Hidrológiai tájékoztató, 2011

ÁLTALÁNOS VONATKOZÁSÚ CIKKEK - Mádlné dr. Szőnyi Judit: Felszín alatti áramlások a víz körforgalmában és a földalatti folyamatokban

a talajvíztükör hosszú + közepes + rövid hullámhosszú komponense = aktuális talajvíztükör a talajvíztükör hosszú hullámú komponense regionális áramlás intermedier áramlás lokális áramlás 2.a ábra. Fourier-analízissel levezetett áramlások (Zijl, 1999) eresztő képességük skálafuggő. Geológiai időléptékben és medencékben vizsgálva - mint már utaltam rá - az agyagos kőzeteken keresztül is lehetséges az átszivárgás. Az is látszik, hogy a vízrészecskék egy része mindössze néhány napot, mások viszont több ezer vagy akár millió évet is eltöltenek a felszín alatt. Fontos különbséget tenni a tekintetben, hogy ugyanezek az agyagos kőzetek rövidebb intervallumra - laborban elemezve mérnöki, építészeti célból - gyakorlatilag vízzáróként viselkednek. A felszín alatti vízmozgás a gravitációs rendszerek utánpótlódási és megcsapolódási zónái között zajlik. E két folyamat azért is lényeges, mert a felszín alatti vizek ezek révén kerülnek kapcsolatba a vízkörforgalommal. Az utánpótlódás uralkodóan a csapadékból történik, melynek egy része a felszínen lefolyik, másik része viszont beszivárog a felszín alá. E folyamat a felszín és a talajvíztükör közötti vízzel nem kitöltött telítetlen zónán át zajlik, egészen addig, ameddig a víz eléri a talajvíztükröt. De karszt-területeken a felszínen összegyűlő víz koncentráltan, víznyelőkön is bejuthat a felszín alá. A felszín alatti áramlások végállomásán a víz kilépése a hidroszférába és az atmoszférába, többféle módon történhet. E jelenség összefoglaló neve megcsapolódás. Ez bekövetkezhet koncentráltan, forrásként, de hozzájárulhat egy tó, folyó vagy a tenger vízkészletének gyarapításához. A síkvidéki területeken a megcsapolódás a talajvíztükör párolgása és a növények párologtatása révén zajlik. A felszín alatti vízáramlások geometriájának bemutatásához tekintsünk egy hullámosan lejtő, homogén kőzetösszetételű medencét (1. ábra). A vízáramlási képet a felszín alatti vízmozgást leíró matematikai egyenletek alapján számított energia-eloszlásból vezették le. Ebből derült fény arra, hogy a hullámzóan lejtő térfelszín és talajvíztükör energiakülönbségeinek köszönhetően különféle rendű áramlási rendszerek fejlődnek ki. A regionális rendszerek a fő vízválasztó és fő völgy között húzódnak, és hozzájárulnak a fövölgyben található folyó vízhozamához. A lokális áramlások a szomszédos helyi magas és mélypontok között alakulnak ki, míg az intermedier rendszerek a köztes magaslati és mélypontok között húzódnak. Az ábra figyelemre méltó üzenete, hogy a felszín alatti vízáramlások (Tóth, 2009) utánpótlódási és megcsapolódási területei a felszínen mozaikosságot idéznek elő, és egymás mellett sorakoznak. Az 1990-es években ezeket az egymásba épülő áramlási rendszereket Fourier-analízissel is levezették, mégpedig a talajvíztükör hosszú, közepes és rövid hullámhosszú összetevőiből. Ezzel független bizonyítékkal szolgáltak a gravitációs áramlási rendszerek talajvízszinthez köthető hajtóerejére és hierarchizáltságára vonatkozóan. Felhívom a figyelmet a szaggatott vonalakra, melyek a rendszerek közötti határokat, a minimális hajtóerők övezeteit, az áramlási holttereket jelzik (2. a ábra). Ezek az elvi számított áramképek arra jók, hogy hátteret adnak a valóságos, morfológiailag változatos, kőzettanilag heterogén és különböző éghajlati körülmények között található valós medencék vízáramlási rendszereinek megértéséhez. Egy példát, a domborzat hatását kiragadva, az ábrán a kordillera típusú hegyvidéki területek áramképét látjuk. Ebből megérthetjük, hogy a lánchegységek mély helyi rendszereinek köszönhetően, az ott beszivárgó csapadékvíz gyakorlatilag a mély helyi völgyekben megcsapolódik. Annál is inkább, hiszen kisszögű feltolódási zónák el is választják ezeket egymástól. E vetők környezetében viszonylag nagy kiterjedésű „áramlási holtterek" fejlődhetnek ki, ahol minimális a vízmozgás és a szénhidrogének felhalmozódhatnak. Az előtéri medence és a csatlakozó síkvidéki területeken már inkább a helyi beszivárgás dominál, viszont az előtéri medencékben is megfigyelhető az áramlásmentes övezetek kifejlődése. E kérdés hévíz és szénhidrogén feltárás szempontjából is jelentős, akár itt a Kárpát-medencében is (2.b ábra). 70