Hidrológiai Közlöny 2000 (80. évfolyam)
2. szám - Rózsa Attila: Beszivárgás vizsgálatok a Szentendrei-Duna medrében
119 Beszivárgás vizsgálatok a Szentendrei-Duna medrében Rózsa Attila 1039. Budapest, Jendrassik György u. 4. Kivonat: A dolgozatban bemutatott helyszíni vizsgálat lehetőséget nyújt a felszíni vízterekből a meder alá történő beszivárgás sebességének meghatározására és a mederfenék szivárgáshidraulikai jellemzésére. A módszer előnye egyszerűségében és gyors kivitelezhetőségében rejlik, s maguk a mérési eredmények is komolyabb nehézség nélkül kiértékelhetők. A szerző permanens víztermelési állapot és a medeqellemzők térbeni változatlanságának föltételezése esetére vonatkozó analitikus számítással a parti szűrésű víztermelés biztonsága érdekében védendő aktív mederszakasz meghatározására is javaslatot tesz. Kulcsszavak: parti szűrés, kolmatáció, mederellenállás, aktív mederszakasz, piezométer, infiltrométer. 1. Bevezetés kolmatációja - amely nem iszaplerakódást, hanem a folyóban lebegtetve szállított finom szemcseösszetételű hordalékanyag és apró élő szervezetek beszűrődését jelenti a vízadó rétegbe - tehát nem természetes kiülepedéssel, hanem éppen a víztermelő mű szívó hatására létrejött kényszeritett ülepedéssel alakul ki (Rákóczi L, 1997), és a pórustér szűkülésében, ill eltömődésében nyilvánul meg. A kolmatáció a víztermelés következménye, ugyanakkor a meder kolmatáltságának függvényében alakul ki a hidraulikai kapcsolat a felszíni víz és a felszín alatti víz között. A felszíni víz a különböző mértékben kolmatált mederfenéken, mint aktív szűrőfelületen át szivárog be a felszín alatti vízvezető rétegbe, amely gyakorlatilag már csak a szürlet elszállításában játszik szerepet. A beszivárgás átlagos Darcy-fé\t szivárgási sebessége szakirodalmi adatok, elsősorban a Fővárosi Vízmüvek Rt. kísérletei (Kontur Á., 1988; Kontur Á., 1993; Fővárosi Vízmüvek /?/.,1995) szerint: 10-15 cm/nap. A beszivárgást folyamat ezért lassú, ill. ultra-lassú szűrésnek tekinthető. A tapasztalatok szerint a kolmatált réteg vastagsága csekély, mindössze néhány centiméter, s alatta a kőzet gyakorlatilag a változatlan, eredeti szivárgáshidraulikai jellemzőivel rendelkezik. A kolmatált réteg cementált megjelenési formája valamiféle kötőanyag jelenlétéről árulkodik, amit a kavics- és homokszemcsék közé beépült kőzetliszt-, iszap- és agyagfrakciók, valamint apró élő és elpusztult szervezetek alkotnak. A vékony réteg kis áteresztő képességét és nagy ellenállását laboratóriumi szemeloszlási vizsgálatokon túlmenően helyszíni mederszondás kísérletekkel is sikerült igazolni. A Szentendrei-szigeti vízműtelepek esetében a felszíni víz és a mederágy alatti vízvezető réteg piezometrikus nyomáskülönbsége a kolmatált réteg két oldalán esetenként méteres nagyságrendű, míg tovább haladva a mélység felé, egészen a vízrekesztő feküig ez az érték már csak néhány centiméterrel növekszik (Kontur Á, 1988; Kontur Á, 1993, Fővárosi Vízmüvek Rt., 1995). A folyóból beszivárgó vízrészecske a kolmatált zónán függőlegesen halad át (a függőleges nyomáslépcső benne két-három nagyságrenddel nagyobb a vízszintesnél), és csak azt követően fordul el a partvonal felé Egy adott fuggélyben a mélység felé a sebességvektor egyre laposabbá, végül a vízrekesztő fekü fölött a határoló felülettel párhuzamossá, gyakorlatilag vízszintessé válik. Az ellapulási folyamatot segíti a vízvezető réteg anizotrópiája, hiszen a szivárgási sebességet a nyomásgradiens mellett az adott irányú szivárgási tényező határozza meg. Az anizotrópia, a vízszintes és a függőleges szivárgási tényezők aránya szakirodalmi adatok (Juhász J., 1976; Galli L., A felszíni vizek partján épített sekély mélységű víztermelő létesítmények általában igen jó vízhozamúak. Ennek oka részben a kedvező szivárgás-hidraulikai adottságokra, részben a helyzetből fakadó, az átlagosnál jobb utánpótlódási viszonyokra vezethető vissza. A parti kutak vízutánpótlódásukat egyfelől a talajvizet tározó háttérből, másfelől a közeli felszíni víztérből nyerik. A felszíni víz a mederfelületen és a vízadó rétegen való áthaladása során igen összetett, és részleteiben mindmáig kevéssé ismert fizikai, kémiai és biológiai szűrésen esik át. A termelőkúthoz érkezésekor már általában tisztább, jobb minőségű, mint a háttérből származó - gyakran háztartási szennyvízszikkasztással, növényvédőszer és műtrágyahasználattal terhelt - talajvíz. Azokat a víztermelő létesítményeket, amelyek utánpótlódásukat nagyobb arányban a folyó oldaláról nyerik, parti szűrésű kutaknak, ill. -vízműveknek nevezzük. Ellenkező esetben talajvízkútról beszélünk, amely adott esetben parti szűrésű vízhányadot is termel. Magyarországon a víztermelés jelentős része parti szűrésű vízkészletekre támaszkodik. A legnagyobb ilyen készleteket hazánkban a Duna mellett tartják nyilván. E vízkészletek fontosságát bizonyítja, hogy pl. az 1995. esztendőben az ország felszín alóli víztermelésének 2 961 ezer m 3/nap összegzett hozamából a parti szűrésű vízművek által szolgáltatott vízmennyiség 996 ezer m 3/nap volt. 1997-ben a 2 713 ezer m 3/nap nagyságú teljes kitermelt vízmennyiségből 874 ezer m 3/nap-ot adtak a parti szűrésű vízművek (VITUK1 Rt., 1996; VITUKI Rt.,\99&). Ez durván egyharmados részesedési arány az ország vízellátásában. A vízfolyások, vagy tavak medre - a hazai viszonyok között - többé-kevésbé bevágódik a felszín alá, a talajvíztartó rétegbe, természetes állapotukban az év nagyobb részében gyűjtve, leszívva a környezet talajvizét. Ez alól csak az év kisebb hányadában előforduló nagyvizes, áradásos időszakok kivételek, amikor a felszíni víz betáplál a vízadó rétegbe. Ebből látható, hogy természetes állapotban parti szűrésű készlet hazánkban aligha létezik. (Más a helyzet azonban például mesterséges víztározók kialakításakor, amikor a felszíni víz felduzzasztásával - gyakorlatilag állandósított nagyvízi helyzetet létrehozva - a talajvízbe irányuló szivárgás jelentkezik, esetenként a környék kedvezőtlen el vizesedését is okozva). A partvonal mentén, vagy annak nem túl széles sávjában létesített vízbeszerző művek (csőkutak, csőkútsorok, aknakutak, csáposkutak, galériák) az általuk létrehozott depressziós tölcsér hatására maguk indítják meg a vízbeáramlást a folyóból a megcsapolt rétegbe. A mederágy
