐZMÉNYEK ............................................................................................... 10
3.
A PROJEKTTERÜLET FELSZÍNI VISZONYAINAK BEMUTATÁSA . 11 3.1. TERMÉSZETI KÖRNYEZET BEMUTATÁSA ....................................................... 11 3.1.1. Domborzati viszonyok ............................................................................. 12 3.1.2. Hidrológiai viszonyok ............................................................................. 13 3.1.3. Éghajlati viszonyok ................................................................................. 15 3.1.4. Földtani viszonyok .................................................................................. 16 3.1.5. Talajadottságok....................................................................................... 26 3.1.6. Ökológiai viszonyok ................................................................................ 27 3.2. VÉDETT TERMÉSZETI ÉRTÉKEK ..................................................................... 28
4.
VÍZTESTEK BEMUTATÁSA (HU-RO) ....................................................... 32 4.1. A KUTATÁSI TERÜLET ÁLTALÁNOS GEOTERMIKUS JELLEMZÉSE.................... 32 4.2. A KUTATOTT GEOTERMIKUS VÍZADÓ RENDSZEREK BEMUTATÁSA................. 35 4.2.1. Romániai geotermikus vízadó rendszerek ............................................... 36 4.2.2. Magyarországi termálvíztestek ............................................................... 42
5.
CÉLKITŰZÉSEK ÉS MÓDSZEREK RÖVID ISMERTETÉSE................ 49 5.1. A KUTATÁS ÁTFOGÓ CÉLJA ........................................................................... 49 5.2. A PROJEKT CÉLKITŰZÉSEI ............................................................................. 49 5.3. A KUTATÁS MENETE ..................................................................................... 50 5.3.1. A határral metszett víztestek hidrogeológia, hidraulikai és vízkémiai viszonyainak feltárása és pontosítása ..................................................... 50 5.3.2. Használt termálvíz elhelyezés környezeti hatásának vizsgálata ............. 52 5.3.3. Közös GIS adatbázis létrehozása ............................................................ 52
6.
VIZSGÁLATOK BEMUTATÁSA.................................................................. 53 6.1. FELSZÍNALATTI VISZONYOK VIZSGÁLATA ..................................................... 53 6.1.1. Terepi vízmintavétel, vízgeokémiai vizsgálatok ...................................... 53 6.1.2. A mintázott termálvizek kémiai összetétele ............................................. 54 6.1.3. Az izotóp vizsgálatok értékelése .............................................................. 57 6.1.4. Vízvizsgálatok geomatematikai módszerrel történő feldolgozása, értékelése................................................................................................. 60 6.1.5. Geofizikai vizsgálatok ............................................................................. 64 6.1.6. Hidrogeológiai modellezés - Regionális hidrodinamikai és hőtranszport modell ...................................................................................................... 66 6.2. FELSZÍNI HATÁSOK - A HASZNÁLT TERMÁLVÍZ ELHELYEZÉS KÖRNYEZETI HATÁSÁNAK VIZSGÁLATI EREDMÉNYEINEK BEMUTATÁSA ............................ 77 6.2.1. A használt termálvíz elhelyezés környezeti hatásának vizsgálata a magyarországi projektterületen .............................................................. 77 6.2.2. A használt termálvíz elhelyezés környezeti hatásának vizsgálata a romániai projektterületen........................................................................ 86
7.
TÉRINFORMATIKAI ADATBÁZIS FELÉPÍTÉSE, ADATSZOLGÁLTATÁS............................................................................... 105
8.
EREDMÉNYEK – KÖVETKEZTETÉSEK - JAVASLATOK ................. 107 4
8.1. FELSZÍN ALATTI HATÁSOK .......................................................................... 107 8.1.1. Kutatási javaslatok................................................................................ 110 8.2. A TERMÁLVÍZ KITERMELÉS- FELHASZNÁLÁS FELSZÍNI HATÁSAI ................. 111 9.
IRODALOMJEGYZÉK................................................................................. 113
ÁBRÁK 3.1-1. ábra 3.1-2. ábra 3.1-3. ábra 3.1-4. ábra 3.1-5. ábra 3.1-6. ábra 3.1-7. ábra 3.1-8. ábra 3.1-9. ábra 3.2-1. ábra 3.2-2. ábra 4.1-1. ábra 4.1-2. ábra 4.1-3. ábra 4.2-1. ábra 4.2-2. ábra 4.2-3. ábra 6.1.1-1. ábra 6.1.1-2. ábra 6.1.2-1. ábra 6.1.2-2. ábra 6.1.2-3. ábra 6.1.3-1. ábra 6.1.4-1. ábra 6.1.4-2. ábra 6.1.5-1. ábra 6.1.6-1. ábra 6.1.6-2. ábra 6.1.6-3. ábra 6.1.6-4. ábra 6.1.6-5. ábra 6.1.6-6. ábra 6.1.6-7. ábra
A kutatási terület A kutatási terület domborzata A Pannon-tó kiterjedésének változása a felső miocén folyamán Az Alp-Kárpát-Pannon régió földtani felépítése, főbb tektonikai vonalai és a főbb feszültségirányok A neogén üledékvastagság megoszlása a Pannon-medence területén A Pannon-medence és a környező orogének pliocén-recens főbb feszültségirányai és fontosabb neotektonikus (aktív) szerkezete A kutatott terület föltani térképe Földtani szelvények Bihar megye területén Földtani szelvények Hajdú-Bihar megye területén Bihar megye területén elhelyezkedő védett területek A TIVIZIG területén elhelyezkedő védett területek A víztestek térbeli elhelyezkedése A Pannon-medence és környezete geotermikus áramlási rendszereinek elvi vázlata A geotermikus fluxus eloszlása a Pannon-medencében és a szomszédos területeken a kutatási terület megjelölésével A kutatási terület pliocén előtti tektonikai vázlata A vízszintek alakulása a felső-panon geotemális vízadóban a két ország területén Az alsó kréta termál vízadó terület geológiai ábrázolása (Félix és Püspök fürdők) Termálvíz mintavétel A Magyarországon vizsgált termálvizek kémiai összetétele (Piper-diagram) A Romániában vizsgált termálvizek kémiai összetétele (Piper-diagram) A megmintázott termálvizek főelem-tartalmának térbeli eloszlása a két megye területén A felső-pannon talpmélysége és a vizsgált kutakban mért keveredési arányok területi eloszlása Adathalmaz ábrázolása négy dimenzióban A különböző csoportok térbeli elhelyezkedése A Hajdú-Bihar megye területén húzódó földtani szelvény A projekt keretében modellezett regionális modell határai A modell 18 rétegének 3D-s képe a vizsgált kutak elhelyezkedésével Modellezett ekvipotenciális vonalak a felső pannóniai termálvízadó réteg tetején (kalibráció, nyugalmi) Modellezett ekvipotenciális vonalak a triász vízadóban, a modell tizenhatodik rétegén (kalibráció, nyugalmi) Modellezett ekvipotenciális vonalak a modell hetedik rétegén (kalibráció, üzemi) Modellezett ekvipotenciális vonalak a triász vízadóban, a modell tizenhatodik rétegén (kalibráció, üzemi) Modellezett hőmérséklet eloszlás (°C) a felső pannóniai vízadó talpán (kalibráció)
5
6.1.6-8. ábra 6.1.6-9. ábra 6.2.1. ábra 6.2.2. ábra 6.2.3. ábra 6.2.4. ábra 6.2.5. ábra 6.2.6. ábra 6.2.7. ábra 6.2.8. ábra 6.2.9. ábra 6.2.10. ábra 6.2.11. ábra 6.2.12. ábra 6.2.13. ábra 6.2.14. ábra 6.2.15. ábra 6.2.16. ábra 6.2.17. ábra 6.2.18. ábra 6.2.19. ábra: 6.2.20. ábra 6.2.21. ábra 6.2.22. ábra
Modellezett hőmérséklet eloszlás a triász vízadóban, a modell tízenhatodik rétegén (kalibráció) A két ország kútjainak együttes, megötszörözött termeléseinek hatásai a felső pannóniai termálvíztartó alsó részén (depresszió m-ben) Sósvíztározó tó – Földes Átnézetes helyszínrajz és a mintavételi pontok (Földes) Átnézetes helyszínrajz és a mintavételi pontok (Tiszavasvári) Sósvíztározó tó - Tiszavasvári Vila President ivókútja és halastava (Félix Cordău) Hidisel patak - vízbevezetés (Félix Cordău) Átnézetes helyszínrajz és a mintavételi helyek – Felix Cordau (Vila President) Mihai Bravu 605 sz. termálkút Csokaly 4045 sz. termálkút Felszíni vízfolyás Átnézetes helyszínrajz és a mintavételi helyek – Csokaly (Ciocaia) Kútból elfolyó termálvíz - Székelyhíd Felszíni vízfolyás és Ér patak összefolyása - Székelyhíd Átnézetes helyszínrajz és a mintavételi helyek – Székelyhíd (4691 sz. kút) Hegyközszentmiklós Felszíni vízfolyás – Székelyhíd Strand Átnézetes helyszínrajz és a mintavételi helyek – Székelyhíd (1704 sz. kút) Pece patak- használt termálvíz bevezetés – Nagyvárad Egyetem Pece patak-– Nagyvárad Egyetem Átnézetes helyszínrajz és a mintavételi helyek – Nagyvárad- Egyetem (4796 sz. kút)
TÁBLÁZATOK 6.1.6-1. táblázat 6.2.1-1. táblázat 6.2.1-2. táblázat 6.2.2.-1. táblázat
A modellterület egyes rétegeiben elhelyezkedő képződmények Mintavételi helyek - Földes Mintavételi helyek - Tiszavasvári Használt termálvízelhelyezés - Vizsgált romániai helyszínek
MELLÉKLETEK 1. melléklet
A használt termálvíz elhelyezés környezeti hatásainak vizsgálata céljából vizsgált vízminták laboratóriumi eredményei
6
1.
Vezetői összefoglaló
A Tiszántúli Vízügyi Igazgatóság (TIVIZIG) (Debrecen) és a Bihor Megyei Tanács (Nagyvárad, RO) a 2010. évben Magyarország-Románia határon Átnyúló Együttműködési Program 2007-2013 keretében támogatást nyert „Kutatási program a Hajdú-Bihar-Bihor Eurorégió területén átnyúló termálvíztestek hidrogeológiai viszonyainak és állapotának megismerésére” címmel (regisztrációs szám: HURO/0901/044/2.2.2). A projekt vezető partnere a Tiszántúli Vízügyi Igazgatóság, aki koordinálja a határ mindkét oldalán folytatott kutatási munkát. A közbeszerzési eljárás keretében a KSzI Környezetvédelmi Szakértői Iroda Kft. (iroda: 1132 Budapest, Kresz Géza u.18.) és a Geogold Kárpátia Környezetvédelmi és Mérnöki Kft. (iroda: 1101 Budapest, Pongrác u. 9/b) Konzorciuma (KSZI–Geogold Konzorcium) nyerte el a feladat megvalósítását. A projekt a határokkal osztott hidrogeotermikus erőforrások alaposabb feltáráshoz, és az így szerzett ismeretek segítségével ennek fenntartható használatának problémaköréhez kívánt hozzájárulni. A projekt elősegíti a stratégiai termálvíz használók közötti együttműködés kibontakozását és a geotermális energia jövőbeli hasznosításának lehetőségét Románia és Magyarország határmenti régiójában, a Bihar és Hajdú-Bihar megye területén. A projekt hozzájárul a termálvíztartókkal történő harmonizált és fenntartható gazdálkodás megalapozásához, amely stratégiai jelentőségű mindkét ország számára. Az eredmények együttes terjesztése és publikálása a határ mindkét oldalán hozzájárul úgy a jelenlegi és jövőbeli hasznosítók, mind a szélesebb közvélemény környezettudatos gondolkodásának alakításához. A projekt megvalósítása keretében az alábbi feladatokat végeztük el: Állapotfelmérés, archív információk begyűjtése Termálkutak vizsgálata (helyszíni és laboratóriumi vizsgálatok) Vízvizsgálatok geomatematikai módszerrel történő feldolgozása, értékelése Klaszteranalízis Használt termálvíz elhelyezés környezeti hatásának vizsgálata Geofizikai vizsgálatok Hidrodinamikai modellezés Hőtranszport modellezés Térinformatikai adatbázis felépítése Kutatási jelentés készítése A Kutatási jelentés alapját a projekt keretében elkészített részjelentések képezték. A Kutatási jelentés terjedelmi okok miatt nem tartalmazza teljes egészében a részjelentések tartalmát, készítése során a köztes jelentések megállapításainak összefoglalására, szintézisére törekedtünk. A projekt megvalósítása során az alapvető célkitűzéseink teljesültek. Sikerült az államhatárral osztott (egyelőre hivatalosan nem kijelölt) felszín alatti termálvíztest hidrogeotermikus rendszerének megértéséhez a határ két oldalán összegyűjtött és a projekt során pontosított földtani, vízföldtani, geotermikus, geokémiai adatok harmonizált 7
feldolgozása, amely elméleti alapot nyújtott a numerikus modellezés számára.A vizsgálat tárgyát képező határon átnyúló felső-pannon termálvíztest hidrogeológiai, hidraulikai és hidrogeotermikus viszonyainak pontosítása hidrodinamikai és hőtranszport modellezéssel elkészült. Elvégeztük a vizsgált víztesteken az eltérő tulajdonságú területek, hidrológiai tájegységek lehatárolását, valamint az ezeket kialakító háttértényezőket meghatároztuk, pontosítottuk a vízkémiai jellemzők matematikai értékelésével (klaszteranalízis). Intézkedési javaslatokat fogalmaztunk meg a víztestek jelenlegi jó állapotának fenntartásához. Az elvégzett vizsgálatok térségi volta miatt a kapott eredmények további pontosításra szorulnak, mégis jó kiindulási alapnak tekinthetők, az eredmények felhasználhatóak jelen formájukban is. A kapott eredmények alapján intézkedési javaslatokat tettünk, melyeket az alábbiakban foglalunk össze:
A takarékos, ellenőrizhető és tervezhető vízhasználat elérése érdekében a termálvíz termelés vízmérővel történő mérése és megfelelő adatszolgáltatás bevezetése.
Az illegális kutak feltárására a megyei önkormányzatok az engedélyezett termálvíz felhasználókkal közösen, szükség esetén a hatósági segítséget igénybe véve ellenőrzési programot dolgozzon ki és valósítson meg. Az engedély nélküli vízkivételek megszüntetése, lehetőség szerint az engedélyezett körbe való bevonásuk.
Azokban az esetekben, ahol a termálvíz hasznosítás után a használtvíz visszasajtolása lehetséges, kedvezmények biztosításával és anyagi támogatással ösztönözni kell a rétegbe való visszasajtolást.
A fenntartható termálvízhasználat ellenőrzésére és nyomon követésére elengedhetetlen monitoring-rendszer kialakítása és működtetése, amely meglévő kutak felhasználásával, azok rendszeres mennyiségi és minőségi viszonyainak vizsgálatával lehet megvalósítani.
A megújuló energiák hasznosításának növelését célszerű támogatni, részben a jelenlegi vízkivétel növelésével (ennek mértéke a modellezés eredményei alapján a jelenlegi 3-4szeresére növelhető a vízadó tartós károsodása nélkül), de elsősorban a legjobb elérhető technológiák támogatásával. A vízkivételét regionális vízföldtani modellezési eredményekkel alátámasztott környezeti hatásvizsgálatok alapján célszerű kezelni.
A vízkivétel növekedésére vonatkozó faktort azokban az esetekben kell csökkenteni, ahol jelentős, hosszútávú csökkenés tapasztalható a piezometrikus vízszintben, vagy hosszútávú negatív hatások lennének érzékelhetőek a termálvíz mennyiségében vagy hőmérsékletében. A vízkivétel nem eredményezhet olyan leszívást, vagy hosszútávú hatást, amely jelentősen csökkentené a jövőbeli felhasználást technológiai vagy gazdasági szempontból.
A jelenlegi jelentős vízkivételek 10-15 km-es körzetében további vízkivételek engedélyezése nem ajánlott, ezeket “korlátos területek”-ként javasolt kijelölni. Ezeken a zónákon belül a maximális kivehető vízmennyiséget az igénybevételi határérték figyelembevételével kell meghatározni.
A további, hosszútávú információcsere fenntartása elengedhetetlen.
Egyedi vizsgálatok keretében szükséges választ adni arra, hogy a kisvízfolyások terhelését hogyan lehet csökkenteni, illetve a közvetlen bevezetést milyen módszerekkel lehet kiváltani. 8
Adott helyen a környezetkímélő elhelyezési mód meghatározásához a helyi adottságokat szükséges mérlegelni, egyedi vizsgálatokat kell végezni. A használt termálvíz környezeti szempontból kedvezőbb elhelyezési módjait szükséges kidolgozni és alkalmazni, költségeit viselni.
A termálvízkút fúrás, hasznosítás engedélyezése folyamán szükséges figyelembe venni a terület és a kisvízfolyások már fennálló terhelését és a helyzetet nem súlyosbító megoldások elfogadását kell célul kitűzni.
A talajra, a felszín alatti vízre és a felszíni befogadóra való hatás vizsgálatát célszerű előírni a befogadóra, mind a bevezetési időszakra, mind azon kívül is.
A nem használt vagy a nem szabályosan lezárt kutak helyzetét felül kell vizsgálni és az önkormányzatok, mint a terület gazdái tegyenek hasznosítási javaslatot a kedvezőtlen környezeti hatások megszüntetésére.
Az általunk végzett vizsgálatok eredményei alapján kirajzolódtak azok a kérdéskörök, melyek pontosítása a védelem szempontjából igen lényeges, jelentős gyakorlati haszonnal jár. Az általunk legfontosabbnak tartott kutatási programokra, vizsgálatokra az alábbiakban teszünk javaslatokat:
egy közös vízföldtani kutatás folytatásának szükségességét, a vízföldtani viszonyok részletes feltárását, a rendelkezésre álló készletek és lehetőségek közös számbavételét.
A geofizikai vizsgálatok keretében az RMT és VLF-R méréseknek a folytatását mindenképpen célszerű elvégezni, bármilyen hidrogeológiai kutatás számára, amely a közeljövőben a területet érinti.
a felső-pannon porózus vízadó rendszerben az áramlási viszonyok feltárásának folytatását javasoljuk, célzottan elkülönítve a sekélyebben, illetve mélyebben szűrőzött termálkutak paramétereinek feldolgozásával. (Természetesen szükséges a kút- és a termelési adatok gyűjtésének fejlesztése is).
egy következő projektben a hidegkarsztos (Romániában a Királyerdő-hegység területén) és porózus vízadókat is értékelve együttesen vizsgálják a vízadók kölcsönhatását hidrodinamikai modell segítségével.
9
2.
Előzmények
A Tiszántúli Vízügyi Igazgatóság (TIVIZIG) (Debrecen) és a Bihor Megyei Tanács (Nagyvárad, RO) a 2010. évben Magyarország-Románia határon Átnyúló Együttműködési Program 2007-2013 keretében támogatást nyert „Kutatási program a Hajdú-Bihar-Bihor Eurorégió területén átnyúló termálvíztestek hidrogeológiai viszonyainak és állapotának megismerésére” címmel (regisztrációs szám: HURO/0901/044/2.2.2). A projekt vezető partnere a Tiszántúli Vízügyi Igazgatóság, aki koordinálja a határ mindkét oldalán folytatott kutatási munkát. A közbeszerzési eljárás keretében a KSzI Környezetvédelmi Szakértői Iroda Kft. (iroda: 1132 Budapest, Kresz Géza u.18.) és a Geogold Kárpátia Környezetvédelmi és Mérnöki Kft. (iroda: 1101 Budapest, Pongrác u. 9/b) Konzorciuma (KSZI–Geogold Konzorcium) nyerte el a feladat megvalósítását. A kutatás célja a magyar-román határon is átnyúló termálvíztestek állapotának jobb megismerése a működő termálvízrendszerek hosszú távú védelme érdekében. A kutatási terület a TIVIZIG (Magyarország) és a Bihor Megyei Tanács (Románia) illetékességi területén található, a kutatások a határ mindkét oldalán egységes módszerekkel történnek. A projekt során végzett tevékenységek a vízkémiai és kúthidraulikai paraméterek felmérése és értékelése a projektterületen, a közös víztestek projektterületre eső részének földtani, vízföldtani jellegének részletes kutatása, az elfolyó termálvizek okozta környezeti terhelések vizsgálata A projekt megvalósítása keretében az alábbi feladatokat végeztük el: Állapotfelmérés, archív információk begyűjtése Termálkutak vizsgálata (helyszíni és laboratóriumi vizsgálatok) Vízvizsgálatok geomatematikai módszerrel történő feldolgozása, értékelése Klaszteranalízis Használt termálvíz elhelyezés környezeti hatásának vizsgálata Geofizikai vizsgálatok Hidrodinamikai modellezés Hőtranszport modellezés Térinformatikai adatbázis felépítése Kutatási jelentés készítése A feladat részét képezi a projekt lezárásaként egy egységes, a határ két oldalára vonatkozó magyar és román nyelvű kutatási jelentés készítése. Jelen jelentésben összegezzük az elvégzett munkarészeket és az azokhoz kapcsolódó vizsgálati eredményeket, az állapot értékelését. A jelentés végén a projektben elért eredmények alapján további kutatási javaslatokat fogalmazunk meg. A projekt megvalósítása során segítséget nyújtottak: Tiszántúli Vízügyi Igazgatóság, Tiszántúli Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség, a Bihor Megyei Tanács, Kolozsvári Babes-Bolyai Tudományegyetem (Universitatea Babes-Bolyai din Cluj Napoca), Nagyváradi Egyetem (Universitatea din Oradea), a vizsgált területek helyi önkormányzatai és polgármesteri hivatalai, valamint a termálkutak, illetve termálfürdők üzemeltetői. Segítségüket ezúton is köszönjük.
10
3.
A projektterület felszíni viszonyainak bemutatása
3.1. Természeti környezet bemutatása A kutatási terület magyarországi része az Alföld nagytájhoz tartozik. Természeti földrajzi szempontból nem egységes, több tájegység húzódik a területén. Északkeleti részét a homokbuckás Nyírség dél-nyírségi résztája alkotja. Közepén észak-déli irányban húzódik a Hajdúság két kistája: a Hajdúhát és a tulajdonképpeni Hajdúság. Nyugati részét a KözépTisza-vidék egyik tájegysége, a Hortobágy foglalja el. Déli pereme, a Berettyó-Körös-vidék átnyúlik az illetékességi terület határain. (Magyarország Kistájainak Katasztere, MTA Földrajztudományi Kutatóintézet, 1990 alapján) A romániai Bihor megye az ország ÉNy-részén található, a kutatási terület a magyar oldalhoz hasonlóan több tájegységet ölel fel. A megye nyugati felében a Nyugati-alföld (Câmpia de Vest), az Alföld végső nyúlványai a folyók völgyein mélyen behatolnak a keleti végek hegyvidékeibe. A kettő közötti átmenetet a Nyugati-dombvidék (Dealurile de Vest) képviseli. A keleten húzódó három nagy hegycsoport: északon a Rézhegység (Munţii Plopişului) és a hozzácsatlakozó Érmelléki-Aszfalt-Élesdi hegyek, ettől délre a Királyerdő (Pădurea Craiului), keleten a Bihar-hegység (Munţii Bihor), délen pedig az ezer méter fölé emelkedő Béli-hegység (Codru Moma). A konkrét kutatásokra kijelölt terület a megye nyugati részén helyezkedik el, a Nyugati-síkság területén, ahol a geotermális lelőhelyek is találhatóak. A vizsgált terület északi és déli határát a megye adminisztratív határai jelölik, nyugaton a Magyarország és Románia között húzódó határ, míg keleten a Királyerdő, Réz- és a Béli-hegység dombvidéke határolja le. A teljes kutatási terület lehatárolása a 3.1-1. ábrán látható.
3.1-1. ábra. A kutatási terület
11
3.1.1. Domborzati viszonyok A vizsgált víztestek Magyarországhoz tartozó felszíne jellemzően síkság. A kevéssé tagolt sík terület teljes egészében az Alföldhöz tartozik. A széles rónaság, egy tengeri, folyóvízi és eolikus feltöltésű medence alig néhány méteres szintkülönbségekkel. A terület tengerszint feletti magassága 80-100 méter, csak északkeleten emelkedik e fölé. Legmagasabb pontja (170,5 mBf) a Nyírségben, Fülöptől északra található, míg a legalacsonyabb része a terület délkeleti sarkában, a Hamvas- és Sárrét-csatorna térségében, Szereptől délre éri el a 85 mBf-et. A táj morotvákkal, mederroncsokkal sűrűn borított, több részen löszös homokkal fedett hordalékkúp-síkság. A felszíni formák döntően folyóvízi eredetűek. A felszín több mint 3/4-ét holocén ártéri, mocsári iszap, agyag fedi, amelyek között mozaikszerű elhelyezkedésben pleisztocén ártéri infúziós lösszel, iszappal fedett részek találhatók. A kutatási terület domborzatát a 3.1-2. ábrán mutatjuk be. Bihor-megye domborzata rendkívül sokoldalú: a keleti és délkeleti hegységektől nyugati irányba lépcsőzetesen csökkenő magasságú dombokig és a nyugati részen húzódó mezőségig, a hegyek 24 %-ot, a dombok és medencék 32 %-ot, a síkság pedig 44 %-ot tesz ki. A megye keleti és déli részén húzódó hegyvidék legmagasabb részét a Bihar-Vlegyásza hegység alkotja (a Bihar 1849 m, valamint a Botyáza 1790 m csúcsokkal). Ide tartozik még a Béli-hegység 1000 m-t ritkán meghaladó magaslataival, valamint az átlagosan 600-800 m magas Királyerdő és Réz-hegység, melyek közé öböl formájú medencék ékelődnek. A Királyerdőt karsztos felszíni formák, dolinák, szurdokok, zárt karsztos medencék barlangrendszerei teszik változatossá búvópatakjaival és több száz kisebb-nagyobb barlangjával.
3.1-2.. ábra A kutatási terület domborzata (ArcMap domborzatszerkesztő)
12
A 200-450 méter magas dombvidék átmenetet képez a hegyek és a síkság között: Biharihegyköz, Királyerdőalja, Béli-hegyalja. A síkság magassága 200 és 90 méter között változik. Két egység alkotja: a magas és alacsony alföld (Câmpia Inaltă, Câmpia Joasă). A magas alföld enyhén lejtős felülete, a 200 m magas dombvidék lábától ereszkedik az alföld irányába kb. 110 m magasságig. Az alacsony alföld a hegyvidékről érkező folyók (főképp a Berettyó, a Fekete- és Sebes-Körös) lerakó, illetve eróziós munkájának eredménye. Elkülöníthető egy magasabb, áradásmentes része (az Érmihályfalvi-sík déli része, a Berettyó-sík a Berettyó és a Sebes-Körös között, a Szalontaisík, a Sebes-Köröstől D-re), illetve egy alacsonyabb, nedvesebb, helyenként mocsaras tagja, a Berettyó és a Körösök jelenlegi árterületein A Nyugati Alföld (Câmpia de Vest) alacsony magasságokkal jellemezhető, amelyek nem haladják meg a 170 m-t. A legkisebb magasságok (kb. 70 m) a nyugati és délnyugati területeken találhatók. A síkság felszíne keletről nyugati irányban enyhén lejt (0,4‰), amelyet a keresztirányban átszelő kárpáti folyók iránya is hangsúlyoz. A Nyugati Alföld (Câmpia de Vest) jelenlegi domborzatát két fontos genetikai tényező határozta meg: a tektonikus süllyedés és a folyóvízi-tavi felhalmozódás. A tektonikus süllyedés süllyedéses területek kialakulásához vezetett, amelyek a legkisebb abszolút magasságokkal jellemezhetők (a Körösök és a Szamos síkság esetében a magasságok nem haladjál meg a 100 m-t). Ezeken a süllyedéses területeken a felhalmozódási folyamatok rendkívül lapos, mocsaras, interfluviális mezők vagy teraszok nélküli, erősen kanyargó vízfolyásokkal keresztezett síkságok kialakulását határozta meg. A Pannon –tó vizének fokozatos visszahúzódása, és az egyenlőtlen süllyedéses mozgások az aluvio-proluviális üledékek lépcsőzetes eloszlásához vezetett (a Kárpátokból, a Nyugati Dombság, az Erdélyi – medence vízhálózata által szállított), amelyek fokozatosan ereszkednek keletről nyugati irányban.
3.1.2. Hidrológiai viszonyok Magyar részen a terület esése jellemzően ÉK-DNy irányú. A felszíni vízfolyások uralkodó irányultsága is ez. Az Alföld folyói mind a peremi hegységekből (Románia) erednek, mert a szárazság miatt állandó vizű helyi vízfolyások nem alakulhattak ki. A vízhálózatot a délkeleti, alacsonyan fekvő medencekijárat irányítja. A peremeken az összes folyónak nagy az eséstörése, ezért gyakoriak a nagy árvizek. Ezeket a folyószabályozások óta gátrendszerrel igyekeznek kivédeni. Az állandó feltöltődés miatt kevés az állóvíz, a folyók tározói is csak az utóbbi száz évben létesültek. (MÉSZÁROS E. & SCHWEITZER F. szerk. 2002) A Hortobágy, Hajdúság területéről csak időszakos vízfolyások és mesterséges csatornák vize folyik a Tiszába. Ezeken a tájakon építették a Keleti- és a Nyugati-Főcsatornát. A délebbi területeken viszont a Hármas-Körös öt kisebb folyó vizét szállítja a Tiszába (Fehér-, Fekete-, Sebes-Körös, Hortobágy, Berettyó). Az egykori mocsárvilág területén ma nagy területen folyik az öntözés.
13
A vízfolyások síkvidéken folyó vizek, alsószakasz jellegűek, azaz a vízsebességük viszonylag alacsony. Magyar területen sebességük jelentősen csökken. Medrüket laza szerkezetű felszíni képződménybe vájják. A mélyebb fekvésű területek belvízveszélyeztetettek, különösen azokban az években, amikor a hóolvadás gyors, a talajfagy pedig erős, vagy a tavaszi csapadékok fagyott talajt találnak. Belvíz szempontjából legveszélyeztetettebb hónapok február-április közötti időszak. A domborzati adottságoknak megfelelően a terület esése jellemzően K-Ny irányú. A felszíni vízfolyások uralkodó irányultsága is ez. A Körösök vízgyűjtőterületéhez tartozó Bihar megyét átszelő jelentősebb vízfolyások a peremi hegységekből erednek, alsó szakaszuk pedig Magyarország területére esik, ahol kettesével egyesülve, egy közös vízfolyásként ömlenek a Tiszába. A vízgyűjtő, árhullámképző, hegy-és dombvidéki területe teljes egészében Románia területén, jó részt Bihar megye területén van. A Sebes Körös (Crişul Repede) (148 km, ebből 101 km a megye területén), a Fekete Körös (Crişul Negru), a Fekete Körös (Crişul Negru) (164 km, amiből 114 km a Biharban) és az Ér (Ierul), amely Érendréd (Andrid) alatt lép be a megye területére és a legjellemzőbb alföldi folyó az ország nyugati részében. Meg kell említeni még az időszakos áradások hatásainak csökkentésére, vagy a mélyebb területek vízmentesítésére létrehozott rendezett (szabályozott) folyóhálózatot. Egy sor csatorna létesült ilyen céllal. Ezekhez hozzáadódnak a természetes tavak (Tăul Mare a Biharból, Lacurile Şerpilor és Lacul cu Stuf Szalonta szomszédságából) és a mesterséges tavak, ezek a 1,599 ha felszínű Cefa, Inand, Tămaşda, Homorog területén található halastavak, valamint a Iad-völgyi és a Sebes-Körösön kialakított telegdi és lugasi a víztározók. A folyók vízjárása, különösen a nagyoké az évszaktól függő dinamikával jellemezhető. A legnagyobb éves lefolyás általában tavasszal van, márciustól májusig, ami az éves lefolyás 40-45%-át jelenti. A dombvidéken és különösen az alföldön a maximális lefolyások korábban, február-április hónapokban vannak, ami elérheti az éves mennyiség 4045%-át. A maximális lefolyások az egyidejű hóolvadás és csapadékhullásból erednek. A talajvíz felszíne általában kis mélységben található (1-6m, maximum 10 m), a mélyebb területeken akár a felszínt is eléri, ami mocsarasodáshoz vezet.
14
3.1.3. Éghajlati viszonyok A terület magyarországi része a kontinentális éghajlati övezetbe tartozik. Jellemző hőmérsékleti adatok: Éves középhőmérséklet 10,4-10,8 ºC. Az éves átlaghőmérsékletek 9,1-13,2 ºC között változnak. Az észlelt havi-átlag szélsőértékek: maximum: 26,8 ºC, minimum: -7,6 ºC. Az uralkodó szélirány: ÉK-i. Az Alföld Magyarország legszárazabb tája. A csapadék évi mennyisége általában 450-650 mm között változik, de a legszárazabb klímájú Közép-Tisza (Nagykunság) vidékére átlagosan csak 475-500 mm jellemző. A legcsapadékosabb hónap a június. Vízmérlegében a lehetséges párolgás jelentősen meghaladja a csapadék mennyiségét. Mért átlagos párolgás az április 15 – október 15 közötti időszakban: 739 mm/év. Bihor-megye területén az éghajlati viszonyok térben és időben is változatosak. A térbeli eloszlását döntően a domborzati magasság befolyásolja. Az alföld Ny-i és ÉNy-i helyzete a befolyási körzeten belül magyarázza a kontinentális mérsékelt éghajlatot, északon és ÉK-en enyhén nedvesebb és hűvösebb, D-en, DNy-on egy melegebb és szárazabb árnyalattal (itt gyenge szubmediterán hatások érződnek). Az éves átlaghőmérséklet az alföld ÉK-i felében csökken (11ºC-ról 10,5ºC-ra). Hasonlóan a legmelegebb hónapok hőmérsékleti értékei is érintettek, így július hónap (21ºC – ról 19,9ºC-ra csökken az északi területeken), de a leghidegebb januári hónap hőmérsékleti értékei is (-1ºC-ról -2,4ºC). Azonban ugyanebben a DNy-ÉK irányban a hóval borított napok száma átlagosan nő: 33 nap/év-ről 53 nap/év-re. Az uralkodó szélirány ÉNy és Ny, amely mérsékeltebb jelleget ad az éghajlatnak, ami a Nyugati Alföldre jellemző: az éves átlagos hőmérsékleti ingadozások jóval kisebbek, mint az ország többi területein. Az atlanti légáramlatok befolyásolják a csapadék mennyiség éves eloszlását. Májusjúliusi időszakban maximális a csapadék mennyisége (az éves csapadékmennyiség több mint 42%-a). Az alföld déli felében, ott, ahol a szubmediterán hatások érezhetőek, másodlagos maximális csapadékmennyiséget rögzítenek október-decemberi hónapokban. A csapadékmennyiségek eloszlásában különbségek vannak az alföld keleti és a nyugati oldalai között, mivel a magasságok progresszíven növekednek és a Nyugati Dombvidék közelségének köszönhetően (530 mm/év a nyugati oldalon és 700 mm/év a Nyugati Dombvidék kapcsolatánál. Az éghajlat kontinentális jellege tükröződik a csapadékmennyiségek évenkénti változásában. Vannak csapadékban bőséges évek (1954 – 1.381 mm csapadék) és aszályos évek, amikor csak 227,4 mm csapadékot rögzítenek.
15
3.1.4. Földtani viszonyok Földtani szempontból a gyakorlatilag megkutatott terület a Pannon-medence északkeleti peremén fekszik (3.1-3. ábra). A Pannon-medence szerves részét képezi az alpi–kárpáti orogén zónának. Közigazgatási szempontból Közép-Európa keleti részét foglalja magába. Oroszlánrészén Magyarország és Szerbia osztozik, Románia határain belül csak a terület keleti szegélye található, amelyet morfológiai szempontból Nyugati-síkságnak nevezzük. Ez a keleti határ az Erdélyi-középhegység nyugati nyúlványai mentén húzódó mély törésvonal, amely Nagykároly (Carei)–Nagyvárad (Oradea) vonalában követhető. Morfológiai szempontból a Pannon-medence egy nagyméretű hegyközi süllyedék, amely neogén kori üledékekkel töltődött fel, jelenlegi szerkezetét a kora-miocén földtörténeti korban kezdődött komplex kinematikai és dinamikai folyamatok alakították (alakítják) ki, amelyek átörökölték a kései kainozóikumi szerkezeti mozgásokat is.
Kutatási terület
3.1-3. ábra. A Pannon-tó kiterjedésének változása a felső miocén folyamán (Magyar et al. nyomán, 1999)
16
3.1.4.1. Röviden a Pannon-medence tektonikai és sztratigráfiai fejlődéstörténetéről
A Pannon-medence (3.1-4.ábra) az Alp-Kárpáti-Dinári hegységrendszer által körülölelt medence viszonylag kis magasságkülönbségű területekkel. Kialakulása az Afrikaiés Eurázsiai-lemez közötti kollíziós esemény, illetve az alpi orogenezis velejárója. Pontosabban az európai perem kárpáti ív mentén történő szubdukciója során kialakult úgynevezett ív mögötti (back arc) medence, hasonlóan a mediterráneum többi medencéjéhez. A miocénben lejátszódott tektonikai folyamatoknak, így az Alcapa és Tisza-Dácia terrénumok rotációjának, és a medence extenziójának két kiváltó oka az Adriai-mikrolemez kompressziós hatása, valamint a kárpáti ívek és az európai perem érintkezése mentén zajló szubdukció volt. A kompresszió napjainkban is tart, míg a szubdukció a középső-miocénig (szarmata) a kárpáti ív teljes hosszában zajlott, ugyanis körülbelül ekkorra fejeződött be északon a Nyugati-Kárpátok mentén az óceáni litoszféra alábukása. A Keleti-Kárpátokban tovább folytatódott a még rendelkezésre álló európai perem óceáni lemezanyagának lesüllyedése, mely során az alábukó litoszféra „húzta” magára a Tisza-Dácia-egységet, jelentős kelet-nyugati irányú megnyúlást, korai fázisú riftesedést létrehozva az ív mögötti Pannon-medencében, melynek következtében igen magas hőáram (80-130 mW/m2) jellemző napjainkban is az átlagos kontinentális értékhez képest (50-60 mW/m2) (LENKEY et al., 2002).
3.1-4.. ábra. Az Alp-Kárpát-Pannon régió földtani felépítése, főbb tektonikai vonalai és a főbb feszültségirányok (BADA és HORVÁTH, 2001) 1. molassz öv, 2. flis öv, 4-5. harmadidőszaknál idősebb képződmények, 7. fontosabb törésvonalak, 8. neogén vulkanitok
17
A Pannon-medence képződését tekintve két geodinamikai fázisra osztható: 1. Iniciális vagy szinrift fázis. A Pannon-medence extenziója az alsó-miocénben az ottnangi-kárpáti idején (18-12 millió éve) kezdetben a litoszféra blokkos tagolódásával indult be, amit vulkáni tevékenység kísért. Ezt követően zajlott a kéreg, ill. a litoszféra megnyúlása.
Ennek a tágulásnak egyenes következménye volt a medence süllyedése, ami az asztenoszféra felboltozódásával járt együtt, ez viszont a süllyedés mértékét csökkentette. Ám még így is jelentős volt az akkomodációs tér növekedése, nagyobb mértékű, mint az üledékképződés. A külső részmedencékre, amik közvetlen a lepusztulási zóna előterében helyezkednek el, vastag kárpáti-szarmata rétegsor rakódott le, míg a belső területek éhező medencerészek (Alföld, Dunántúl) voltak nagy, helyenként akár 1000 méteres vízmélységgel. A tágulás és a köpeny-diapirizmus révén jelentős hőanomália alakult ki a Pannonmedencében. Ennek legfőbb bizonyítéka a már fentebb leírt magas hőáram. 2. Termális vagy posztrift fázis. A késő-miocénre (12 millió év) a süllyedés mértéke oly mértékben csökkent, hogy azt meghaladta az üledékakkumuláció. Északnyugati és északkeleti irányokból érkező deltarendszerek a pannon folyamán feltöltötték a területet, míg a tavi, folyóvízi környezetek váltak uralkodóvá. Az iniciális fázishoz hasonlóan a különböző medencerészek rétegsora továbbra is különbözik. A külső részmedencékben – mivel azok feltöltődtek az iniciális fázis során – kisebb (néhány 100 m), míg a belső medencerészeken vastagabb (több 1000 m) pannon üledékek jellemzők (3.1-5. ábra). A Pannon-medence extenziója addig tartott, amíg volt szubdukcióra alkalmas litoszféra az európai előtéren, ezt követően az extenziós erőteret kompressziós váltotta fel, ami a szarmata vetők reaktiválását eredményezte és a szeizmicitás növekedését (MATTICK et al., 1988).
3.1-5. ábra. A neogén üledékvastagság megoszlása a Pannon-medence területén (Mattrick, Phillips és Vakarcs alapján, 1994) Jelmagyarázat: fehér részek=<1 km üledékvastagság, világoskék=1-2 km üledékvastagság, középkék=2-3 km üledékvastagság, sötétkék=>3 km üledékvastagság
18
3. A késő-pliocéntől napjainkig tartó szerkezetalakulási időszakot neotektonikának nevezzük, melyre a Pannon-medencében inverziós tektonikai fázis jellemző. A medence litoszférája a megemelkedett hőáram miatt jóval képlékenyebb, mint a környező orogéneké. A töréses deformációra hajlamos kéreg vékony: 10-14 km szemben az orogének 20-25 km-es átlagos kéregvastagságával. Az extenziós erőtér kompressziósra váltása közrejátszott abban, hogy az elvékonyodott kéregben a kvarter során szabálytalan süllyedés (Kisalföld, Alföld, Drávamedence) és emelkedés (Dunántúl) felülírja a posztrift fázis hűlésből eredő süllyedését. Továbbá a Pannon-medence központi részére balos oldaleltolódásos tektonika jellemző ÉK-DNY irányú maximális feszültséggel, ami a mai napig tart (3.1-6. ábra).. Ennek a folyamatnak a legfőbb eredője az Adriai-mikrolemez északias mozgása és az óramutató járásával ellentétes irányú rotációja (FODOR et al., 2005, BADA et al., 2007).
3.1-6. ábra. A Pannon-medence és a környező orogének pliocén-recens főbb feszültségirányai és fontosabb neotektonikus (aktív) szerkezete (Bada et al., 2007)
3.1.4.2. A vizsgált terület földtani felépítése és fejlődéstörténete
3.1.4.2.1 A medencealjzat fejlődéstörténete és képződményei Magyarország, illetve a Romániában vizsgált, határmelletti területrész medencealjzatát, azaz a belső-kárpáti térség aljzatát is paleozoikumi és mezozoikumi kőzetekből felépülő, ÉK-DNy-i csapású takarós egységek alkotják. A paleozoikumi kőzetek, melyek keletkezésükkor a déli féltekén, illetve az egyenlítő környékén helyezkedtek el, variszkuszi eredetű roncsok, melyeket az alpi hegységképződés feldarabolt és takarós szerkezetekbe rendezett. A paleozóos és mezozóos takarós egységek képződményei a környező hegységek területén bukkannak felszínre, egyébként nagy vastagságú kainozoikumi, főleg neogén üledékekkel fedettek. Kőzettani-őslénytani-tektonikai jellegük és ősföldrajzi kapcsolataik alapján több nagyszerkezeti, illetve azokon belüli kisebb egységekbe sorolhatók. A vizsgált terület aljzatát tekintve teljes egészében a Tiszai-egységen helyezkedik el, amely a Magyarország területét K–DNy-i irányba kettészelő Közép-magyarországi, illetve Románia területén Dragos Voda vonaltól DK-re található. Ezen belül a Szolnoki-öv, a Bihari19
öv, illetve déli peremén a Békés-Codru-öv képződményei találhatók meg. A Tisza-Dácia lemeztömb paleozóos, mezozóos és paleogén kőzetei több száz kilométeres vándorlás után, az alsó miocénben érkeztek meg a jelenlegi helyükre. Ettől kezdve, a Pannon-medence kialakulásával (lásd fent) új típusú szerkezetfejlődés indult meg. Paleozoős terrénumait egytől egyig polimetamorf kőzetek építik fel. Az idősebb kőzetek nagyfokú metamorfizációja miatt eddig kizárólag a felső-karbontól állapítottak meg üledékciklusokat a Tiszai-egység területén, azonban lehetséges, hogy már a kaledóniai orogén fázisban is részt vettek és képződményeik első szilárd fázisú átalakulása ahhoz köthető. A kisebb szubterrénumok minden bizonnyal a variszkuszi orogén fázis során forrtak egybe és őrizték meg helyzetüket az Európai/Balti-lemez déli peremén az alpi orogén fázis kezdetéig. A Tiszai-egység alpi szerkezetfejlődés idején keletkezett képződményei a prealpi szubterrénumok fedői, őket külön egységekbe sorolják, de szerkezeti határaik egybeesnek a prealpi szubterrénumok határaival, így a vizsgált terület a prealpi változathoz hasonlóan 3 ÉNy-DK irányítottságú alegység területén foglal helyet, É-ról D felé haladva: a Mecseki-, Villány-Bihari- és Békés-Codru-öv területén. Ezek az alegységek a mezozoikum során a jura közepéig az európai kraton szegélyén helyezkedtek el egymás szomszédságában. A kora-triász–kora-jura időintervallumban szárazföldi sziliciklasztos és sekélytengeri partközeli karbonátos üledékképződés váltakozása volt jellemző a Mecseki-alegységre. Ezek a képződmények kelet felé elvékonyodnak. A jura közepén a Pennini-óceán kinyílásával a Tiszai-egység leszakadt az európai peremről, és mélyebb tengeri kovás-karbonátos üledékképződés vette kezdetét. A késő-jura–kora-kréta során zajlott riftesedés jelentős nyomott hagyott a Mecseki-alegységen - kisebb mértékben a Villányi-alegységen is - a Mecsekjánosi Bazalt Formáció képében, ami a Mecsektől az Alföld ÉK-i csücskéig előkerült fúrásokból. Az alpi kompressziós szakaszok a (kora- és középső-kréta) eredményeként a Mecseki-őv területén megszűnik a vulkanizmus, valamint megjelenik a szolnoki flisárok, és az egység szerkezeti öveire jellemző pikkelyes - takarós felépítmény kialakulása. A késő-krétában mélyvízi üledékképződés folyt a Mecseki-alegység területén. Ekkor képződtek az alegység Duna-Tisza közi szakaszán és a Tiszántúlon kb. Nádudvarig a szolnoki flisöv üledékei (Debreceni Homokkő). A fliszóna DNY-ÉK csapású, nagyjából a SzolnokDebrecen vonalon húzódik, a határon túl tovább folytatódik a Máramarosi vonulatokig. A krétára üledékhézaggal települnek szintén a flisövhöz tartozó a paleocén-oligocén képződmények (Nádudvari Komplexum) (NAGYMAROSY, 1998). A paleogénben a Dinaridák kiemelkedése révén a Tiszai-egység többször hosszú időre szárazra került, nagymértékű erózió is lejátszódott.
AVillány-Bihari zóna takarókba rendezett képződményei az Erdélyi-szigethegységben felszínen találhatóak, miközben a kutatási területen a legmélyebb tektonikai egységet képviselik. A Bihari egységen (Bihari-autohton) (a takarós felépítésű szerkezetben a legmélyebb helyzetű tektonikai egység) találhatók a Codru-takarók, melyeket Magyarországon a Békés-Codru zónában követhetünk. Az e fölött található Biharia-takarók az Alföld vajdasági részén követhetők. A Bihari-egység kristályos aljzata a kutatot terület északi részén igen változatos, nagyrészt a Szamos-sorozathoz (Seria de Somes) tartozó mezo- és epimetemorf kőzetekből épülnek fel, amlyek a proterozoós tektonikai folyamatok során jöttek létre. Szerkezeti szempontból kelet-nyugat irányú lépcsős sűlyedés jellemző rájuk, ezért a különböző fúrásokban különböző mélységekben fordulnak elő. A terület déli részén a bihária takaró sorozatai dominálnak, amelyek a Bihari havasok túlnyomó részét alkotják. Kőzettani 20
szempontból ezek albitos-, kloritos-albitos palák, amelyekben albitos gneisz, dolomitos kristályosmészkö és kalcittartalmú kloritos pala beékelődések jelennek meg (Ionescu, C. 1970, 1971 után). A triász üledékek transzgresszíven helyezkednek el a kristályos aljzaton, a fúrások 1600-3200 m mélységközben harántolták ezeket. Átlagos vastagságuk 1000 m Nagyvárad környékén, majd folyamatosan elvékonyodnak észak-nyugat és dél irányába. A rétegvastagságok progresszív elvékonyodása a tengerparti fácieshez való közeledés, az üledékképződés mértékének csökkenése és a poszt-triász erózió hatásának tulajdonítható. Az utólagos tektonikai események nyomán a terület több szerkezeti egységre, tömbre szabdalódott fel, amelyeket törések választanak el. A tömbök kelet-nyugat irányú lezökkenése, süllyedése figyelhető meg. Litográfiai szempontból a triászt egy konglomerátumokból, kvarctartalmú homokkövekből és vöröses-zöldes sziltites agyagokból álló (szeizi-alsócampili) törmelékes üledékes sorozat jellemzi, amelyekre egy sötétszürke, fekete, bitumenes mikrites dolomitok és mészkövek települnek, (campili-alszó anizuszi) dolomitos- és fekete agyagpala beékelődésekkel. Legfelül (ladini) Wettersteini típusú kristályos, masszív mészkő és dolomit rétegek fedik az összletet. A júra kifejlődése sok hasonlóságot mutat a triász üledékekkel, amelyre transzgersszíven települ. A nagyváradi-vizesgyáni fúrások a következő képződményeket tárták fel (Patrulius, D:, Drăgănescu. A., 1970 nyomán): vöröses-lilás sziltites agyagok, kvarctartalmú homokkövek, helyenként homokos-márgás tűzköves mészkövek, pszeudooolitos sötétszürke mészkövek. A Bors-Körösgyéres grábeni zónában a júra hettangi palákat helyenként homokkövek fedik. Keleti irányban megfigyelhető a palarétegek kivastagodása, egyidőben a homokkövek kivastagodásával, majd teljes eltűnésével. Az alsó-kréta ősföldrajzi üledékképződési környezete nem változik. Északon a bauxitképződés után és délen a terrigén üledékek lerakódása után a karbonátos üledékképződés válik jellemzővé a barremi során. A triász és júra képződmények elterjedési területén az eo-kréta urgoni fáciesben jelenik meg a barremi, apti emeletekben. A litológiát zömében karbonátos kőzetek jellemzik, kisebb mértékben megjelennek agyagos-márgás rétegek, márgás-mészkövek és konglomerátumok is. A rétegek vastagsága növekszik Bihar és Szalárd környékén, míg elérik a 300-400 m-t Nagyvárad-Biharszentandrás környékén, míg a legnagyobb vastagságot Félixfürdő környékén érik el, ahol a fúrások 1600 m vastag kréta üledékeket tártak fel.
21
3.1.4.2.2
Szinrift fejlődéstörténet és képződményei
A miocén elején nagyrészt erózió zajlott. A középső-miocénben az extenziós erőtér hatására ÉK-DNY csapású árkok és kisebb mélymedencék keletkeztek, az így kialakult térszínen a kárpátiban szárazföldi és tengeri üledékképződés is végbe ment. A bádeni elején transzgresszió történt a Pannon-medencében, és egy szigettenger jellegű üledékgyűjtő alakult ki. A part mentén durva törmelékek rakódtak le, abráziós parti illetve folyóvízi környezetben. A sekélyebb vízben és a kiemelt hátakon lithotamniumos (lajta) mészkő képződött. A mélyebb zónákban márgás-homokos üledékek keletkeztek (SZENTGYÖRGYI és TELEKI, 1994). A kutatott terület északi részén a báden egy pélites fáciesben jelenik meg, amelynek a felső felében ritkán homok és homokkő beékelődések jelennek meg, délebbre BorsNagyvárad környékén a fácies alsó részében elkülöníthető egy homokköves, homokköveskonglomerátumos komplexum tufa beágyazódásokkal, míg az öszlet felső felében márgás komplexum található homok beékelődésekkel. A szarmata végére a terrénumok helyzete nagyjából állandósult, és a tektonikai aktivitás is lecsökkent. Ekkoriban a Pannon-medencének még volt kapcsolata a Paratethys keleti részei felé. Ebben a sekély tengerben szigetek tarkították az ősföldrajzi képet, az általunk vizsgált terület is nagy valószínűséggel szárazulaton lehetett. Három különböző almedence típust lehet elkülöníteni erre az időszakra. Közvetlenül a kárpáti-alpi ív mögötti peremi medencéket (Bécsi-, Stájer-, Kelet-Szlovákiai- és Erdélyimedence), melyek gyors süllyedés következtében nagy mélységre (> 1 km) tettek szert, így a szarmata üledékek is nagyobb mennyiségben töltötték ki az akkomodációs teret. A Pannonmedence központi részén uralkodott a sekély tengeri, szárazföldi környezet, erre a területre jellemző a csekély üledékvastagság (< 100 m). Ezeket a sekély központi medencéket mély árkok kötötték össze. Ezek jelentik a harmadik típusterületet. Az üledékeik vastagsága átmeneti jelleget mutat a két szélső részmedencetípus között (MAGYAR et al., 1999).
3.1.4.2.2
Posztrift fejlődéstörténet és képződményei
A Pannon-tó születését a középső-miocén legvégére tesszük (kb. 12 millió éve), ekkor izolálódott el végleg a Keleti-Paratethystől. Az elkövetkező évmilliók során töltődött fel teljesen - ezt az időszakot nevezzük pannóniainak – egészen a pliocén elejéig. Ezt az időintervallumot öleli fel a medence riftesedésének termális fázisa (HORVÁTH ÉS ROYDEN, 1981, HORVÁTH, 1986), amire az üledékgyűjtő központi részének gyors süllyedése, emiatt nagy vastagságú sziliciklasztos rétegsorok kialakulása jellemző. A 12 millió évvel ezelőtt bekövetkező regressziót tektonikai és eusztatikus tengerszintváltozási okokra egyaránt visszavezetik. A kezdetben sekély vízü tavat néhány millió év alatt a kéreg extenziója és blokkos töredezése révén gyorsan egy nagy akkomodációs térrel rendelkező feltöltésre váró medence váltotta fel. Kisebb-nagyobb árkos süllyedékek alakultak ki, néhol igen nagy mélységgel (a kutatott területen a legismertebb a Derecskei-árok), ezeket pedig sekélyebb helyzetű hátak választották el egymástól. A süllyedés eredményeként bekövetkező transzgresszió miatt a tó legnagyobb kiterjedését 9,5 millió éve érte el, azonban mindössze félmillió évre rá 9 millió 22
évvel ezelőttre a progradáló deltarendszerek feltöltő munkája által a mérete közel fele akkorára csökkent (MAGYAR et al., 1999). A mély zónákban kondenzált üledékképződés keretében hemipelágikus mészmárga, agyagmárga rakódott le (Magyarországon Endrődi Márga Formáció). Az üledékbehordás az Alföldön ÉNY-i és ÉK-K-i irányokból történt. A mélyvízi képződményekre az üledékforráshoz közel turbiditek települnek (Magyarországon Szolnoki Formáció). Az Alföld turbiditjeiben két különböző kifejlődés azonosítható, ezek területileg jól elkülöníthetők. A két típus elterjedéséből az állapítható meg, hogy a turbidit fő tömege az ÉNY-i behordási irányból érkezett, és csak kis része az ÉK-iből. Szemcseméretben is különbözik a két beszállítási irányból érkezett üledék, az ÉNY-i homokosabb, az ÉK-i agyagosabb. A Derecskei-árokban, ahol az ÉK-i behordás volt csak jellemző, a turbiditek pélittartalma nagyobb, mint például a Jászsági-medencében (JUHÁSZ, 1993). A lejtőt főleg agyagos üledékek alkották (Magyarországon Algyői Formáció), mivel a durvább szemcseméretű homokok becsúsztak a mélyzónákba. A partközeli, parti üledékképződésben a delták domináltak (Magyarországon Újfalui Formáció). Ezek a pélites és homokos fáciesek a rétegsorban néhol oda-vissza váltják egymást, vagyis összefogazódnak, a partvonal tehát tartósabb ideig ezen a területen ingadozott. Az ÉK-i behordás területein - ahol kisebb volt az üledékképződési potenciál - az összefogazódás jellemzőbb, így a Nagykunság keleti részén és a szomszédos Hortobágy területén, míg a Nagykunság nyugati területein a deltafront elvékonyodása mutatható ki. A fáciesek településében a terrigén eredetű szedimentáció mértékén és az aljzatmorfológia hatásán kívül a relatív vízszintingadozás, és tektonikai okok egyaránt szerepet játszottak. A parttól a szárazföld felé haladva a deltaháttér és a fluvio-lakusztris síksági környezet volt jellemző (Zagyvai Formáció (HU), mocsár, ártér, morotva, övzátony, stb.), végül az alluviális üledékképződés legfelső szakaszán a tarka agyagok, paleotalajok domináltak (Magyarországon Zagyvai és Nagyalföldi Formáció), s a feltöltés előrehaladásával terjedtek el a Pannon-tó délebbi területein is (JUHÁSZ 1992, 1993, 1998). A két fő behordási irány végül a Békési-medencében futott össze a pannóniai végén (JUHÁSZ 1992, 1998). 6,5 millió évvel ezelőtt a mai dunántúli területeket szinte teljesen feltöltötte. ÉK-i irányból azonban sokkal lassabban töltődött fel a medence. A korapliocénben kb. 4,5 millió évvel ezelőtt a Pannon-tó már csak Bácska, Bánát és Szerémség területén létezett (MAGYAR et al., 1999). A hegy- és dombvidékekhez képest a medencék kvarter üledéke viszonylag egyszerű képet mutat. Az üledékképződést a Pannon-medence területén ebben az időszakban a kompressziós feszültségtér okozta regionális süllyedések és emelkedések, az oldaleltolódások felújulása, az éghajlatváltozás, valamint az Ős-Duna, Ős-Tisza, Ős-Körös, stb. meanderező szakaszjellege formálta az Alföld morfológiáját illetve feltöltését. A folyók több tízezer év alatt fokozatosan vették fel a mai lefolyási irányukat (RÓNAI, 1985, GÁBRIS és NÁDOR, 2007).
23
3.1-7. ábra A kutatott terület föltani térképe (Románia 1:100 000 Földtani térképe alapján)
)
b)
d)
e)
f)
3.1-8. ábra Földtani szelvények Bihar megye területén: a) A felső-pannon geotermális víztározó földtani szelvénye örtvélyes és Vizesgyán között, b) A felső-pannon geotermális víztározó földtani szelvénye Székelyhíd és Vámosláz között, c-d) A geotermális víztározó földtani szelvénye Nagyvárad és Félixfürdő között, e) A alsó-pannon geotermális víztározó földtani szelvénye Madarász és Tenke között, f) A alsó-pannon geotermális víztározó földtani szelvénye Madarász és Ilye között.
3.1-9. ábra. Földtani szelvények Hajdú-Bihar megye területén: g) A felső-pannon–pleisztocén geotermális akvifer földtani szelvénye Hajdúszoboszló és Kismarja között, h) A felső-pannon–pleisztocén geotermális akvifer földtani szelvénye Nagyiván–Debrecen között
3.1.5. Talajadottságok A Nyírségre jellemzőek a futóhomok-területek; ezek a képződmények a vizet gyorsan elnyelik, és könnyen kiszáradnak. A futóhomok alapkőzeten kialakult, átlagosan 30 cm vastagságú kovárványos futóhomok talaj is megtalálható a területen. A löszös homok alapkőzeten humuszos (csernozjom jellegű) homoktalajok képződtek, a humuszos réteg vastagsága 30-40 centiméterre tehető. Víztartó képessége jobb, vízáteresztő képessége valamelyest kisebb a futóhomoknál. A kovárványos barna erdőtalaj kémhatása általában gyengén savanyú, szerkezete homokos. A nyírvízfolyásokat gyakran lápos réti talajok szegélyezik. A Hortobágy területén a réti szolonyec talajok különböző változatai fordulnak elő kisebb-nagyobb foltokban. Jellemző a különféle réti talajok megjelenése. A réti talajok vízgazdálkodása kedvező.
26
A Hajdúságban, ahová a vizsgált víztestek nagyobb része tartozik, típusos az alföldi mészlepedékes csernozjom talaj előfordulása. A mészlepedékes csernozjom talaj vízgazdálkodása és tápanyag-ellátottsága igen jó, fizikai talajfélesége a vályog. A víztestek területén előfordulnak az agyagosodott infúziós lösz alapkőzeten kialakult réti csernozjom talajok. Ezek gyengén savanyú, vályog mechanikai összetételű talajok. Bihor megye (Románia) területén, a meredek lejtőkkel szabdalt élénk felszínű hegyvidék döntően mészkőből áll. A talajok változatosak és szerkezet szempontjából összetettek: elsődleges podzolok – az alpesi legelőkön hegyi barna savanyú talajok – 800 m magasság fölött vöröses-barna erdőtalajok, a fennsíkokon vagy a magas dombvidéken. A síkságokra csernozjomos és homokos talajok a jellemzőek. 3.1.6. Ökológiai viszonyok A víztest területe a projekt által érintett több szakaszon a Nemzeti Ökológiai Hálózat része, valamint a Natura 2000-es területek közé tartozik. Az élőhelyvédelmi és a madárvédelmi irányelveket egyesíti magában a Natura 2000 program, melyet az Európai Unió indított a biológiai sokféleség csökkenésének megakadályozására. Magyarországon az európai közösségi jelentőségű természetvédelmi rendeltetésű területekről szóló 275/2004. (X. 8.) Kormányrendelet hirdette ki a Natura 2000 hálózatába tartozó területeket. A víztest területe a flóravidéken belül a Tiszántúl (Cirsium), valamint a Nyírség (Nyírségense) flórajárásba tartozik. A terület nagy része mezőgazdaságilag művelt. A Hortobágy keleti peremén, a löszös területeken igazi erdősztyepp-erdők, löszpusztai tatárjuharos-tölgyesek alakultak ki. Jellemző fajai koronaszintben a kocsányos, és molyhos tölgy, cserjeszintben a tatárjuhar, gyepszintben a magyar zergevirág, macskahere, nagy erősfű. A szikesek növénytakarójában megtalálhatók fokozatos átmenettel a vízi és mocsári növényegyüttesektől az időnként teljesen kiszáradó legnagyobb sótartalmú talajokon élő szikfoki növényegyüttesek felé, a nedves laposok hernyópázsitos rétjei. A lassan folyó csatornákban gazdag a hínárvegetáció. A lebegőhínár és az úszóhínár osztályaiba tartozó legtöbb társulás megtalálható. A nádasok szintén jellemzőek. A nád társulásalkotó növénye a vizes területeknek. A Nyírség területei az utolsó eljegesedés után beerdősültek, jelen klímában rajtuk zárótársulásként pusztai és gyöngyvirágos tölgyesek, déli oldalaikon ezüsthársasok alakultak ki. Ennek nagy részében jelenleg akácosok, fekete-, és erdeifenyes-, valamint vöröstölgy ültetvények találhatók. Az erdősítetlen és műveletlen területeken nyílt ezüstperjés mészkerülő homokpusztagyepek alakultak ki. Előforduló ritka fajai a magyar kökörcsin, leánykökörcsin, tátogató kökörcsin. A nagyobb folyók mentén megmaradt ligeterdők inváziós fertőzöttsége igen nagy. A „Natura 2000” hálózat által érintett területek közül Bihor megyére 58 közösségi jelentőségű és 11 nemzeti jelentőségű természetmegőrzési terület esik. A nyugati geobotanikai régióba tartózó Nyugati-alföldön három geomorfológiai középtájegység húzódik, amelyekre balkáni, illetve közép-európai ökoszisztémák jellemzőek. Az alföld növényzetét 40 %-ban mezőgazdasági kultúrák teszik ki, továbbá mezofil pázsitok és kisebb területű maradványerdők képezik. A mocsarak lecsapolásával a területeket felszántották vagy halastavakká szabták, de megjelentek a másodlagos szikesek. Tájértéke
27
szempontjából kincsnek számít a halofil (sókedvelő), vízi és mocsári növényzet (Szalonta környéke), amely a vidéken található láposokat és tavakat övezi. Az intrazonális és azonális növényzetet az ártéri vegetáció képviseli (nyár- és fűzligetek). A Ny-i részen kiterjedt erdőségek borítják, jellemzően tölgy-, bükk-, csertársulások, toboztermők. A 600 m-nél magasabb területeket tölgyerdők borítják, 600-1000 m között a cseres-bükkösök, 1000-1600 m között pedig fenyvesek találhatóak. A karsztos ökoszisztémákat a felszínalatti karsztvizekkel szoros összefüggésben lévő, jellegzetes fauna és flóra alkotja (Királyerdő). A karsztjelenségre jellemző a xerotermikus flóra, amely a fennsíkok napos sziklás lejtőin, szegélyein és a karr-mezőkön jelenik meg. A terület különleges tulajdonságai függvényében változatos életkörülmények keletkeztek az élőlények számára is. Itt olyan állatfajokat találhatunk, amelyek az erdő és az erdősztyeppe állattársulásaira jellemzőek. A növénytársulási zonációk a karszton felcserélődnek: a toboztermők teljesen eltűnnek, helyüket bükkösök, hegyi pázsitok foglalják el.
3.2. Védett természeti értékek Bihor megye területén 64 nemzeti jelentőségű védett terület (III. (természeti emlék (érték); és IV. (természeti rezervátum) IUCN kategória) található: egy földtani és geomorfológiai természetvédelmi terület, egy szpeológiai rezervátum (Királyerdő), 3 földtani természeti emlék, 20 db szpeológiai természeti emlék, 13 db botanikai rezervátum, 2 db faunarezervátum, 16 db vegyes természeti rezervátum, 8 db paleontológiai rezervátum, amelyek zömében a Nyugati Nemzeti Parkban (V. IUCN kategória) koncentrálódnak. Bihor megye Romániában a második helyet foglalja el a védett természeti értékek számának tekintetében. A nemzeti jelentőségű védett területek döntő többsége Natura 2000 területre esik. Az összes védett terület közül : 26 a Nyugati Nemzeti Parkban található, 20 védnökség alatt van 18 védnökségi besorolás alatt áll. A megye területén továbbá 61 db, a nemzeti területrendezési terv elfogadásáról szóló 5/200. számú törvényben meghatározott, nemzeti védett természeti terület, illetve 3 db, a 2.151/2004 sz. Kormányrendeletben jelzett, védelemre előirányzott terület található. A „Natura 2000” hálózat által érintett területek közül Bihor megyére 58 közösségi jelentőségű, és 11 nemzeti jelentőségű természetmegőrzési terület esik. A Natura 2000 egy olyan védett területekből álló ökológiai hálózat, amely az alábbiakból áll: -
különleges élőhelyek megőrzése (Special Areas of Conservation, SCI), az Élőhelyvédelmi Irányelvnek megfelelően (a Tanács 92/43/EGK (1992. május 21.) sz. irányelve a természetes élőhelyek, a vadon élő állatok és növények védelméről) 179.335,82 ha (23,77% a megye területéből) Bihar-megyében összesen 29 db.
-
madárvédelmi területek (Special Protected Areas, SPA) a Madárvédelmi Irányelvnek megfelelően (a Tanács 79/409/EK (1979. április 2.) sz. irányelve a vadon élő madarak védelméről). 93.444,01 ha (12,39 % a megye területéből) Bihar – megyében összesen 8 db. 28
A vizsgált területen található Natura 2000 területek: Különleges élőhelyek megőrzése (SCI) (A Környezetvédelmi és Erdőgazdálkodási Minisztérium 2387/2011 számú, a Környezetvédelmi és Fenntartható Fejlődési Miniszter 2007 december 13.-i 1964 sz. rendelet módosításáról szóló rendelete alapján, tekintettel a közösségi jelentőségű védett területek létrehozásáról Romániában, mint az európai Natura 2000 ökológiai hálózat szerves része): 1. ROSCI0008 Betfia: Sânmartin (16%) 2. ROSCI0021 Ér síksága (Câmpia Ierului): Diosig (2%), Săcueni (18%), 3. ROSCI0025 Cefa: Mădăraş (12%) 4. ROSCI0049 Fekete Körös (Crişul Negru): Tinca (5%) 5. ROSCI0068 Bihardiószeg (Diosig): Diosig (5%), Săcueni (<1%) 6. ROSCI0098 Pece tó (Lacul Peţea): Oradea (<1%), Sânmartin (1%) 7. ROSCI0220 Székelyhíd (Săcueni): Săcueni (5%) Madárvédelmi területek (SPA) (A 971 sz., az 1.284/2007 sz. Kormányhatározat módosításáról szóló Kormányhatározat alapján, tekintettel a speciális madárvédelmi védett területek létrehozásáról Romániában, mint az európai Natura 2000 ökológiai hálózat szerves része): 1. ROSPA0067 Berettyó síksága (Lunca Barcăului): Mihai Bravu-Roşiori (26%), Tămăşeu (27%) 2. ROSPA0097 Pescăria Cefa-Pădurea Rădvani: Cefa (13%) *a zárójelben feltüntetve a település közigazgatási területéből a Natura 2000 terület által elfoglalt %
29
3.2-1. ábra: Bihar megye területén elhelyezkedő védett területek
30
A Tiszántúli Vízügyi Igazgatóság (TIVIZIG) illetékességi területét három nemzeti park igazgatóság területe érinti: legnagyobb részben a Hortobágyi Nemzeti Park (HNP), és igen kis területet érintve a Körös-Maros Nemzeti Park (KMNP), valamint a Bükki Nemzeti Park (BNP) (3.2-2. ábra).
3.2-2. ábra: A TIVIZIG területén elhelyezkedő védett területek
A TIVIZIG illetékességi területére esik a Hortobágyi NP 36 területe, és a KörösMaros NP egy területe. Emellett négy tájvédelmi körzet (ebből 3 HNP, 1 BNP terület), és hét természetvédelmi terület található a területen. Az illetékességi területen 47 db Natura 2000 terület található.
31
4. Víztestek bemutatása (HU-RO) A kutatási terület a magyarországi TIVIZIG és a romániai Bihor megye illetékességi területeire eső területrészeket foglalja magába (4.1-1. ábra).
4.1. A kutatási terület általános geotermikus jellemzése A Föld belsejéből származó hő eloszlása nem egyenletes. Magasabb a geotermikus gradiens azokon a helyeken, ahol földkéreg vékonyabb, és az asztenoszféra anyaga közelebb van a földfelszínhez. Ilyen helyek a szubdukciós zónák és óceánközépi hátságok. Magyarország a kontinentális lemezszegélyektől távol fekszik, mégis az Alföld (beleértve a Romániához tartozó részét is) geotermikus adottságai közismerten igen kedvezőek. A geotermikus energia fő hordozó közege a termálvíz, amely az országhatároktól függetlenül, a földtani szerkezetek által meghatározott regionális pályák mentén áramlik. Ezen nagy áramlási rendszerek hatalmas területeket foglalnak magukba: az utánpótlódási területek általában a medencéket övező hegyvidékeken vannak, ahol a beszivárgó csapadékvíz a mélybe jutva felmelegszik és a medence arra földtanilag-vízföldtanilag alkalmas egységei mentén áramlik a természetes, vagy mesterséges megcsapolási pontok felé (4.1-2. ábra).
4.1-2. ábra. A Pannon-medence és környezete geotermikus áramlási rendszereinek elvi vázlata
A kedvező geotermikus adottságokat a Pannon-medence kialakulása, mélybeli szerkezete magyarázza. A Pannon-medence süllyedése a miocénben kezdődött. A folyamatot erős vulkáni tevékenység kísérte. A tektonikai folyamatok hatására erősen tagolt morfológiájú medencerendszer jött létre, melyet viszonylag mély zónák, nagy kiterjedésű sekély medencék és süllyedést nem, vagy alig szenvedett területek alkotnak (Stegena, 1977, 1979, Dövényi et al.,1983).
32
A Pannon-medence kialakulása során a litoszféra és vele együtt a földkéreg elvékonyodott, a köpeny a felszínt 24–28 km-re megközelíti, ami mintegy 7-10 km-rel vékonyabb a környező területekétől. Ez a köpeny-diapír jelenti azt a többlet-hőforrást, amely a Pannon-medencét ma is fűti. Valamint a Kárpát–Pannon régió Magyarország és Románia Ny-i pereme alatti részmedencéit több kilométeres vastagságban jó hőszigetelő tulajdonságú porózus üledékek töltik ki, ami a hő csapdázódást segíti. A hőmérséklet a mélység felé haladva átlagosan 5°C-kal növekszik 100 méterenként, azaz ennyi az ún. geotermikus gradiens. Az Alföld északkeleti térségeiben igen kedvező értékekkel találkozhatunk, ahol a geotermikus gradiens 16-18 m/°C. A kőzetek felfűtöttsége 1000 m-es mélységben általában eléri a 60-70°C-ot, 2000 m-ben a 110-120°C-ot, a tektonikus árkok 2500 m-es mélységeiben a 130-150°C-ot. A kutatási terület mindkét oldalán két természetes termálvíz-rezervoár rendszer található. 1. A regionális elterjedésű, törmelékes, üledékes kőzetekből álló felső-pannon rezervoár, amelynek alsó határa az aljzattektonika függvényében 900-1600 m között változik a romániai területeken, legnagyobb mélységét a tektonikus árkokban, a Magyarországhoz tartozó részein éri el (a kutatási területen legnagyobb mélysége ~2500 m a Derecskei árok területén). Mindkét ország kiterjedt részein akkumulál jelentős geotermikus energiát, amint azt a 4.1-3. ábrából leolvasható. 2. A repedezett, karsztosodott mezozóos karbonátok alkotta rezervoár, amely az előzőnek az aljzatát képezi. Gazdasági jelentőségük a kutatási területen csak a romániai Bihar-megyében van, itt számos termálkút termeli az alsó-kréta és triász repedezett akvifereket, Hajdú-Bihar megye területén víztermelés szempontjából nincs feltárva. Az utánpótlódási területeken, a Királyerdő- és Bihar-hegység területén még felszínen megtalálható repedezett karbonátos képződmények, a medence belseje felé a mélybe zökkennek. A 3000 m-nél mélyebben található részein a hőmérséklet legalább 120 °C. A mezozóos rezervoár szűkebb kiterjedésű, mint a felső-pannon, de nagyobb mélysége miatt általában magasabb hőmérsékletű termálvizet tartalmaz.
33
A felső-pannon geotermális, homokos vízadó elterjedése a Nyugíti síkságon / Arealul de dezvoltare a sistemului hidrgeotermal pannonian superior în Câmpia de Vest
A mezozoós karbonátos vízadó elterjedése (BIHARI EGYSÉG) / Arealul de dezvoltare a sistemului hidrgeotermal mezozoic – triasic, jurasic, cretacic (UNITATEA DE
Az alsó-pannon geotermális, homokos vízadó elterjedése a Nyugíti síkságon / Arealul de dezvoltare a sistemului în Câmpia de Vest hidrgeotermal i i f i 4.1-1. ábra. A víztestek térbeli elhelyezkedése
A mezozoós karbonátos vízadó elterjedése (KODRUI TAKARÓ) / Arealul de dezvoltare a sistemului hidrgeotermal mezozoic – triasic, jurasic, cretacic
4.1-3. ábra. A geotermikus fluxus eloszlása a Pannon-medencében és a szomszédos területeken a kutatási terület megjelölésével
4.2. A kutatott geotermikus vízadó rendszerek bemutatása A kutatási területen a Pannon-medencében regionális kiterjedésű felső-pannon (pontuszi) képződményekben tározódott hévizeket termelik ki. Bihar megyében, Nagyvárad környékén, még ezen kívül a triász és felső-kréta termálkarsztnak van gazdasági jelentősége, illetve a megye déli részén néhány termálkút alsó-pannon rétegeket termel. A vizsgálni kívánt, határral metszett víztestrészeket Romániában és Magyarországon is lehatárolták az EU Víz Keretirányelv előírásainak megfelelően a földtani, tektonikai, vízföldtani jellemzők, illetve a 30o C pozíciója alapján, de mindkét országban önállóan. A jelen projektben vizsgált akviferek a következő elnevezés alatt lettek lehatárolva: Felső-pannon termálvízadó - Nyugati-alföld északi szektor (Acviferul termal pannonian superior/ponţian - sectorul nordic al Câmpiei de Vest) Romániában, HU_pt.2.3 DélkeletAlföld, HU_pt.2.4. Északkelet-Alföld Magyarországon. Bihar-megyében lehatároltak két termálkarszt víztestet is, Bihari egység, triász és felső-kréta termálvízadó-rendszer – Félix–Püspökfürdő területe, Várad–Mácsapuszta zóna (Sistemului acvifer termal triasic şi cretacic inferior din Unitatea de Bihor, Zona Băilor Felix–1 Mai, Zona Oradea–Livada). Ezeket hivatalosan nem minősítik országhatáron átnyúlónak, habár Hajdú-Bihar megye déli részén több mint 3000 m mélységben a medencealjzat képződményeiként a fúrásokban azonosították a Bihari Autochton mezozóos karbonátos rétegeit, de geotermikus szempontból nincsenek alaposan megkutatva. A projektben vizsgáltuk Románia területén a karbonátos, hasadékos akvifereket is, a szomszédos, porózus, határral metszett termálvíztartóval való lehetséges hidraulikai kapcsolatuk tisztázása végett.
35
4.2.1. Romániai geotermikus vízadó rendszerek 4.2.1.1.
A felső-pannon termálvízadó
A felső-pannon termálvízadó, regionális elterjedésű hidrostruktúra, amely a teljes Pannon-medence területén megtalálható. A romániai Nyugati-síkság területén teljes kiterjedése ~2500 km2. Északon Szatmárnémetitől (Satu-Mare) Temesvárig (Timişoara) (dél) húzódik, K-en az országhatár vonalát követi, nyugaton pedig a Pannon-medence keleti peremét. A pontuszi (felső-pannon) képződmények alján határolták le, porózus, áteresztő vízadókban. A víztestet a kutatási területen belül, litológiai szempontból viszonylag egységes, több, a felső-pannon alján elhelyezkedő, változó szemcseméretű homokos rétegcsomag alkotja, amelyek közé vékony márga és agyag rétegek települnek. Egy-egy ilyen permeábilis egység „többemeletes”, homokos rétegek, lencsék, testek összefogazódásából áll. A kumulatív vastagságuk 1.5-200 m közötti. Litológiai változás a hegyperemek mentén észlelhető. A termál vízadó komplexum alja egybeesik az alsó- és felső-pannon határral. A vízadó felső-pannon rétegek talpmélysége igen változó a térségben, a terület tektonikai fejlődésének függvényeként kiönti és feltölti az előző felületek mélyedéseit vagy elfedi a kiemelkedő kristályos tömböket, ahogy azt a 4.2-1. ábrán látható szerkezeti térkép is szemlélteti. Míg a formáció alja nagyon tisztán lehatárolható az alsó-pannon fekü határán, addig a regionális rendszer pleisztocén fedőképződményeit nehéz egyértelműen elkülöníteni, mivel litológiai és hidrogeológiai szempontból a kvarter üledékek is igen hasonló felépítésűek, a permeábilis és impermeábilis rétegek váltakozását nézve. A leggyakoribb kritérium, amelyet ebben az esetben alkalmaznak, a helyi adottságok alapján történik: a kitermelt vízadó réteg meghaladhatja az alap komplexum határait vagy csak egy részt képvisel ebből. A Réz hegység kristályos küszöbe és ennek meghosszabbítása Körösszegapáti– Biharszentjános (Sântion)-Hegyközcsatár (Cetariu) sasbérc kiemelkedése alkotja a hagyományos határt.
4.2-1. ábra. A kutatási terület pliocén előtti tektonikai vázlata (A. Ţenu, 1981)
Hidrodinamikai szempontból, az eddigi kutatások, illetve a jelen projekt modelleredményei alapján is, egy konvergens áramlási irányokkal kirajzolódó komplex kép alakult ki, amelyet nagy valószínűséggel a Nyugati-Síkságon található két nagy „szivárgó ág” 36
– egyik hosszanti tengellyel Hegyközszentmiklós (Sânnicolau de Munte)-Nagykároly (Carei) zónájában, a másik keresztirányú tengellyel Szatmárnémeti (Satu Mare) környékén - alakított ki (4.2-2. ábra). Ezeknek a szivárgási zónáknak a kialakulása tektonikai szerkezeti okokra vezethetők vissza, amelyeknek a hatása a negyedidőszakig érződik. Ez a hidrodinamikai kép számos nagy nyomású, „folytott” folyadékrezsim jelenlétét, valamint differenciált működési mechanizmusok létezését valószínűsít. Így a kutatási területen három áramlási irány körvonalazódik: K-Ny Bályak (Balc)-Margita (Marghita) irányából, ÉNy-DK Székelyhíd (Săcuieni) felől, valamint a hosszirányú csatorna tengelye mentén pedig DNy-ÉK irányú. tengelye fele, amelynek hosszán a folyásirány DNy-ÉK-i (A. Ţenu, 1981). A víztest helyzete, valamint a felső-pannon rétegek felszínre bukkanása alapján, természetes utánpótlódás Margita–Derna térségéből lehetséges, azonban az utánpótlódás igen csekély, a termálvíztest tulajdonképpen egy zárt rendszer, amit a jelen projekt geokémiai eredményei is alátámasztanak.
1.Izovonal és a tengerszint hez voiszonyított magassága 2. vizsgált fúrás, 3. áramlási irány, 4. metszet nyomvonala
4.2-2. ábra. A vízszintek alakulása a felső-panon geotemális vízadóban a két ország területén
A kitermelt termálvizek kizárólag nátrium-kálium-hidrokarbonátos típusúak, de kivehető egy enyhe eltolódási tendencia a Na-K-Cl jelleg felé, a CO3 ion hiányzik, vagy jelentéktelen mennyiségű. Általában oldott gázokat is tartalmaznak, leginkább metánt és széndioxidot. A víztest kémiai jellege térben kevésbé változik, ami az akvifer hidrológiai egységességét igazolja az egész kiterjedési területén. A víztesten létesített geotermikus fúrások 0,8-2 km mélységből termelik ki a termálvizet, kifolyási hőmérséklete 35-90o C közötti. Legtöbb esetben a kutak artézi jelleggel működnek, de vannak időszakosan működő kutak is, amit a vízben oldott gázok eredményeznek. A geotermikus gradiens értéke átlag 50oC/km, az izotermák alapján a felsőpannon alján a hőmérsékletet 90-105o C közötti.
37
4.2.1.1.1. Bihar-Székelyhíd-Margita (Biharia–Săcuieni–Marghita) terület jellemzői Ezen a területen a vízadó térbeli kifejlődését a kristályos medencealjzat komplex szerkezete határozza meg. Így a vízadó nagyrészt lefedi a Szentmiklósi neokréta medencét (keleti és középső részét), nyugaton pedig a miocénben és a pliocénben lesüllyedt Mihai Bravu-Diószeg (Diosig)-Székelyhíd (Săcuieni) kristályos tömbökön nyúlik túl. Az északi részen, a Szalacsi (Sălacea) kapcsolatban áll a Gálospetri (Galoşpetreu) területtel, amely az Éradony – Otomani (Adoni-Otomani) tömb intenzív süllyedésével jött létre. A keleti és déli perem egy hatalmas monoklin, amely délen (Biharia–Chişlaz–Tăuţeu) meredekebb, a Réz hegység egyre magasabb térszínei felé (Păţal, Balc, Derna–Fegernic) pedig fokozatosan kiékelődik. A nyugati részen két magasabb pozíciójú terület található: a Nyüved (Niuved)– Mihai Bravu és a Ianca–SzékelyhídKiskereki (Cherechiu) kiemelkedések, amelyek közrefogják a nyugati irányba nyitott Diószeg–Biharfélegyháza (Roşiori) süllyedést. A Mihai Bravu kiemelkedés és a Bihar–Vámosláz–Tăuteu monoklin között a Paptamási-Hodos (Tămăşeu-Hodoş) plató terül el, egy délen alacsonyabb területtel. A legkiterjedtebb alegység a Buduslău–Kiskereki (Cherechiu) központi süllyedék, amely északon a Gálospetri depresszióval áll kapcsolatban. Itt a termál vízadó talpmélysége meghaladja az 1700 m-t. Ezen a kiterjedt területen a „többemeletes” geotermikus vízadó két komplexumból áll, és az első olyan durvaszemcsés szinten helyezkedik el, amely késéssel települt a különböző szerkezeti tömbökre: Elsődleges termál komplexum, amely 5-20 darab jó vízvezető képességű homokpadból áll.; Másodlagos felső termál komplexum, amely mérsékeltebb porozitású, sokkal vékonyabb homokrétegekből épül fel.
Az elsődleges komplexum első 4-8 tárolószintje regionális kiterjedésű, a többi vízáteresztő tartomány regresszív feltételek között rakódott le, a medence belseje fele haladva területi elterjedésük egyre csökken. A geotermális telepenergiát figyelembe véve három területet lehet megkülönböztetni: a délkeleti peremi zóna, vagyis a Biharia–Chişlaz–Tăuteu monoklin, artézi kitermelési mechanizmussal, amelyet elsősorban a gravitációs hidrosztatikus energia biztosít. a Tămăşeu-Hodos platform, a gázok által erősen befolyásolt telepenergiával. a központi zóna, a Buduslău–Cherechiu süllyedék, amelyre a nagy mélységek és magas hőmérsékletek jellemzőek, ahol a telep mechanizmusát az elasztikus tágulás, a gáz- és termolift hatás határozza meg.
4.2.1.1.2. Cséffa- Madaras (Cefa–Mădăras) területének bemutatása Bihar megye dél-nyugati részén, a Cséffa–Román Szentmiklós depressziós terület déli részén, a felső-pannon alja kisebb mélységekben, 600-900 m mélyen, található, a permeábilis rétegeket finomszemcsés homok alkotja. A termálvíz hasznosításhoz kötődő gyakorlati okok miatt a vízadó komplexum felső részét megegyezés szerint kb. 500 m mélyen határozták meg. A homokrétegek effektív vastagsága 60 m körüli. A vízadó rendszer artézi jellegű, amelyet a hidrosztatikai nyomás mellett, a gáztartalom és a hőmérséklet halmozott hatása is befolyásol. 38
4.2.1.2.
Alsó-pannon termál vízadó rendszer
Bihar megye déli részén, az Illye–Varsánd (Ciumeghiu–Vărşand) depresszió északi felén, az alsó-pannonnak tulajdonított homok, homokkő-konglomerátum képződményekben különböző fizikai-kémiai tulajdonságokkal rendelkező geotermikus vízadó rendszert azonosítottak. Illye területén, a kutakkal vizsgált alsó-pannon vízadó rendszer 2400-2600 m mélyen helyezkedik el. Vastagsága 240-475 m között változik. A megnyitott rétegek tényleges vastagsága 74-203 m között van. Kőzettani szempontból a tároló törmelékes sorozatból áll, amelyben a homokkő és konglomerátumok dominálnak. Tényleges porozitása 24%-32%, a rétegződéssel párhuzamos vízáteresztő képessége 20-50 mD, a rétegződésre merőlegesé pedig 16-32 mD.
A termelési próbák során az ártézi hévíz hozama 13 -14 l/s volt kutanként, a kútfejnél mért víz hőmérséklete 97 0C. Úgyszintén a kútfejnél mért statikus nyomás 55-70 at között változott, a dinamikai nyomás pedig 1-50 at között. Az illyei termálvíz zárt földtani szekezetben, túlnyomásos víztartóban halmozódott fel, Kémiai összetétele is ezt tükrözi: nátrium-bikarbonátos jellegű, igen magas oldott anyag és fenol-tartalommal. Magas a vízben oldott gáztartalma is (CH4, CO2).
4.2.1.3.
Az alsó-kréta termál vízadó rendszer bemutatása
Az alsó-kréta akvifer termálvizei a Félix Fürdő–Püspökfürdő (Băile 1 Mai) térségében előforduló barrémi-apti, helyenként jelentősen karsztosodott mészkövek felső részében kifejlődött hasadékrendszerben tározódnak (4.2-3. ábra). Ennek a területnek különleges szerkezeti helyzete van, mivel a Bihari egység és a Kodrui takarórendszer határán helyezkedik el. A takarórendszer permi és triász kőzettömegeinek a Bihari egység kréta mészköveire történő rátolódása a kőzetek előrehaladott töredezését okozta. A terület tektonikája különösen összetett, amelyet a törések menti gravitációs elmozdulások eredményeztek. A vízadó helyzete, állapota és szerkezete szempontjából ideális geotermikus rendszerrel találkozunk itt. A mély törések jelenléte a mélységi meleg víz számára jelentős közlekedési tereket hoz(ott) létre, a karbonátos vízadó felső részének előrehaladott karsztosodása igen jó tározási lehetőséget biztosított, míg az impermeábilis pliocén fedőüledékek hőszigetelőként szolgálnak. Több tektonikai mikrotömb különíthető el a viszonylag szűk területen, ezek a következők: - A Félix és Püspökfürdő blokkok, amelyek sekély mélységben találhatóak a neogén képződmények alatt; - Rontău-Szentmárton blokkok, ezek valamivel mélyebben találhatóak a nyugati területrészeken a pannon és miocén formációk alatt; - Cordău tömb, amely déli irányba lezökken, fedőjében pannon képződmények találhatóak, amelyekben az egység déli részén egy miocén korú lencsét harántoltak a fúrások.
39
Az alsó kréta termál vízadó terület geológiai ábrázolása (Félix és Püspök fürdők) Jelmagyarázat: qh1 – alsó holocén üledékek; qh2- felső holocén üledékek; qp31, qp32, qp33 (T1-T4)-pleisztocén üledékek (teraszok); pliocén agyagos üledékek;
pliocén előtti üledékes lerakódások;
termál kutak
A Kodru takarórendszer területén előforduló geotermikus jelenségek a krétától a neogénig megnyilvánult magmatizmussal társulnak. Szerkezeti genetikai szempontból a magmatizmus egy szubdukciós folyamat következménye, amely a Bihar-Kodru térségében játszódott. A barrémi mészkövekben három egymást fedő vízadó rendszer található, amelyek közül a felsőnek kiemelkedő jelentőséget tulajdonítanak. Ez az I. vízadó rendszer. Az I. vízadó komplexum a karbonátos képződmények felső, karsztosodott részében helyezkedik el, különböző mélységekben, a különböző mikrotömbök helyzetének megfelelően. A vízzáró vagy vízáteresztő fedőüledékek szenon márgás mészkövek, miocén képződmények, pannon agyagok, illetve a negyedidőszaki összletek. Mivel a területen mélyített geotermikus fúrások, azonnal a mészkőbe hatolás után, viszonylag sekély mélységben máris egy produktív vetőt értek, a hasadékrendszer vertikális feltártsága csekély mértékű. A rendszer vízszintes kiterjedését tektonikai elemek határozzák meg, amelyeknek határozott szerepe van a hasadékrendszerek oldalirányú lehatárolásában, illetve a tömör mészkövekhez vagy az impermeábilis neogén üledékekhez történő kapcsolódásban. Az intenzív áramlással és nagy vízhozam lehetőségekkel jellemezhető rendszer déli határa hidraulikus, a törésrendszer kiterjedése ebbe az irányba folyamatos. A pünkösfürdői szerkezeti egységben, a pliocén fedőréteg elvékonyodása és a nagyobb törések jelenlétének köszönhetően a Pece-patak völgyében több természetes termálforrás fakad. Az Ochiul Mare felől a patak forrásvidéke felé haladva a források hozama csökken, de irodalmi adatok alátámasztják, hogy ez a csökkenés nem annyira a hasadékrendszer eltűnésének, hanem az általános nyomásszint csökkenésének tulajdonítható. 40
A források hozama a helyi nyomásfeltételek függvényében 1-200 l/s között változik, míg a víz hőmérséklete 38-40 0C. A mérések megállapították, hogy az I. rendszerből kinyert teljes vízhozam nem haladhatja meg a 300 l/s-ot, ami összesítve 17-20 m közötti szintkülönbségnek felelne meg. Ez a vízhozam jelenti a rendszer természetes vízellátásának értékét, értelemszerűen a dinamikus tartalékot. A rendszer utánpótlódása zömében a Királyerdő-hegység területéről a fedetlen karsztrendszeren keresztül történik, de egy fiatalabb komponens is jelen van, amit a hozamok szezonális változása, illetve a vízösszetétel HCO 3-/SO42- arányának fluktuációja is alátámaszt (Ţenu A. 1981). 4.2.1.4.
A triász termálvízadó-rendszer
A triász mélységvíz-tároló rendszer egy regionális kiterjedésű hidrostruktúrát képvisel, amely az Erdélyi-Szigethegység észak-nyugati részén és a Nyugati Síkság központi részén húzódik. Víztároló kőzetei triászi korú hasadékos mészkövek és dolomitok. A 2000-3000 m mélyen található felső-kampili és anizusi mészköves, dolomitos komplexum igen jó termálvíztárózó kapacitással rendelkezik. A triász képződmények elterjedésének és az ezekben akkumulálódott termálvíz hasznosításának főbb területei Nagyvárad–Mácsapustra (Livada) és Bors térsége a Bihari egység keretén belül, valamint a Belényesi-medence a Kodru-takarórendszeren belül. Jelen projektben csak a Nagyvárad–Mácsapuszta térségét vizsgáltuk. Azok a kutak, amelyek a borsi termálvizet termelik ki nem üzemeltek a vizsgálatok alatt. A Belényesimedence kutatása nem tartózik a jelenlegi projektfeladatok közé.
4.2.1.4.1.
Nagyvárad-Mácsapuszta térségének bemutatása
A Nagyvárad-Mácsapuszta konvektív termálvízadó rendszert a vízadó természetes vízellátása jellemzi, amely az aktív hidrológiai körforgáson keresztül történik a csapadékvíz beszivárgásával a Királyerdő északi részén, ahol több km 2 felületen felszínen találhatóak a mezozoós mészkövek. A telített zóna elérésével a víz gravitációsan a mélyebb, kisebb folyadékpotenciál-értékű hely irányába mozog. A triász tározóban található vizek felmelegedése annak köszönhető, hogy kapcsolatba kerülnek a Pannon-medence keleti részén elhelyezkedő forró kőzetekkel, amelyekben erőteljes termikus rezsim alakul ki a litoszféra alján indukált hőáramlásnak köszönhetően. A nagyváradi geotermikus rendszer produktív triász képződményeiben a geotermikus gradiens progresszív növekedést mutat a mező keleti felétől (2,7 0C/100 m) nyugat fele haladva 4,10C/100 m. Így a hőmérséklet a terület keleti felétől nyugat fele haladva 74-780Cról 105-1110C-ra emelkedik. A hidraulikai folytonosságot az elsődleges áramlási pályák (oldódással tágított regionális kiterjedésű vetők és rétegfelületek, a fluidáramlás szempontjából jelentős vetősík breccsásodás) és a másodlagos áramlási pályák (mezozoós mészkövekben található mechanikus vagy kémiai hasadékok) megléte biztosítja. Nagyvárad térségében a vízadó átlagos vastagsága 900 m, amely egyetlen vízszintes rétegben rendeződött. 41
A vízadót északon, nyugaton és délen zárt, impermeábilis vetők határolják, keleten pedig egy olyan területtel határos, amelyre 246,9 bar állandó nyomású és 70 0C hőmérsékletű állandó peremfeltételek jellemzőek. A nyomás gradiensek 0,0063-0,0082 Mpa/m között váltakoznak. A telítettségi nyomás pedig 0,19-0,49 Mpa között van. A rendszer termálvizeinek kifolyó hőmérséklete 70-102o C (kivétel a borsi fúrásokat, ahol 126o C). A rátelepített kutak hozama 200-3400 m3/nap szabad kifolyás esetében. A nyugalmi nyomásszint a kútfejnél 2-8 atm, de ez részben a gázok tartalmától függ. A rétegnyomás területi eloszlása viszont nagyon változó. A vízadó potenciál jó. A kezdeti vízhozamok a kitöréses rendszerben a feljegyzések szerint 3,5 l/s-42 l/s között voltak. Az 1964-től kezdődő kémiai vizsgálatok a termálvíz kémiai összetételének stabilitását mutatják, a vizek jellege szulfátos-bikarbonátos-kalcium-magnéziumos, oldott anyag tartalmuk viszonylag alacsony 850-1350 mg/l közötti. Ez a jelleg azonban nem ilyen nagymélységű vizekre jellemző. A jelenség a felszín alá jutó (vadózus) vízzel történő folyamatos frissüléssel magyarázható. A hidrogeológiai vizsgálatok kimutatták a nagyváradi termál rendszer hidrodinamikai elszigetelődését a borsi termál rendszertől, amelyik ugyanazon a triászi produktív formáció szintjén található, de impermeábilis vetőkkel csökkentett újratáplálással. A víztest megkutatottsága elég gyenge. 4.2.2. Magyarországi termálvíztestek
A Magyarországon lehatárolt HU_pt. 2.4 Északkelet-Alföld şi pt. 2.3 Délkelet-Alföld az ország keleti részén helyezkednek el. A termálvíz felső-pannon–pleisztocén üledékekben (homokkő, agyag, márga) tározódik 0,8-2,4 km mélységben. A víztartókban uralkodó nyomásfeltételeket a nagy áramlási rendszerek határozzák meg, amelyek elsősorban a hidegvíz-tározó rendszereket jellemzik, de ezek szoros összefüggésben vannak az alattuk lévő termálvizes rendszerekkel. A potenciálkülönbségek alapján a természetes áramlás iránya NYK. A termálvizek kifolyási átlaghőmérséklete 49o C. Kémiai összetételük hasonló a Romániában kitermelt termálvizekéhez, de Cl- ion tartalmuk nem annyira hangsúlyos. A metán itt is jelen van.
42
4.2.2.1.
A HU_pt. 2.3 Délkelet-Alföld porózus termálvíztest
A HU_pt. 2.3 porózus termálvíztest földrajzilag az Alföld DK-i részét, vagyis a Tiszántúl Püspökladánytól délre eső területeit foglalja magában, míg délen Hódmezővásárhely vonaláig húzódik a határa. A projekt keretén belül csak az északi része lett vizsgálva, ami a TIKÖVIZIG illetékességi területére esik. Földtanilag az egész terület a neogén korú Pannon-medencéhez tartozik, és magában foglalja az Alföld két mélymedencéjét, Békési-medencét és a Derecskei-árkot, valamint a körülöttük húzódó aljzati kiemelkedéseket.
4.2.2.1.1 Földtani leírás (Juhász Györgyi, Marsó Károly alapján) A termálvíztest területén a kristályos aljzatra többnyire középső miocén képződmények települnek, amelyek sekélytengeri kifejlődést képviselnek, egyben ezek alkotják a pannóniai (késő-miocén) képződmények bázisát. Elterjedésük általános, legfeljebb néhány alaphegységi kiemelkedés tetőzónájában hiányoznak. Az egykori szigetek partvonala mentén durvatörmelékes üledékképződés folyt, így a bázisukon, valamint a kiemelkedések körül gallérszerűen konglomerátum és homokkő található. Ez utóbbi esetben, a szigetek körül, kis vízmélységben biogén mészkőképződés folyt, tehát a mai aljzati kiemelkedések fölött mészkövek találhatók (Abonyi Formáció). A Makói Formáció („Bádeni agyag”) agyagos képződményei kisebb-nagyobb vastagságban vannak képviselve a víztest területén. A törmelékes rétegsorokba vékonyabb-vastagabb tufa rétegek települnek, ezzel jelezve a nyírségi vulkáni tevékenység közelségét. Szarmata képződmények csak foltokban, ill. kis vastagságban találhatók, jelenlétük kevés esetben bizonyított. Feltehetően a szarmata korai inverzió során részben lepusztultak. A termálvíztest nagy hányadát a pannóniai képződmények alkotják. A pt.2.3 víztest területén a pannóniai képződmények lerakódásában mindkét, az Alföldet ÉNY-i és ÉK-i irányból feltöltő delta rendszer hatása érvényesült, amelyek hatalmas mennyiségű üledékanyagot szállítottak a Pannon tóba. A két delta rendszer a Békési-medence területén találkozott, komoly összefogazódásokat létrehozva. A pannóniai képződmények felosztását jelen munkában a rétegsor litosztratigráfiai tagolására alapoztuk. Az egyes pannon formációk alulról felfelé haladva a Pannon-tó fokozatos feltöltődését képviselik a mélyvízitől a sekélyvízin át a partmenti környezetekig, míg a termálvíztest legfelső része folyóvízi környezetben rakódott le. A víztest területén a nyiltvizi környezeteket az Endrődi Formációnak, a tó legbelső részein felhalmozódott agyagmárga, márga, mészmárga képződmények képviselik, a medence nagy részén ez indítja a rétegsort. A Tótkomlósi és a Nagykörüi Tagozat építi fel, amelyek korábban formáció rangúak voltak. Fölötte a Szolnoki Formáció gravitációsan átülepített, a mélymedencébe a lejtőn becsúszott, homokos-agyagos turbidit rétegsorai települnek. Ez a formáció a víztest nagy részén nagy vastagságban nyomozható, több helyen az 1000 m-t is meghaladja a vastagsága, de az aljzati kiemelkedések irányában elvékonyodik, ill. kiékelődik. A formáció homokos képződményei jó termálvíztárolók, azonban nagy mélységben (minden esetben 1500 m alatt) helyezkednek el. Fáciesénél fogva, valamint diagenetikus átalakulása következtében azonban az áteresztőképessége és az egyes rétegek térbeli követhetősége gyenge. Gyakran alakul ki túlnyomás benne. 43
Az Algyői Formáció agyagos – aleuritos rétegsorába, amely a medencelejtőn, ill. deltalejtőn, de mindenképpen parttól távol, nyíltvízben rakódott le, időnként települhetnek vékonyabb – vastagabb homokrétegek is. A formáció vastagsága 2-300 m körüli, a Derecskeiárokban, a Békési-medencében és Hódmezővásárhelyen az 1000 m-t is elérheti. Vízföldtani szempontból a formáció képződményei nem túl érdekesek, sem áteresztőképességük, sem sós vizeik miatt. Az Algyői Formáció és a mélyebben települt formációk még félsósvízű tóban ülepedtek le, tehát rétegvizeik sótartalma magas. Ráadásul a formáció alsó részén hirtelen túlnyomásossá válik a medenceterületeken, így technikai szempontból sem alkalmas vízkutak létesítésére. Az Algyői és Újfalui Formáció határa alkotja a korábban időhatárnak hitt „alsó-, felsőpannon” határt, amely a korábban ismertetettek szerint időtranszgresszív fácieshatár. Az Újfalui Formáció homokkövei és aleuritjai partmenti és partközeli környezetben képződtek. A formáció vastagsága igen tág határok között változik, a Derecskei árok területén, és attól D-re egy zónában jelentősen kivastagszik, néhány helyen az 1500 m-t is elérheti, míg kelet és nyugat felé elvékonyodik 1-200 m-re, amely fejlődéstörténeti okokra vezethető vissza (5-6. szelvény). Komoly tektonikai események zavarták meg a Pannon-tó környezetét e vastag delta rétegsor lerakódása idején. A megrajzolt földtani szelvények behordási irányúak, tehát a vastagság- és elterjedésviszonyok jól tükrözik a Pannon-tó vízszintingadozásait. A tóba ömlő folyók igen nagy mennyiségű homokos üledékanyagot szállítottak a medencébe, így azok torkolatánál lerakódott homok alkotja a formáció döntő részét. A vastagabb homokrétegek tehát többnyire a delta fronton torkolati zátonyként, illetőleg a delta síkságon a delta ágak mederkitöltéseiként, és azokban képződött övzátonyként rakódtak le. Vékonyabb homoktesteket alkothatnak az áradások során kialakult mederáttörés, gátszakadás és viharüledékek. A formáció finomabb szemcsés üledékei a delta ágak között, mocsári környezetben, ártéren, illetve kisebb öblökben rakódtak le, mint aleurit és agyagrétegek, közbetelepült paleotalaj szintekkel, valamint lignitrétegekkel. A formáció elkülönítése megoldott, rétegsora általában jóval homokosabb, mint az alatta ill. fölötte települő képződményeké, bár ez alól adódnak kivételek ott, ahol a folyóvízi síkság mederövei közvetlenül a delta síkság üledékek fölé települnek. Ahol folyamatos az átmenet a két fácies között, nehéz a határ megvonása. Vízminőség szempontjából a formációban található rétegvizek, a leülepedési környezetüknél fogva, már kiédesedő jellegűek, de a ciklusos, ismétlődő kisebb-nagyobb vízszintingadozások következtében a tó vize időnként újra elborította a feltöltődés során a partmenti területeket, így elsősorban a formáció alsó részén még „kevert” vizeket találunk. Azokban az esetekben, ahol a bevágódó homokos medrek a delta lejtőn is folytatódtak, bevezetve a mélymedencébe, és homokos üledékképződés is folyt bennük, ezek homoktestjei kapcsolatot teremtenek a mélyebb zónákban található sósabb rétegvizekkel, így gyakran előfordul, hogy a formáció alsó részén levő mederkitöltés rétegvizének sótartalma jelentősen magasabb, mint a környezetében lévő egyéb homoktestekben. Ezekben az esetekben a formáció a bevágódott medrekkel kezdődik, és vizügyi szakemberek nem is tekintik a formáció részének. A pannóniai rétegsor legfelső része, csakúgy, mint a kvarter üledékek, folyóvízi környezetben képződött, és magában foglalja a Zagyvai és Nagyalföldi Formációkat. A képződménycsoport azokon a területeken elvékonyodik, és helyenként ki is ékelődik, ahol az alatta települő Újfalui Formáció rendkívüli módon kivastagszik, legalábbis a karotázsszelvények felbontásában nem azonosítható. Medenceméretekben a Zagyvai és Nagyalföldi Formáció elkülönítése nehézségekbe ütközik. Ennek okai közé tartozik, hogy a Zagyvai Formáció a mélymedencében lett azonosítva, a Nagyalföldi Formáció pedig a végig magvételes, peremi helyzetű MÁFI fúrásokban, ahol egy erős diszkordanciával települ közvetlenül a delta síkság fáciesű Újfalui Formáció fölött. A mélymedencében azonban ez a diszkordanciafelület nem létezik, folyamatos volt az üledékképződés, a folyóvízi 44
képződmények ilyen jellegű tagolása nem igazán lehetséges, és nincs is értelme. A Nagyalföldi Formáció litológiája rendkívül változatos, attól függően, hogy a folyóvízi síkság mely részét képviselte a leülepedéskor. Az ártéri üledéksor agyagos-aleuritos, áradási homokleplekkel tagolt rétegsorába vékonyabb-vastagabb homokos mederkitöltések iktatódnak. Attól függően, hogy hol helyezkedett el az itt folyó vízfolyások mederöve, előfordulnak nagy vastagságú homokos üledéksorok. Másutt azonban csak egy-két vékony homokréteg települ a vastag ártéri üledékek közé. Helyenként mocsaras, lápi területek, kisebb tavak tagolták a felszínt. A rétegvizek itt már többnyire édesek, bár a formáció alsó részén még mindig előfordulhatnak nagyobb sótartalmú vizek, ha egy-egy nagyobb vízszintemelkedés hatására az alsó folyóvízi síkság vízzel borítottá vált, illetve elmocsarasodott, és a tó sósabb vizének hatása ismét érvényesült.
4.2.2.1.2 Vízföldtani jellemzők A paleozoós, mezozoós kristályos képződmények teljes mértékben vízzáróak, vertikális és horizontális értelemben rossz vízvezető képességű, a víztest szempontjából ilyen értelemben nincs jelentősége. Az Abonyi és Makói Formációk agyag, agyagmárga rétegei vízzáróak, de az Abonyi Formáció konglomerátum, homokkő, márga rétegei repedések mentén vezethetnek. A Lajtai Mészkő Formáció jó vízadó. Elterjedésének általánossága és jó vízvezető képessége miatt horizontálisan és vertikálisan a gyakorisága vízvezetés szempontjából a víztesten belül 40%. Az erre települő Hajdúszoboszlói és a Békési Konglomerátum Formáció vízzáró, azonban repedések mentén vezethet. Az Endrődi Márga Formáció vízzáró. A legjelentősebb termálvíztárózók a Szolnoki (alsó-pannon), Újfalui, Nagyalföldi és a Zagyvai (felső-pannon) formációk. A Szolnoki Homokkő Formáció félig áteresztő, homokos képződményei jó termálvíztárolók, azonban az áteresztőképessége és az egyes rétegek térbeli követhetősége gyenge, emiatt vízvezetés szempontjából a víztesten belüli gyakorisága 30%. Az Algyői Formáció vízzáró, vízvezetés szempontjából a víztesten belül nincs jelentősége. Az Újfalui Homokkő, Nagyalföldi Formáció félig áteresztő, vízvezető képessége horizontálisan a benne található kőzetliszt, homok, agyag, kavicsrétegek, agyagos és agyag-homok rétegek sűrű váltakozásából álló ártéri üledékek közepes és gyenge. A vertikális vízvezető képessége inkább gyengének mondható. A Zagyvai Formáció félig áteresztő, horizontális vízvezető képessége közepes vagy gyenge, vertikális vízvezető képessége gyenge. Ezek horizontális és vertikális gyakorisága 10%. Általánosan elmondható, hogy a víztest 40%-a regionálisan jó vízadó, 20%-a regionálisan közepes és 40%-a regionálisan rossz vízvezető képességű hidrosztratigráfiai egységekből áll.
45
4.2.2.2.
HU_pt.2.4 Északkelet-Alföld termál víztest
A HU_pt.2.4 termál víztest területe a Bodrogköz keleti szélétől DK-re a keleti országhatárig, dél felé pedig a Derecskei árok pereméig terjed. Magába foglalja a Hajdúságot, a Nyírséget, a Szatmári síkságot, a Rétközt és a Tiszahátat, azaz a Pannóniai-medence magyarországi ÉK-i részét. A projekt során DNy-i része lett vizsgálva, ami a TIVIZIG illetékességi területére esik.
4.2.2.1.3 Földtani leírás (Szegő Éva, Marsó Károly alapján) A víztest geológiai képződményei élesen két egységre különülnek el, a medence aljzatra és az ezt fedő medencekitöltésre. A medencealjzatot területünk DK-i részén uralkodóan a felső-kréta–paleogén flis DNy-ÉK-i csapású, legalább 25-35 km széles, viszonylag magas, általában 1500-2000 m felszín alatti helyzetű vonulata alkotja Karcag, Nádudvar, Püspökladány, Kaba, Ebes, Hajdúszoboszló, Debrecen, Balmazújváros, Nyírlugos, Penészlek, Nyírmártonfalva körzetében. ÉK felé csak Nyírlugos – Hajdúhadház vonaláig tárták fel a szénhidrogénkutató fúrások. Valószínűleg azonban a mélyben az országhatáron túl a Kárpátokig húzódik. A fúrási adatok alapján a flis vonulat DK-i oldalán mecseki kifejlődésű, a felsőkrétánál idősebb mezozoós és kristályos pala képződmények alkotják a medence aljzatát. A flis vonulat ÉK-i oldalának aljzata kevéssé ismert. A víztest területén egyáltalán nincs olyan fúrás, amely elérte volna az alaphegységet. Valószínű, hogy itt a Közép-dunántúli tektonikai egység délalpi-dinári rokonságú mezozoós-újpaleozoós képződményei alkotják a neogén képződmények feküjét. Az alaphegységi képződmények koruk és kifejlődésük tekintetében három részre tagolhatók. A regionális metamorf csillámpalákat a flis zóna DK-i szélén tárta fel néhány fúrás kisebb tektonikai blokkokban. A neogén képződmények alatti pontos elterjedésük kellő mennyiségű adat hiányában nem rajzolható meg. Az idős mezozoós – fiatal paleozoós földtörténeti nagyciklus képződményei elsősorban ugyancsak a flis zóna DK-i szélén ismeretesek. Itt egy-két fúrás jura calpionellás mészkövet, tűzköves mészkövet, alsó-kréta mészkövet és agyagmárgát, továbbá bazaltot (diabázt) tárt fel. A flis zónától ÉNy-ra lévő medencesüllyedék aljzatában alsótriász vagy karbon kovapalát, felette, pedig anizuszi mészkövet és dolomitot tártak fel. Ezek elterjedése adat hiányában nem ismeretes. A flis zóna képződményeit (Nádudvari Komplexum és Debreceni Formáció) Karcagtól Balmazújvárosig, Penészlekig és Nyírlugosig nagyszámú szénhidrogénkutató fúrás tárta fel. Így felépítése lényegesen jobban ismert, mint a két idősebb alaphegységi egységét. Egyértelmű, hogy DK-i és ÉNy-i határa is jelentős méretű tektonikai zóna, amely mellett nem csak függőleges, hanem vízszintes elmozdulás is lezajlott. Az egyéb területeken szerzett ismeretek alapján ennek kialakulása az ausztriai hegységképző mozgásokat követően zajlott le. Képződményeit a mecseki idősebb mezozoós rétegekre diszkordánsan települő, mélytengeri árokban lerakódott, majd a larámi és a szávai tektonikai fázis során meggyűrődött és a miocén elején jelentős mértékben kiemelkedett és lepusztult felső-kréta – paleogén korú, valószínűleg több száz métert meghaladó összvastagságú üledékek alkotják. Leggyakoribb 46
kőzetei a szürke, zöldesszürke agyagos aleurolitok, agyagmárgás aleurolitok és a finomaprószemű jól osztályozott homokkövek. Ismételten találtak azonban a szénhidrogénkutató fúrások apró- és középszemű polimikt konglomerátumokat (Szanki Formáció) is. Bár a neogénben alakultak ki a flis összletben a fúrásokkal néhol feltárt andezit telérek, mégis előfordulásuk helye miatt itt említjük meg őket. A területünk 1500 - > 4000 m közötti vastagságú neogén medencekitöltése vízszintes irányban szemlélve két nagy részre különül el. Határuk a fúrások ritkasága miatt csak hozzávetőlegesen, valahol Nyírlugos – Nyíregyháza – Nyírtelek vonalában húzható meg. Az ettől ÉK-re lévő területen a 4000 m meghaladó vastagságú, uralkodóan dácitos-riolitos, alárendelten andezites piroklasztit összlet (korábban Nyírségi Formáció) alkotja a medencekitöltés idősebb túlnyomó részeit, amelynek csak Barabás (riolit ártufa) és Tarpa (andezit) mellett van kibúvása. A Nyírlugos-Nyíregyháza-Nyírtelek vonaltól DNy-ra, illetve D-re, azaz a jelenlegi kutatási területen, a vulkanit összlet kivékonyodik és rétegekre szétszakadva fogazódik össze a bádeni–legalsó-pannóniai nem vulkáni eredetű tengeri-beltengeri üledékekkel. A vulkanit gazdag területen ÉK felé haladva viszont a bádeni-pannóniai nem vulkáni eredetű összlet vékonyodik ki. A neogén összletet megelőző nagyon jelentős hatású tektonikai eseményeket követően a Kárpát-medencei földtörténet talán legnagyobb méretű szárazföldi lepusztulása zajlott le, majd megindult az üledékképződés, amely az alsó-miocéntől a pannóniai felső részéig, illetve a kvarterral bezárólag teljes ciklust írt le. Előbb folyóvízi szárazföldi (alsó-miocén), majd tengeri (bádeni), aztán beltengeri (szarmata, alsó-pannóniai), majd deltasíksági (felső-pannon alsó kétharmada), aztán ismét folyóvízi (felső-pannon felső harmada és a pleisztocén) üledékek töltötték fel az Alföld medencéjét. Az idős miocén folyóvízi üledékeket csak néhol és csak néhány méteres vastagságban tártak fel a flis területeken a szénhidrogénkutató fúrások. Konglomerátum és tarka agyag rétegeket írtak le (Szászvári Formáció). Pontosabb koruk ősmaradvány leletek hiányában nem ismert. Akár a bádeni tengerelöntés bázis rétegei is lehetnek. A kárpáti emelet záró részét jelentő Tari Dácittufa Formáció következik kor szerint összletünkben. Nagy vastagságú (>1000 m) ártufák elsősorban a kutatási területen kívül, ÉKen fordulnak elő nagymélységű fúrásokban. Fedőjét az alsó-bádeni korú Sátoraljaújhelyi Riolittufa Formáció alkotja, amelyet ugyancsak területünk ÉK-i részén lemélyített fúrások tártak fel több száz méter vastagságban. A korai szarmata korú Szerencsi Riolittufa Formáció ugyancsak több száz méter vastag sorozata fedi a Sátoraljaújhelyi Formációt, majd a 700 m vastagságot is elérő Baskói Andezit Formáció láva és tufa kőzeteivel fejeződik be területünkön a bádeni vulkáni ciklus. Ennek kibúvása a tarpai andezit. A Baskói-, vagy ennek kimaradásával a Szerencsi Formáció felett a késői szarmata– alsó-pannóniai korú Vizsolyi Riolittufa Formáció települ 50-250 m vastagságban. A Nyírlugos–Nyírtelek vonaltól DNy-ra, illetve D-re a neogén vulkanitok ugyan általános elterjedésűek az alsó-pannóniai nem vulkáni eredetű formációk és a paleozoóspaleogén alaphegységi képződmények között települő tengeri-beltengeri bádeni, szarmata és alsó-pannóniai, többnyire 50-150 m, ritkán 500 m-t is elérő vastagságú, uralkodóan agyagmárgás, aleuritos és homokos, ritkán mészkő betelepüléseket is tartalmazó neogén sorozatban, de ezek formációba sorolása a gyér adatok alapján egyelőre nem volt megoldható. Valószínűnek látszik azonban, hogy a Taritól a Vizsolyi Formációig terjedő vulkanit sorozat egyes formációi, beleértve a Baskói Andezitet is, szórt, vagy bemosott, áthalmozott, vékony betelepülések formájában jelen vannak ebben a sorozatban. 47
A kora-pannóniai formációk alatti miocén összletben azonosítható a késő-bádeni korú Szilágyi Agyagmárga, ritkán a Lajta Mészkő, továbbá a szarmata Tinyei és Kozárdi Formáció is. A szarmatában a hegységperemeken általánosnak mondható gyakorlattól eltérően itt a Tinyei Formáció települ a Kozárdi alatt. Úgy tűnik ezek a miocén formációk, a gyakori litofácies változások ellenére is megszakítás nélküli sorozatot alkotnak területünkön. Hasonlóan az alsó-pannóniai Endrődi Formáció is megszakítás nélkül következik a Kozárdi felett. Legalsó rétegei között a Vizsolyi Riolittufa Formáció betelepüléseinek jelenlétét valószínűsíthetjük. A medencekitöltés túlnyomó részét területünkön a pannóniai formációk alkotják. Vastagságuk a Hajdúháton 1000-1500 m körüli, a Nyírségben és a Derecskei árok felé rohamosan növekedve eléri a 2000 m-t, míg a Bodrogköz és Szamoshát, azaz az országhatár felé viszont rohamosan csökken az alsó- és a felső-pannóniai formációcsoport vastagsága is. Az alsó-pannóniaiban az Enrődi, és az Algyői Formáció általános elterjedésű, a közbenső helyzetű Szolnoki Formáció kisméretű homokkő testek formájában van jelen. A felső-pannóniai formációcsoport három nagy formációja általános elterjedésű területünkön. Az Algyői Formáció felett az Újfalui, majd a homok(kő) rétegek részarányának csökkenésével az agyagmárga-homok rétegek váltakozásából álló Zagyvai Formáció következik. Ennek fedőjében a szénhidrogén és a vízkutató fúrásokban is rendszeresen elkülönítették a Nagyalföldi Formációt. Ez azonban a jászsági típusterületétől eltérően, ahol tisztán tarka agyagokból áll, itt a Zagyvai Formációtól csak rétegeinek sárga, barna, szürke tarka színével tér el, de ahhoz hasonlóan agyag-homok rétegek sűrű váltakozásából felépített. Így azzal azonos formációba sorolásának helyessége megkérdőjelezhető. A Zagyvainak, és különösen a Nagyalföldi Formációnak a termál és a felszín közeli víztest határául megadott -350 m tengerszint alatti felszín helyzete következtében, kisebbnagyobb része már az utóbbi, a felszín közeli víztesthez tartozik. Említést érdemel, hogy a Gelénes- 1. sz. fúrásban az Újfalui Formációban és a Hajdúszoboszlói Kincstár-I.sz. fúrásban a felső-pannóniaiban néhány méter vastagságú – egyelőre litosztratigráfiai besorolás nélküli – andezit piroklasztit illetve andezittufás homok betelepülés van jelen. A kvarter összlet lerakódás előtt lezajlott tektonikai események elsősorban a Kárpátmedence morfológiai tagolódását az egyes területrészek feldarabolódását, a kiemelkedéseken nagyon jelentős lepusztulást eredményeztek. Szűkebb területünkön a Hajdúhát előbb megemelkedett, majd a Nyírségi és a Derecskei medencerészekkel együtt tovább süllyedt. Így a süllyedékeket 50-300 m vastag folyóvízi sorozat töltötte fel. A Hajdúháton valódi lösz, a Nyírségben pedig, eolikus homok üledékek alakultak ki a késő-pleisztocénben a folyóvízi rétegek felett.
4.2.2.1.4 Vízföldtani jellemzők A termál víztest legjelentősebb vízadó rétegei területünkön az Újfalui Formációban vannak. A Zagyvai és a Szolnoki Formációban lévő homok(kő) rétegek jelentősége lényegesen kisebb. A vulkáni tufa formációknak kitermelhető vízkészlete nincs. Az alaphegységi képződmények között ugyan lehetnek jó vízadó karsztosodott mészkő, esetleg dolomit rétegek, de ezek feltárása, megtalálása csak szénhidrogénkutató fúrások általi „véletlen” találattal remélhető. Nagymennyiségű termálvíz – az eddigi tapasztalatok alapján – feltárása területünkön ezekből nem várható.
48
5. Célkitűzések és módszerek rövid ismertetése 5.1. A kutatás átfogó célja
A projekt a határokkal osztott hidrogeotermikus erőforrások alaposabb feltáráshoz, és az így szerzett ismeretek segítségével ennek fenntartható használatának elősegítéséhez kívánt hozzájárulni. A geotermikus energia fő hordozóközege a termálvíz, amely a földtani szerkezetek által meghatározott regionális áramlási pályák mentén mozog a mélyben, államhatároktól függetlenül. Egy adott országban a termálvíz kitermelésének esetleges negatív hatásai (depressziók, a hozam és hőmérséklet csökkenése) a szomszédos országban is jelentkezhetnek, gazdasági feszültségekhez vezetve. Ezért csak egy harmonizált, a határokon is átnyúló közös gazdálkodási stratégia vezethet a hidrogeotermikus források fenntartható használatához. A projekt elősegíti a stratégiai termálvíz használók közötti együttműködés kibontakozását és a geotermikus energia jövőbeli hasznosításának lehetőségét Románia és Magyarország határmenti régiójában, a Bihar és Hajdú-Bihar megye területén. A projekt hozzájárul a termálvíztartókkal történő harmonizált és fenntartható gazdálkodás megalapozásához, amely stratégiai jelentőségű mindkét ország számára. Az eredmények együttes terjesztése és publikálása a határ mindkét oldalán hozzájárul úgy a jelenlegi és jövőbeli hasznosítók, mind a szélesebb közvélemény környezettudatos gondolkodásának alakításához.
5.2. A projekt célkitűzései Kutatás
és kiegészítő vizsgálatok végzése a határmenti régióban a határral osztott felső-pannon, illetve a töredezett tektonika függvényében az ezzel különböző kapcsolatban lévő, csak Romániában kitermelt karbonátos termálvíztestek részletes jellemzésére,
A
termálvíztartó összlet hidrodinamikai és hőtranszport modellezése, amely a vízkészletekkel való gazdálkodás és megfigyelő hálózat kialakítását alapozza meg,
A
használt termálvíz elhelyezés jelenlegi gyakorlatának környezeti hatásainak vizsgálata, javaslatok a káros környezeti hatások csökkentésére
A fentiek értelmében a projekt során elkészült: Az államhatárral osztott (hivatalosan nem kijelölt) felszín alatti termálvíztest hidrogeotermikus rendszerének megértéséhez a határ két oldalán összegyűjtött és a projekt során pontosított földtani, vízföldtani, geotermikus, geokémiai adatok harmonizált feldolgozása, amely elméleti alapot nyújtott a numerikus modellezés számára. A vizsgálat tárgyát képező határon átnyúló felső-pannon termálvíztest hidrogeológiai, hidraulikai és hidrogeotermikus viszonyainak pontosítása a jellemezhető modellterületen hidrodinamikai és hőtranszport modellezéssel
49
a vizsgálat tárgyát képező víztestek komplex vízáramlási feltételeinek, illetve az ezzel szomszédos, a romániai területen feltárt és hasznosított karbonátos termálvízadókkal való kapcsolat alaposabb megismerése az érintett területen kialakult természetes felszín alatti vízáramlási pályák bemutatása a különböző vízrendszerek kapcsolatának, a rendszerbe vízutánpótlódás módjának pontosítása a modellek alapján
történő
A vizsgált víztesteken az eltérő tulajdonságú területek, hidrológiai tájegységek lehatárolása, valamint az ezeket kialakító háttértényezők meghatározása, pontosítása vízkémiai jellemzők matematikai értékelésével (klaszteranalízis) A víztestek jelenlegi jó állapotának fenntartásához szükséges legfőbb intézkedések meghatározása
5.3. A kutatás menete 5.3.1. A határral metszett víztestek hidrogeológia, hidraulikai és vízkémiai viszonyainak feltárása és pontosítása Az előző fejezetben ismertetett víztest alaposabb megismerése érdekében a rendelkezésre álló adatokat, információkat összegyűjtöttük, és egységesen értékeltük. A rendelkezésre álló ismeretek és a két ország szakembereinek véleménye alapján meghatároztuk azoknak a vizsgálatoknak a körét, melyek eredményei, adatai szükségesek voltak célkitűzéseink eléréséhez. 1. Archív geológiai, hidrogeológiai, geofizikai, geokémiai, hidrogeotermikus, ökológiai, klimatológiai, információk begyűjtése és feldolgozása, ami magába foglalja a vizsgált terület előzetes felmérését is. E munkafázis keretében a projekt romániai és magyarországi részterületeire összegyűjtöttük és harmonizáltuk az elérhető, modellalkotás szempontjából fontos földtani, vízföldtani, geotermikus, és geokémiai adatot, kútadatokat (karotázs szelvények, szűrőközép, hőmérséklet, termelés), geofizikai kutatások eredményét, amelyeket közös adatbázisba rendeztünk. A romániai projektterületre vonatkozóan a fenti adatok, információk gyűjtése elsősorban a szakirodalomban megjelent publikációkra korlátozódott (szakirodalmi jegyzék mellékelve). Ezen túlmenően e munkafázis keretében kerültek megszerkesztésre a vízföldtani modell számára szükséges hidrosztratigráfiai egységek határfelületei a projekt teljes területére, mint a pre-tercier medencealjzat, a felső-pannon képződmények talp- és tetőtérképe, a különböző vetületi rendszerek okozta eltérések fellelhető geológiai, talajtani, hidrogeológiai és topográfiai térképek digitalizálása a különböző vetületi rendszerek, adatfeldolgozási különbségek által okozta eltérések egyeztetésével. A légifotók és térképek alapján elemzésre kerültek a területhasználatok, annak érdekében, hogy földrajzilag meghatározhatóak legyenek a mintavételi és megfigyelési pontok. 2. Kútvizsgálatok és a vízgeokémiai vizsgálatok eredményeinek feldolgozása. A geotermikus rezervoárok beható ismerete, megkívánja a beszivárgás módjának és területének, a hidrológiai szerkezetek nyitottságának, az áramlási rendszereken belüli és az áramlási rendszerek közötti hidrodinamikai kapcsolatok, a nagy távolságokon történő áramlások típusainak pontosabb becslését, vagyis egy soktényezős hidrogeológiai paraméter-komplexum 50
ismeretét, amelyeket nehezen lehet a klasszikus módszerekkel (fúrás) egyidőben tanulmányozni. Ezen problémák tisztázásában jelentős szerepe van a vizsgált geotermikus vízadók vízgeokémiai és izotópos vizsgálatának a teljes kutatási területen. A viszonylag egyidejű vízmintavétel és vizsgálatok a romániai kutatási területeken 24 db, a magyar oldalon pedig 40 db termálkútból történt. A Hajdú-Bihar megyében mintázott kutak mindegyike a felső-pannon–pleisztocén rezervoárt csapolja meg, Bihar megyében 9 mintázott kút felső-pannon, 1 kút alsó-pannon, 13 pedig a karbonátos, alsó-kréta és triász vízadókra lett szűrőzve. A terepi vizsgálatok során a vízmintavétel mellett „in situ” méréseket is végeztünk. A helyszíni gyorstesztek alkalmával mért paraméterek: vízhőmérséklet, pH, fajlagos vezetőképesség. Minden vizsgált kút és forrás helyzetének GPS-es meghatározása, térképi megjelenítése is megtörtént. A vízminták vizsgálata akkreditált laboratóriumban történt a következő komponensekre: pH, vezetőképesség, hidrogénkarbonát, karbonát, összes-lúgosság, összes keménység, KOI, SO4, NO3, NO2, klorid, foszfát, NH4, Fe, Mn, Na, K, Ca, Mg, As és B. A felszín alatti vizek korának, származásának, keveredésének, a vízáramlási folyamatok vizsgálatára a különböző termálvízadókhoz tartozó vízminták D, 18O stabilizotópos összetételének elemzésére is sor került. Két esetben, egy karsztos és egy porózus termálvízadóból származó vízminta esetében, a felszín alatti víz korát (átlagosan eltelt időt a beszivárgás időpontjától) a 14C radioaktív bomlásából is számoltuk. Az eredményeket Piper-diagrammokon jelenítettük meg, és különböző matematikai módszerekkel dolgoztuk fel (klaszteranalízis, diszkriminancia analízis, Wilks’ statisztika, box-and-whiskers plot). A vízkémiai vizsgálatok eredményei fontosak a numerikus modellszámítások eredményeinek kalibrálásában is. 3. Geofizikai vizsgálatok és vizsgálati eredmények feldolgozása. A területen található termálvíztestek földtani környezetének pontosabb megismerése, a meglévő archív adatok kiegészítése, valamint a hidrodinamikai modell pontosabb felépítése érdekében a két megye területén geofizikai vizsgálatokat, pontosabban vertikális elektromos szondázást (VESZ) végeztünk, a román területrészen 45 pontban, a magyar oldalon 15 pontban. A VESZ-mérések konkrét célja az alföldi hidrogeotermikus térség (elsősorban a felső-pannon regionális vízadó kiterjedését követve) földtani viszonyainak pontosítása, az itt fellelhető földtani egységek hidrogeológiai paramétereinek meghatározása a további hidrodinamikai modellezések számára. Ahhoz, hogy a termálkutak szűrőzött intervallumából (500-1000 m), azaz minél nagyobb mélységből jussunk információhoz, a VESZ-méréseket AB 4000 m-es terítési távolsággal végeztük. A mérési eredmények kiértékelése és értelmezése a projektterületen létező és hozzáférhető fúrási adatok és korábbi földtani vizsgálatok eredményeinek figyelembevételével történt. Az eredményeket geoelektromos és földtani szelvény formájában jelenítettük meg. 4. Hidrodinamikai modell felépítése, kalibrálása és futtatása. Az archív adatok és terepi vizsgálatok (kútvizsgálat, geofizikai mérések) eredményeire alapozva építettük fel a
51
vízföldtani folyamatokat számszerűsítő regionális hidrodinamikai és hőtranszport modellt. A numerikus modellezés a Feflow 6.0 program segítségével készült. 5. Klaszteranalízis. Alkalmazásával a teljes kutatási térség termálvízadó rendszereinek általános jellemzését végeztük el a különböző víztestekre szűrőzött kutak vízkémiai paramétereinek alapján, hangsúlyt fektetve a regionális kiterjedésű felső-pannon vízadóra. Az eltérő tulajdonságú területek, hidrológiai tájegységeket lehatároltuk, valamint az ezeket kialakító háttértényezők meghatározására is történtek próbálkozások. Az így lehatárolt hidrogeológiai tájegységeket a mintavételi pontok csoportba sorolása alapján térképen is ábrázoltuk. 5.3.2. Használt termálvíz elhelyezés környezeti hatásának vizsgálata A használt termálvíz elhelyezés környezeti hatásainak felmérése során igazodtunk a határ két oldalán eltérő általános elhelyezési gyakorlathoz. Míg a magyar projektterületen jelenleg a használt termálvizeket elsősorban sósvíztározókban tárolják, majd a vegetációs időszakon kívül mesterséges, vagy természetes vízfolyásokba vezetik, addig a romániai Bihar-megyében a bevezetés közvetlenül a mesterséges csatornákba vagy élővízbe történik. Magyarországon két helyszínen a használt termálvíz sósvíztározókban történő tárolás, Romániában hét helyszínen, a termálkarsztos, illetve a felső-pannon porózus képződményekből kitermelt termálvizek elhelyezésének környezeti hatásait mértük fel. A termálkutak helyszíni vizsgálata során információkat gyűjtöttünk az esetleges élővízbe történő bevezetési pontokról, illetve szikkasztási helyszínekről. Megvizsgálva a kitermelt termálvizek kémiai összetételét, víz-, üledék illetve talajmintákat vettünk, amelyekből az adott kitermelt termálvízre jellemző nyomjelzőként használható komponenseket vizsgáltuk.
5.3.3. Közös GIS adatbázis létrehozása Jelen kutatási munka a román-magyar államhatáron átnyúló területet érintette. Annak érdekében, hogy a kutatási eredmények egységes feldolgozása, értékelése megtörténhessen, egy egységes rendszerben kiépített térinformatikai rendszert kellett kialakítani. A térinformatika (GIS) egyetlen rendszerbe integrálja a térbeli és a leíró információkat, így alkalmas keretet biztosít a földrajzi adatok elemzéséhez.
52
6. Vizsgálatok bemutatása 6.1. Felszínalatti viszonyok vizsgálata 6.1.1. Terepi vízmintavétel, vízgeokémiai vizsgálatok A vízmintavételek egyik célja kiegészítő víz-geokémiai információ szerzése volt a geotermikus rezervoárokból mind a magyar, mind a román kutatási területre, mely egyben a közös hidrogeológiai áramlási és hőtranszport modellezés kalibrálásához és a határon átnyúló hévízgazdálkodási intézkedések kidolgozásához is segítséget nyújt. Elemzésre került a termálvizek eredete és kora. A laboratóriumi vizsgálatok úgy a magyarországi, mint a romániai minták esetében Magyarországon történtek. A két ország területén összesen 64 db termálkút vize került megvizsgálásra (40 db Magyarország és 24 db Románia területén) (6.1.1-1-2. ábra).
6.1.1-1-2. ábra Termálvíz mintavétel
A projekt keretében megmintázott termálkutak vízgeokémiai adatainak értelmezése körvonalazta a közös, felszínalatti felső-pannon geotermikus rezervoár meglétét Románia és Magyarország között, illetve elkülöníthetőek lettek a különböző vízadó formációkból származó vizek. Romániában 24 különböző termálkutat és 4 vízadó formációt vizsgáltunk: 9 db minta a felső-pannon (késő-miocén, pontusi), 1 db minta az alsó-pannon, 7 db minta az alsó-kréta, illetve 7 db minta a triász korú vízadóból származik. Magyarországon 40 vízmintát elemeztünk, és 4 egységben lehetett tanulmányozni a különböző komponensek koncentrációeloszlását: a felső-pannoniai Zagyvai és Újfalui Formációkban, illetve az alsó-pannon Algyői Formációban. A minták 27 komponensét elemeztük (főkomponensek: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, HCO3-, CO3-, SO42-, fizikai-kémiai paraméterek: pH, vezetőképesség, TDS, p-lúgosság, mlúgosság, összes keménység, karbonát keménység, állandó keménység, KOIps, nyomelemek: NH4+, Fe2+, Mn2+, nitrát, nitrit, PO43-, B, As, ), ezen felül izotópos vizsgálatokat is végeztünk δD, δ18O-ra, további két kútban 14C kormeghatározás is történt. A főkomponensek alapján (Ca2+, Mg2+, HCO3-, CO32- K+, Na+,Cl-, NO3-,SO42) a termálkutak vízkémiai karaktere került meghatározásra Piper-diagramok segítségével. Ezen 53
felül a vizsgálatok eredményei, minden mért paramétert és komponenst figyelembe véve sokváltozós adatelemző módszerekkel továbbelemeztük, elsősorban a klaszteranalízis és ellenőrzésképpen a diszkriminancia analízis alkalmazásával. A módszere lehetőséget adott az eredmények korrelálására, a hasonló jellegű termálvízcsoportok elkülönítésére.
6.1.2. A mintázott termálvizek kémiai összetétele Piper diagramok (6.1.2-1. és 6.1.2-1. ábra) segítségével ábrázoltuk a legfontosabb kémiai különbségeket a különböző víztartók mintái között. A felső-pannóniai hévíztározók vizei, mind Magyarországon (Zagyvai, Újfalúi Formációk), mind Romániában kizárólag alkáli, Na-K típusú vizek, ahol a hosszabb tartózkodási idő miatt kalcium-natrium ioncsere zajlott. Míg a kationok csoportosulása szoros, az anionok nagyobb változást, szórást mutatnak a kloridion-tartalom függvényében. A Zagyvai Formációt megcsapoló, sekélyebb mélységben (150-500 m) szűrőzött kutak vizei a bikarbonát fácieshez tartoznak, míg a mélyebben fekvő rétegek esetén, a hosszabb tartózkodási idő, az ioncsere, a keveredés, az oldott gáz tartalom és egyéb geokémiai folyamatok megváltoztatják a kémiai összetételt, így mélyebb tartományban szűrőzött kutak vizének összetétele a Na-HCO3 típustól a Na-Cl típusig változik. A több vízadóra szűrőzött kutakban a vizek keverednek, a HCO3- és Cl- tartalom, változó arányban, közel 50-50% van jelen. Az egyazon, nagymélységű vízadót termelő kutak vize az anionfácies szempontjából kizárólag klorid jellegű (Debrecen, Püspökladány, Hajdúszoboszló Újfalui Formációra szűrőzött kútjai, Romániában Chislaz, Székelyhíd 1500-2000 m mélységben szűrőzött kútjai). Megfigyelhető a szulfátok nagyon kis arányú részvétele a vizek mineralizációjában, amely jelenséget egyes stagnáló, pangó vizek esetében tapasztalunk. A fent ismertetett összes formáció potenciális határon átnyúló geotermális víztartó, mivel a vizek kémiai összetétele hasonló és a határon átnyúló áramlás hidrogeológiailag lehetséges. Az alsó-pannon minták vize dominánsan Na-HCO3 és Na-Cl típusú alkáli és sós vizek, de a mindössze két kút vizsgálata alapján a vízadók nem összevethetőek. Az alsó-kréta korú karbonátos rezervoárban található vizek HCO3-Ca típusúak, a főelemek koncentráció értéke alapján, de megfigyelhető, hogy anion-összetételükben nagyobb százalékban vesz részt a szulfát-ion, főleg a mélyebben szűrőzött Bálint-kútban és az F1, 4003 számú kutakban, ami a mélyebb, triász vízadók megcsapolásának tudható be. A minták diagramon belüli elhelyezkedése alapján megállapítható, hogy vízkémiai összetételük egységes, nagyon hasonló úgy a főelemek, mint a nyomelemek szempontjából, ami a víztartó kis kiterjedését jelentheti. A nagyváradi triász karbonátos (mészkő, dolomit) rezervoárban tározódott termálvizek nagy része HCO3-CaMg fáciesbe tartozik, átmeneti jelleget mutatva a SO4-CaMg típusú vizek felé, ez a jelenség a mélységi, lassú áramlású vizek és a Királyerdőhegység területén beszivárgó csapadékvíz keveredésére utal. Kivételt képez a nagyváradi 4797 számú fúrás (Nufarul lakónegyed), amely kizárólag SO4-Ca jellegű, ami a mélyben hosszabb utat bejáró, erős kőzet-víz kölcsönhatást mutató, felszín alatti vizekre jellemző. A karsztvíz szulfáttartalma a pirit bomlásából, valamint evaporitos képződményeken való 54
átszivárgásból származhat. A magas hidrogénkarbonát-tartalom széndioxid feláramlásokkal vagy Na-HCO3-os fedővizek hozzááramlásával is magyarázható. A két megye mezozóos víztartói nem összevethetőek. A magyar oldalról nem állnak rendelkezésre mezozóos karsztvíz adatok. Így vízminőségi alapon nem lehet követni a romániai karbonátok nyugati folytatását. Ebből adódóan a határral osztott felszín alatti vízáramlás lehetőségét egyelőre nem lehet megállapítani. A megmintázott termálvizek főelem-tartalmának térbeli eloszlása - torta diagramokon feltüntetve – a két megye területéről a 6.1.2-3. ábrán látható.
6.1.2-1. ábra. A Magyarországon vizsgált termálvizek kémiai összetétele (Piper-diagram), három formáció víztípusa (zöld=a Zagyvai Formációra szűrőzött kutak, piros=Újfalui Formációra szűrőzött kutak, lila=Algyői Formációra szűrőzött kutak, narancs=több formációra szűrőzött kutak)
55
6.1.2-2.. ábra. A Romániában vizsgált termálvizek kémiai összetétele (Piper-diagram), különböző geotermikus vízadókra (narancs=felső-pannon (pontusi) regionális vízadó, fekete=alsó-pannon vízadó, zöld=felső-kréta, lila=triász hasadékos, karbonátos rezervoár)
56
6.1.2-3. ábra. A megmintázott termálvizek főelem-tartalmának térbeli eloszlása a két megye területén
6.1.3. Az izotóp vizsgálatok értékelése A két ország területén összesen 64 db termálkút vize került megvizsgálásra (40 db Magyarország és 24 db Románia területén). A minták 27 komponensét elemeztük (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, HCO3-, CO3-, SO42-, pH, vezetőképesség, TDS, p-lúgosság, m-lúgosság, összes keménység, karbonát keménység, állandó keménység, KOIps, NH4+, Fe2+, Mn2+, nitrát, nitrit, PO43-, B, As, δD, δ18O), ezen felül további két kútban 14C kormeghatározás is történt. A vízminták származási helyét (mélységét) illetően Magyarországról pleisztocén és felső-pannon (késő-miocén és pliocén) vízadókból, még Románia területéről 9 db minta a felső-pannon (késő-miocén), 1 db minta az alsó-pannon, 7 db minta az alsó-kréta, illetve 7 db minta a triász korú vízadóból származik. A vízmintákat a laborvizsgálatokat követően kvalitatív és kvantitatív analógiák alapján értékeltük. Az értékelés során a stabilizotópok illetve a főionok eloszlását vizsgáltuk. A stabilizotópos összetételt vizsgálva szembetűnő különbségek mutatkoztak az egyes vízadókból származó vizek kémiai karakterei között. A pannon korú vízadókból származó mintákban jelentős pozitív irányú eltolódás figyelhető meg az oxigén izotópos összetételben, amely kőzet-víz kölcsönhatásra utal (Johnson és Mayer, 2011). A karbonátos vízadókban azonban ezzel ellentétes irányú elmozdulás figyelhető meg, amely, a (paleo)csapadékvíz eredetű vizeknek, más-más hőmérsékleten lezajlott kőzet-víz kölcsönhatásából adódhat.
Ennek a felvetésnek az eldöntéséhez a többi kút esetében is vizsgálatokat kellene végezni!
14
C kormeghatározás
A 14C-es kormeghatározás eredményeit és a vízkörforgás komplexitást figyelembe véve a pannon vízadóból származó minták a mértnél fiatalabbnak mutatkoznak, ezek a vizek kb. 20 000 évesek (a mért > 40 000-hez képest), a CO2 gáz, és a vízkeveredés által módosított hígulási arány miatt. A triász korú vízadóban mért 15 600 ± 1 200 évet, a számos ismeretlen külső befolyásoló tényező ismeret nélkül nem módosítottuk (a hatótényezők relevanciáját ismerve a triászban mért víz kora feltehetően idősebbnek mutatkozna kb. 20 000-21 000 év, Süveges Miklós szóbeli közlése alapján). Amennyiben feltételezzük, hogy a vizsgált alsó-pannon kútból származó minta a kőzetvíz kölcsönhatással érintett vízösszetétel szélső tagja (δ18O értéke 0.04 ‰), és a 15 600 ± 1 200 éves víz δ18O értéke 13.0 ‰ keveredési arány számítható. A karbonátos vizekben nagyságrendileg hasonló mértékű a csapadék komponens részaránya (kb. 15-20%) a kőzet-víz kölcsönhatáséhoz képest. A pannon vízadóban mért izotóp összetételek alapján számított keveredési arányok rendkívül széles skálán mozognak. Itt a keveredésen kívül további hatótényezőkkel is számolnunk kell (ld. később). A főionok karakterisztikáit vizsgálva, a szűrőközép mélységek és a hidrogén-karbonát tartalom alapján a karbonátos és a felső-pannon vízadóból származó vizek jól elkülönülnek egymástól. A karbonátos vízadókra továbbá elkülöníthetőek voltak a közeli forrásterületről származó, alacsony hidrogén-karbonát tartalommal jellemezhető vizek (főként a felsőkrétából származók), és a távolabbi forrású, magas hidrogén-karbonát tartalmú vizek. A triász vízadókban két minta esetében a nagy mélységről származó mintákban igen kevés hidrogénkarbonát tartalom jelentkezett, ami rendkívül gyors áramlást feltételez, a forrásterület és a megcsapolási pont között (aktív vetők?). A hőmérsékletbeli különbségek is jól jelzik az egyes vízadók közti különbségeket, a legalacsonyabb hőmérsékletek a kréta korú vízadókból származnak, tekintve, hogy ezek a vizek járják be a legrövidebb szállítási utat, ez nem meglepő. A legnagyobb mélységből származó triász karbonátokban pedig a legmagasabb hőmérsékleteket tapasztaltuk, ami szintén nem meglepő. A pannon korú vízadókban ennél sokkal szórtabb képet látunk, egyes mintákban a hidrogén-karbonát tartalom elérheti a 2000-2500 mg/l-t is, ami a magas hőmérsékleten lejátszódó CO2 által termelt szerves anyag bomlásával magyarázható (Fekete et al., 2009), ez a termikus határ valahol 60-70 °C között helyezkedik el. A hidrogén-karbonát és nátrium tartalmat vizsgálva az a kép rajzolódik ki, hogy a pannon korú vízadóban a M Na+/M HCO3- egyensúly a nátrium irányába többszörösen elmozdul, ez a jelenség a nátrium fő forrásának számító plagioklász CO 2 általi termikus hidrolízisével magyarázható (Vető, 2004). Ez a nátriumtöbblet leginkább a romániai oldalon vett minták jellemzője. A klorid és a nátrium tartalom vizsgálata rávilágít arra, hogy ionarányaikban a vizsgált vizek (főként a Magyarországon vett mintákra jellemző), két-három nagyságrenddel nagyobbak mint a tengervízben mért. A mért klorid-tartalom a nátriumhoz képest többszörösen túlsúlyban van, a kloridban dúsabb víz, a miocén tengerből vagy a csökkent sótartalmú Pannon tóból záródott az üledékbe (Vető, 2004). A pannon vízadókban mutatkozó ionösszetétel a terület, azaz a Pannon-tó fejlődéstörténetével magyarázható, amely kihat a vízminták kémiai evolúciójára is: 58
A középső-miocénben kezdetén normál sós tengeri környezet figyelhető meg (Nagymarosy és Müller, 1988) majd a középső miocén második felében folyamatos kiédesedés (brakkvíz) jellemzi a medencében lévő vízet (Horváth és Pogácsás, 1988), a középső-miocénben mindezt a környezetet kiemelkedések és süllyedések kialakulása formálta, amelyek miatt lagúnák alakultak ki, ahol a párolgás miatt rendkívül magas sótartalmú vizek jelentek, ("szélső tag"), a kiemelt szárazulatokon (Bérczi et al., 1988), pedig csapadék szivárogott be, ami keveredett az üledékben csapdázódott tömény sós vízzel. A késő miocén kezdetén megszűnt a tengeri kapcsolat, és tovább folytatódott a kiédesedés, a kora-pannonra a brakkvíz édesvízivé vált, Nagy általánosságban elmondható, hogy a felfelé törekvő mély (Tóth és Almási, 2001) sós víz keveredik, a kora illetve késő pannon üledékekben csapdázódott édesvízzel, ezért a minták származási helye (mélysége) összefüggésben van a vízminta kémiai jellegével. A mély medencék területén (pl. a Derecskei-árok vonalában, ahol a medence 1000 mnél mélyebb) jól érzékelhetően a késő-pannon (késő-miocén illetve pliocén) édesvizek elterjedése a domináns, tehát a víz összetétel függ a kút medencén belüli helyzetétől, amelyet a paleokörnyezet indukál. A vizek hidrogeokémiai jellege ettől jelentősen eltér ott, ahol a medence sekélyebb (500-1000 m közötti), itt a vizek általában a kora-pannonra (a későmiocén kezdetére) jellemző brakkvizeknek megfelelő összetételűeknek mutatkoznak (ld. 6.1.3 -1. ábra) (Varsányi és Kovács, 2009).
6.1.3 -1. ábra. A felső-pannon talpmélysége és a vizsgált kutakban mért keveredési arányok területi eloszlása
59
6.1.4. Vízvizsgálatok értékelése 6.1.4.1.
geomatematikai
módszerrel
történő
feldolgozása,
A felhasznált matematikai módszerekről
A földtudományokban rendelkezésre álló és vizsgált adathalmazt egy négydimenziós térben (6.1.4-1. ábra) lehet elképzelni, ahol a tengelyeket az idő, a kémiai, vizsgált komponensek és a megfigyelési pontok adják. Utóbbit egy ’x’ és egy ’y’ koordináta, vagyis két dimenzió határoz meg, így bővül ki a három dimenzió az absztrakt négydimenziós térre.(Kovács, 2007; Kovács et al, 2008). Annak függvényében, hogy melyik tengelyt metsszük el egy arra merőleges síkkal, más-más vizsgálati módszert kell alkalmazni. A tengelyeket metsző síkokat nevezzük el S1, S2 és S3 síknak. A térbeli helyzetet két dimenzióval írhatjuk le, míg a paraméterek a harmadik dimenzióban helyezkednek el. Ez történik az S1 síkján. Vizsgálataink – az egyváltozós statisztikai elemzésen túl – történhetnek sokváltozós adatelemző módszerekkel. Adataink nagyon gyakran tartalmazzák a 4. dimenziót, az időt is. Ebben az esetben az adatmátrix nem „statikus”, S 2 síkban vagyunk. Másik lehetőség, ha egy rögzített megfigyelési pontban több paraméter (például kémiai komponensek) időbeli változásait mérjük. Ekkor az S 3 síkban „vagyunk”, (S2 síkban megfigyelési pontonként). Ezekben az esetben alkalmazhatunk „klasszikus idősoros” vizsgálatot (Shumway, R. H. - Davis, S. S. 2000), amely magában foglalja az egyenkénti paraméterek tartós irányzatának – trend – és periodikus viselkedésének becslését. Ilyen irányú vizsgálatokra a kutatás céljainak megvalósításában, nem volt szükség. Jelen kutatásban adataink az S1 sík modelljének felelek meg, ahol a többváltozós adatelemző módszerek alkalmazására van lehetőség.
K é m ia i k o m p o n e n s e k z CO
23
NO
3
C l-
S
2
Na+ M g 2+ C a 2+
t4
t3
t2
S
t1
S m f1 (x 1, y 1)
m f2 (x 2, y 2)
3
m f3 (x 3, y 3)
m fn (x n, y n)
M e g fig y e lé s i p o n to k
1
tn Id ő t
6.1.4-1. ábra. Adathalmaz ábrázolása négy dimenzióban (Kovács, 2007)
60
6.1.4.2.
Termálkutak paramétereinek módszerekkel
vizsgálata
többváltozós
adatelemző
A kutatási területen Hajdú-Bihar és Bihor megyék területén 64 termálkútból vett vízmintának különböző kémiai és fizikai paramétereire (összesen 22-re) történt helyszíni és laboratóriumi vizsgálat. Ezek között voltak olyanok, amelyek szerves vagy szervetlen komponensekhez kapcsolódnak. A sokváltozós adatelemző módszerek közül elsősorban a klaszteranalízist alkalmaztuk, melynek eredményeképpen a hasonló mintavételi pontok, jelen esetben termálkutak, csoportjait kívántuk elkülöníteni, majd diszkriminancia analízist használtunk a csoportosítás helyességének ellenőrzésére. Egy másik cél, az eredeti változók számától kevesebb háttérváltozó meghatározása volt, amelyekkel az eredeti adathalmaz varianciájának nagy része magyarázható. Erre a főkomponens analízis módszerét alkalmaztuk. A főkomponens analízis felbontja az eredeti változók teljes varianciáját és visszavezeti azokat szakmai okokra. A felsorolt módszerek a valószínűségelmélet alapján álló sztochasztikus módszerek. A geomatematikai vizsgálatok célja a projektben a különböző típusú geotermikus vízadóra (porózus, karsztos) vagy egyazon termálvíztesten belül különböző mélységekbe szűrőzött termálkutak vízkémiai paraméterei közötti összefüggések felderítése és kiértékelése, valamint hidrogeológiai szempontból helyes (ha lehetséges) következtetések levonása. A klaszteranalízist 20 paraméterrel végeztük el. Kezdetben három csoportot határoztunk meg, a 300-as transzformált távolságnál. Az I. csoportba 25, a II. csoportba szintén 25, míg a III. csoportba 14 mintavételi pont került. A csoportosítás helyességét diszkriminancia analízis alkamazásával ellenőriztük. A módszer 98.5%-ban helyes. A csoportosításba bevont paraméterek alapján a kutak jelentősen különböznek, csoportjaik jól elkülönülnek. A regionális kiterjedésű felső-pannon akvifert termelő kutak két csoportba tartoznak (I, II), melyek elemei a határ mindkét oldalán előfordulnak. A harmadik csoport elemei egyértelműen a Nagyvárad–Felix-fürdő térségében, a mezozoós termálkarszt területére esnek. A karsztos vízadókra szűrőzött csoportot részletesebben áttekintve, szűrőzését megvizsgálva látható, hogy a karsztra szűrőzött csoport vízadó szerint két alcsoportra különválik. Ezt a lehetőséget is megvizsgálva kiderült, hogy ez a csoportosítás is helyes (96,9%-ban). A III. csoportban a triász korú karsztos vízadóra szűrőzött kutak kerültek, a IV. csoportba pedig a felső-kréta mészköveit megcsapoló kutak. Ennek a négy csoportnak az ”összegzett csoport ábrán” történő megjelenését mutatja a 6.1.4-2. ábra.
61
6.1.4-2. ábra A különböző csoportok térbeli elhelyezkedése
A Wilks’ statisztikák sorrendje alapján állítható, hogy a legnagyobb mértékben a pH szólt bele a csoportok kialakulásába. Ezt követte a δD, δ18O, amit a PO43- majd a Ca2+, B és Na+. A HCO3- és a CO32- ionok, a vizsgálatba bevont paraméterek között, szinte a legkisebb szerephez jutottak a mintavételi pontok hasonlóságának meghatározásában. Legkisebb „csoportosító erővel” a nitrit és a nitrát bírt, aminek oka, hogy nagy azoknak a kutaknak a száma, ahol e két paraméter mennyiségileg nem volt meghatározható, ahol pedig meghatározható volt, koncentráció értékei nem voltak magasak. A hidrogeokémiai fáciesek meghatározásában szerepet játszó paraméterek változó csoportosító erővel bírnak. Általánosságban két fontosabb megállapítást tehetünk. A paraméterek többsége esetén jelentős különbségek vannak a csoportok között. Továbbá van néhány kút, amely bizonyos paraméterek esetében az adott csoporthoz képest kiugró vagy extrém értéket mutat. Ennek oka, hogy bár a csoportosítás igen jó és szignifikáns eredményt adott, de azt 20, azonos súlytényezőjű paraméter, egyszerre történő figyelembe vétele mellett határoztuk meg. Ezért előfordul, hogy egy-egy paraméter, egy-egy megfigyelési pontban csoportjához képest eltérő mért értékkel van jelen. A hőmérséklet és a szűrőzött intervallum mélységét a csoportosító eljárásokba nem vontuk be, ugyanakkor azt tapasztaljuk, hogy az egyéb paraméterek alapján létrehozott csoportok jelentősen különböznek a vízhőmérséklet és a szűrőzési mélység szempontjából. Különösen igaz ez az I. és a II. csoportokra. Az első és második csoport paraméterenkénti szétválásának megjelenése a szűrőzési mélységben (és a hőmérsékletben) mutatja, hogy jelentős eltérés van kémiai szempontból a két csoport egyes tagjai között.
62
Összegzésként elmondható, hogy a mintavételi pontok csoportosítása 20 vízkémiai paraméter alapján sikeres volt. Helyességét mind hipotézisvizsgálattal (diszkriminancia analízis), mind az egyes paraméterek csoportonkénti statisztikáival (boxplotok) lehetett ellenőrizni és bemutatni. Kémiai paraméterek alapján jelentősen különböznek egymástól a csoportok. A legfontosabb kérdés, azonban, hogy hidrogeológia szempontból mit jelentenek ezek a csoportok? A harmadik és negyedik csoport a triász és felső-kréta karsztos víztartókra szűrőzött kutak vízmintáit jelentik, paramétereinek mért értékei jelentősen eltérnek a többi kút értékeitől. Az I-II. csoport kútjai nem karsztos víztartókra szűrőzöttek, kémiai paraméterek alapján jelentősen különböznek egymástól. Ezek a tények jelzik, hogy jelentős eltérés van vízkémiai szempontból a két csoport egyes tagjai között. Az első és második csoport paraméterenkénti szétválása a szűrőzési mélységben (és a hőmérsékletben) is megjelenik. Az eredmények azt sugallják, hogy nem lehetetlen, utóbbi két csoport két különböző áramlási rendszer része. A mintavételi pontok csoportonkénti elhelyezkedését vizsgálva a térben a harmadik és negyedik csoport térben is jól elkülönül, román területre esik. Az első és a második csoport azonban térben nem különül el. Ez rávilágít arra, hogy a két országban vegyesen fordulnak elő az egyes és kettes csoportok tagjai. Ez a tény aláhúzza a közös hidrogeológiai kutatás szükségességét, a hidrogeológiai viszonyok részletes feltárását, a rendelkezésre álló készletek és lehetőségek közös számbavételét. Következtetések és további kutatási javaslatok: A jövőben végzendő kútvizsgálatok adatelemzése, és azok megfelelő interpretálása nyújthatja a legpontosabb és legmeghatározóbb jellegű képet a térség áramlási viszonyairól. A vizsgálatok során a legfontosabb, hogy a kutatási területről hosszú távú, pontos adatsor álljon a kutatók rendelkezésére. A karsztos vízadóknál fontos, hogy megismerjük az utónpótlódási terület hidrogeokémiai jellemzőit, a főbb vetőket és hidrológiai aktivitásukat. Az utánpótlódási területre gyakorolt környezeti hatótényezők ismeretének birtokában, pedig a jövőben biztosítható a stabil vízmennyiség és -minőség, továbbá meghatározhatók azok a területek, ahol a kutak egymásrahatása nem veszélyezteti a víztermelést. A karsztrendszerek komplexitását figyelembe véve fontos, hogy mind a kutakban, mind pedig a háttérben lezajló folyamatokat, folyamatos vízmennyiségi, illetve vízminőségi monitoring rendszer felügyelje. A kutatások eredményeit nagymértékben pontosíthatná, ha nagyobb mintaszámmal lehetne dolgozni, azaz a területen működő minden termálkút vize mintázható lenne, és egy precíz dokumentációval egységesen összehasonlítható. A kutak paramétereinek ismerete elengedhetetlen. A következő kutatási stációkban célszerű minél szélesebb körben (nemcsak térben, hanem időben is) kialakítani egy tényleg határok nélküli monitoring-rendszert. Így az egyes lokálisan előforduló, vagy a termelés által előidézett jelenségek is egyszerűbben kiszűrhetők, továbbá az egyes vízrendszerek pontosabb vízkémiai karakterisztikával jellemezhetőek, és így akár fény derülhet a lokális vízáramlási jelenségek kiváltó okaira is.
63
6.1.5. Geofizikai vizsgálatok A projektben előirányzott geofizikai vizsgálatok keretében összesen 60 db VESZmérést (Vertikális Elektromos Szondázás) végeztünk a projektterületen, ebből 45 db a romániai Bihar megyében, 15 db a magyarországi területen található. A Vertikális Elektromos Szondázás célja az alföldi hidrogeotermikus térség (elsősorban a felső-pannon regionális vízadó kiterjedését követve) földtani viszonyainak pontosítása, az itt fellelhető földtani egységek hidrogeológiai paramétereinek meghatározása a további hidrodinamikai modellezések számára. Ahhoz, hogy minél vastagabb rétegösszletről kapjunk információt, AB 4000 m terítési távolságú méréseket végeztünk, amelyek a közeg litológiai összetételének megfelelően, körülbelül 1000 m behatolási mélységet tesznek lehetővé. A szondázási pontok kiválasztásánál figyelembe vettük a termálmezők kiterjedését, az ismert litológiai szelvénnyel rendelkező termálkutak helyét és nem utolsó sorban a terepi viszonyokat. A méréseket helyigényük miatt (4 km/mérés, a mérőpontok közötti távolság 2 km), illetve elektromos zajra való érzékenységük miatt nem lehet bárhol elvégezni. A felsorolt információk birtokában jelöltük ki a mérési szelvényeket. A mért ellenállás értékek alapján jól elkülöníthettük egymástól a szelvényben az agyag, az agyagos-homok, a homokos-agyag, és homok frakciókat. A mérések alapján előállított ellenállás-eloszlást, földtani szelvények (HUN-1) formájában jelenítettük meg (6.1.5 -1. ábra). A fúrásadatok és a korábbi geológiai ismeretek tükrében kijelenthető, hogy a mérések behatoló képessége jóval meghaladja a területen jellemző kvarter képződmények átlagos vastagságát és behatol a felső-pannon képződményekbe is. A legtöbb esetben nem éri el ennek feküjét, de Bihar megye területén, a medenceperemekhez közelítve és a kiemelkedő blokkok területén, mint Bors-Nagyszalonta-Tenke környéke, valószínűleg az idősebb rétegeket (alsó-pannon, miocén üledékek) is detektáltuk, a romániai terület legdélebbi pontján a kristályos aljzat mutatható ki. A magyarországi területen a behatolási mélységig agyagos-homokos összefogazódások mutathatók ki, amelyek a Zagyvai és Újfalui Formációkra jellemzőek. A pleisztocén és felsőpannon üledékösszletek nem különíthetőek el a mérések alapján, irodalmi adatokból tudjuk, hogy a negyedidőszaki képződmények vastagsága a mérés helyszínén É-D-i irányban 70-275 m között változik. Bihar megyében a Nagyváradtól északra telepített mérések alapján elkülöníthetőek a magas látszólagos ellenállásértékekkel jellemezhető durva- és középszemcsés, törmelékes negyedidőszaki képződmények, amelyek folyóvízi környezetben (teraszüledékek) vagy eolikus üledékek 20-50 m vastagságban. Igen jól követhető az ellenállásértékek eloszlása alapján a felső-pannon (pontusi) rétegek három alegysége: az alsó komplexum, amely pélites és pszefites kőzetekből áll és gyors szemcseméret változások jellemzik, ebbe vannak a termálkutak is szűrőzve, a középső általánosan kisellenállású, pélites üledékekből áll, valamint a felső szint, amelyben dominálnak a rosszul osztályozott, durva- és középszemcsés törmelékes üledékek, agyagos beékelődésekkel.
64
6.1.5-1. ábra. A Hajdú-Bihar megye területén húzódó földtani szelvény
Bihar megyében a Nagyváradtól északra telepített mérések alapján elkülöníthetőek a magas látszólagos ellenállásértékekkel jellemezhető durva- és középszemcsés, törmelékes negyedidőszaki képződmények, amelyek folyóvízi környezetben (teraszüledékek) vagy eolikus üledékek 20-50 m vastagságban. Igen jól követhető az ellenállásértékek eloszlása alapján a felső-pannon (pontusi) rétegek három alegysége: az alsó komplexum, amely pélites és pszefites kőzetekből áll és gyors szemcseméret változások jellemzik, ebbe vannak a termálkutak is szűrőzve, a középső általánosan kisellenállású, pélites üledékekből áll, valamint a felső szint, amelyben dominálnak a rosszul osztályozott, durva- és középszemcsés törmelékes üledékek, agyagos beékelődésekkel. A Nagyváradtól D-re eső területen szintén kimutathatóak a homokos-agyagosabb összefogazódásokkal jellemezhető felső-pannon képződmények, habár a pleisztocén rétegektől nehéz elkülöníteni, továbbá a három alemeletet sem lehet külön kezelni. Vastagságuk D-i irányba fokozatosan csökken, ahol már kimérhetőek voltak a fúrások alapján azonosított alsó-pannóniai képződmények is. Az itt mért alacsony látszólagos ellenállási értékek, egy monoton, alacsony homoktartalmú pélites, agyagos, márgás képződményekre utalnak. A finomszemcsés porózus üledékeket 800-1000 mélységközben újra durvaszemcsés üledékek követik, magas látszólagos ellenállási értékekkel. A földtani információk ismeretében, ebben a mélységben miocén üledékeket tártak fel. 6.1.6. Hidrogeológiai modellezés - Regionális hidrodinamikai és hőtranszport modell A kutatási területen végzett hidrodinamikai és eredményeinek összefoglalóját mutatjuk be ebben a fejezetben.
hőtranszport
modellezések
A numerikus modell a korábbi és aktuális kutatások eredményeire alapozva számszerűsíti a vízföldtani és termikus folyamatokat. A modellek a FeFlow 6.0, végeselem módszert alkalmazó programrendszer segítségével készültek, amely lehetővé teszi a geológiai határok pontos követését a lokálisan sűríthető háló alkalmazásával, a diszkrét jellegű elemek (hasadékok, vetők) megjelenítését és kezelését, az adaptív időlépcső alkalmazását, illetve az adaptív rácsfinomítást. A kimenő adatok megjelenítését, értelmezését 3D-s programcsomag segíti.
Lehatárolás. A modellterület lehatárolásánál döntően két szempontot vettünk figyelembe: egyrészt igyekeztünk természetes áramlásmentes („no-flow”) határokat kijelölni, másrészt figyelembe kellett vennünk azt a tényt, hogy a régióban található termálkutak mélysége és a földtani felépítés távolabbi beáramlási területet feltételez. E két kívánalom együttes teljesülése túl nagy modellterület kijelölését tette volna szükségessé, ami fölöslegesen elbonyolította volna a geológiát, amely a tágabb környezetben kevésbé feltárt. Így némi kompromisszum eredményeképpen alakult ki az elfogadott modellterület: a nyugati, északi és keleti határa egybeesik a magyarországi TIVIZIG és a romániai Bihar megye közigazgatási határával, délen és délkeleten a modellhatárt a Királyerdő-hegység területén, a Sebes- és Fekete-Körös vízválasztója mentén húztuk meg, amelyet mély völgyekkel szabdalt magaslatok (Dealul Mare, Culmea Runcului, Runcsor, stb) sorából áll (6.1.6-1. ábra). A modellterület kiterjedése 11159 km2.
66
6.1.6-1. ábra. A projekt keretében modellezett regionális modell határai
A modell horizontális és vertikális tagolása. A modell horizontális tagolását elsősorban a kutatási területen található, a vizsgálatba bevont kutakhoz, a felszíni vízfolyásokhoz, a felszíni karsztos kibúvásokhoz és a jelentősebb tektonikai elemekhez igazítottuk. A fedetlen karsztos képződmények elterjedése a modellezéskor a beszivárgás szempontjából fontos tényező. A vetők modellbe történő beépítését nem tudtuk elkerülni, hiszen azok vízáramlásban betöltött szerepét a modellezés során tisztázni kívántuk. Ennek értelmében ezeken a helyeken a végeselem hálót (mesh-háló) besűrítettük, így 2 173 716 db végeselem és 1 155 922 db csomópont alkotja a modellt. A vertikális tagolásnál, a rétegek kijelölésénél a fedett és fedetlen földtani térképek szerinti lithosztratigráfiai, valamint a terület hidrosztratigráfiai egységeinek beosztását követtük. A modell rétegei követik a geológiai felépítést, vagyis a keleti irányban elvékonyodó, majd kiékelődő rétegeket. A kiékelődések a modellben a réteg maximális elvékonyításával és paraméterváltással kerültek beépítésre. A modellben a medencekitöltést 11, az aljzatot alkotó mezozoós és paleozoós képződményeket a horizontális és vertikális megjelenés alapján 7 hidrosztratigráfiai egységbe soroltuk (6.1.6-2. ábra). Mivel a modellterületen az egyes képződmények horizontálisan kiékelődnek, valamint a tektonika miatt sok esetben blokkosan helyezkednek el, a fentebb megadott rétegbeosztás parametrizálása során az egyes rétegben elhelyezkedő, de eltérő kőzettani jellegű képződményeket mozaikosan vettük figyelembe. A 18 db „numerikus” réteg elkülönítése a következő hidrosztratigráfiai egységek alapján történt (6.1.6-1.táblázat): negyedidőszaki képződmények, amelyekben hideg talaj- és rétegvizek tározódnak (1-2 modellrétegek), felsőpannóniai összlet felső része, langyos vizek vízadói (3-4 modellrétegek), felső pannóniai összlet alsó része, azaz a termálvizek vízadói (5-7 modellrétegek), alsó pannóniai üledékes összlet, úgyszintén termálvízadók (8-10 modellrétegek), miocén összlet (11 modellréteg), felső kréta vízzáró flis-üledékek, illetve metamorf aljzati képződmények (12 réteg), alsó kréta, jó vízvezető képességű karbonátos összlet/metamorf aljzati képződmények (13 réteg), jura összlet (agyagos palák és oolitos mészkövek)/metamorf aljzati képződmények (14 réteg), triász repedezett, karbonátos víztartó (mészkövek, dolomitok) felső 100 m vastag
67
zónája/metamorf aljzati képződmények (15 réteg), triász karbonátos képződmények/metamorf aljzati képződmények (16-18 modellrétegek). A numerikus modellezés során megszerkesztettük a talajvíz-domborzatot, hidraulikus potenciálokat és depressziókat különböző modellrétegekre.
6.1.6-2. ábra. A modell 18 rétegének 3D-s képe a vizsgált kutak elhelyezkedésével
68
TERÜLET/RÉTEG
MAGYARORSZÁGI TERÜLETEK
BIHAREA-MARGITA
FÉLIX KÖRNYÉKE
NAGYVÁRAD TÉRSÉGE
1-2. 3-4. 5-7. 8-10. 11. 12. 13. 14. 15. réteg réteg réteg réteg réteg réteg réteg réteg réteg
16-18. réteg
Q
FP2
FP1
AP
M
Kristályos alaphegység
Q
FP2
FP1
AP
M
K2
Q
FP2
FP1
AP
M
Kristályos alaphegység
Q
FP2
FP1
AP
M
K2
Q
FP2
FP1
AP
AP
Q
Q
Q
Q
FP2
FP1
AP
M
K2
Q
FP2
FP1
AP
M
K1
Q
FP2
FP1
AP
M
M
Kristályos alaphegység
K1
T K1
T T
K2
K1
T
T MODELLTERÜLET DK-I RÉSZE (felszíni kibúvások területe)
Kristályos alaphegység
K1 T 6.1.6-1. táblázat. A modellterület egyes rétegeiben elhelyezkedő képződmények Jelmagyarázat: Q = kvarter képződmények, FP2 = felső pannon összlet felső része, FP1 = felső pannon összlet alsó része, AP = alsó pannóniai összlet, M = miocén képződmények, K2 = felső kréta üledékek, modellterület északi, északnyugati részein flis üledékek, K1 = alsó kréta karbonátos összlet, T = triász karbonátos összlet.
Input paraméterek. A modellrétegek parametrizálásánál a földtani térképeket, földtani szelvényeket, a kutakban és fúrásokban meghatározott elterjedéseket vettük figyelembe. A modellben a szivárgási tényezőket, effektív porozitást a területen található kutak vizsgálatai alapján számított értékekből származtatott átlagokat vettük figyelembe. A modell fontos eleme a vetők rendszere, amit abból a szempontból vizsgáltunk, hogy milyen hatással bírnak a terület vízáramlására. A vetők szerepének modellezése során a bizonytalanságot az a tény okozza, hogy bár a vetők helyét többé-kevésbé pontosan ismerjük, azok paramétereire vonatkozóan ismereteink meglehetősen szűkösek. A modellben a vetők az üledékes összleteket képviselő réteget nem érintik, parametrizálásuk a modell 8. rétegétől kezdődően történt meg az aljzati képződményekben: hidrodinamikai paramétereik fentről lefelé romlanak. A modellezett területre eső csapadék beszivárgását a területre hulló csapadék mennyisége, valamint a földtani felépítés alapján számoltuk ki a Magyar Földtani és Geofizikai Intézet beszivárgás becslései alapján. A legalacsonyabb beszivárgási értékek a síkvidéki területekre esnek, majd fokozatosan növekednek a hegyvidék felé, legmagasabb értékek a fedetlen karszt felületén jelentkeznek. A hőtranszport paramétereinek az irodalomban található jellemző értékeket adtuk. Az áramló felszín alatti víz nagy fajhője és a kőzetek rossz hővezető képessége miatt sokáig megtartja bázis hőmérsékletét. Lokális hőnyelő elsősorban a lefelé áramló csapadék, míg a kőzetek legjelentősebb hőforrása a konvektív, felfelé irányuló vízáram. A modellben a
69
topográfiát képviselő első réteg felületéhez a beszivárgó csapadék átlagos hőmérsékleti értékét, 10°C-ot, míg a modell talpához a kutakban mért értékeknek, valamint a számított geotermikus gradiensnek (átlagosan 60 °C/km) megfelelő hőmérsékleteket rendeltünk. Peremfeltételek. A modellterületen a felső három, kvarter – felső-pannóniai képződményeket tartalmazó réteghez, a modell peremeire az áramlást leképezve 2. típusú, fluxus peremfeltételt rendeltünk. A modell alját áramlásmentesnek tételeztük fel. Mivel a modell határai mind vertikális, mind horizontális irányban a modellezett kutaktól nagy távolságra helyezkednek el, a modell peremein kialakuló esetleges numerikus hibák kutak környékére gyakorolt hatása minimálisnak tekinthető. A felszínen a vízfolyások vízszintjeit az azoknak megfelelő csomópontokhoz, mint 1. típusú Dirichlet határfeltételt rendeltük. A termelési rátákat, mint 4. típusú feltételt rendeltük a kalibrációnak megfelelő módon a kijelölt csomópontokhoz. A hő peremfeltételek még nehezebben határozhatók meg, mint az áramló folyadék peremfeltételei, mivel nincsenek „no-flow” határok és a konvektív és konduktív áramot egyaránt figyelembe kell venni. Az egyetlen biztos adat az 1. felület (felszín) hőmérséklete, amit az évi átlagos középhőmérsékletre, 10°C-ra állítottuk be, a legalsó réteg talpához a geotermikus gradiensből (átlagosan 60 °C/km) számított hőmérsékleteket rendeltük. Kalibráció és futtatás. A kalibrálás a modellezett és a mért vízszintértékek összehasonlításával történik. A modellezett területen a leginkább ismert víztartó(k) a felső pannon hidegvizes és termálvizes víztartó(k), melyekre számos kutat szűrőztek mind a magyar, mind a román oldalon (Biharea-Margita). Ugyanakkor az alsó-kréta és triász korú karbonátos víztartó(k)t Nagyvárad és Félix környékén, a modellterületünk déli-középső részén ismerjük. Magyarországon ez a víztartó kevéssé ismert, kutak nem nyitják meg a modellterületen sem. A romániai területen e víztartókra mélyült kutakból információkkal csak szórványosan és/vagy pontatlan információkkal rendelkezünk. A kutakban a vízszinteket sok esetben csak közelítőleg lehet megadni, mivel számos kút pozitív, vagyis a nyugalmi, sőt akár az üzemi vízszintjeik is jóval a felszín felett mérhetőek. Ezekre a víztartókra a vízszintek modellezése nagyobb hibával terhelt, nemcsak a fentebb említett okok miatt, hanem azért is, mivel a kutak vize jelentős gáztartalommal és magas hőmérséklettel rendelkezik. Még ha a hőmérséklet kutak vízszintjeire gyakorolt hatását figyelembe is tudjuk venni, a gáztartalom okozta vízszintváltozást már jóval nehezebb, ha nem lehetetlen megadni a területen a gáztartalom pontos meghatározása nélkül. Fentebbiek miatt, a kalibráció során e víztartókra csak nagyobb hibával terhelten, közelítőleg tudtuk modellezni a vízszinteket. Első lépésben a „természetes”, termelés nélküli állapotot modelleztük. Az „eredeti” (kutak létesítése előtti), termelés nélküli állapotról pontos adatok nem állnak rendelkezésre, így az eredeti áramlási tér modellezése nehézségekbe ütközik. Mivel a termelés hatására (felső pannóniai vízadók termelése több évtizede zajlik) az eredeti szivárgási tér paraméterei megváltoz(hat)tak, a szivárgáshidraulikai paraméterek közelítő beállítása ekkor történt (6.1.6 -3. - 6.1.6-4. ábra).
70
6.1.6-3. ábra. Modellezett ekvipotenciális vonalak a felső pannóniai termálvízadó réteg tetején (kalibráció, nyugalmi)
6.1.6-4. ábra. Modellezett ekvipotenciális vonalak a triász vízadóban, a modell tizenhatodik rétegén (kalibráció, nyugalmi)
Második lépésben a kalibrálás már a kutakban termelés hatására lecsökkent vízszintértékekhez történt. A modellezett nyomásszintet a modell bizonyos rétegein a 6.1.6-5. - 6.1.6-6. ábrákon szemléltetjük. 71
6.1.6-5. ábra. Modellezett ekvipotenciális vonalak a modell hetedik rétegén (kalibráció, üzemi)
6.1.6-6. ábra. Modellezett ekvipotenciális vonalak a triász vízadóban, a modell tizenhatodik rétegén (kalibráció, üzemi)
72
A hidrodinamikai modell kalibrálását követően, a modellbe beépítettük a hőtranszport paramétereit is. A kalibrálása során hasonlóan a vízáramlás modellhez, a fluxus (hőfluxus), hővezető-képességi értékek beállításával, a diszperzió értékének változtatásával próbáltuk szimulálni a kutakban mért hőmérsékletet. A szcenárió azt mutatja, hogy a hőmérséklet nagyon érzékeny a kalibrációs input adatok változtatására, azaz a hő főleg konvekciós módon a vízzel szállítódik és a kondukciós áramlás (a kőzetvázban) elhanyagolható. Az aljzati képződményekben ismert hőmérsékleti eloszlás modellezése már jóval nehezebb: egyrészt a területileg koncentrált adatok (Nagyvárad környéke) ismerete következtében, másrészt a head korrigációjára nem alkalmas mérési adatok miatt az aljzati víztartókban a hőmérséklet eloszlás modellezése csak nagyobb pontatlansággal történhet. A 6.1.6-7. - 6.1.6-8. ábrák a felső pannóniai víztartóban és a triász alaphegységi termálvíztartók modellezett hőmérséklet eloszlást mutatja.
6.1.6-7. ábra. Modellezett hőmérséklet eloszlás (°C) a felső pannóniai vízadó talpán (kalibráció)
73
6.1.6-8. ábra. Modellezett hőmérséklet eloszlás a triász vízadóban, a modell tizenhatodik rétegén (kalibráció)
Szcenáriók. Különböző modellváltozatok, szcenárió-elemzések készültek a felsőpannon vízadóbeli termálvíz jelenlegi termelésére, illetve a jelenlegi termelés ötszörösére (a lehetséges igénynövekedés esetén) csak az egyik, majd mindkét országban együttesen. Ezek azt mutatták, hogy jelenleg a magyarországi termelések közül a legjelentősebb hatások Hajdúszoboszló és Debrecen környezetében található kutak üzemelésének hatására következik be, mintegy 2-5 m-es depressziót okozva, mely a súlyponti részeken sem haladja meg a 12 m-t, továbbá nem mutatható ki határon átnyúló hatása. Ezzel szemben a romániai termelés hatása már érezhető a magyarországi oldalon is (mivel ezek a termelések az utánpótlódás irányába esnek), mintegy 0,5-1 m-es depressziót okozva a víztartó magyarországi területek határmenti részein. A magyarországi és romániai kutak termelésének együttes vizsgálatával elmondható, hogy a jelentősebb vízkivételekkel érintett hajdúszoboszlói és debreceni térségben 2-3, illetve 6 m-nél nagyobb (de 8 m-t meg nem haladó) depresszió alakul/alakult ki az üzemelések következtében. Az áramlási rendszer (ÉNy-DK, illetve DK-ÉNy-i áramlás) következtében határon átnyúló hatások nem várhatóak. Ezzel szemben a romániai termálkutak hatásai már átnyúlnak a határon, mintegy 0,5-1 m-es depressziót okozva a magyarországi határmenti területeken. A romániai felső pannóniai termálvíztartó alsó részein települő kutak termelése következtében mintegy 2-3 m-es (maximum 4 m-es) depresszió figyelhető meg a kutak környezetében. A megnövekedett termelést (a jelenlegi ötszöröse) a modellterület azon létesítményei környezetében alkalmaztuk, ahol legvalószínűbbnek tűnnek az esetleges fejlesztések. A magyarországi és romániai kutak megnövelt ütemű termeléseinek együttes vizsgálata azt 74
mutatja, hogy az intenzívebb termelés a Hajdúszoboszló - Debrecen térségben jelentősebb, mintegy 10-20 m-es, Nagyvárad – Székelyhíd - Margita térségében ennél valamivel alacsonyabb, 10-15 m-es depresszió kialakulása várható. Az egyes kutak környezetében Magyarországon akár 50-60 m, Romániában pedig mintegy 15-20 m-es maximális depresszió kialakulása valószínűsíthető a modellezések eredmények alapján. A két ország hatása környezetében a magyar oldalon is már minimum 1 m, maximum 4-5 m-es depresszióval számolhatunk a határ irányában (6.1.6-9. ábra).
6.1.6-9. ábra. A két ország kútjainak együttes, megötszörözött termeléseinek hatásai a felső pannóniai termálvíztartó alsó részén (depresszió m-ben)
Eredményeinek ismertetése (output adatok). A felső-pannon rétegekben tározódó termálvíz fő áramlási iránya keresztezi a román-magyar határt. A fő áramlási irányok ÉKDNY, Ny-K, illetve DK-ÉNY. A vizsgált terület közvetlen utánpótlódási zónáit a kiemelt, Romániában található magas hegyvidéki részek alkotják a modellterület DK-i részén. Az itt felszínen lévő karbonátokon beszivárgó csapadékvíz közvetlenül táplálja a Ny, DNy felé, egyre nagyobb mélységbe lezökkenő triász és kréta karbonátos vízadókat. A viszonylag nagy topográfiai magasságkülönbségek miatt, illetve a beszivárgás magasabb rátája miatt a fedetlen karbonátos képződmények felületén, a felszínen beszivárgó csapadékvíz nagy mélységig (540-550 m) lejuthat. A terület intenzív tektonikai igénybevétele következtében a víztartó
75
blokkos szerkezetű és „hirtelen” jut le nagy, akár 2000-2500 m-es mélységekbe is. A karsztos, repedezett, karbonátos képződményekben az áramlás intenzív, míg a felette települő, rossz vízadó képességű felső-kréta, alsó pannóniai, miocén korú rétegekben a ritkuló áramvonalak a rosszabb, lassabb áramlást jelzik. Fentebbiek azt is jelentik, hogy a rosszabb vízvezető képességű, finomszemcsés üledékek a mezozoós karbonátok felett jól „leszigetelik” a termálvíztartót. A triász és alsó-kréta termálvíztartók, valamint a felső pannóniai termálvíztartók között a modellszámítások alapján nincsen kapcsolat. Ezt igazolják a vízkémiai elemzések is, melyek a két víztartóban eltérő vízösszetételt és vízkort mutatnak. A hegyvidéki kiemelt területeken lokális áramlási rendszerek is megjelennek. A fedőképződmények (kvarter és felső pannóniai összlet) utánpótlódása K-i, ÉK-i és DK-i irányból érkezik: ennek egy része a modellterületen belül található (hegylábi területek), míg e rétegek utánpótlódása jelentős részben a modellterületen kívülről, K-i, ÉK-i irányból történik. A felsőbb, sekély rétegekben a felszínalatti vízáramlások iránya a lokális topográfiát követi, vagyis a kiemelt hegyvidéki területek felől a medence irányába áramlik. A modellezés során megfelelő módon sikerült leképezni az ismert hőmérsékleti eloszlást a felső pannóniai rétegek talpán. Az ismert és a modellezett átlaghőmérséklet mintegy 60-70 °C, mely ennél alacsonyabb és magasabb is lehet lokálisan: Tiszafüred, Komádi, valamint Székelyhíd térségében találkozhatunk az átlagtól magasabb (akár 80-90 °C) hőmérséklettel. Mind az ismert, mind a modellezett kép jól demonstrálja a hő konvektív terjedését: a víz áramlási irányában, ÉK, DK-i irányokból Ny, DNy felé hőmérséklet emelkedést mutat. További hőmérsékleti maximumok jelentkeznek a mélyebb medencék irányában/területén, ahogyan az látszik Székelyhíd, Berettyóújfalu térségében, vagy akár a Hajdúszoboszlótól Ny-ra eső területeken is. Az aljzati képződményekben ismert hőmérsékleti eloszlás modellezése már jóval nehezebb: egyrészt a területileg koncentrált adatok (Nagyvárad környéke) ismerete következtében, másrészt a head korrigációjára nem alkalmas mérési adatok miatt az aljzati víztartókban a hőmérséklet eloszlás modellezése csak nagyobb pontatlansággal történhet. A modellben jól látszik a beszivárgó víz hűtő hatása a triász víztartókban: a beszivárgó csapadékvíz az utánpótlódási területtől nagy távolságra is megőrzi alacsony hőmérsékletét. A Nagyvárad környékén 100 °C körüli mért vízhőmérsékleteket a modell megfelelően közelíteni tudta, ugyanakkor a fentebbiek miatt, továbbá mért adatok hiányában a magyarország felé egyre mélyebben található víztartóban, a modellben Ny-i irányban modellezett magas hőmérsékletek csak tájékoztató jellegűek. A víztartókban tapasztalható hőmérséklet több tényezőtől függ. A vízáramlással rendelkező közegben a hőmérséklet alakulása jó indikátora az adott mérési hely áramlási rendszerben való elhelyezkedésének: a felszín alatt hosszabb időt eltöltött víz átvéve, összegyűjtve a hőt környezetéből, jóval magasabb hőmérséklettel rendelkezik, mint beszivárgási helyhez közeli helyeken található vizek (ld. az Alföld területein, a modell Ny-i részein tapasztalható magasabb hőmérsékletek). Ugyanakkor, ezeken a beszivárgási területhez közeli helyeken is tapasztalhatunk hőmérsékleti anomáliákat, mint Félix környékén, ahol az anomáliát a mélyből feláramló, magasabb hőmérséklettel rendelkező víz okoz. A szkenárió azt mutatja, hogy a hőmérséklet nagyon érzékeny a kalibrációs input adatok változtatására, azaz a hő főleg konvekciós módon a vízzel szállítódik és a kondukciós áramlás (a kőzetvázban) elhanyagolható.
76
6.2. Felszíni hatások - A használt termálvíz elhelyezés környezeti hatásának vizsgálati eredményeinek bemutatása
A termálvíz a magas sótartalmon kívül gyakran nehézfémeket is magával hoz a mélyből. A használt termálvíz elhelyezése főleg e két vízkémiai paraméter miatt jelent gondot a környezeti hatások szempontjából. A Feladatmeghatározásnak megfelelően a magyarországi projektterületen két helyszínt, a romániai Bihar-megye területén hét helyszínt választottunk ki a használt termálvíz elhelyezés hatásának felmérésére. A terepbejárás során: a helyszínen felmértük a használt termálvíz elhelyezés körülményeit, környezetét, szabványszerű víz-, üledék- és talajmintavételezés történt manuális módszerrel a mintavételek GPS-es helymeghatározása, a természetes felszíni vízfolyásokból illetve vízelvezető csatornákból a bevezetés fölött és alatta több pontról is szabványszerű mintavételezés és a helyszíni „in situ” gyorstesztek elvégzése történt a víz minőségi paramétereinek megállapítása végett. A szabványszerű víz -, üledék és talajmintavételezést, valamint a laboratóriumi vizsgálatokat a magyarországi és a romániai projektterületen is a KVI-PLUSZ Környezetvédelmi Vizsgáló Iroda Kft. akkreditált laboratóriuma (1108 Budapest, Gyömrői út 132-136) (okirat száma: NAT-1-1377/2011) végezte. 6.2.1. A használt termálvíz elhelyezés környezeti hatásának vizsgálata a magyarországi projektterületen 6.2.1.1.
A vizsgálatok menete
A termálkutak helyszíni vizsgálata során információkat gyűjtöttünk a használt termálvíz elhelyezéséről, az esetleges élővízbe történő bevezetési pontokról, illetve szikkasztási helyszínekről. Magyarországon a termálfürdők vizének elhelyezése, jellemzően nem közvetlenül élővízbe való bevezetéssel, hanem puffer- vagy tárolótó közbeiktatásával történik. Megvizsgálva a kitermelt termálvizek kémiai összetételét, két olyan termálvíz kitermelési és hasznosítási helyszínt választottunk ki a részletes felmérésre, ahol a termelt víz összes só tartalma nagyon magas volt, így annak a tárolás folyamán talajba, talajvízbe való bejutása veszélyt jelenthet a környezetre, ugyanakkor a vízfolyás terhelése, habár időzíthető, de nem elhanyagolható. A helyszíni bejárásra és mintavételre 2012. május 22-én került sor.
77
6.2.1.2.
A környezeti hatás felmérés eredményei
6.2.1.2.1. Földes Földesen a K-29 kataszteri számú kút (a kút helyi neve: Földesi fürdő hévízkút) tulajdonosa és üzemeltetője a Földesi Önkormányzat. A kutat 1967-ben fúrták, mélysége terepszinttől számítva 1344 m. A kút vizét fürdő üzemeltetésére hasznosítják: A strand és a sósvíztározó üzemeltetője a Földesi Strand és Gyógyfürdő, 4177 Földes, Tetétleni útfél. A fürdőben egy földalatti medencében gyűjtik az elhasznál vizet, amelyet az esővízzel együtt egy nyílt, betonozott árkon keresztül vezetik a 49 900 m2 felületű sósvíztározóba.
6.2.1. ábra Sósvíztározó tó – Földes
A használt víz végső befogadója a Tetétlenszigeti 13. csatorna. A csatorna érzékeny területen lévő időszakos vízfolyás, a vízfolyást befogadó csatornákból öntözési célú vízkivétel is történik. A Tiszántúli Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség által 2008. március 31-én kiadott 768/09/2008 sz. környezetvédelmi engedély és az Önkormányzattól kapott tájékoztatás alapján a sósvíztározóból a használt vizet a befogadóba csak október 1. és március 31. között vezethetik. A kibocsátásra jellemző szennyező anyagokra a 28/2004. (XII. 25.) KvVM rendelet 2. sz. mellékletében a befogadó típusa alapján, az időszakos vízfolyásra (3. típus) előírt határértékeket állapított meg a Felügyelőség. A befogadó Tetétlenszigeti 13. csatornába bevezetett szennyvíz (használt termálvíz) esetében a báriumra vonatkozóan egyedi határértéket is meghatározott az illetékes hatóság. A sósvíztározó talajvízre gyakorolt hatásának megfigyelésére 4 db monitoring kutat létesítettek. A vízelvezető csatorna, amelyen keresztül a sósvíztározóból a használt termálvíz a Tetétlenszigeti 13. csatornába, mint befogadóba kerül bevezetésre, a sósvíztározó déli határán található. Folyásiránya keletről nyugati irányú, nagyon gyenge. Partján döntően náddal borított sáv található.
78
A földesi termálfürdő használt hévíz elhelyezésének vizsgálata során összesen 2 db vízmintát és 4 db iszapmintát vettünk. 6.2.1-1. táblázat Mintavételi helyek - Földes Minta Település Mintavétel helye jele FL-V-1
FL-V-2
FL-T-3
FL-T-4
FL-T-5
FL-T-6
Földes
sósvíztározó kifolyó zsilipnél
sósvíztározó használt Földes termálvíz bevezetésnél üledékminta a Földes csatornából bevezetés fölött üledékminta a csatornából bevezetés Földes alatt, az áteresz bevezetés felőli oldalán üledékminta a csatornából bevezetés Földes alatt, az áteresz alsó oldalán üledékminta a Földes csatornából bevezetés alatt kb. 300 m-re
Minta Megjegyzés EOV X EOV Y típusa
Elvégzett vizsgálatok
ÁVK, fenolok (fenol-index), Br, 824 807 219 437 I, toxikus fémek (Cd, Cr, Pb, As, Hg, Zn), ANA detergens ÁVK, Fenolok (fenolindex) 824 833 219 584
Felszíni víz Felszíni víz
fenolok (fenolindex), Br, I üledék
üledék
824 787 213 415 az áteresz bevezetés felőli oldalán
fenolok (fenolindex), Br, I 824 753 219 413
fenolok (fenolindex), Br, I az áteresz üledék 824 753 219 413 alsó oldalán fenolok (fenolindex), Br, I üledék
524 549 219 407
Mivel a kitermelt és felhasznált termálvíz összes sótartalma igen magas, alkáli kloridos jellegű, brómos, jódos összetételű, a tervezett laboratóriumi vizsgálatokat is ennek megfelelően terveztük, meg. A sósvíztározó kifolyó zsilipjénél vett vízmintából általános vízkémiai, fenol-index, toxikus fém és ANA detergens vizsgálatokat végeztünk. Mivel ebben a vízmintában sem a toxikus fémek, sem az ANA detergens nem volt kimutatható szennyező mértékű koncentrációban, a vízelvezető csatornából vett üledékmintákban a továbbiakban már nem vizsgáltuk ezeket a komponenseket. A víz- és üledékminták laboratóriumi vizsgálati eredményeinek összesített táblázatát az 1. mellékletben csatoljuk.
79
6.2.2. ábra: Átnézetes helyszínrajz és a mintavételi pontok (Földes)
80
A vizsgálati eredményekből látszik, hogy a tározó kifolyási pontjánál vett mintában egyes paraméterek (nitrát, nitrit, klorid, KOI, vas, kálium, mangán, foszfát, szulfát, összes keménység) koncentrációja növekedett a befolyási pont közeléből származó mintához képest. Amint az az eredményekből (1.sz. melléklet) jól látszik, a fenolindex koncentrációja az összes vizsgált mintában több mint 100-szorosa a 6/2009. (IV.14.) KvVm-EüM-FVM együttes rendeletben a földtani közegre meghatározott B szennyezettségi határértéknek (összes fenol határérték: 1 mg/kg). A legmagasabb koncentráció az FL-T-3 mintában mutatható ki, amely a bevezetési pont fölött található. Ez azzal magyarázható, hogy a csatorna lejtése rendkívül kicsi, így nagyobb mennyiségű szennyvíz bebocsátásnál előfordulhat, hogy a csatorna mindkét irányban feltöltődik, így a víz hosszabb ideig is tartózkodhat az adott szakaszon. Ezt követően, folyásirányban távolodva a bevezetési ponttól a koncentráció csökken, majd 300 m-re a bevezetési ponttól, az FL-T-6 mintában ismét ugrásszerűen megnő. Hasonló tendencia figyelhető meg a bromid koncentrációnál. Ezzel ellentétben a jodid tartalom fokozatosan nő a bevezetési ponttól távolodva, majd az FL-T-6 mintában közel a felére csökken.
6.2.1.2.2. Tiszavasvári A K-78-as kataszteri számú termálkutat 1197 m mélyre mélyítették 1969-ben, szűrőzését 1018 m-től 1075 m-ig alakították ki öt ablakban. A kút a helyszíni bejárás során üzemelt. A vizet búvárszivattyúval hozzák a felszínre. A kút ritkán mutat pozitivitást. A szociális helységek melegvíz igényét hőcserélőkön keresztül nyerik és hőcserélővel melegítik elő a hidegvizes medencéket is. A használt víz egy sósvíztározóba kerül. A strandfürdő és a sósvíztározó a Tiszavasvári Önkormányzat tulajdonában van, üzemeltetője a Tiszavasvári Strandfürdő Kft. (4440 Tiszavasvári, Nyárfa út 4.). A Tiszavasvári Strandfürdő egy naptári évben időszakosan, a nyári időszakban üzemel. A vízjogi üzemeltetési engedélyben a tervezett üzemnapok száma 105 nap. A strandfürdő vízforgatós rendszerű úszómedencével és iker elrendezésű gyermekmedencével, továbbá töltős-ürítős termálmedencével rendelkezik. A fürdő hidegvízellátását a városi közüzemi hálózatról biztosítják. Termálvízellátást a fürdőtől 4,2 km-re elhelyezkedő termálkút biztosítja, mely jelenleg változó mértékben, pozitív kútként üzemel. A K-78 kataszteri számú termálkút vizét az Országos Gyógyhelyi és Gyógyfürdőügyi Főigazgatóság 62/Gyf/1998. számú határozatával gyógyvízzé nyilvánította. Az úszómedence és az iker gyermekmedencék városi ivóvízhálózatról feltöltött vizét hőcserélő közbeiktatásával termálvízzel melegítik. A használt termálvíz tározó Tiszavasvári belterületének nyugati határa és a Hortobágy főcsatorna között, a 36-os számú főút mellett helyezkedik el. A sósvíztározó 33 068 m2-en terül el. A tározóból elfolyó használt termálvíz befogadója a Hortobágy főcsatorna, melynek vizét főleg öntözési célokra használják fel. A tározóból vizet csak öntözési időszakon kívül engednek be a befogadóba. A fürdőből
81
termálvíz és hidegvíz keveréke a sósvíztározóba kerül. A használtvíz a tározóból a Hortobágy-főcsatornába évente kétszer kerül bevezetésre. A tiszavasvári fürdő és a sósvíztározó területe a 209/2004 (VII.21) Korm. rendelet 2. sz. melléklete alapján a felszín alatti víz szempontjából „Érzékeny” besorolású, vízbázisvédelmi területet nem érint. A Tiszántúli Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség 2008 novemberében 806/25/2008-as iktatószámon kiadott vízjogi üzemeltetési engedélyében szerepelnek a sósvíztározó üzemeltetéséhez kapcsolódó előírások. A használt termálvíz ideiglenes tárolására szolgáló sósvíztározó két jól elkülöníthető víztestből áll. A mintavételi pontokat bemutató 6.2.3. ábrán jól kivehetőek a víztestek. A tározó környezete rendezett, rekreációs célokat is szolgál. A sósvíztározó területének jelentős részét nyílt vízfelület teszi ki, de kialakult egy jól benövényesedett, természetközeli állapotot mutatott parti sáv (6.2.4. ábra).
6.2.4. ábra. Sósvíztározó tó - Tiszavasvári
A Hortobágy főcsatorna a vizsgált szakaszon részben burkolt mederben halad. A főcsatorna a sósvíztározó befolyási pontjától kb. 500 méterre a rendezett burkolt medrét elhagyva kiszélesedik és egy nádasos területen halad tovább. A bejárás időpontjában a sósvíztározó leeresztő zsilipje az előírásoknak megfelelően lezárt állapotban volt, viszont technikai meghibásodás miatt nem reteszelte el teljes mértékben tározó és a főcsatorna közötti teret, így – még ha kismértékben is – folyamatosan használt termálvíz került a Hortobágyba.
82
6.2.3. ábra: Átnézetes helyszínrajz és a mintavételi pontok (Tiszavasvári)
83
A sósvíztározóból 2 helyről, a befolyási pontnál (TV-V-7) és a leeresztő zsilip előtt (TV-V-8) vettünk egy-egy vízmintát. Mivel a mintavétel során a tározó zsilipje nem záródott megfelelően, a befolyási ponttól a folyásiránynak megfelelően további mintavételi pontokat jelöltünk ki, ahol víz, iszap és talajmintákat vettünk. A mintavételi helyeket a 6.2.3. ábrán tüntettük fel, EOV koordinátái a 6.2.2. táblázatban szerepelnek. 6.2.1-2. Táblázat Mintavételi helyek - Tiszavasvári Mintavételi Minta jele Minta EOV X EOV Y Elvégzett vizsgálatok pont jele típusa TV-7 TV-V-7 befolyási Felszíni 821 490 293 133 ÁVK, Fenolok (fenolindex), pontnál víz toxikus fémek (Cd, Cr, Pb, As, Hg, Zn), ANA-detergens TV-8 TV-V-8 kieresztési Felszíni 821 727 293 351 ÁVK, Fenolok (fenolindex) pontnál víz TV-V-9 referencia Felszíni ÁVK, Fenolok (fenolindex) pont víz TV-9 821 704 293 411 TV-T-9 Üledék Fenolok (fenolindex) TV-V-10 bevezetési Felszíni ÁVK, Fenolok (fenolindex) pont víz TV-10 821 741 293 359 TV-T-10 Üledék Fenolok (fenolindex) TV-V-11 Felszíni ÁVK, Fenolok (fenolindex) bevezetéstől víz folyásirányban TV-11 821 918 293 119 300m-re TV-T-11 Üledék Fenolok (fenolindex) TV-V-12 nádassal Felszíni ÁVK, Fenolok (fenolindex) benőtt területen víz TV-12 822 033 292 961 TV-T-12 Üledék Fenolok (fenolindex) TV-13 TV-T-13 medertől Talaj 822 038 292 968 Na, klorid 3,5 m távolságra 30-40 cm TV-14 TV-T-14 medertől Talaj 822 037 292 991 Na, klorid 15 m távolságra 4050 cm
A víz- és üledékminták laboratóriumi vizsgálati eredményeinek összesített táblázatát az 1. mellékletben csatoljuk. A vizsgálati eredményekből látszik, hogy a tározón belül a kifolyási pontnál vett mintában egyes paraméterek (el. vezetőképesség, nitrát, klorid, kálium, mangán, nátrium, szulfát, fenolindex, bárium) koncentrációja növekedett a befolyási pont közeléből származó mintához képest. A TV-V-8 (kieresztés pontnál) mintában a fenolindex alapján elég magasnak mondható a fenol származékok mennyisége. A Hortobágyi főcsatornából származó mintákban is magas a fenol származékok koncentrációja. A legmagasabb koncentrációt a bevezetési pont fölött, a referencia mintában (TV-V-9) mértük. A tározóból kikerülő használt termálvízre a vízszennyező anyagok kibocsátásaira vonatkozó határértékekről és alkalmazásuk egyes szabályozásairól szóló 28/2004 KvVM rendeletben szereplő, a gyógyászati célú hasznosításhoz, illetve az általános védettségi kategória befogadóihoz kapcsolódó határértékek vonatkoznak. A vízjogi üzemeltetési engedélyt kiadó Tiszántúli Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség az össz. foszfor és össz. szervetlen nitrogén esetében élt a jogszabály által nyújtott egyedi 84
határérték-megállapítás lehetőségével. A rendeletben és a vízjogi engedélyben szereplő határértékek a kifolyó szennyvizek minőségére vonatkozik. A tározóból származó két mintában határértéket meghaladó koncentrációt a fenolindex (0,01 mg/l) esetében mértek. A tározó vizében a toxikus fémtartalmat a használt termálvíz bevezetésénél vizsgáltuk. A kapott koncentrációk jellemzően az alsó méréshatár közelében helyezkedtek el, a használt termálvíz toxikus fémtartalma nem számottevő, így a további mintákból nem vizsgáltuk ezeket a komponenseket. A burkolt medrű Hortobágy szakaszon a használt termálvíz beeresztés helyén (TV-V-10, TV-T-10), illetve a víz folyásirányában a bevezetéstől körülbelül 300 m-re még egy helyen, egy közúti híd mellett vettünk víz (TV-V-11) és iszap (TV-T-11) mintákat. A nádassal benőtt területen a víz- és üledék mintákon (TV-V-12, TV-T-12) kívül még 2 pontból, a csatornától 3,5 (TV-T-13) illetve 15 m-re (TV-T-14) talajmintát is vettünk. A két minta 2 különböző mélységből, a TV-T-13-as számú 30-40 cm, míg a TV-T-14-es számú 40-50 cm-es rétegből származik. A Hortobágyi főcsatornából származó minták eredményei azt mutatják, hogy a referencia ponthoz képest a bevezetés helyén (TV-V-10) megemelkedik a használt termálvíz hatását jelző kémiai paraméterek (elektromos vezetőképesség, klorid, nátrium) koncentrációja. A bevezetési ponttól távolodva ezeknek a vízkémiai paramétereknek a mennyisége a TV-V-11-es ponton megközelítőleg a kétszeresére emelkedik, majd a nádasos terültről (TV-V-12) származó mintában kismértékű csökkenés tapasztalható. A bevezetési pontból vett vízmintában (TV-V-10) a vezetőképesség mértéke és a klorid mennyisége már meghaladta a felszíni víz szennyezettségi határértékeiről és azok alkalmazási szabályairól szóló 10/2010 VM rendeletben a síkvidéki közepes és nagy folyókra (Hortobágy: 19-es típus) meghatározott határértékeket. A nádassal benőtt területen a víz- és üledék mintákon (TV-V-12, TV-T-12) kívül még 2 pontból, a csatornától 3,5 m-re(TV-T-13), illetve 15 m-re (TV-T-14) talajmintát is vettünk. A két minta 2 különböző mélységből, a TV-T-13-as számú 30-40 cm, míg a TV-T-14-es számú 40-50 cm-es rétegből származik. A talaj- és üledékmintákban fenol, bróm, jód, illetve Na+ és a Cl- ion koncentrációt vizsgálatuk. A kapott eredményeket az 1.sz. mellékletben szerepeltetjük. Az üledékben vizsgált bromid koncentráció a bevezetési pontnál (TV-T-10) emelkedik a kimutathatósági határ fölé. A jodid esetében jól látszik, hogy a bevezetés helyén megnövekszik a jodid koncentráció, majd a mennyisége fokozatos csökkenést mutat. A fenolindex esetében a mintákban mért koncentrációk meghaladják a 6/2009 KvVMEüm-FVM együttes rendeletében meghatározott a földtani közeg védelméhez szükséges B szennyezettségi határértéket. Ha a talajokban megjelenő koncentrációkat összehasonlítjuk az azonos mintavételi pontból származó vízminták eredményeivel, azt láthatjuk, hogy a legnagyobb értékek a kontrol mintában (TV-V-9, TV-T-9) fordultak elő. A vizsgált víz- és üledék minták magas fenol tartalmának eredetét egy vizsgálat alapján nehéz megállapítani, főleg úgy, hogy a tározó mellett a kismértékű bevezetéstől 63 m-re a folyásiránynak ellentétes irányban elhelyezkedő pontból származó vízmintában (TV-V-9) is magas fenoltartalmat mértünk.
85
A vizsgált terület a Hortobágy kistájba tartozik. Itt a talajok kb. 70 %-ánál megfigyelhető a szikesedés jelensége. A két különböző mélységből származó talajmintában (TV-T-13, TV-T-14) a magas Na+ ionok – a szikes területekre jellemző magas koncentrációk mellett is – valószínűsíthetően a sósvíztározóból elfolyó víz hatására halmozódtak fel a talaj 30-50 cm-es rétegében.
6.2.2. A használt termálvíz elhelyezés környezeti hatásának vizsgálata a romániai projektterületen 6.2.2.1.
A vizsgálatok menete
Megvizsgálva a kitermelt termálvizek kémiai összetételét, a Feladatmeghatározásnak megfelelően a romániai projektterületen hét helyszínt választottunk ki a felmérésre, kiindulva abból, hogy a kitermelt termálvíz a vízadó jellegéből adódóan eltérő jellegű, így azok elszikkasztása, talajba, talajvízbe való bejutása különböző mértékű veszélyt jelenthet a környezetre: 5 helyszín a felső pannon termálvízadó-rendszerhez tartozó Bihar – Székelyhíd – Margita térségében: Mihai Bravu, Csokaly (Ciocaia), Székelyhíd (Săcuieni) (2 helyszín), Hegyközszentmiklós (Sânnicolau de Munte) egy helyszín az alsó kréta termálvízadó –rendszerhez tartozó Félix Fürdő és Püspökfürdő (Băile 1 Mai) térségében Felix Cordău (Vila President) egy helyszín a Nagyvárad –Mácsapuszta térségéhez tartózó triász termálvízadó – rendszerből Nagyváradi Egyetem A termálkutak hidrogeológiai adatai publikált szakirodalomból származnak.
86
6.2.2.-1. Táblázat Használt termálvízelhelyezés - Vizsgált romániai helyszínek Sorszám
Termálvízadó Kút –rendszer jele típusa
Település
N
E
Megjegyzés
1
alsó kréta
F2
Félix Fürdő (Vila President)
46,980583
21,984317
ivókút és szökőkút az udvaron, innen a halastóba folyik a víz; a használt termálvizet a Hidisel patakba engedik a híd mellett
2
felső pannon
605
Bihai Bravu
47,261617
21,94433
az út mellett szabadon folyik a talajon egy vizenyős területig , ártézi
3
felső pannon
4045
Csokaly (Ciocaia)
47,332766
22,051416
artézi, szabadon folyik a talajon, majd egy az Érbe torkolló mesterséges felszíni vízfolyásba jut
4
felső pannon
4691
Székelyhíd (Săcuieni)
47,3552
22,082683
fűtésre használják, zárt rendszerben kering, ártézi, a használt víz egy az Ér-be torkolló mesterséges felszíni vízfolyásba jut
5
felső pannon
4028
Hegyközszentmiklós (Sânnicolau de Munte)
47,291883
22,12085
a hegyen lévő strandot látja el, csapadékvíz elvezető árkon keresztül patakba jut, ártézi
6
felső pannon
1704
Székelyhíd (Săcuieni)
47,354683
22,095267
változó hozam, eredetileg, a strandot látja el, fűtés is, a használt víz egy Ér-patakba torkolló felszíni vízfolyásba jut, artézi
7
triász
4796
Nagyvárad (Oradea)
47,046357
21,918878
ártézi, de szivattyúzzák, fűtés, a használt víz befogadója a Pece patak
A helyszíni bejárásra és mintavételre a romániai projektterületen 2012. decemberében került sor. Előzetes adataink alapján feltételeztük, hogy a nem karsztos termálvíz fenol tartalma az a komponens, mely feltételezhetően elég magas koncentrációban fordul elő ahhoz, hogy a használt víz elhelyezésekor nyomon követhető legyen. Ezt a komponenst jelzőanyagként használva vizsgáltuk, hogy a termálvíz hova és milyen mértékben jut el, befolyásolja-e a felszíni víz, esetlegesen a talaj vagy földtani közeg minőségét. A kibocsátott használt termálvíz, a felszíni víz, talaj és mederüledék minősége többféle viszonyítási alap szerint értékelhető a helyzetnek megfelelően. Elsődlegesen megvizsgáltuk, hogy a bevezetett használt víz megfelel-e az élővízbe való bevezetési határértéknek. Fontos szempont azonban az is, hogy az élővízfolyás minősége
87
a bevezetés hatására hogy alakul, megfelel-e a vonatkozó határértékeknek. Amennyiben részben a talaj, földtani közeg az érintett, a földtani közeg minőségi határértéke vehető alapul. Kisvízfolyások mederanyagát is vizsgáltuk, tekintettel arra, hogy a mederanyagban a szennyezőanyagok egy része, köztük a fenol is kiülepedik, felhalmozódik. A mederanyag minősége a tartós vízminőségi hatásokat tükrözi, az egyes anyagok viselkedésének megfelelően. Ennek értelmében a H.G. 188/20.03.2002. a használtvizek élővízbe való bevezetésének a szabályairól szóló, a H.G. 352/11.05.2005.-el módosított romániai Kormányrendelet 3. sz. melléklet 1.táblázat szerint az élővízbe bevezetett használt víz fenol tartalma nem haladhatja meg a 0,3 mg/dm3-t. 6.2.2.2.
A szennyezőhatás felmérés eredményei
6.2.2.2.1. Félix Fürdő (Vila President) Félix Cordău Nagyváradtól mintegy 10 km-re délre található. A Vila President fürdőjét az F2 (Felix Cordău) termálkút látja el. A 160 m talpmélységű kút 107-132 m mélységben szűrőzött, vízadója alsó kréta korú mészkő. A zárható felépítményű termálkút a szálloda udvarán található. A kitermelt víz hőmérséklete 33,7 oC, elektromos vezetőképessége 598μ/cm, pH 7,54. A kitermelt termálvizet a fürdő, illetve a szomszédos Aquapark ellátására használják. A szálloda udvarán egy ivókutat és szökőkutat is kialakítottak, melyek vizét az udvaron található halastóban gyűjtik össze.
6.2.5-6. ábra Vila President ivókútja és halastava (Félix Cordău)
A fürdőből származó használt termálvizet föld alatti vezetéken keresztül a szállodától mintegy 100 m-re folyó Hidişel patakba vezetik. A Hidişel patak Szentmárton (Sânmartin) település magasságában a Pece-patakba folyik (Pârâul Peţea).
88
6.2.7. ábra Hidisel patak - vízbevezetés (Félix Cordău)
A mintavételi pontok térbeli elhelyezkedését a 6.2.8. ábrán, mutatjuk be. A Vila President használt termálvíz elhelyezésének vizsgálata során összesen 4 db vízmintát, 3 db mederüledék mintát vettünk. Mivel a kitermelt termálvíz nem tartalmazott kimutatható mennyiségben TPH-t, a további mintákban eltekintettünk a TPH vizsgálatoktól. A vízminták laborvizsgálati jegyzőkönyvei az 1. mellékletben szerepelnek. Termálvíz minősége felszíni vízbe való bevezetés szempontjából Látható, hogy a kitermelt termálvíz minősége a vizsgált paraméterek tekintetében megfelel a H.G. 188/20.03.2002 jogszabály előírásainak, a vizsgált anyag koncentrációk nagyságrenddel kisebbek a megengedett határértékeknél. Ez a helyzet áll fenn a fenol tartalom esetében is, amikor a termálvíz 68 0 $ #'& &+)3!7" nagyságrenddel kisebb a H.G. 188/20.03.2002 jogszabály szerint az élővízbe engedhető fenol tartalomnál (0,3 mg/dm3). Befogadó kisvízfolyás minősége A használt termálvizet a Hidisel patakba vezetik, ahol három helyszínen vizsgáltuk a vízminőséget –használt termálvíz bevezetés fölött, a bevezetés közelében és a bevezetés alatt. A Hidisel patak vízminősége a termálvíz bevezetés fölött és alatt a nitrogén formák esetében változott meg kedvezőtlenül. A 161/2006 (II. 16.) számú, a felszíni vizek ökológiai állapotának minőségi besorolásáról szóló rendelet 6.sz.felszíni vizekre vonatkozó táblázat kémiai jellemzők szerinti minőségi besorolása alapján a nitrit tartalom tekintetében az I. osztályból az V.-be került, a nitrát tartalom szerint az I-ből a II.-re változott, az ammónium esetében a vizsgált termálvíz bevezetés alatti távolabbi helyszínen került a II. osztályba az addig I. minőségű víz. A többi komponens tekintetében minőségi osztály váltás nem történt, illetve jelentős változás nem következett be. A termálvíz bevezetés alatt a nitrit tartalom nagyságrenddel megemelkedik, a kiváló minőségből szennyezett kategóriába kerül. Ezt a minőségi változást azonban nem okozhatta a termálvíz bevezetés, tekintettel arra, hogy annak ammónium, nitrit és nitrát tartalma egyaránt
89
a kimutathatósági határ alatt volt. szennyezőforrásra utal.
Ez a minőségi változás más szennyezőhatásra,
A patakvíz fenoltartalma 8-14 0 $%!& 3)'%-!/* 3$+! $.*/5& &+>) +< -5/%!&<*4 ! '*/+3$. +)+'/!# halas vizekre Magyarországon érvényes határérték (0,005 mg/l) kétszeresét is meghaladja. A kisvízfolyásban három helyszínen mért –használt termálvíz bevezetés fölött, a bevezetésnél és a bevezetés alatt – vízminőségi jellemzők változásában tendencia nem fedezhető fel, azok nem vezethetők vissza a termálvíz bevezetés hatására. A mért eredmények azt mutatják, hogy a patak több forrásból is kap szennyezőanyag terhelést, többek között fenol terhelést is. A patak mederanyagának fenol tartalma megerősíti, hogy a vízfolyás fenol terheltsége fennáll, és tartósan jelen van, a vizsgált bevezetés felett is. A mederanyagban mért fenol tartalom mutatja a vizsgált termálvíz bevezetés hatását, a bevezetés alatt magasabb koncentrációban van jelen. A 61/2006 (II. 16.) rendelet 8.sz. táblázat a mederanyagra vonatkozó 0,05 mg/ kg határértéket a mért értékek meghaladják, a mederanyag rossz minőségű. A kapott eredmény figyelem felhívásra szolgálhat. Jelzi a patak terheltségét, termálvíz bevezetés szempontjából erre a fenol tartalom utal, egyéb szennyezőhatást jelez a megugró nitrát tartalom, illetve a N formák mindegyikében beálló kedvezőtlen változás. Jelen eredmények alapján az adott használt termálvíz bevezetés hatása a kisvízfolyásra nem adható meg, a patak terheltsége nitrát és fenol tartalom tekintetében nem kívánatos mértékű. Ez annak tükrében, hogy a Hidisel patak befogadója a Pece patak és a beömlési szakaszon Natura 2000 terület van, különösen fontos információ, a kedvezőtlen hatás elérheti a Natura 2000 területet, károsan befolyásolhatja annak védett értékeit.
90
6.2.8. ábra: Átnézetes helyszínrajz és a mintavételi helyek – Felix Cordau (Vila President)
91
6.2.2.2.2. Mihai Bravu A 605 sz. termálkút Mihai Bravu település északi határában egy földút mentén található. A kút az irodalmi adatok szerint 1130-1260 m mélységben van szűrőzve, vízadója a felső pannon alján található rétegek. A kút ártézi jellegű. A feltörő víz az út mellett szabadon folyik. A kifolyó víz hőmérséklete 61,2oC, vezetőképessége 2870μS/cm, pH 7,91. A környék lakossága a vizet mosásra használja. Az elfolyó víz az út mentén található két vízelvezető árokban váltakozva folyik. A kút környezete szemetes.
6.2.9-10. ábra Mihai Bravu 605 sz. termálkút
Az út egyik oldalán füves focipálya, a másik oldalán szántóföld található. A vízelvezető árok, amelyben a termálvíz folyik, kb. 100 m után a lakott terület határán halad tovább, majd az utat keresztezve folyik tovább. A vízfolyást a terepi adottságok miatt nem lehetett tovább nyomon követni, azonban, a térkép szerint egy alacsonyabb fekvésű vizenyős, nádas területre jut, amely az Ér patakot a Berettyóval összekötő vízfolyás mentén található. Összesen a Mihai Bravu-n található 605 sz. termálkútból elfolyó termálvíz környezeti hatásának vizsgálata során 1 db vízmintát, 2 db mederüledék mintát és 2 db talajmintát vettünk. A vízminták laborvizsgálati jegyzőkönyvei az 1. mellékletben szerepelnek.
92
Jelen esetben a kitermelt termálvíz fenol tartalma 117 0 $, a H.G. 188/20.03.2002 Kormányrendelet előírása szerint felszíni vízbe bevezethető. A termálvíz az út mellett, többé-kevésbé annak vízelvezető árkában folyik hosszabb szakaszon, majd vizenyős területen terül szét. Egyértelműen látható, hogy a termálvízzel nem érintkezett talajban nagyon alacsony fenol koncentráció van, míg a termálvíz szikkasztással érintett területen a fenol tartalom több nagyságrenddel nagyobb. A talajban felhalmozódott 90-180 0 # &'$ +)+$'% $ 5-" ! . $% + )) ' . / $ '$.7 + )%3$-5/ # - /<+$ &;$ '$.3*'$" / $8&+8++ +$" %!&<*4 4+ / '$.%+-!/ *4$< $. $.*/5&4&!*$ "3+*/7 !# &'$+)+$'% .)4*/ $",+)) + );$ +) !* 161/2006 (II. 16.) ) & $ + */ )!&+ % &&.! & % ) &'$ +)+$% % $ " % # + )'**/ %!&<*4 >& # + #!&+ +< $ & * + & -!/* 3$+! ('&+'#& &&4$/4)+4#&4$% * &'$+)+$'%-'$+%!& #4+%!&+-4+ $!('&+&
6.2.2.2.3. Csokaly (Ciocaia) A 4045 sz. termálkút a 19 sz. főutat Csokaly településsel összekötő 13 sz. út mentén, Csokaly település DK-i határában található. A kutat 1969-ben létesítették. A termálkút talpmélysége 2536 m, szűrőzése 1241-1360 m között található, vízadója a felső pannon rétegek alja. A kifolyó víz hőmérséklete 64oC, a vezetőképessége 12 120 μS/cm, pH 7,75. A kút artézi jellegű, szabadon folyik, a környékbeli lakosság mosásra használja. A kút környezete hulladékkal teli.
6.2.11. ábra Csokaly 4045 sz. termálkút
Az elfolyó víz egy keskeny nádas sávon keresztül egy kb. 80 m-re található felszíni vízfolyásba torkollik.
93
6.2.12. ábra Felszíni vízfolyás
Innen, a mesterséges csatornán keresztül az Ér patakba jut. A csatorna jobb partján jelentős tereprendezés folyik, amelynek következtében a vízfolyás ezen oldalán eltüntették a nádast. A víz felszínét zöldes sűrű hab borítja. A vízfolyás végső befogadója a mintegy 200 m-re található Ér patak. A mintavételi helyeket a 6.2.13. ábrán tüntettük fel, koordinátái és az elvégzett laboratóriumi vizsgálatok eredményei az 1. mellékletben szerepelnek. A Csokalyon található 4045 sz. termálkútból elfolyó termálvíz környezeti hatásának vizsgálata során összesen 4 db vízmintát, 2 db mederüledék mintát és 1 db talajmintát vettünk. A laborvizsgálati eredmények alapján a kitermelt termálvíz minősége a vizsgált paraméterek tekintetében a klorid és a fenol tartalom kivételével megfelel a H.G. 188/20.03.2002 jogszabály előírásainak. A klorid tartalom az előírt koncentráció 160 %-a, míg a fenol tartalom 16-szorosa az élővízbe bevezethető mennyiségnek. A vízfolyás a termálvíz bevezetési pont fölött már jelentős mennyiségű fenolt tartalmaz, mely koncentrációt tovább növeli a bevezetés. A víz fenol koncentrációja igen rövid szakaszon a felére csökken, ami azonban élővíz szempontjából még mindig igen magas. A 161/2006 (II. 16.) rendelet alapján 50 g/l-t meghaladó fenoltartalmú víz erősen szennyezett V. minőségi osztályba tartozik. Az 5 0 $ &'$ +)+$'%! + #!&+ +< %4 "7 %!&<*4 >& # $*/5&! -5/ -!*/'&.5+3*! 4)+4# # / #4( *+ -5/ '$.3* ) & #5-;$ */ &&. / ++%!##')* % $ ' +7 % *+ )*4 *-5/ $- / +<*+')&3)7$-&*/7 Ez a bevezetés már veszélyezteti a befogadó élővízfolyást az Ér patakot is. A mederanyag vizsgálati eredményei is alátámasztják a vízvizsgálati eredményekből levonható következtetéseket. A minimális fenolt tartalmazó kontrol talajmintához képest az üledék a bevezetési pont fölött is igen magas, mely a bevezetés hatására tovább növekszik. A mederanyag 3,47 mg/kg fenol tartalmát a magyar szabályozás szerinti 6/2009 (IV. 14.) KvVM-EÜM-FVM együttes rendeletben a földtani közegre megadott 1 mg/kg „B” szennyezettségi határértékhez viszonyítva tartjuk magas értéknek. Tekintettel arra, hogy a mederanyag az élővízben élettér is és szoros kölcsönhatásban áll a vízminőséggel, ez az érték még kedvezőtlenebb elbírálás alá esik, mint egyéb körülmények között. A tereprendezés során a vízfolyásba jutó humuszos, tápanyagban gazdag talaj helyi alga túlszaporodást okoz. 94
6.2.13. ábra: Átnézetes helyszínrajz és a mintavételi helyek – Csokaly (Ciocaia)
95
6.2.2.2.4. Székelyhíd (Săcuieni) 4691 kút A székelyhídi 4691 sz. termálkút a település nyugati határában, a 19D sz. út mentén található. A kutat 1979-ben létesítették, 1290-1447 m között van szűrőzve. Vízadója a felsőpannon alján található 6 homokréteg. A kitermelt víz hőmérséklete 82 oC, vezetőképessége 2440μS/cm, pH 8,80.A kút ártézi jellegű, a kitermelt termálvizet zárt rendszerben keringetve fűtésre használják. A használt termálvizet két ponton vezetik egy a kúttól kb. 65 m-re folyó felszíni vízfolyásba. Egyik pont a kút magasságában felszíni árkon keresztül, a másik felszínen vezetett csőrendszeren keresztül, e bevezetési pont fölött kb. 130 m –re található. A használt termálvíz végső befogadója a kúttól mintegy 800 m-re található Ér patak.
6.2.14. ábra Kútból elfolyó termálvíz - Székelyhíd
6.2.15. ábra Felszíni vízfolyás és Ér patak összefolyása - Székelyhíd
A mintavételi helyeket a 6.2.16. ábrán tüntettük fel, koordinátái és az elvégzett laborvizsgálatok az 1. mellékletben szerepelnek. A Székelyhídon található 4691 sz. termálkútból elfolyó termálvíz környezeti hatásának vizsgálata során összesen a 10 db vízmintát, 6 db mederüledék mintát vettünk. A kitermelt termálvíz minősége a vizsgált paraméterek közül a fenol és a klorid tartalom tekintetében nem felel meg a H.G. 188/20.03.2002 jogszabály előírásainak. A kitermelt termálvíz fenol tartalma az élővízbe vezethető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
96
6.2.16. ábrán: Átnézetes helyszínrajz és a mintavételi helyek – Székelyhíd (4691 sz. kút)
97
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mg/kg, míg alatta 3,7 mg/kg fenol tartalmú volt a mederanyag. / 1) (+#& &'$ + ) $4* -3$+'/3* %3) & % #8- + +< &.'%'& #;$8&8/< ('&+'#& - ++ ;$ 4# &'$ +)+$% $4&. * - . .!)3&.:-3$+'/3*+& %%,++4)+4# /'&&" $/! &'$+ ) $4*+% $. - / +4*! ('&+ 8$8++4*$++!)4*/ &!* &&3$$%4)+ &'$+)+$'%%!& & * + &% $ " 161/2006 (II. 16.) rendelet % )&. )-'&+#'/7 % # 4)+4# +5 .% )&. !**/ &&. / ++ */ &&. /4* / 1) (+#! +,) + );$ + + + ) $! % $.& # # - /<+$ & +3*3+/4$< $.) " $8$< "'#) $+4+ $ //;#
6.2.2.2.5. Hegyközszentmiklós (Sânnicolau de Munte) Hegyközszentmiklóson a 4028 sz. termálkút a településtől délre, a külterületen a 767A közlekedési út mentén található. A kitermelt termálvizet a kúttól légvonalban mintegy 500 m-re a dombon található strand ellátására használják. A kifolyó víz hőmérséklete 66 oC, vezetőképessége 4790 μS/cm, ph 7,56. A használt termálvizet a strandról felszíni vízelvezető árokban engedik amely az közlekedési út árkában kerül elvezetésre. Kb. 200 m után egy felszíni vízfolyásba, patakba torkolik. A helyszíni vizsgálat során a termálvíz patakba történő befolyásának a vízminőségi hatását vizsgáltuk.
6.2.17. ábrán Hegyközszentmiklós
98
A mintavételi helyek koordinátái és az elvégzett vizsgálatok a valamint a vízminták laborvizsgálati jegyzőkönyvei az 1. mellékletben szerepelnek. A Hegyközszentmiklóson található 4028 sz. termálkútból elfolyó termálvíz környezeti hatásának vizsgálata során összesen 4 db vízmintát, 3 db mederüledék mintát vettünk. A kitermelt termálvíz minősége vizsgált paraméterek tekintetében, a fenol tartalmon kívül megfelel a H.G. 188/20.03.2002 jogszabály előírásainak, a vizsgált anyag koncentrációk nagyságrenddel kisebbek a megengedett határértékeknél. A fenol tartalom megközelítően ötszöröse a H.G. 188/20.03.2002 jogszabály szerint az élővízbe engedhető fenol tartalomnak (0,3 mg/dm3). A termálvizet elvezető kisvízfolyás fenol tartalma mutatja a terhelést, a kisvízfolyást befogadó patak fenol tartalma a bevezetés fölött és alatt egyaránt jelentős, mindenhol az erősen szennyezett V. minőségi osztályba tartozik. A vizsgált termálvíz bevezetési pont fölötti 137 0 $ érték azt jelzi, hogy a vízfolyás felső szakaszán jelentős termálvíz bevezetés történhet. A mederüledék vizsgálat is azt mutatja, hogy a patak mederüledéke szennyezettebb, mint a termálvizet közvetlenül befogadó kis vízfolyás. A befogadó patak vize és mederanyaga erősen szennyezett.
6.2.2.2.6. Székelyhíd (Săcuieni) - Strand A székelyhídi strand a település északi határában található. A strand termálvízzel történő ellátását az 1704 sz. termálkút biztosítja, amelynek vizét egyben fűtési céllal is hasznosítják. A kút szűrőzése 952-1152 m –ig tart, vízadója a felső-pannon alján található 9 homokréteg. A víz kifolyási hőmérséklete 50,8 oC, vezetőképessége 4790μS/cm, ph 7,56. A kút ártézi jellegű. A strandról a termálvizet egy felszín alatti vezetéken keresztül egy felszíni vízfolyásba engedik, amelynek a végső befogadója az Ér patak. A helyszíni bejárás alkalmával a strand nem üzemelt, így vízbevezetés nem volt tapasztalható. A felszíni vízfolyás partját nádas fedi, vízmozgás alig tapasztalható, a víz zavaros, szürkés színű és erős szaga van. A nádasban látott kacsák arra engednek következtetni, hogy kacsaúsztató funkciót is betölt a víztér. A mintavételi helyeket a 6.2.19. ábrán tüntettük fel, koordinátái és az elvégzett laborvizsgálatok valamint a vízminták laborvizsgálati jegyzőkönyvei az 1. mellékletben szerepelnek. A Székelyhídi Strandról elfolyó használt termálvíz környezeti hatásának vizsgálata során összesen 2 db vízmintát, 5 db mederüledék mintát vettünk.
99
6.2.19. ábra: Átnézetes helyszínrajz és a mintavételi helyek – Székelyhíd (1704 sz. kút)
100
6.2.18. ábra Felszíni vízfolyás – Székelyhíd Strand
A kitermelt termálvíz minősége a fenol kivételével a vizsgált paraméterek tekintetében megfelel a H.G. 188/20.03.2002 jogszabály előírásainak, a vizsgált anyag koncentrációk nagyságrenddel kisebbek a megengedett határértékeknél. A fenol tartalom a H.G. 188/20.03.2002 jogszabály szerint az élővízbe engedhető fenol tartalomnak (0,3 mg/dm3) 18-szorosa. A vizsgált pontban a vizsgálat ideje alatt termálvíz bevezetés nem volt. A vízfolyásból vett vízminta ennek ellenére jelentős fenol tartalmat mutatott. Ennek oka valószínűsíthetően a pangóvíz, az üledékből való visszaoldódás, nem zárható azonban ki az egyéb szennyezőhatás sem. Az üledékminták fenol tartalma jelentős mértékben nem változik, de egyértelműen jelzi a fenol terhelést és a bevezetési helytől távolodva annak csökkenését. Ez a vizsgálati helyszín azt mutatja, hogy az időszakos magas fenol tartalmú vízbevezetés hatása időben elnyúlik, a bevezetés leállítását követően a mederanyag és a víz fenol tartalmának csökkenése csak fokozatosan megy végbe.
6.2.2.2.7. Nagyváradi Egyetem (Universitatea din Oradea) A Nagyváradi Egyetem (Universitatea din Oradea) területén található a 4796 sz. termálkút. A kutat 1981-ben létesítették, szűrőzése 1276-1560 m mélységben van, vízadója triász mészkő és dolomit. A kút ártézi, de szivattyúzzák és vizét fűtési céllal hasznosítják. A víz kifolyási hőmérséklete 72oC, vezetőképesség 1280 μS/cm, pH 6,83.A használt termálvizet felszín alatti vezetéken a Pece patakba engedik. A patak medre ezen a szakaszon burkolt, azonban vastag üledék rakódott le benne. A víznek erős szaga van.
101
6.2.20. ábra Pece patak- használt termálvíz bevezetés – Nagyvárad Egyetem
6.2.21. ábra Pece patak-– Nagyvárad Egyetem
A mintavételi helyeket a 6.2.22. ábrán, koordinátái és az elvégzett laborvizsgálatok, valamint a vízminták laborvizsgálati jegyzőkönyvei az 1. mellékletben szerepelnek. A nagyváradi Egyetemről elfolyó használt termálvíz környezeti hatásának vizsgálata során összesen 5 db vízmintát, 1 db mederüledék mintát vettünk. A Pece patak kifejezetten szennyezettnek tekinthető. Három kémiai komponens, a NH4, Cl és fenol tekintetében is jelentős mértékben túllépi a szennyezettnek tekinthető értéket. A fenol tekintetében a folyás irányban jelentősen csökken a fenol tartalom, a bevezetési ponttól 125 m-re már IV. vízminőségi osztályba csúszik át.
102
6.2.22. ábra: Átnézetes helyszínrajz és a mintavételi helyek – Nagyvárad- Egyetem (4796 sz. kút)
103
Összegzésként elmondható, hogy a vizsgált termálvíz bevezetések mennyiségileg a kis termálvíz kibocsátókhoz tartoztak, a befogadó vízfolyások azonban szintén igen kis vízhozamú, sokszor jelöletlen vízfolyások. A vízfolyások part-meder alakulása több esetben mesterséges kialakításra, eredetileg természetes vízfolyásnál erősen módosított viszonyokra utal. Természet közeli állapotról a befogadó vízfolyások esetében nem beszélhetünk. A minőségi vizsgálatok azt mutatták, hogy a termálvíz bevezetések éreztetik hatásukat mind a vízminőség, mind a mederanyag minősége tekintetében. A termálvíz bevezetések hatását a fenol tartalom mérésével követtünk nyomon, de egyéb komponensek esetében is hasonló eredményre számíthatunk. A magasabb fenoltartalmú termálvíz bevezetésének hatása több száz méteren keresztül érvényesül. A víz fenoltartalma a mederanyagban is fenol felhalmozódást okoz, mely hosszabb távon kedvezőtlenül befolyásolja a vízminőséget a fenol tartalmú termálvíz bevezetésének megszüntetése után is. A magasabb fenol tartalmú termálvíz bevezetés a kisvízfolyásokat elszennyezi. Az egyre terjedő termálvíz felhasználás és az evvel járó elhelyezés a kisvízfolyásokat veszélyezteti. A használt termálvíz kisvízfolyásokba való tervezett bevezetés hatását csak az adott vízfolyás és a további befogadó vízfolyások egyedi vizsgálata alapján, a bevezetett vízmennyiség, annak összetétele, a befogadó vízhozama és alapállapota, valamint a védendő természeti értékek ismeretében lehet megítélni.
7.
Térinformatikai adatbázis felépítése, adatszolgáltatás
A térinformatika (GIS) egyetlen rendszerbe integrálja a térbeli és a leíró információkat, így alkalmas keretet biztosít a földrajzi adatok elemzéséhez. A munka során a térbeli információk átlátható kezelésére egy egységes térinformatikai adatbázist hoztunk létre. A térinformatikai adatbázis kiépítésére az Arc GIS 9.3 térinformatikai rendszert használtuk. Jelen kutatási munka a román-magyar államhatáron átnyúló területet érintette. Annak érdekében, hogy a kutatási eredmények egységes feldolgozása, értékelése megtörténhessen, egy egységes rendszerben kiépített térinformatikai rendszert kellett kialakítani. Adatgyűjtés Első lépésként a térinformatikai adatbázishoz szükséges alapadatokat és a digitalizált alaptérképeket szereztük be a megbízóinktól. A terepi munka során vizsgált pontok, objektumok helyét GPS segítségével bemértük, így ezek elhelyezkedését a térinformatikai rendszerben is meg tudtuk jeleníteni. A térinformatikai adatbázis felépítése Az egyes digitalizált, térképi állományokat az Arc View 9.3 szoftver shape (.shp) formátumban tárolja. Ezek a shape formátumok több fájlból állnak. A shapeket egységesen az Arc View egyik segédprogramjával, az Arc Catalog-gal lehet kezelni. A térkép elemeket a program, mint fóliákat kezeli, és ezeket egymásra helyezi. Legfelül a pontok helyezkednek el, alattuk a vonalas létesítmények, míg a legalsó szinten a felülettel rendelkező poligonok találhatóak. A térkép elemeket tetszőlegesen ki és be lehet kapcsolni, valamint a sorrendjük és prioritásuk is változtatható. Minden térkép elemhez tartozik egy attribútum tábla, mely a hozzájuk kapcsolódó információkat tárolja. Ezek az attribútum táblák bővíthetők, a bennük tárolt adatok frissíthetők. A térkép elemekkel, amiket fedvényeknek is neveznek, különböző műveletek is végezhetők. Valamilyen logikai összefüggés, vagy területi elhelyezkedés alapján leválogathatók, kezelhetők. A felhasználás során tetszőleges méretű, a felhasználó elképzeléseinek megfelelő papír térképek hozhatók létre. A papír térkép megszerkesztése a program Layout módjában végezhető el. Jelen kutatás során határom átnyúló területet vizsgáltunk. A vizsgálat Magyarország és Románia határ menti területeire terjedtek ki. Olyan térinformatikai adatbázist kellett létrehoznunk, mely egységesen mind a két országban használható. A két ország különböző koordináta rendszert használ a földrajzi pontok térbeli helyzetének meghatározására. Magyarországon az EOV koordináta rendszert, míg Romániában a Stereo-70 koordináta rendszert használják. Napjainkban, világviszonylatban a WGS-84 rendszer terjed el, a GPS 105
eszközök alapértelmezett koordináta rendszere is ez. A három koordináta rendszerben eltérő koordináták tartoznak egy adott ponthoz, ezért a szoftverrel transzformáltuk az EOV, Stereo-70 és a WGS-84 koordináta rendszereket, hogy ha ezek közül a koordináta rendszerek közül bármelyikben használják a térinformatikai rendszert, az egyes térkép elemek a valóságnak megfelelően helyezkedjenek el. Az Arc View 9.3. program képes a különböző koordináta rendszerben lévő térkép elemeket megjeleníteni, de az előre definiált transzformációk nem elég pontosak. A program lehetőséget ad egyéni transzformációk megadására, így egyéni transzformációk segítségével a különböző koordinátarendszerben definiált térkép elemeink pontosabban, egyszerre megjeleníthetők. A térinformatikai adatbázis felhasználása Az elkészült térinformatikai rendszer a következő főbb adattípusokat tartalmazza:
A terület topográfiai térképe, magyar és román oldalon Vizsgált termálkutak Használt termálvíz elhelyezés a projekt keretében vizsgált helyszínei Geofizikai mérések helyszíneit
Az elkészült adatbázis a jelenlegi helyzetet mutatja be. Annak érdekében, hogy a gyakorlatban is használható legyen, folyamatosan frissíteni kell, hogy az aktuális adatok alapján megkönnyítse és alátámassza a területhez kapcsolódó döntéseket. A rendszer készítése során figyelembe vettük a magyar oldali légifotókat is. A terület környezeti állapotának megóvásához, és javításához kapcsolódó döntések megalapozásában nagy segítséget nyújthat az adatbázis használata. A feltárt problémák kezeléséhez is segítséget nyújt az elkészült térinformatikai rendszer, mivel különböző elemzések készíthetők a problémás területekről, és ezek tematikus térképen ábrázolva megjeleníthetők. Ha az önkormányzatok a környezeti állapot javítása érdekében pályázati úton kívánnak forrásokhoz jutni, akkor a pályázat indokoltságát lehet igazolni egy naprakész térinformatikai adatbázis segítségével.
106
8.
Eredmények – következtetések - javaslatok
A vizsgált felszín alatti termálvíztestek vonatkozásában a projekt során számos feltételezés további megerősítést nyert, illetve az ismeretek pontosítása történt meg. A projektnek vannak olyan eredményei is, melyek eddig nem álltak rendelkezésre, ilyenek a termálvíztestek regionális hőtranszport és hidrodinamikai modellezése, a vizsgált víztesteken az eltérő tulajdonságú területek, hidrológiai tájegységek lehatárolása, pontosítása vízkémiai jellemzők matematikai értékelésével (klaszteranalízis). Az eredmények felhasználása sokrétű lehet. Az összegyűjtött és az új információk alapot adnak a helyi vízkivételi tervezésekhez és háttérismereteket nyújtanak az engedélyezési eljáráshoz. A projekt keretében elvégzett egyes vizsgálatokat összefoglaló fejezetekben röviden összegeztük az elért eredményeket. A termálvíz fenntartható felhasználása érdekében törekedni kell a pazarló felhasználás megszüntetésére, a komplex hasznosításra, a hőmennyiség minél hatékonyabb felhasználására. Ennek eléréséhez célzott támogatások, kedvezmények körének és elérhetőségének bővítése javasolt. A projekt keretében végzett vizsgálataink is alátámasztották, hogy a porózus termálvízadók egy egységes határon átnyúló hidrogeotermális struktúrát alkotnak, ezért fontos, hogy a két ország együttműködve gazdálkodjon a hévízkészletekkel és törekedjenek a kitermelt termálvizek minél hatékonyabb és sokrétűbb hasznosítására.
8.1. Felszín alatti hatások A felső-pannon rétegekben tározódó termálvíz fő áramlási iránya keresztezi a román-magyar határt. A fő áramlási irányok ÉK-DNY, Ny-K, illetve DK-ÉNY. A vizsgált terület közvetlen utánpótlódási zónáit a kiemelt, Romániában található magas hegyvidéki részek alkotják a modellterület DK-i részén. Az itt felszínen lévő karbonátokon beszivárgó csapadékvíz közvetlenül táplálja a Ny, DNy felé, egyre nagyobb mélységbe lezökkenő triász és kréta karbonátos vízadókat. A viszonylag nagy topográfiai magasságkülönbségek miatt, illetve a beszivárgás magasabb rátája miatt a fedetlen karbonátos képződmények felületén, a felszínen beszivárgó csapadékvíz nagy mélységig (540-550 m) lejuthat. A terület intenzív tektonikai igénybevétele következtében a víztartó blokkos szerkezetű és „hirtelen” jut le nagy, akár 20002500 m-es mélységekbe is. A karsztos, repedezett, karbonátos képződményekben az áramlás intenzív, míg a felette települő, rossz vízadó képességű felső-kréta, alsó pannóniai, miocén korú rétegekben a ritkuló áramvonalak a rosszabb, lassabb áramlást jelzik. Fentebbiek azt is jelentik, hogy a rosszabb vízvezető képességű, finomszemcsés üledékek a mezozoós karbonátok felett jól „leszigetelik” a termálvíztartót. A triász és alsó-kréta termálvíztartók, valamint a felső pannóniai termálvíztartók között a modellszámítások alapján nincsen kapcsolat. Ezt igazolják a vízkémiai
107
elemzések is, melyek a két víztartóban eltérő vízösszetételt és vízkort mutatnak. A hegyvidéki kiemelt területeken lokális áramlási rendszerek is megjelennek. A fedőképződmények (kvarter és felső pannóniai összlet) utánpótlódása K-i, ÉK-i és DK-i irányból érkezik: ennek egy része a modellterületen belül található (hegylábi területek), míg e rétegek utánpótlódása jelentős részben a modellterületen kívülről, K-i, ÉK-i irányból történik. A felsőbb, sekély rétegekben a felszínalatti vízáramlások iránya a lokális topográfiát követi, vagyis a kiemelt hegyvidéki területek felől a medence irányába áramlik. A modellezés során megfelelő módon sikerült leképezni az ismert hőmérsékleti eloszlást a felső pannóniai rétegek talpán. Az ismert és a modellezett átlaghőmérséklet mintegy 60-70 °C, mely ennél alacsonyabb és magasabb is lehet lokálisan: Tiszafüred, Komádi, valamint Székelyhíd térségében találkozhatunk az átlagtól magasabb (akár 80-90 °C) hőmérséklettel. Mind az ismert, mind a modellezett kép jól demonstrálja a hő konvektív terjedését: a víz áramlási irányában, ÉK, DK-i irányokból Ny, DNy felé hőmérséklet emelkedést mutat. További hőmérsékleti maximumok jelentkeznek a mélyebb medencék irányában/területén, ahogyan az látszik Székelyhíd, Berettyóújfalu térségében, vagy akár a Hajdúszoboszlótól Ny-ra eső területeken is. Az aljzati képződményekben ismert hőmérsékleti eloszlás modellezése már jóval nehezebb: egyrészt a területileg koncentrált adatok (Nagyvárad környéke) ismerete következtében, másrészt a head korrigációjára nem alkalmas mérési adatok miatt az aljzati víztartókban a hőmérséklet eloszlás modellezése csak nagyobb pontatlansággal történhet. A modellben jól látszik a beszivárgó víz hűtő hatása a triász víztartókban: a beszivárgó csapadékvíz az utánpótlódási területtől nagy távolságra is megőrzi alacsony hőmérsékletét. A Nagyvárad környékén 100 °C körüli mért vízhőmérsékleteket a modell megfelelően közelíteni tudta, ugyanakkor a fentebbiek miatt, továbbá mért adatok hiányában a magyarország felé egyre mélyebben található víztartóban, a modellben Ny-i irányban modellezett magas hőmérsékletek csak tájékoztató jellegűek. A szkenárió azt mutatja, hogy a hőmérséklet nagyon érzékeny a kalibrációs input adatok változtatására, azaz a hő főleg konvekciós módon a vízzel szállítódik és a kondukciós áramlás (a kőzetvázban) elhanyagolható. Javaslatok
A takarékos, ellenőrizhető és tervezhető vízhasználat elérése érdekében elsőként a termálvíz termelés vízmérővel történő mérését és megfelelő adatszolgáltatást kell bevezetni.
Az engedély nélküli termálvíz kitermelések kockáztatják a termálvíz kivételek fenntartható szintjét. Ezek feltárására erőfeszítéseket kell tenni. Az illegális kutak feltárására a megyei önkormányzatok az engedélyezett termálvíz felhasználókkal közösen, szükség esetén a hatósági segítséget igénybe véve ellenőrzési programot dolgozzon ki és valósítson meg. Az ellenőrzés során a vízfolyásoknál észlelt bevezetések, illetve az engedélyezett kutaknál hirtelen bekövetkező nyomás, illetve vízadóképesség változás is nyomra vezethetnek. További feladat az engedély nélküli vízkivételek megszüntetése, lehetőség szerint az engedélyezett körbe való bevonásuk.
Azokban az esetekben, ahol a termálvíz hasznosítás után a használtvíz visszasajtolása lehetséges, kedvezmények biztosításával és anyagi támogatással ösztönözni kell a rétegbe való visszasajtolást.
108
A fenntartható termálvízhasználat ellenőrzésére és nyomon követésére elengedhetetlen monitoring-rendszer kialakítása és működtetése. Tekintettel arra, hogy határon átnyúló víztestekről van szó, csak közös monitoring rendszer lehet hatékony és informatív. Meglévő kutak felhasználásával, azok rendszeres mennyiségi és minőségi viszonyainak vizsgálatával lehet megvalósítani. Az eredmények közös felhasználásával, értékelésével követhető nyomon a víztest mennyiségi és minőségi változása, mely alapja a túlhasználat megelőzésének, a kedvezőtlen tendenciák időben való megállításának, intézkedések hatékony megtételének. Mindez a hatékony és fenntartható termálvízgazdálkodás feltételeit teremti meg.
A monitoring tevékenység részét képezi a megfelelő hálózati infrastruktúra, adatminőség és adatkezelés. A monitoring tevékenység meghatározott terv szerinti, rendszeresen ismétlődő méréseket foglal magába, amelyek a mennyiségi és a minőségi jellemzőkre egyaránt kiterjednek. A monitoring-rendszert a felszín alatti vizek áramlási rendszerének ismeretében, annak figyelembevételével kell megtervezni. A költséghatékonyságot sem mellőzve a figyelőrendszerbe beépíthetők olyan meglévő, nagymélységű fúrások, amelyek a szénhidrogén kutatások alkalmával meddőnek bizonyultak. Ilyen kutak nagyszámban létesültek mindkét országban. A megfigyelésre alkalmas kutak átalakításának ráfordításai mintegy 20%-át teszik ki egy új fúrás összköltségének. Ráadásul ezekről a fúrásokról már minden földtani, hidraulikai, vízföldtani adat rögzítve van.
A megújuló energiák hasznosításának növelését célzó irányelv nemzeti célszámai, valamint a határmenti régió társadalmi-gazdasági fejlődése (különösen a mezőgazdaság és a turizmus) előrevetíti az elkövetkező évek fokozódó termálvíz igényét. Ezt mindenképp célszerű támogatni, részben a jelenlegi vízkivétel növelésével (ennek mértéke a modellezés eredményei alapján a jelenlegi 3-4-szeresére növelhető a vízadó tartós károsodása nélkül), de elsősorban a legjobb elérhető technológiák támogatásával. A vízkivételét regionális vízföldtani modellezési eredményekkel alátámasztott környezeti hatásvizsgálatok alapján célszerű kezelni.
A vízkivétel növekedésére vonatkozó faktort azokban az esetekben kell csökkenteni, ahol jelentős, hosszútávú csökkenés tapasztalható a piezometrikus vízszintben, vagy hosszútávú negatív hatások lennének érzékelhetőek a termálvíz mennyiségében vagy hőmérsékletében. A vízkivétel nem eredményezhet olyan leszívást, vagy hosszútávú hatást, amely jelentősen csökkentené a jövőbeli felhasználást technológiai vagy gazdasági szempontból. A regionális modell eredményei alapján az utánpótlódási kapacitást tekintve, a hosszútávú vízháztartás stabil regionális feltételeket biztosítottak. A kistérségi felszín alatti vízszint és az áramlási irányok helyileg az aktuális vízkivételektől függenek, helyi egymásrahatás jelentkezhet szomszédos kutak termelése során, így a közeli vízkivételek helyzetét szabályozni szükséges. A jelenlegi jelentős vízkivételek 10-15 km-es körzetében további vízkivételek engedélyezése nem ajánlott, ezeket “korlátos területek”-ként javasolt kijelölni. Ezeken a zónákon belül a maximális kivehető vízmennyiséget az igénybevételi határérték figyelembevételével kell meghatározni.
A további, hosszútávú információcsere fenntartása elengedhetetlen.
109
8.1.1. Kutatási javaslatok Az általunk végzett vizsgálatok eredményei alapján kirajzolódnak azok a kérdéskörök, melyek pontosítása a védelem szempontjából igen lényeges, jelentős gyakorlati haszonnal jár. Az általunk legfontosabbnak tartott, a védelem kialakítása szempontjából legnagyobb jelentőségű részletes ismeretek megszerzésére irányuló kutatási programokra, vizsgálatokra teszünk javaslatokat. Klaszteranalízis során felmerült kutatási javaslatok Sokváltozós adatelemző módszerekkel meghatároztuk a hasonlóan viselkedő mintavételi pontok csoportjait. A teljes projektterületen 4 csoportot lehetett elkülöníteni, ebből 2 a triász és alsó-kréta karsztos víztartókra szűrőzött kutak vízmintáit jelentik, paramétereinek mért értékei jelentősen eltérnek a többi kút értékeitől, és térben is jól elkülönülnek, ezek Nagyvárad–Félixfürdő környékére esnek. A másik két csoport kútjai a felső-pannon–pleisztocén vízadót csapolják meg, kémiai paramétereik alapján mégis különböznek egymástól, ami egyértelműen jelzi, hogy vízkémiai szempontból eltérés van a két csoport tagjai között, de a paraméterenkénti szétválás a szűrőzési mélységben is megjelenik. Az eredmények azt sugallják, hogy nem lehetetlen, hogy e két utóbbi csoport két különböző áramlási rendszer része. E feltételezés hidrogeológiai alátámasztása aláhúzza egy közös vízföldtani kutatás folytatásának szükségességét, a vízföldtani viszonyok részletes feltárását, a rendelkezésre álló készletek és lehetőségek közös számbavételét. Geofizikai vizsgálatok során felmerült kutatási javaslatok A VESZ méréseket gerjesztett polarizációs (GP) mérésekkel kiegészítve pontosabban elkülöníthetőek a permeábilis és impermeábilis rétegek. Az ilyen, pontosabb mérési eredmények alapján előállított földtani szelvények döntő fontosságúak lehetnek a jövő vízkészletgazdálkodási kérdéseiben, hiszen az alapos földtani ismeret hidrodinamikai modellek megbízhatóságát növeli. Annak ellenére, hogy a területen 60 db mérést végeztünk, ez a kutatott terület méreteihez viszonyítva elenyésző mennyiségnek számít, ennél sokkal több mérésre lenne szükség a földtani viszonyok vízföldtani szempontból kellő pontosításához. Terepi tapasztalataink alapján az RMT és VLF-R mérések hasznossága nem vitatható, ezeknek a méréseknek a folytatását mindenképpen célszerű elvégezni, bármilyen hidrogeológiai kutatás számára, amely a közeljövőben a területet érinti. A numerikus számítások során felmerült kutatási javaslatok A projekt során körvonalazódni látszik, hogy a porózus, regionális felső-pannon vízadóban két áramlási rendszer különíthető el, egy sekélyebb és egy mélységi, amely a határ mindkét oldalán észlelhető. Ennek gyakorlati jelentősége nagy a vízkivételek egymásra hatása szempontjából, mind kisebb térségen belül, mind a két ország között. Az áramlási viszonyok részletesebb feltárása a kölcsönhatások teszi lehetővé, mely a vízkivételek megtervezéséhez és a fenntartható megállapításához ad értékes információt. Ezért javasoljuk az áramlási folytatását célzottan elkülönítve a sekélyebben, illetve mélyebben
pontosabb felismerését használat szabályainak viszonyok feltárásának szűrőzött termálkutak 110
paramétereinek feldolgozásával. (Természetesen szükséges a kút- és a termelési adatok gyűjtésének fejlesztése is). A fent körvonalazott adatkör minél nagyobb számú vízkivétel bevonásával és a modellbe való beépítésével alkalmas a valós helyzet egyre pontosabb leképezésére, mely a növekvő vízhasználat mellett a konfliktus helyzetek elkerülése, illetve kialakulási valószínűségének csökkentése, a fenntartható vízgazdálkodási tervezés érdekében elengedhetetlen Jelen kutatásinknak nem volt célja a termálvizet adó porózus víztestek fölött elhelyezkedő hideg vizet adó víztestek felmérése, az ezek termelése következtében fellépő hatások számbavétele. A két különböző típusú vízadó közötti hidrodinamikai kapcsolatok feltárása azonban szintén pontosítja a felszín alatti vízkészlet változainak nyomonkövethetőségét, a változási folyamatok becslését, ezért javasoljuk, hogy egy következő projektben a hidegkarsztos (Romániában a Királyerdő-hegység területén) és porózus vízadókat is értékelve együttesen vizsgálják a vízadók kölcsönhatását hidrodinamikai modell segítségével.
8.2. A termálvíz kitermelés- felhasználás felszíni hatásai A használt termálvíz elhelyezés környezeti hatásainak felmérése során igazodtunk a határ két oldalán eltérő általános elhelyezési gyakorlathoz. Míg a magyar projektterületen jelenleg a használt termálvizeket elsősorban sósvíztározókban tárolják, majd a vegetációs időszakon kívül mesterséges, vagy természetes vízfolyásokba vezetik, addig a romániai Bihar-megyében a bevezetés közvetlenül a mesterséges csatornákba vagy élővízbe történik. Magyarországon két helyszínen a használt termálvíz sósvíztározókban történő tárolás, Romániában hét helyszínen, a termálkarsztos, illetve a felső-pannon porózus képződményekből kitermelt termálvizek elhelyezésének környezeti hatásait mértük fel. A sósvíztározók alkalmazása valamint a közvetlen kisvízfolyásokba való bevezetés is kedvezőtlen környezeti hatásokat okoz. A jelenleg alkalmazott módszerek környezeti terhet jelentenek. A minőségi vizsgálatok azt mutatták, hogy a termálvíz bevezetések éreztetik hatásukat mind a vízminőség, mind a mederanyag minősége tekintetében. A termálvíz bevezetések hatását a fenol tartalom mérésével követtünk nyomon, de egyéb komponensek esetében is hasonló eredményre számíthatunk. A magasabb fenoltartalmú termálvíz bevezetésének hatása a kisvízfolyásokban több száz méteren keresztül érvényesül. A víz fenoltartalma a mederanyagban is fenol felhalmozódást okoz, mely hosszabb távon kedvezőtlenül befolyásolja a vízminőséget a fenol tartalmú termálvíz bevezetésének megszüntetése után is. Javaslatok
Egyedi vizsgálatok keretében szükséges választ adni arra, hogy a kisvízfolyások terhelését hogyan lehet csökkenteni, illetve a közvetlen bevezetést milyen módszerekkel lehet kiváltani. Különösen fontos ez a Natura 2000 területeken és minden természetközeli állapotú vízfolyásnál. 111
Adott helyen a környezetkímélő elhelyezési mód meghatározásához a helyi adottságokat szükséges mérlegelni, egyedi vizsgálatokat kell végezni. A használt termálvíz környezeti szempontból kedvezőbb elhelyezési módjait szükséges kidolgozni és alkalmazni, költségeit viselni.
A termálvízkút fúrás, hasznosítás engedélyezése folyamán szükséges figyelembe venni a terület és a kisvízfolyások már fennálló terhelését és a helyzetet nem súlyosbító megoldások elfogadását kell célul kitűzni.
A használt termálvíz elhelyezés hatásainak figyelése terepi tapasztalataink szerint nem teljeskörű. Célszerű a talajra, a felszín alatti vízre és a felszíni befogadóra való hatás vizsgálatát egyaránt előírni a befogadóra, mind a bevezetési időszakra, mind azon kívül is. Az ellenőrzés a termálvíz elhelyezés ellenőrzése nagyon fontos. Az ellenőrzés terjedjen ki a működtetés módjára. A felszíni befogadók vízminőségi ellenőrzése során az esetleges illegális szennyezések is feltárhatók.
A nem használt vagy a nem szabályosan lezárt kutak helyzetét felül kell vizsgálni és az önkormányzatok, mint a terület gazdái tegyenek hasznosítási javaslatot a kedvezőtlen környezeti hatások megszüntetésére. Vizsgálják meg, hogy a jelenlegi tulajdonos vagy üzemeltető milyen szankciókkal kötelezhető a hasznosításra, a szabályok betartására. Az önkormányzatok kezdeményezzék a szakhatóságoknál a szükséges hatósági eljárások megindítását.
112
9.
Irodalomjegyzék
ALBU M. (1980), Stabilirea condiţiilor de realimentare a zăcămintelor geotermale din jud. Bihor. Inst. Inv. Superior, Oradea ANTICS, M. (2000), Computer simulation of geothermal reservoirs in the Pannonian basin, Eastern Europe, Proceeding World Geothermal Congress, May 28-June 10, Kyushu– Tohoku, Japonia ANTICS, M., ROSCA, M., Geothermal Development in Romania ANTICS, M., Low enthalpy geothermal reservoir simulation BALINTONI I. (2005), Divizarea geotectonciă a teritoriului României pentru orogeneza alpină, Revista de Politica Ştiinţei şi Scientometrie, ISSN-1582-1218, CNCSIS. BANDRABUR T., CRĂCIUN P., GHENEA C. (1984), Consideraţii privind răspândirea şi condiţiile hidrogeologice ale structurilor geotermale din România.,. St şi Cerc. IMH, Bucureşti. BENDEA C., GAVRILESCU O, Ş.A. (2003), Geotermalism şi ape Geotermale, Editura Universităţii din Oradea, Oradea BLAGA, C., ROSCA, M., KARYTSAS, C., AND MENDRINOS, D. (2005), Possible Geothermal District Heating in Sanmartin, Romania, Proceedings World Geothermal Congress, 24-29 April, Antalya, Turkey BLAGA, C., ROSCA, M., KARYTSAS, K. (2010), Heat from Very Low Enthalpy Geothermal Source versus Solid Fuels in the Felix-Sanmartin Area, Romania, Proceedings World Geothermal Congress, 25-29 April, Bali, Indonesia BRETOTEAN, M., MIRCESCU, V., BLIDAR, I. (1998), The analysis of the behavior mode explaitation of the superior Cretaceous mineral Aquifer System of Băile Felix–1 Mai related of the Triassic Geothermal Aquifer System Oradea with the purpose to determine the exploitable resources of water, Proc. of the Intern. Symp. on Mineral and Thermal Groundwater, 24-27 June, Miercurea Ciuc CĂLBUREAN R., Valorificarea apelor geotermale în zona de nord-vest a României, Workshop „Valorificarea resurselor de energie regenerabilă şi crearea unui mediu de viaţă ecologic în conformitate cu tendinţele actuale din ţările UE” 11 Mai 2012, Cluj-Napoca, România COHUT I., BENDEA C. (1999), Geothermal Development Opportunities in Romania. Geothermische Energie 24/25, 7. Jahrgang Heft ½, März/September, Zurück COHUŢ, I. (1986), Sistemul hidrogeotermal Oradea–Felix, Crisia – Muzeul Ţării Crişurilor, vol. XVI., Oradea 113
CRISTEA P., STANCHIEVICI B., SPÂNOCHE S., IOANE D., ROŞCA V., SCURTU F., ATANASIU L. (1996), Cercetări seismice, gravimetrice şi magnetice. Anuar. Inst. Geol., 69.,1., Inst. Geol. Rom., Bucureşti. DEÁK J. (2006), A Duna-Tisza köze rétegvíz áramlási rendszerének izotóp-hidrológiai vizsgálata, Doktori értekezés ERDÉLYI. M., GÁLFI. J. (1988) Subsurface and surface mapping in hydrogeology. John Wiley and Sons, Akadémiai Kiadó, Budapest, 89-116. ERKEL, A., SALÁT, P. ÉS SZABADVÁRY, L. (1970): Geoelektromos módszerek. Geofizikai kutatási módszerek III, Felszíni geofizika, 154-283. EUROPEAN COMISSION (2002), Atlas of Geothermal Resources in Europe, Office for Official Publications of the European Communities, Luxembourg FLATHE, H. ÉS LEIBOLD, W. (1976): A Manual for Field Work in Direct Current Resistivity Sounding. Federal Institute for Geoscience and Natural Resources, Hannover/Germany, 54. FÜSTÖS, L., MESZÉNA, GY., SIMONNÉ, M. N. (1986). The methods of multi-variate data analysis, Edit. Akadémiai Kiadó, Budapest, Hungary
Geotermikus hasznosítások számbavétele, a hévízadók értékeklése és a közös hévízgazdálkodási terv el_készítése a Mura-Zala medencében projekt keretében Határon átnyúló vízkészlet-gazdálkodás Ajánlások (T-JAM) jelentés - Geološki zavod Slovenije (GeoZS), Magyar Állami Földtani Intézet (MÁFI) Szlovénia-Magyarország Operatív program 2007-2013Ljubljana, Budapest, 2011 GHEORGHE, AL; CRĂICIUN, P. (1992), Thermal aquifers in Romania, Journal of Hydrology, Vol. 145 (1993), Elsevier Science Publishers B.V., Amsterdam GILĂU, L., HOZAN, C. T., MAGHIAR, A. M., MAGHIAR, T. T., STRACIUC, O. (1998), A Chemical Caracterization of Geothermal waters from West Field of Romania, I. Geothermal Waters from Oradea, PROCEEDINGS, Twenty-Third Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University, January 26-28, Stanford. California. GILĂU, L., HOZAN, C. T., MAGHIAR, A. M., MAGHIAR, T. T., STRACIUC, O., STĂNĂŞEL, O. (1999), A Chemical Characterization of Geothermal Waters from West Field of Romania, II. Geothermal Waters from Felix Spa., PROCEEDINGS, Twenty-fourth Workshop on Geothermal Reservoir Engineering, Stanford University, 29-31 January, Stanford, California GILĂU L., GILĂU D., FĂRCAŞ D. M., BUNGĂU S. (2000), Chemical characterization of geothermals waters from west field of Roumania, III Structural relation ship between chemical proprieties of the geothermals watersand the contact rocks from Oradea and Felix Bath, PROCEEDINGS, Twenty-Fifth Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University, January 24-26, Stanford, California, GILAU, L., STANASEL, O, GILAU, D., DOBJANSCHI, L., A., HOZAN L. M. (2001), Chemical Characterization of Geothermal Waters from West Field of Romania. IV. Geothermal 114
Waters from north of field, PROCEEDINGS, Twenty-sixth Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University, January 29-31, Stanford, California, GILAU, L., STANASEL, O., GILAU, D., ANTONESCU, A., BOGDAN, N., CODREANU, I. (2002), Chemical Characterization of Geothermal Waters from West Field of Romania. V. Geothermal Waters from central zone of field, PROCEEDINGS, Twenty-Seventh Workshop in Geothermal Reservoir Engineering Stanford University, 28-30 January, Stanford, California, GÜLER, C., THYNE, G. D., MCCRAY, J. E., TURNER, A. K. (2002). Evaluaftion of graphical and multivariate statistical methods for classification of water chemistry data, Hydrogeology Journal 10 HATVANI I. G., KOVÁCS J., SZÉKELY KOVÁCS, I., JAKUSCH, P., KORPONAI J. (2011), Analysis of long-term water quality changes in the Kis-Balaton Water Protection System with time series-, cluster analysis and Wilks’ lambda distribution, Ecological Engineering 37:(4) HILL, R. A. (1940). Geochemical patterns in Coachella Valley, California. Trans. Am. Geophys. Union 21 IANOVICI V., BORCOŞ M., BLEAHU M., PATRULIUS D., LUPU M., DUMITRESCU R., SAVU H. (1976): Geologia Munţilor Apuseni.Ed. Acad. Române, Bucureşti. INTERPEX LTD. (2008): IX1D v3 Intruction Manual. Golden Colorado. IURKIEWICZ A., MITROFAN H. (1984): On karrstic cavities vertical distribution regularities in Southern-Western Pădurea Craiului Mountains. Theoretical and Applied Karstology 1, 77-82, Bucureşti. IURKIEWICZ A., MITROFAN H. ( 1997): Karstic terraines and major karstic system in Romania. Karst Water Resources (procedings of the Ankara-Antalya Symposium, July, 1995). A. A. Balkema/ Rotterdam/ Broofield, 471-478. JOHNSON, R. A., & WICHERN, D. W. (1992). Applied multivariate statistical analysis (3rd ed.). New Jersey: Prentice Hall. JÓZSEF KOVÁCS, PÉTER TANOS, JÁNOS KORPONAI, ILONA KOVÁCSNÉ SZÉKELY, KÁROLY GONDÁR, KATALIN GONDÁR-SŐREGI, ISTVÁN GÁBOR HATVANI: Analysis of Water Quality Data for Scientists, In: Kostas Voudouris, Dimitra Voutsa (szerk.),Water Quality and Water Pollution: Evaluation of Water Quality Data, Rijeka: InTech Open Access Publisher, 2012. pp. 65-94., (ISBN:978-953-51-0486-5) KAISER, M., GYALOG, L. (1996): II. A rétegtani egységek rövid leírása. A negyedidőszaki rétegtani egységek. In: Gyalog L. szerk.: A földtani térképek jelkulcsa és a rétegtani egységek rövid leírása. – Magyar Állami Földtani Intézet Alkalmi Kiadványa 187, Budapest, pp. 55-63. KELLY AND MARES S., (1993), Applied Geophysics in Hydrogeological and Engineering Practice, Elsevier Publishing Co. KETSKEMÉTY L., IZSÓ L. (2005), Bevezetés az SPSS programrendszerbe (Introduction into the SPSS system), Edit. ELTE Eötvös Kiadó, Budapest 115
KOVÁCS, J., KOVÁCSNÉ SZÉKELY, I. (2006), The problems in interpreting the sample: theory and practice Földtani Közlöny, Vol. 136, Budapest MÁRKUS, L., BERKE, O., KOVÁCS J., URFER, W., 1999: Spatial Prediction of the Intensity of Latent Effects Governing Hydrogeological Phenomena – Environmetrics, V. 10. P. 633-654. MARTON, L., 2012: Az Alföld ásványi kincse: a felszín alatti víz – Magyar Tudomány, 2012 p. 206-215. MUSSETT, A. E. ÉS KHAN, M. A. (2000): Looking into the Earth. An Introduction to Geological Geophysics. Cambridge (Cambridge University Press). pp. 181-201. MUTIHAC V; IONESI L. (1974), Geologia României, Ed. Tehnică, Bucureşti MUTIHAC V. (1982), Unităţile Geologice Structurale şi Distribuţia Substanţelor Minerale Utile din România Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti NECHITI GR. (1970), Studiu hidrogeologic privind apele termale din zona cuprinsă între Valea Ierului-Crişul Negru, I.F.LG.S, Bucuresti NORUŠIS, M. J. & SPSS INC. (1993), SPSS for Windows Professional Statistics Release 6.0. Englewood Cliffs, New Jersey, Prentice Hall. PATRULIUS, D., DRĂGĂNESCU, A., BATREŞ, A., POPESCU, B., RĂDAN, S. (1976),Carbonate Rocks and Evaporites, Guidebook Series, Bucureşti PIPER, A.M., 1944. A graphic procedure in the geochemical interpretation of water analysis. Trans. Am. Geophys. Union, 25: 914-923. ROBA, C-A. (2010), Fenomenul geotermic din vestul României. Impactul asupra mediului datorat exploatării apelor geotermale din perimetrele Oradea şi Săcuieni, Teză de doctorat, Cluj-Napoca ROSCA, M. G., KARYTSAS, K., MENDRINOS, D. (2010), Low Enthalpy Geothermal Power Generation in Romania, Proceedings World Geothermal Congress, 25-29 April, Bali, Indonesia ROYDEN L.H., Late Cenozoic Tectonics of the Pannonian Basin System, In: Royden L.H., Horváth F. (eds); “The Pannonian Basin, a Study in Basin Evolution” , AAPG Memoir, 45. ROWLAND H. A. L., OMOREGIE E. O., MILLOT, R., JIMENEZ C., MERTENS J., BACIU C., HUG S. J., BERG M. (2011), Geochemistry and arsenic behaviour in groundwater resources of the Pannonian Basin (Hungary and Romania), Applied Geochemistry 26 SANDBERG, S. K. (1993): Examples of resolution improvement in geoelectrical soundings applied to groundwater investigations. Geophys. Prosp., 41, 207-227. SĂNDULESCU M., VASILESCU AL., POPESCU A., MUREŞAN M., DRĂGULESCU-ARGHIR A., BANDRABUR T. (1968), Harta geologică a României scara 1:200 000 cu text explicativ, Inst. Geol. Rom., Bucureşti. SĂNDULESCU M. (1984), Geotectonica României, Ed. Tehnică, Bucureşti. 116
SĂNDULESCU M. (1994). Overview on Pannonian Geology, Rom. Journ. Tect. & Region. Geol., 75, suppl. 2, Geol. Inst. Rom., Bucureşti. SEBEŞAN, M., STĂNĂŞEL, O., SEBEŞAN, R. (2005), Chemical Characterization of Geothermal Water Produced by 4699 CIGHID Well and its Behaviour under Inhibitor Treatment, Proceedings World Geothermal Congress, 24-29 April, Antalya, Turkey SEBEŞAN M., SEBEŞAN R., STĂNĂŞEL O. (2010), Estimation and Chemical Analysis of the Solid Depositions for Geothermal Water from Well 4777 Madaras – Romania, Proceedings World Geothermal Congress, 25-29 April, Bali, Indonesia SHUMWAY, R. H. & DAVIS, S. S. (2000), Time Series Analysis and Its Applications, Springer-Verlag, New York, USA STĂNĂŞEL O. (2000), Scaling problems which could appear at geithermal water utilization in western part of Romania, Proceeding World Geothermal Congress, Kyushu– Tohoku, Japonia STĂNĂŞEL, O., GILĂU, L. (2003), Interpretation of geochemical data from wells in the western geothermal field of Romania, International Geothermal Conference, Session #4 Sept., Reykjavík Studiu geoelectric privind grosimea depozitelor grosiere acvifere pe Sinclinalul Ocniţa, Valea Prahovei, Apele Române, 2000, Ploieşti ŢENU, A. (1975), Cercetări hidrogeologice complexe asupra apelor termale din zona Băilor Felix şi 1 Mai, Studii de hidrogeologie-IMH, Bucureşti ŢENU, A. (1981), Zăcămintele de ape hipertermale din nord-vestul României, Edit. Academiei Republicii Socialiste România, Bucureşti TENU A.*, CONSTANTINESCU* T., DAVIDESCU* F., NUTIT S., NOTO P.? AND SQUARCIT P. (1981), Research ont he Thermal waters of the Western Plain of Roumania, Geothermics, Vol. I0, No. 1, Pergamon Press Ltd., Printed in Great Britain. ŢENU, A. (2005), Studiul cu izotpi de mediu al apelor subterane din zona Cordău (F2) şi interpretarea rezultatelor în contextul geologic şi hidrogeologic, raport, Bucureşti TÓTH, J., ALMÁSI I., 2001: Interpretation of Observed Fluid Potential Patterns in a Deep Sedimentary Basin under Tectonic Compression: Hungarian Great Plain, Pannonian Basin. – Geofluids. v. 1/1., p. 11–36. TÓTH, J., 1963: A Theoretical Analysis of Ground-Water Flow in Small Drainage Basins. – Journal of Geophysical Research. 68, 16, 4795–4812. VEGA, M., PARDO, R., BARRADO, E., & DEBÁN, L. (1998), Assessment of seasonal and polluting effects on the quality of river water by exploratory data analysis, Water Research 32 (12) VISARION M., GEORGESCU C., BUTAC AL., SĂNDULESCU M., VELICIU Ş. şi colaboratori (1985), Harta geotermică a României, scara 1:100000, Inst. Geol. Geofiz., Bucureşti. 117
VÍZGYŰJTŐ-GAZDÁLKODÁSI TERV - 2-15 Berettyó -Vízügyi és Környezetvédelmi Központi Igazgatóság, Tiszántúli Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság (2010)
VÍZGYŰJTŐ-GAZDÁLKODÁSI TERV - 2-17 Hortobágy-Berettyó Vízügyi és Környezetvédelmi Központi Igazgatóság, Tiszántúli Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság (2010) WARD, J. H. JR. (1963), Hierarchical grouping to optimize an objective function. Journal of the American Statistical Association 58 (301) WILKS, S. S. (1932), Certain generalizations in the analysis of variance. Biometrika 24. ZOHDY, A. A. R. (1989): A new method for the automatic interpretation of Schlumberger and Wenner sounding curves. Geophysics, 54, 245-253. http://geoheat.oit.edu/
118
1. sz. melléklet A használt termálvíz elhelyezés környezeti hatásainak vizsgálata céljából vizsgált vízminták laboratóriumi eredményei
