Hidrológiai Közlöny, 2013 (93. évfolyam)

2013 / 2. szám - Alföldi László: Kis elmélkedés a Vízgazdálkodásról

6 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2013. 93. ÉVF. 2. SZ. Különbséget kell tenni a lokális, a rendszeren belüli átáramlás, utánpótlódás és a rendszer egészére teljes vízkészlet fogyasztást jelentő utánpótlódás között. Az abszolút kormeghatározási vizsgálatok szerint az Alföld több ezer méter vastag porózus üledékei felső néhány száz méterében vastag pliocén és negyedkori rétegek néhány százezer és/vagy néhány millió éves üledékeiben 3000-45000 éves vizek tárolódnak. Bármennyire is bizonytalanok az abszolút kormeghatározás vizekre vonatkozó eredményei (Deák J. 1978), kétségtelennek tűnik, hogy azok a vízadó rétegcsoportok, melyekben a vízadók rétegnyomása nem nagyobb a hidrosztatikai értéknél, azok földtani értelemben rendkívül rövid idő alatt, de praktikusan rendkívül lassan kicserélődnek. Egyelőre azonban nincs elegendő ismeretünk sem a természetes megcsapolás módjáról és helyére vonatkozóan, de az utánpótlódás mikéntjére sem. Úgy tudjuk, hogy ebben a régióban határozott függőleges és kvázi horizontális (oldalirányú) szivárgás történik. A szivárgási vízmozgás bizonyos, de mivel a felszín közeli régióval való kapcsolat lehetősége is fennáll, akár felfelé, akár lefelé való vízmozgás (szivárgás) is valószínűsíthető. A lassú horizontális vízmozgásnál kisméretű természetes megcsapolás sem kizárt, de nem ismert. A szivárgás tendenciájának valószínűségi elve és a mozgás sebességének számítható mértéke mellett gondolnunk kell arra is, hogy vajon a hézagokban jelenlevő tapadó-víz együtt mozoghat-e a folyékony halmazállapotú vízzel. Ez a kérdés első pillanatban egyszerű számítással megoldható lenne, ha a porózus rétegvíz térbelileg is homogén felépítésű lenne. Valójában a homokréteg kötegeket iszapos finomszemcse-méretü rétegek is tagolják, melynek jelentős részén a porózus hézagtérfogat teljes egészét kitöltő tapadó-víz oly mértékben megakadályozza a vízmozgást, hogy az csak intenzív megcsapolás esetén, a küszöb gradiens értékét túllépve mobilizálható ( Kovács Gy. 1981 ). A XX. század második felében került a hazai és a nemzetközi érdeklődés homlokterébe a felszín alatti vizek tudományterülete. Egyre inkább bebizonyosodott, hogy a felszín alatti vízmozgás a szivárgás és a mikroszivárgás kérdéseinek a feltárása, valamint a vízminőség változások megértése multidiszciplináris megközelítést igényel. Dr. Kovács Gy. kétkötetes angol nyelvű könyvkiadványában hívta fel a figyelmet a kőzetváz által alkotott kényszerpályákban való szivárgási jelenségek sokrétűségére, és teremtette meg a tudományterület fejlődésének tudományos alapját. (Összesen 1800 nyomtatott oldal). Tudományos alapossággal arra is ügyelt, hogy a felszín alatti vízmozgás általános megjelölésére csak a seepage és a migration kifejezést használva, elkerülve a flow = az áramlás kifejezés említését. Ezzel is jelezve, hogy a migration például a szóló vízmolekula különleges kényszerhelyzetbe való önálló monomolekuláris szivárgásban való mozgását jelenti, amikor a gravitáció csak közvetetten és/vagy egyáltalán nem befolyásoló energiaféleség. Számomra és a szakma számára ez azt jelenti, hogy óvatosan kell kezelni a porózus vízadókban való vízáramlás kifejezés használatát. Kifejlett karsztrendszereknél a deciméter nagyságrendű hézagokban a kőzettípus jellegétől függő mértékben a vízáramlás kifejezés jól értelmezhető, függetlenül attól, hogy a kőzettestet esetleg mikro-méretü rések is átjárják, és szerves kapcsolatban vannak az uralkodó réshálóval. Sokat tudunk a vonatkozó kőzetváz jellemzőiről, de alig tudunk valamit magának a folyékony halmazállapotú víz szerkezetének változatos felszín alatti körülmények között való alakulásáról. A vízmolekulák cibatikus halmazai elméletileg a legfinomabb réshálón sem juthatnak tovább, miközben a szóló molekulák önálló mozgásra képesek. Nem tudjuk, vajon szétesik-e a molekulahalmaz vagy csak feltorlódik. Egyáltalán, hogyan viselkedik a mélység felé növekvő nyomás, hőmérséklet és kémiai összetétel mellett. A természetes víz szerkezetéről (Werner A. G., Ucek 1973) már lehetnek elméleti és tapasztalati ismereteink. Az átlagos szemcsetartomány területén előforduló jelenségekről már figyelemreméltó ismereteink vannak, például a tapadóvíz szerepéről. Leválásáról, különösen a tapadóvíz hiányáról, egyes szénhidrogén előfordulásoknál a féligáteresztő jelenségekről (membrán hatás), a szénhidrogének migrációjáról, (Caplen T., Haushow 1970) ( Marton L. 2012 ). A hazai felsőpannon üledékek finomszemcsés, agyagos rétegeiből való hévíztermelési lehetősége arra utal, hogy a hévíz-kutak zömében az aktív hézagtérfogat lényegesen nagyobb, mint a hasonló méretű hideg-vizes vízadók esetében. Bárhogy kerül a víz a felszín alá, adott oxigéntartalmát hamar elveszíti, és reduktív közeggé válik. Az üledékben mindig jelenlévő vízben oldott szerves anyagok oxidálódása hamar elfogyasztja az oldott oxigént. Ezután további redukálódás csak a szervetlen vegyületek redukálása útján mehet végbe, alkalmasint a mikrobiológiai tevékenység katalizálása útján (segítségével). A természetes víz általános oldószer, mindig tartalmaz szabad H

+ és OH" ionokat, amelyek más ionok jelenlétében kémiai reakciókat képezhetnek, különösen a homokban mindig jelenlévő finomszemcsék, ásvány törmelékek és nehéz ásvány szemcsékkel. Ma már a felszín alatti vizekben zajló kémiai folyamatok értékelésénél nem maradhatunk a szervetlen kémiai folyamatok leírásánál, hanem figyelemmel kell lenni a szerves kémiai folyamatokra is. A közelmúlt hazai kutatásai mutattak rá arra, hogy 1000-2000 méteres mélységközben kerogén képződés következik be, melynél mélyebben szénhidrogén képződési folyamatok léphetnek föl. (Varsányi I. 1986) Azt hiszem, hogy a vízben lezajló kémiai és fizikai változások megítélésére az említett példák aligha elégségesek. Annak ellenére, hogy egyetemi éveim alatt hallgattam jobbnál jobb kémiai előadásokat, azok legfeljebb arra voltak elégségesek, hogy érzékeljem a vízzel kapcsolatos alapkutatási kérdések jelentőségét. „Mindezek alapján nyugodtan kijelenthetjük, hogy a multidiszciplinárisan művelhető hidrológia, hidrogeológia minden bizonnyal forradalmi változás előtt áll, melynek kezdetei elsősorban a kérdőjelek sokaságával napjainkban érzékelhetők". (Alföldi. 2003) Annak ellenére, hogy az Alföld területéről maximum 500 méter mélységből víztermelő kútról vannak bőséges információink, a vízadók vázszerkezetéről, szemcseösszetételéről csak nagyvonalú információkkal rendelkezünk. A kútfúrások gyakorlatában ugyanis elsősorban gazdasági és technikai okok miatt alkalmazott teljes szelvényű fúrástechnológia nem nyújt lehetőséget a vízadó homokféleségek szemcse-összetételének a megítéléséhez, mert az átfúrt réteg (rétegsor) üledékföldtani milyenségéről csak az öblítővíz által felszínre hozott és kiülepített szeparált anyagból lehet következtetni. A magyar fúrási gyakorlat további nehézségeket okoz, mert a maximális vízhozam biztosítása érdekében az esetek többségében több vízadó réteget összekapcsolnak (Magyar K. 1958) A rétegek együttes termeltetése estén olyan térbeli depressziós tér szolgáltatja a vizet, amely felfelé és lefelé egyaránt kialakul. Az így kialakuló ikerdepressziót a két meg-