Hidrológiai Közlöny 2005 (85. évfolyam)

5. szám - Völgyesi István: Mennyit termelhetünk a felszín alatti vízkészletekből?

20 Mennyit termelhetünk a felszín alatti vízkészletekből? Völgyesi István 1022. Budapest, Alvinci út 4. Kivonat: A kitermelhető felszín alatti készleteket korábban az utánpótlódás alapján próbálták meghatározni, mert úgy vélték, hogy az utánpótlódó mennyiség egyúttal kitermelhető is. Napjainkban előtérbe kerültek a környezetvédelem szempontjai. Ennek megfelelően az EU Viz Keretirányelv megköveteli, hogy a termeléssel ne okozzunk jelentős kárt sem a felszín alatti vizekkel kapcsolatban lévő felszíni vizek, sem a felszín alatti vizektől ftlggő szárazföldi ökoszisztémák életében. Ezeknek a követelményeknek megfelelhetünk, ha a víztermelés hatására kialakuló talajvízszint-süllyedéseket korlátok között tartjuk. A cikk 0,5 m-es süllyedés megengedését javasolja, ami a vízbázis hatásterületének egyetlen pontján (többnyire éppen a vízbázis felett) alakulhatna ki. hidrogeológia, kitermelhető vízkészletek, víztermelés környezeti korlátai, utánpótlódás, parti szűrés, kolmatáció. Kulcsszavak: 1. Bevezetés Mindenki előtt ismert, hogy a csapadékvíz egy része beszivárog a talajba, és szintén közismert, hogy a talajvízből valamennyit ki lehet termelni. Ha jó a kút meg a réteg, akkor sokat, mondják. Mások szerint annyit, a mennyi az utánpótlódás. A környezetvédők szerint pedig annyit, amennyivel nem okozunk kárt. A kút és a réteg szerepe meglehetősen tisztázott. A szakirodalom számtalan lehetőséget kínál, részletezve különféle kutakra (cső-, akna-, csápos kút), kútcsoportokra, galériákra, stb., számításba véve az igénybevett réteg jellemzőit is. Lehetőség van arra, hogy a szükséges vízmennyiség alapján határozzuk meg a kút méreteit, v.y a kutak számát és elrendezését egy nagyobb vízbázisnál. Méretezéskor számíthatjuk a kutakban várható (a zavartalan, nyugalmi szintnél mélyebb) üzemi vízszinteket. Ha mindez rendben van, akkor sem biztos, hogy a vízbázis hosszú ideig üzemelni tud. A talajvízszintek, rétegvíz nyomások nem csak a kutakban, hanem a környezetben is süllyednek, tehát egy kisebb-nagyobb depressziós tér (tölcsér) alakul ki. Szerencsés esetben a tölcsér méretei hamarosan állandósulnak, rosszabb esetben hosszú ideig tart a mélyülés és az oldalirányú szélesedés, ami oda vezethet, hogy a vízbázisunk elszívja a készletet egy már meglévő, másik vízbázis elől. Ilyenkor valószínű, hogy a termelés nagyobb, mint a figyelembe vehető utánpótlódás. Ha a depresszió gyorsan állandósul (tehát a termelés és az utánpótlódás már egyensúlyba jutottak), akkor is okozhatunk kárt. Leggyakrabban úgy, hogy a mélyebb helyzetbe került talajvíz már kevésbé tudja táplálni a felszín növénytakaróját, és emiatt - pl. szántóföldeken csökkennek a terméshozamok. Igaz tehát, hogy nem csak a vízkivételi müveken és a rétegminőségen, még csak nem is az utánpótlódáson múlik, hogy mennyit termelhetünk, hanem azon is, hogy milyen károkat okoz a termelés a környezetében. Az alábbiakban olyan hidrogeológus szemszögéből tekintjük át ezeket a kérdéseket, akinek a jövőben vízbázist kell terveznie, úgy, hogy azt engedélyezzék is. 2. Korábbi számítási eljárások és problémáik Korábban a kitermelhető vízmennyiség meghatározása nem volt fontos kérdés, mert a készleteket jóval nagyobbnak vélték az igényeknél. Ezért aztán néha elfogadhatatlan egyszerűsítésekkel, közelítésekkel találkozhatunk. A feladat persze nehéz, emiatt a szakirodalom óvatos, a „kitermelhető vízkészlet" fogalmát nem is nagyon használják. Inkább a rendelkezésre álló, igénybe vehető, hasznosítható kifejezések fordulnak elő, de vegyük észre, hogy ezek egyike se jelent kitermelhetőt. Mindig meg kellene mondani, mi a cél: pl. hőszivattyús fűtési rendszerhez nem kell (véglegesen) kitermelni a rendelkezésre álló talajvizet. Szinte minden esetben az utánpótlódásból indultak ki, a statikus és dinamikus készletek elkülönítésével próbálkoztak. A dinamikus készlet utánpótlódik, ezért ezt kitermelhetőnek minősítették. Magát a dinamikus készletet azonban többnyire nem sikerült számítani. 2.1. Parti szűrés, önáltatás... A parti szűrésű (ez dinamikus, tehát utánpótlódó) készletek becslésénél például nem vették figyelembe a folyó mederfenekén fellépő szivárgási ellenállásokat (ehelyett 100 %-os, ellenállásmentes mederkapcsolatot tételeztek fel). A számítási összefüggéseket az 1. ábra legfelső, pontozott felszínvonala szerint vezették le, a valóságban azonban a depressziós tölcsér mélyebben alakul ki, kisebb-nagyobb vízszint-elszakadás jön létre a meder szivárgási ellenállásának függvényében. /. ábra. Depressziós tölcsérek parti szűrésnél Több jele van a szakirodalomban annak, hogy tapasztalták ezt a jelenséget. A kínálkozó következtetéseket azonban nem vonták le. Parti szűrésű készlet egyébként - természetes állapotban - szinte egyáltalán nincs. A folyók, tavak nem adnak le vizet a felszínalatti rendszerbe, éppen ellenkezőleg, a talajvízből táplálkoznak. (Innen származik a nagyobb folyók minimális, ún. alaphozama, [base flow].) Ha viszont termelni kezdünk a folyó közelében, akkor megindul a mederből a vízkilépés, és a folyó (felszíni) készletének egy része felszín alatti készletté válik. Ilyenkor viszont feltétlenül kialakul a kolmatáció, és ez annál nagyobb lesz, minél többet termelünk (mert a folyó hordalékából is egyre több szüremkedik be a réteg pórusaiba). A mederfenék szivárgási ellenállása (a kilépési ellenállás) tehát megnő, emiatt a parti kút depressziós tölcsére mélyül, végül már akár a mederfenék alá is kerülhet (1. ábra, a legalsó görbe). Ekkor pedig a folyó feneke és a