Hidrológiai Közlöny 1989 (69. évfolyam)
5. szám - Varsányi Zoltánné: Felszín alatti vízmozgás követése vízkémiával a déla rétegvizekben
257 Felszín alatti vízmozgás követése vízkémiával a dél-alföldi rétegvizekben Varsányi Zoltánné Csongrád Megyei Köjál Szeged Derkovits fasor 7—11. 6701 Kivonat: Szerző a felszín alatti rétegvízben az összes keménység és Na+ koncentráció területváltozása alapján ioncserét mutatott ki a Dél-Alföld„ vízműves" rétegeiben. Az ioncsere a víz mozgásának irányában következik be. A kutak helyének ismeretében az öszszes keménység és a Na+ koncentráció változásából meghatározta a víz pontos mozgásirányát. A Déí-Alföld vizsgált részén két vízmozgási rendszert különített el. A Nv-i részen, a Duna—Tisza közén a víz jelenlegi mozgásiránya ÉNy-DK illetve NyDNy-ÉK, a K-i részen DK-ÉNy. A kapott eredmények összhangban vannak egyéb vízföldtani eredményekkel. Kulcsszavak: rétegvíz, rétegvízmozgás rendszerei, ioncsere, klaszteranalízis, relatív gyakorisági eloszlás, Alföld. 1. Bevezetés A felszín alatti víz kémiai összetételét számos tényező befolyásolja. A makrokomponensek koncentrációjára elsősorban az oldódási-kiválási és oxidációs-redukciós folyamatoknak van hatása, de emellett az ioncserének is lényeges szerepe lehet a Ca 2 + , Mg 2+ ,Na + , K+-koncentráció alakításában (Magaritz és Luzier, 1985). A kőzet-víz kölcsönhatásban Howard és Lloyd (1983) szerint az ioncsere alapvető jelentőségű. Chapelle és Knobel (1983) kimutatta, hogy a kationcsere következtében a felszín alatti vízmozgásoknál a víz kémiai összetétele szisztematikusan változik a mozgás irányában. A Dél-Alföldön a Duna—Tisza közi hátságtól a Tiszántúl felé a rétegvíz összes keménysége csökken , a Na 1 koncentrációja pedig növekszik (Erdélyi, 1973; Nagyistók, 1981; Varsányiné, 1986a). Ennek alapján feltételezhető, hogy kőzet-víz kölcsönhatás eredményeként ioncsere játszódik le. Klaszteranalízissel és főkomponens-analízissel kimutatható, hogy két egymástól jól elkülöníthető területen a „vízműves" rétegek vizének kémiai összetételét olyan folyamat határozza meg, mely elsősorban az összes keménységre és a Na +koncentrációra van hatással (Varsányiné, 19866). Jelen munka célja a víz összes keménysége és Na ^-koncentrációja alapján felszín alatti vízmozgási rendszerek elkülönítése és a felszín alatti víz mozgásirányának az eddigieknél pontosabb meghatározása. 2. Anyagok és módszerek E tanulmány 161, 80—600 m talpmélységű kútból származó vízminta összes keménység ós Na+ koncentráció adatainak feldolgozásán alapszik. A mérések a Csongrád Megyei Közegészségügyi-járványügyi Állomáson, a vonatkozó MSZ-ok szerint történtek. Minden kútból több, ismételt mérés történt és ezek átlagértéke a további számítások alapja. Az összes keménység Ca 2 + mmol l1, koncentrációban, aNa+ szintén mmol 1 _ 1, koncentrációban van megadva. Az eredmények C—64 személyi számítógépen kerültek feldolgozásra. A klaszteranalízisnól a hasonlósági mérőszám az euklideszi távolság, az összevonás súlyozott átlagolással tör' tént. 3. Az ioncseremodell és annak földtani alapja A jelen munkánkban vizsgált terület legnagyobb része a dél-alföldi siillyedékre, kisebb ÉK-i része a dél-alföldi és kö'ösi nagy süllyedéket elválasztó magasabb szerkezeti helyzetű területre esik. A szárazzá vált pannon felszínt kezdték feltölteni a felső-pliocénben a folyók (Rónai, 1959; 1985). A terület vízföldtani adottságait meghatározzák a szerkezeti mozgások a harmadkor végén, a pleisztocén elején és végén, melyek következtében különböző mértékben lesüllyedt részmedencék alakultak ki. Ezeket a részmedencéket a felyek üledékciklusokban töltötték fel alul durvább szemcsés és felfelé finomodó üledéksorral (Erdélyi, 1967; Molnár, 1973; 1977). A földtani felépítés, azaz az összlet „formációporozitása" és a nyomásállapot határozza meg a vízmozgás lehetséges irányát (Erdélyi, 1975; 1976). Üledékes rétegsorban az anyagos kőzetek részben vízzáró vastagabb vagy közbetelepült vékonyabb rétegként, részben diszpergáltan fordulnak elő. Az előbbit jól szemlélteti az alföldi, édesvizet tartalmazó üledéksor homokszázalékát bemutató térképe (1. ábra: Erdélyi, 1979), az utóbbit inkább csak a kőolaj-kitermelés szempontjából vizsgálták (Dodd et al., 1953; Garay és Rex, 1966; Varsányiné, 1975). A víz és az agyagásványok között ioncsere történik. Amennyiben a vízben oldott két vegyértékű kation helyettesíti az agyagásványok cserepozíciójában levő egy vegyértékű kationt: Alt +2 BE X = 2 BZ q+AE x, (1) ahol 2 + 4Aaq • B a, a vízben oldott két és egy vegyértékű kation; Ex az ioncserélő közeg.
