Hidrológiai Közlöny 1962 (42. évfolyam)

4. szám - Juhász József: Hazánk felszínalatti vízkészletére vonatkozó ismereteink

Juhász J.: Hazánk felszínalatti vízkészlete Hidrológiai Közlöny 1962. 4. sz. 285 termelni. Ezekből állnak túlnyomó többségben hazánk rétegei. A kitermelhető sztatikus vízkészlet meghatározásánál ezek alig játszanak szerepet — mint később a rétegrugalmassági alapon való termelésnél látni fogjuk. A készlet értékének meghatározása előtt, még tisztázzunk egy alapvető dolgot. Egy-egy víztartó általában vagy minden utánpótlás híján van, vagy csak korlátolt az utánpótlása, vagy igen nagy utánpótlással rendelkezik. A kitermelhető sztatikus vízkészletet egyszerű módon csak az első csoportra határozhatjuk meg. A másik két csoportnál az utánpótlás ugyanis a rétegenergia részbeni, vagy teljes fenntartásával egészen más helyzetet teremt. Ezeknél a területeknél az első csoportnál kapott értékeket vehetjük át analógiák esetén. Az utánpótlás nélküli területeken, a vizet a rétegből csak a réteg rugalmassági energiája segítségével tudjuk kivenni. Ilyenkor tehát a nyugalmi és üzemi vízszint rohamosan csökken, míg végül a réteg teljesen kimerül és ekkor már a réteg talpáig történő leszívással sem tudunk vizet nyerni. Nézzük meg az ilyen rétegrugalmasság alapján működő víztartónak a leülepedéstől a kiürülésig való viselkedését. A medenceüledékek legtöbbnyire vízben keletkeztek — a legfelső néhány méteres eolikus üledéket kivéve. Leülepedésükkor tehát a rétegek vízzel telítettek voltak, hasonlóan az ülepítő medencékben kiülepített anyaghoz. Ebben a szakaszban a leülepedett réteg felett a különböző geológiai időkben a víznyomás nagysága különböző volt. A réteg alsó felületén tehát a tényleges és semleges feszültségek összege a következő módon alakult (1. ábra) : a tényleges feszültség p, amely az alatta levő réteg tömörödését idézi elő : p = m y

t= m-(yt — yv)A teljes feszültség (p), amely az alatta levő réteget éri : p = h • y

v + m y

t = p + ut, ahol y

v a vízzel telített réteg térfogatsúlya (t/m

3) y

v a víz térfogatsúlya (t/m

3) y't = yt — Vv u = a semleges feszultseg, •y Terepszín és vizszln m(Tt 'Ár) m * Tt teljes feszültség 2. ábra. A vízben keletkezett laza üledék feszültségviszonyai a víz eltakarodása után 0ue. 2. PejicuMbt HartpHMcenun puxAoeo ocayicdenuH nocAeyxoda eodbi Abb. 2. Spannungsverháltnisse in wassersedimentierten losen Bódén nach Abzug des Wassers végül a semleges feszültség (M), amely nem okoz alakváltozást : u = (h + m)y

v. A fentiekből következik, hogy a kőzetek leülepedésekor a felső síkjukra csak semleges feszültség hat,, így azok egyáltalán nem tömörödnek. Ez adja magyarázatát pl. annak, hogy mélytengerben is pehelyszerkezetű agyag tud leülepedni. A leülepedett kőzet tömörödése csak a föléje ülepedett anyag vízalatti térfogatsúlyából adódó tényleges feszültség hatására történik meg. A laza üledékeskőzetek térfogatsúlya pedig víz alatt 0,8—1,1 t/m

3 kavicstól — homoklisztig és 0,8—1,2 t/m

3 iszaptól kövér agyagig. Ez utóbbinál néha — már idősebb kemény agyagoknál — felmegy 1,3 t/m

3-re is. Igen jóátlagnak vehetjük azt, hogy az egyes rétegek leülepedésük után éppen a hidrosztatikai nyomásnak megfelelő nyomás alá kerülnek a föléjük ülepedő rétegek hatására. A nyomások ilyen alakulása világosan rámutat arra, hogy a mélyebb rétegek víznyomása miért éppen a terep közelébe emelkedik. A folyamatos üledékképződés után a kőzetanyagot szállító víz eltűnve a területről, a felület kiszáradd Ekkor a feszültségek a 2. ábra szerint alakulnak. A teljes feszültségnek tehát körülbelül fele semleges, fele tényleges feszültségből tevődik össze. A kőzetek a föléjük települő rétegek leülepedése közben tömörödnek. A tömörödés — tekintettel a nagy időre — teljes konszolidáció mellett megy végbe, tehát az alsóbb rétegek pórusaiból a felesleges víz akadálytalanul távozhat felfelé, a terhelő réteg felé, azt az egy esetet kivéve, amikor viszonylag gyorsan át nem eresztő agyag telepszik felülre. Ez általában csak helyi jelenség. Ilyenkor a konszolidáció részben akadályozva van, és az alsóbb rétegbe zárt víz egy része nem tudván távozni, a terhelés egy részét viseli továbbra is. Az ilyen rétegekben azután nagy rétegenergia gyűlik össze, megcsapolásukkor hirtelen nagyon magas nyugalmi vízszintet kapunk, ami azonban hamar lecsökken a környezetnek megfelelő nyomásra. A normális üledékképződés mellett a kőzetek teljes konszolidációja megy végbe a föléjük települő rétegek vízalatti térfogatsúlyának és vastagságának hatására. Ez a folyamat különböző mélységekben elhelyezkedő rétegeknél, feltételezve, hogy a tényleges feszültség is közelítően m • <y„-vel azonos a 3. ábrán megadott mértékű összenyomódást, illetve hézagtényező változást jelenti. Ha megcsapoljuk a már konszolidált víztartót, pl. kutat fúrunk bele, a réteg rugalmasságának követ"T, +

mTt teljes feszültség 1. ábra. Vízalatt leülepedő rétegben kialakuló tényleges és semleges feszültségek <Pue. 1. JJeücmeumeAbHbie u HeümpaAbHbte HanpHDtcemi.i e ocaytcdeHHOM nod eodoű CAoe Abb. 1. Tatsachliche und neutrale Spannungen in unter Wasser sedimentierten Sehichten Retegfelszin