Hidrológiai tájékoztató, 2002

ÁLTALÁNOS VONATKOZÁSÚ CIKKEK - Dr. Pataki Nándor: Vízkutatás és kútépítés karsztosodott víztárolókban

ÁLTALÁNOS VONATKOZÁSÚ CIKKEK Vízkutatás és kútépítés karsztosodott víztárolókban DR. PATAKI NÁNDOR 1. Bevezetés A hasadékos, karsztosodott víztárolókat a különböző korú mészkövek és dolomit képződmények képviselik. így vízfeltárás ismeretes az ópaleozóos devon, a középkori triász, jura, kréta, valamint a harmadidőszaki eocén, miocén képződményekből. Az említett formációk közül, mélységi vízfeltárás szempontjából, a nagyobb jelentősége csak a triász mészkő és dolomit képződményeknek, valamint helyenként a harmadidőszaki karbonátos képződményeknek van. Külön kiemelendők a triász képződmények, melyek fedett településben a hazai hévízhasznosítás, fedetlen területeken, viszont a hidegvíz feltárás vonatkozásában érdemelnek különös figyelmet. Az emiitett képződményekben a víztárolás előfeltétele a karsztosodott, töréses szerkezet, azaz eredmények csak a tektonikusán igénybevett területeken várhatók. A vízkutató és -feltáró fúrások telepítése előtt, ilyen esetekben nagy segítségetjelent, ha ismerjük a földtani települési és szerkezeti viszonyokat. A karsztosodás szempontjából lényeges előfeltétel az a körülmény, hogy ilyen területeken a tektonikai igénybevételek folytán összerepedezett mészkő- és dolomit kőzetek egy későbbi földkéregmozgás következtében az erózióbázis fölé kerülhettek. A kiemelkedett repedezett kőzettömegben kémiai és mechanikai hatásokra, a tektonikai törések mentén megindulhatott a karsztjáratok képződése. A karsztosodás mértékét befolyásolja a karbonátos üledékek kiterjedése, vastagsága, a repedezettség foka és az anyag oldódással szembeni ellenálló képessége. 2. A karsztosodott víztárolók jellemzése Nagy vastagságú, összetöredezett, nem erősen gyűrt mészkőtelepülésekben kedvezőek a feltételek a karsztos üregek képződésére. A dolomitot a szén-dioxid tartalmú víz nehezebben oldja. Az erősen dolomitosodott mészkőtelepülések esetén az üregképződés tehát korlátozott. Számos sikertelen fúrás igazolja, hogy ha területileg, vagy a fúrás közvetlen környezetében a karsztosodás feltételei nem voltak meg, akkor még bizonyos különleges technológiai módszerek (pl. robbantás, rétegrepesztés) alkalmazásával sem érhetők el eredmények. A kitermelhető vízhozam tekintetében lényegesek a fúrás közvetlen környezetében érvényes alábbi vízföldtani feltételek kialakulása > A repedezettség foka, ill. a járatok képződésének mértéke az átfúrt szelvényben; > A fúrás közvetlen környezetének utánpótlódási viszonyai; > A feltárt karsztvíz kiterjedése, ill. a leszívási hatósugár kialakulási feltételei. Az említett adottságok, így a karsztvízszint és a kitermelhető vízhozam is csak kutató- és feltárófúrás, vagy fúrások lemélyítése kapcsán nyert földtani és szivattyúzási adatok alapján tisztázhatók. Egyes kutak hidrogeológiai paraméterei a nagyobb terület vonatkozásában még közelítéssel sem fogadhatók el általános érvénnyel. A karsztosodott víztárolók vízkészlete rendkívül jelentős szerepet játszanak a hazai vízellátásban. A hazai karsztvízkészletet = 1.1.10

6 m'Vd mennyiségre becsülik. Ebből jelenleg = 58%-át hasznosítjuk. A felszín alatti vizek közül a legélénkebb és legsajátosabb áramlása a karsztvíznek van. Míg a legkisebb hasadékokban a mikroszivárgás törvényei érvényesek, a nagyobbakban már tisztán turbulens áramlás alakul ki. Az áramlásnak ez a heterogenitása nehezíti a karszt természetes és mesterségesen előidézett áramlásainak pontosabb, hidraulikai számítását. A vízáramlások mértékét azonban általában nem a kavernák méretei, hanem a nyomásesés mellett a kavernát összekötő vízjáratok átlagos keresztmetszet-szükülete szabja meg. A legtöbb esetben a mélykarszt vize állandó mozgásban van lassú áramlással a hegység magasabb részei felől, ahol nagy a csapadék utánpótlódás, a hegység széle felé halad, majd a hegységszerkezeti töréseken felemelkedve a felszínre kerül. A víz mozgását akadályozó ellenállások szerint egymás közelében lévő és összefüggő hasadékokban, üregekben a vízszint lépcsős változást is mutathat (pl. a leszálló karsztövezetben, ahol nem minden repedést tölt ki víz, így a szomszédos hasadékok vízszintjei között tízméteres nagyságrendű lépcsők is lehetnek). Ami a fedett mélykarszt hőmérsékleti viszonyait illeti, megjegyezhető, hogy a karsztosodott rétegen belül a hőmérséklet különbség kisebb, mint a porózus üledékek esetén, mert a nagyobb áteresztőképességű kőzetekben a hőmérséklet kiegyenlítődés sokkal intenzívebben megy végbe. Ha a karsztvizet termeljük, akkor a hőmérséklete még több száz m-ben is lényegében a neutrális zóna átlaghőmérséklete körül mozog (Juhász. J. említi pl. Ajka, Tatabánya. Dorog térségét, ahol a még 400-500 m-ben is 11-12 HC a víz hőmérséklete). Már Schafarzik F. mérései rámutattak egy sajátos alááramlási jelenségre a budapesti termálvonal mentén, mely annak következtében áll elő, hogy a karszt felső, hideg, nagyobb sűrűségű vízrétegei kiszorítják a mélyben lévő forró, kisebb sűrűségű vízréteget, s az az „edény fal" mentén áramlik a felszínre. Természetesen ezt a folyamatot a nyomáskülönbség is elősegíti. Adott feltételek között az is előfordulhat, hogy a kétféle víz a sűrűségkülönbség hatására egymás helyét foglalja el, amit viszont kiöblítésnek nevezünk. Természetesen az áramlási jelenségek változatos megjelenési formáinak elemzését még tovább folytathatnánk, mellyel a karsztosodott víztárolókban mélyítendő vízkutatás, ill. kútépítési tervezés rendkívüli nehézségeit, kockázatos voltát próbáltuk érzékeltetni. A fentiekben kívántuk bemutatni a karsztosodott víztárolók megkutatásánál jelentkező anomáliákat, melyek még alapos, gondos, szakszerű tervezés és vizsgálatok ellenére is sikertelenségre vezethetnek. 3. Vízfeltárási tapasztalatok Budapest Népliget (1965) Talpmélység: 1888 m Elöljáróként el kívánjuk mondani, hogy a népligeti hévízkutató fúrást az Országos Műszaki Fejlesztési Bizottság Földtani Főbizottságának javaslatára az OMFB elnöksége határozta el és fedezte a fúrás költségeit. 11