Hidrológiai tájékoztató, 2013
ÁLTALÁNOS VONATKOZÁSÚ CIKKEK - Mádlné dr. Szőnyi Judit: A modem hidrogeológia és a vízgazdálkodás - a szemléletváltás jelentősége
ALTALANOS VONATKOZÁSÚ CIKKEK A modern hidrogeológia és a vízgazdálkodás - a szemléletváltás jelentősége MÁDLNÉ DR. SZŐNYI JUDIT ELTE TTK Földrajz- és Földtudományi Intézet, Általános és Alkalmazott Földtani Tanszék, 1117 Budapest, Pázmány Péter sétány 1/c Bevezetés A természettudományos és mérnöki ágon 1960-ig párhuzamosan fejlődő hidrogeológia történetében az első koherens nézetrendszer a XIX. századra kialakult artézi paradigma volt. Az artézi szemlélet felszín alatti közlekedőedények feltételezésén alapul, melyhez az alapot az erre az időszakra kialakult mélyfúrási technológia tapasztalatai szolgáltatták. Ugyanakkor e nézetrendszemek nincsen medenceszinten matematikailag levezetett fizikai alapja, csupán tapasztalati igazolása. E szemlélet, a felszín alatti vizeknek nem tulajdonít annál nagyobb jelentőséget a vízgazdálkodásban, mint ami a talajvíz és a felszíni vizek laterális kapcsolatát érint, és ami a talaj - talajnedvesség - talajvíz rendszer kapcsolatából adódik. A rétegvizeket a felszíni vízgazdálkodási koncepciók, feladatok és megoldások szempontjából érdektelennek, kizárólag víznyerési forrásnak tekinti. írásomban annak a hidrogeológiai paradigmaváltásnak az eredményeit és vízgazdálkodási következményeit szeretném bemutatni, ami az 1960-as évek óta zajló fejlődés következménye. Lényege a természettudományos és mérnöki hidrogeológiai fejlődési ág közeledése, majd a kettő összeolvadása az 1990-es évekre, a modem hidrogeológia formájában. E fejlődés előidézője, hogy felismerték a korábban teljesen vízzárónak vélt rétegeken keresztüli átáramlást, azaz a horizontális mellett a vertikális kommunikáció jelentőségét. Ez a felismerés kvantitatív alapokon nyugszik, azon, hogy analitikus módszerrel kiszámolták a felszín alatt mozgó vízrészecskék útvonalát {Tóth, 1962). Ebből az is kiderült, hogy a felszín alatti víz-medencékben a folyadékmozgás geometriailag leírható pályákon, áramlási rendszerekben zajlik. A mérnöktudományi ágon pedig azt ismerték fel, hogy e természetben lezajló folyamat, azaz a korábban vízzáróknak vélt rétegeken át történő szivárgás, a kutak termelésével mesterségesen is előidézhető {Neumann & Witherspoon, 1972; Halász, 1975). A kutak termelésének hatása, a depresszió nem csak a termelt rétegben, hanem alatta és fölötte is jelentkezhet, sőt akár a talajvízszintig is kihathat. A modem hidrogeológia egyik fontos következménye, hogy a mozgó víz szisztematikusan átalakítja környezetét és a felszín alatt és a földfelszínen is befolyásolja a természeti jelenségeket {Tóth, 1999). A kiáramlási területeken víz- és nyomástöbblettel, míg az utánpótló- dási területeken víz- és nyomáshiánnyal jellemezhető területeket idéz elő. Problémafelvetés A hidrogeológiai paradigmaváltás 50 éve zajlikjeleit mégis egyelőre csak nyomokban észlelhetjük társadalmi szinten és a víz- és környezetgazdálkodási gyakorlatban. A nemzetközi és hazai hidrogeológus társadalom magáévá tette ezt a nézetrendszert, de az artézi gondolkodás elemei, a vízzárókban és a talaj- és rétegvizekben való gondolkodás továbbra is megmaradt. S a modem hidrogeológiai szemlélet, a numerikus modellezés széleskörű elterjedése ellenére sem vert gyökeret. Az artézi paradigma túlélése világszinten jelentkezik és vezet korszerűtlen és problémát okozó vízgazdálkodási és környezetvédelmi döntésekhez. E reliktumok tudatos felszámolására és a szemléletváltás elősegítésére hívta életre 2011-ben a Hidrogeológusok Nemzetközi Szövetsége a Regionális Felszín Alatti Vízáramlási Bizottságot { http://iah . org/regionalgwflowf). E bizottság feladata a vízáramlási rendszereken alapuló kutatás és az oktatás nemzetközi koordinálása mellett a témakör kommunikálása a társtudományok és a társadalom képviselő felé. E szervezet egyik vállalt feladata, hogy segítsen a vízzel foglalkozó világszervezeteknek és a nemzeti kormányoknak, hogy felismerve a szemléletváltás jelentőségét a hidrogeológiában, vízgazdálkodási döntéseik során a felszín alatti vízáramlásokat integrálják értékeléseikbe. Erre példával szolgálnak a hollandok, akik „hidrológiai rendszeranalízis” néven ezt már több mint másfél évtizede megvalósították {Engelen & Kloosterman, 1996). A Bizottság e szemléletváltást a klímaváltozás hatásainak értékelése tekintetében is fontosnak tartja. A modern hidrogeológia kialakulásához vezető felismerések A hidrogeológia a folyadékpotenciál fogalom bevezetésével helyeződött fizikai alapokra. 1940-ben King Hűbbért a Bernoulli törvényt a felszín alatti térrészre levezetve megállapította, hogy a felszín alatti vízdinamikát alapvetően a folyadékpotenciál eloszlás határozza meg. A folyadékpotenciál kifejezi az egységnyi tömegű felszín alatti víz összes mechanikai energiáját, ami arányos a kutakban mért nyugalmi vízszint tengerszint feletti magasságával. Tehát a kutak egyúttal a felszín alatti tér ener- giamérő-eszközei. Nyilvánvaló, hogy a víz a magasabb energiájú helyről fog az alacsonyabb energiájú hely felé áramlani. A folyadékpotenciál mérhető és eloszlása ki is számítható egy tetszőlegesen választott felszín alatti térrészre. A folyadékpotenciál felszín alatti eloszlására vonatkozó 34
