Hidrológiai Közlöny 1995 (75. évfolyam)

3. szám - Tóth József: A nagy kiterjedésű üledékes medencék felszín alatti vizeinek hidraulikai folytonossága

153 A nagy kiterjedésű üledékes medencék felszín alatti vizeinek hidraulikai folytonossága Tóth József Alberta-i Állami Egyetem Geológiai Intézete, Edmonton, Alberta, Kanada, T6G 2E3 Kivonat: Regionális hidraulikai folytonosságot értelmezünk, ha az üledékes medencék vízzel kitöltött kőzetvázának valamely pontján megváltozó víznyomás más észlelési pontokban is nyomásváltozást eredményez. A geijesztő és gerjesztett nyomásváltozások számértéke, illetőleg ezek hányadosa a folytonosság fennállásának igazolására, hatáserösségének számszerű jellemzésre is alkalmas. A nagy kiterjedésű üledékes medencékben a közetváz hidraulikai folytonossága a nagy távolságok, az ezekhez képest rövid észlelési idők, továbbá a felszín alatti folyadékok áramlást befolyásoló tulajdonságainak (hőmérséklet, vegyi öszszetétel) jelentős különbségei miatt nem feltétlenül jelentkezik egyértelműen. A közetváz hidraulikai folytonosságának tényét az egymástól függetlenül végzett helyi tározóvizsgálatok és regionális vízkészletfelmérések egyaránt igazolták. A természetben tehát nagy kiterjedésű, összefüggő talajvízáramlási rendszerek léteznek, ezekben az anyag és hő területi eloszlása meghatározott törvényszerűségeket követhet, amellett hogy a medence különböző területei között hidraulikai kapcsolat is fennállhat. Számos természeti folyamat és jelenség helyes értelmezéséhez, továbbá a talaj vízjárás természeti és emberi hatások által előidézett megváltozásának helyes modellezéséhez és előrejelzéséhez a regionális hidraulikai folytonosság fennállásának felismerése elengedhetetlen. Kulcsszavak: hidrogeológia, felszín alatti vizek, hidraulikai folytonosság, víznyomás, üledékes medencék. Bevezetés Ez a tanulmány eredetileg az ausztráliai Perth-ben 1990-ben tartott "Nagy kiterjedésű üledékes medencék felszin alatti vizei" c. nemzetközi tudományos konferencia egyik indító előadásaként hangzott el. Tárgya tehát megfelelt a konferencia főtémájának, hiszen érintette a nagy kiterjedésű üledékes medencék felszín alatti vizeinek legtöbb gyakorlati és tudományos problémáját. Az egyik legfontosabb elméleti kérdés a kőzetváz regionális hidraulikai folytonossága A hidraulikai folytonosság fennállása esetén nagyléptékű talajvízáramlási rendszerek és nagy térségekre ható vízföldtani jelenségek alakulnak ki. A felszín alatti víztestet érő természeti és emberi hatások nagy távolságra és mélységekre terjedhetnek. A tartósan kitermelhető vízhozam végső soron a medence egészére általánosított "elemi helyettesítő térfogat" valamennyi kőzetére értelmezhető valamilyen súlyozott, átlagos áteresztőképességétől, esetleg az éghajlattól befolyásolt okozóktól függ, nem pedig a szivattyúzott vízadó réteget közvetlenül jellemző értékektől. amilyen pl. a vízszállítási tényező (T, más nevén: transzmisszivitás), vagy a tárolási tényező (S). Megjelenhetnek továbbá ipari, mezőgazdasági és települési eredetű szennyanyagok akár váratlan távolságokban, vagy rétegekben is. Az a tény, hogy különböző és gyakran távoli területeket hézagok összefüggő hálózata köt össze egymással, elegendő, bár nem szükségszerűen nyilvánvaló indok arra, hogy a nagy kiterjedésű üledékes medencéket tekintsük a hidrogeológiai vizsgálatok természetes egységének Ez a tény azonban mindezideig nem talált általános elismerésre. így pl. korunk egyik neves kőolajgeológusa. John M. Hunt (1990) légzáróan szigetelt, háromdimenziós kőzettömbök alapján keresett egy tanulmányában magyarázatot a kőolaj vándorlására, bezáródására. a nyomás-, hőmérséklet- és ásványtani viszonyokra. Míg ezek a törekvések csak korlátozottan bizonyultak eredményesnek, ugyanezek a jelenségek és folyamatok a kőzetváz hidraulikai folytonossága alapján nehézség nélkül értelmezhetők. Nem túl merész ezért a téma felvetése, mert az nemcsak indokolt, de szükséges is lehet. A továbbiakban tehát kísérletet teszünk a regionális hidraulikai folytonosság fogalmának bevezetésére, a mellette szóló érvek felsorakoztatására, továbbá a nagy kiterjedésű üledékes medencék felszín alatti vizeit érintő következményeinek és hatásainak bemutatására. A regionális hidraulikai folytonosság fogalma és indokolása A hidraulikai folytonosság fogalma A hidraulikai folytonosság jelzője a kőzetvázban tározódon víznek az a tulajdonsága, hogy nyomásának tetszőleges pontban bekövetkező megváltozása más pontokban is megváltoztatja a víznyomást. A hatás mértéke számszerűen a gerjesztő és gerjesztett nyomásváltozás hányadosaként fejezhető ki. Mivel a hézagokat kitöltő vízben fellépő nyomásváltozások a kőzetben véges sebességgel terjednek, az észlelhető hidraulikai folytonosság csak viszonylagos lehet, hiszen annak érzékelhetősége függ az eredeti nyomásváltozás és az észlelés helyének távolságától, valamint a kőzet-folyadék rendszer szivárgási tulajdonságaitól (áteresztő-, és/vagy tárolóképes-