Hidrológiai Közlöny, 2022 (102. évfolyam)
2022 / 4. szám
31 A bükki hideg és termálkarsztrendszer kapcsolatának vizsgálata statisztikai módszerekkel Miklós Rita*, Lénárt László*, Szűcs Péter* * Miskolci Egyetem, Műszaki Földtudományi Kar, Környezetgazdálkodási Intézet, 3515 Miskolc, Miskolc-Egyetemváros (E-mail: hgmr@uni-miskolc.hu) Kivonat Közleményünkben olyan kutatási eredményekről számolunk be, melyek a Bükk hegység hideg-, és termálkarsztrendszerének kapcsolatát vizsgálják. A számításokhoz a Bükki Karsztvízszint Észlelő Rendszer hosszú, mért adatsorait használtuk fel, melyeken különböző típusú statisztikai módszerek segítségével végeztünk periodicitás vizsgálatokat, és ezek eredményeit hasonlítottuk össze. Ezek tükrében elmondható, hogy a Bükkben a hideg és termálkarsztrendszer között erős hidraulikai kapcsolat áll fenn, melyet számszerűen, matematikai módszerek segítségével támasztunk alá. Az eredmények alapján a hegységben a hideg és termálkarsztos rendszert egy összefüggő, hidraulikailag folytonos hidrogeológiai rendszerként kell tekinteni, mely utánpótlását a csapadékból nyeri. Eredményeink elősegítik a hideg és termálkarsztról rendelkezésre álló információk bővülését, mely mind tudományos, mind vízgazdálkodási szempontból kiemelten fontos a hosszú távú és fenntartható vízhasználatok tervezésében. Kulcsszavak Karszt, karsztvíz készlet, termálkarszt, Bükk, spektrálanalízis. Investigation of the relationship between cold and thermal karst system with statistical methods in the Bükk Mountains Abstract In the article we report research results which aim is to investigate the relationship between cold and thermal karst system of the Bükk Mountains. Calculations were carried out by using long term, measured data series originating from the Bükk Karst Water Monitoring System. Periodicity tests were performed by using different types of statistical methods and their results were compared. Based on them, it can be said that there is a strong hydraulic connection between the cold and thermal karst system in Bükk, which is supported numerically with the help of mathematical methods. Based on the results, the cold and thermal karst system in the Mountains should be considered as a connected, hydraulically continuous groundwater system, which is mostly recharged by precipitation. Our results help expand the available information on cold and thermal karst. This is extremely important from both a scientific and a water management point of view in the planning of long-term and sustainable water uses in the future. Keywords Karst, karstwater resources, thermal karst, Bükk, spectral analysis. BEVEZETÉS Az elmúlt évtizedekben a kutatók, hidrogeológusok álláspontjai nagyrészt megegyeztek abban, hogy a Bükkben a hideg-, és termálkarsztrendszer kapcsolatban áll egymással, egy hidraulikai egységet alkot, és az elmúlt évek kutatásai is ezen szemlélet mentén haladtak (Lénárt 2008, McIntosh és társai 2011, Darabos és társai 2014, Lénárt 2022). Azonban mindeddig ez a kapcsolat matematikai módszerekkel, számszerűsítve nem került bizonyításra. Kutatásunk fő célkitűzése ennek a kapcsolatrendszernek a statisztikai módszerekkel való vizsgálata volt. A számítások elvégzéséhez a hegységben immár 30 éve üzemelő Bükki Karsztvízszint Észlelő Rendszer részletes, hosszú adatsorait használtuk fel, melyek egyedülállóak és számtalan kutatási lehetőséget rejtenek magukban. A kutatás alapkoncepciója az volt, hogy a Bükk vagy főként a központi területén hulló csapadék biztosít utánpótlást a hegység hideg karsztvíz készletének, mellyel hidraulikai kapcsolatban áll a termálkarszt, amely így utánpótlását a hideg rendszer felől kapja. Ennek megfelelően kerültek kiválasztásra a vizsgált mérőhelyek is, melyek adatsorain koherencia vizsgálatokat, valamint spektrálanalízis és keresztspektrál analízis segítségével végeztünk periodicitás vizsgálatokat. Mivel a régióban mind a hideg-, mind a termálkarsztvíz termelés stratégiai fontosságú (ivóvíz-ellátás, balneológia, fűtési célú hévízkivétel is történik), ezért a kutatási eredményeket kiemelten fontosnak tartjuk a hosszú távú, fenntartható vízhasználat és vízgazdálkodás tervezésében. ANYAG ÉS MÓDSZER Alkalmazott módszerek A közleményben bemutatott statisztikai módszerek egyik legfontosabb követelménye, hogy a számításokhoz felhasznált adatsorok hiánytalanok legyenek, valamint minimum négy évet öleljenek fel (Padilla és Pulido-Bosch 1995). Számításaink során általában 96 db adatból képzett napi átlaggal dolgoztunk. A kutatás során a Bükki Karsztvízszint Észlelő Rendszer egyes monitoring pontjainak hosszú adatsorait használtuk fel, melyeken többek között spektrálanalízist alkalmaztunk. Ennek érdekében a mért adatsorokat a tér-idő tartományból Fourier-transzformáció segítségével frekvenciatartományba alakítottuk át, az eredményt spektrumoknak nevezzük. Ezáltal a felhasznált adatsorokon periodicitás vizsgálatok végezhetőek el (Chinarro és társai 2010). A művelet fordítottját inverz Fourier-transzformációnak nevezzük, melynek segítségével a spektrumok visszaállíthatóak jellé a tér-idő tartományban, és melynek segítségével konkrét számértékeket kapunk (Túrái 2005). Keresztspektrál analízis esetében a keresztkorrelációs függvény asszimetriája miatt szükségszerű az egyszerű spektrálsűrüség komplex számokkal való kifejezése. Szá
