Hidrológiai Közlöny 1976 (56. évfolyam)

10. szám - Dr. Alföldi László–Lorberer Árpád: A karsztos hévizek háromdimenziós áramlásának vizsgálata kútadatok alapján

Dr. Alföldi L.—

Lorberer A.: A karsztos hévizek Hidrológiai Közlöny 1976. 10. sz. 435 ben meghatározzák az egyes kutak műszaki kiképzésének és telepítésének adottságai is. Az egyetlen olyan karsztkát, amelynél a különböző mélységekben harántolt vízvezető hasadékos zónák nyugalmi vízszintjeit külön-külön is megmérték és próbaszivattyúzási vizsgálatokat is végeztek, az 1970-ben létesített Tapolca 18—27 (HgN-39.) jelű hévízkút. Az 7. ábrán a fúrás műszaki és földtani adatain kívül a „rétegpróbák" hidrodinamikai értékelésének eredményeit is feltüntettük. Az észlelt nyugalmi szinteket az egységnyi fajsúlyú vízre számítottuk át, s a hidrosztatikus állapotra vonatkozóan is megszerkesztettük a tényleges hőmérsékleteloszlásnak megfelelő ,,h

stat"-görbét. A különböző hőmérsékletekhez tartozó vízfajsúlyértékek meghatározásánál Long—Chierici szerint (1. táblázat ) figyelembe vettük a vízoszlopok rugalmas összenyomódását is. Mivel a víz 1027,^5 mg/l összes oldott anyag tartalma mindkét görbénél azonos értelmű (fajsúlynövelő) korrekciót jelentett volna, ezért ez utóbbitól eltekintettünk. A különböző megcsapolási mélységekhez tartozó sztatikus és dinamikus piezometrikus szintekből az (l/a) jelű összefüggés szerint határoztuk meg a piezometrikus gradiens vertikális komponenseinek függélymenti eloszlását. Bár egyetlen f úrás eredményeiből csak igen korlátozott következtetéseket vonhatunk le, mégis igen feltűnő az a tény, hogy a gradiens csökkenésének tendenciája eltérő a —389 m-es mélység feletti és alatti szakaszokon. Az alsó szakaszon tapasztalt lineáris csökkenési tendencia alapján a vízáramlás határzónájára —626 m-es érték adódik, vagyis az áramlás a karni dolomitos összlet felső 484,10 m-es zónájára korlátozódik. Böcker T. (1971) Balatonrendesen végzett nempermanens próbaszivattyúzási vizsgálatai alapján a dolomitösszletben lejátszódó vízmozgás határmélységére 510 m-es értéket határozott meg. Esetünkben feltételezhetően az alsó szakaszban átfúrt, üde, hézagmentes dolomit alatt vastagabb vízzáró karni márga is található, amelyek miatt az ái'amló karsztvíz nem tud a 626 m-es mélység alá hatolni. A vertikális gradiens-komponensek negatív előjele szerint a vízáramlásnak mindenegyes pontban van lefelé mutató komponense, ez a vízzáró fedő- és feküképződmények ferde településének lehet a következménye. A kútkörzet látszólagos áteresztőképességét az egyes vizsgált szakaszok próbaszivattyúzási adataiból meghatározott kettős fajlagos vízhozamok alapján jellemeztük. Mivel a nyugalmi- és az üzemi vízszintekhez tartozó vízoszlopok hőmérsékleteloszlása nem teljesen azonos, ezért a ténylegesen mért depressziók értékeit is az 1,0 kp/m

3 fajsúlyú vízre számítottuk át. Ezután Schmieder A. (1970) érintő-módszerét alkalmazva meghatároztuk a mértékadó fajlagos vízhozamokat (Lorberer Á.: 1975), amelyeket a vizsgált mélységközbe eső vízbeáramlási zónák vastagságával osztva kaptuk az ábrán feltüntetett „£

virt"-crtékeket: &virt- — — " Qi [m

3/sec/m

2] (2) na SÍ • mi A Dupuit—Thiem-féle kútegyenlet (pl. öttős G.: 1970) alapján belátható, hogy az összefüggés az In R/r

0 = = 2 "t esetre vonatkozik, amely karsztos kőzetek esetén elfogadható közelítés. A tapolcai hévízkút adatai alapján megállapítható, hogy a látszólagos áteresztőképesség változása a gradiensváltozási görbének mintegy az inverze, a gradiens abszolút értékének csökkenése tehát egyértelműen az áteresztőképesség növekedésére vezethető vissza; vagyis a vízmozgás a kút környezetében lényegében potenciálisnak tekinthető. A területen végzett nempermanens kúthidraulikai vizsgálatok egyébként szintén 1()5 m/sec nagyságrendű „^"-tényezőket eredményeztek. A gradiensek és a &

vi

rt-értékek változása, valamint a fúrás földtani és geofizikai szelvényei alapján valószínű, hogy a karni összlet felső szakasza önálló üledékképződési ciklust is képvisel. Figyelembe véve, hogy a próbaszivattyúzási vizsgálatok során egy átlagos „^"-tényezőt határozunk meg — amely mind a horizontális, mind pedig a vertikális értékre vontakoztatható, — a repedezett dolomitok anizotrópia-tényezője pedig Böcker T. (1971) szerint A = ^ = 0,8-l,2; kh tehát a DARCY-törvény alapján számíthatók a vertikális sebességkomponensek értékei is: v

2

i = k

virt

i • [grad h]

2

i [m/sJ (3) Mint az 1. ábrán is látható, a tapolcai kút környezetében a sebességeloszlás parabolikus, s a parabola nemcsak a gradiensek alapján meghatározott —626 m-es határmélységet, hanem a karni összlet tetejének —141,9 m-es mélységét is egyértelműen kimetszi az ordinátán. A desztillált víz fajsúlyúnak változása a nyomás és a hőmérséklet függvényében LONTi-CHIEUICI szerint 1. táblázat Nyomás [kp/cm'] 20 °C 30 °C 40 °C 50 °C 60 °C 70 °C 80 °C 90 °C 100 °C Nyomás [kp/cm'] hőmérséklethez tartozó vízfajsúly-értékek [pond/cin 2 0,9982 0,9955 0,9922 0,9883 0,9835 0,9779 0,9718 0,9657 0,9588 50 1,0005 0,9978 0,9944 0,9906 0,9857 0,9802 0,9741 0,9679 0,9610 100 1,0026 0,9998 0,9965 0,9926 0,9878 0,9822 0,9763 0,9699 0,9632 150 1,0049 1,0022 0,9986 0,9948 0,9900 0,9844 0,9784 0,9722 0,9657 200 1,0070 1,0041 1,0008 0,9967 0,9920 0,9863 0,9804 0,9742 0,9677 250 1,0095 1,0065 1,0028 0,9990 0,9940 0,9886 0,9825 0,9765 0,9700 300 1,0111 1,0082 1,0047 1,0009 0,9959 0,9905 0,9847 0,9783 0,9720 350 1,0133 1,0104 1,0068 1,0031 0,9980 0,9925 0,9867 0,9808 0,9744 400 1,0153 1,0123 1,0088 1,0048 0,9999 0,9944 0,9887 0,9825 0,9763 450 1,0175 1,0145 1,0107 1,0070 1,0019 0,9963 0,9907 0,9848 0,9784 500 1,0195 1,0163 1,0126 1,0088 1,0038 0,9983 0,9926 0,9867 0,9804