Hidrológiai Közlöny 2006 (86. évfolyam)

4. szám - Székely Ferenc: Hidrogeológiai modellvizsgálatok eredményei az ÉK-i Alföld porózus üledékeiben

23 Hidrogeológiai modellvizsgálatok eredményei az ÉK-i Alföld porózus üledékeiben Székely Ferenc 1204. Budapest, Bocskai utca 13. e-mail: fszekelvfg vnet.hu Kivonat: Az ÉK-i Alföld felsőpannon-pleisztocén medence üledékeiben kialakuló természetes nyomásállapotot és a víztermelés által okozott vízszintsüllyedést (depressziót) 500 m területi felbontásban, öt modellréteg alkalmazásával szimuláltuk. A szivárgás-hidraulikai paraméter-térképek szerkesztésekor a vízkutak földtani rétegsorait vettük alapul, a réteghatárokra, felszíni vizekre és talajvízháztartásra vonatkozó információk országos adatbázisokból származnak. A mérési adatokon alapuló talajvízmélység térképet a terepdomborzat és a talajvízforgalom alapján finomítottuk. A talaj- és rétegvíz domborzathoz történő illesztéssel meghatároztuk a talajvíz összegzett utánpótlódását és megcsapolását. Az 1951 és 1990 közötti rétegvíz termelés depressziós hatását szimulálva előállítottuk a terület járulékos vízkészlet mérlegét. A számított permanens nyomások és tranziens depresszió trendek megfelelően illeszkednek a mért adatokhoz. permanens nyomáseloszlás, természetes vízmérleg, depresszió-modellezés. Kulcsszavak: 1. Bevezetés Az ÉK-i Alföld felsőpannon és negyedkori porózus üledékeiben kialakuló áramlási rendszer több évtizede a kutatók érdeklődésének a homlokterében áll. Ebben a térségben hátsági (Nyírség, Hajdúhátság), síksági (Tiszavidék, Szatmár-Beregi síkság) és átmeneti területek kapcsolódnak egymáshoz, ami a terep és talajvízszint domborzatban jelentős (80 m) szintkülönbség kialakulását eredményezte. Ilyen helyzetben jó lehetőség nyílik a természetes térbeli áramlások kialakulására és tanulmányozására, a feláramlási és leáramlási területek, valamint a talajvíz utánpótlódási és megcsapolási területeinek a lehatárolására. A térségben több, nagy kapacitású vízmű is üzemel, és a hévíztermelés is számottevő. Ez utóbbiak lehetővé teszik az emberi tevékenység hatásának a megfigyelését és modellezését. A VITUKI Rt. két éves kutatás keretében alapszinten kidolgozta a terület hidrogeológiai modelljét (Székely 2003). A kutatásnak ebben az első fázisában a modcllrétegek térbeli lehatárolása a korábbi országos modellvizsgálatok eredményei alapján történt. A modellrétegek szivárgási tényező térképei korlátozott számú kútszelvény bevonásával elsősorban a területen kifejlesztett vízbázis védelmi és más numerikus modellek adatbázisainak felhasználásával készültek. A fenti paraméterek, valamint a talaj vízmélység és terep adatokból szerkesztett talajvízszint térkép alapján permanens, háromdimenziós hozam-inverziós modellezést végeztünk, és meghatároztuk a talajvizet érintő utánpótlódás és megcsapolás területi eloszlását. Az 1951-1990 közötti víztermelés hatásának értékelése céljából a nem-permanens depresszió modellezésére is sor került. A modellezések eredményei elfogadható mértékben egyeztek a víztermelés által befolyásolt, valamint a természetes állapotban mért nyomásadatokkal, de a területi utánpótlódás értékei egyes területeken túlzottak voltak. Ez a cikk a kutatás második fázisában elért eredményekről számol be. Ebben a fázisban szerző a korábbi modellt három szakaszban fejlesztette tovább. Az első szakaszban az EU VKI ország jelentéshez általa készített szivárgási tényező térképek beépítésére került sor. A második lépcsőben a természetes állapotot közelítően jellemző, 1956-1960 közötti időszak talajvízmélység és talajvízszint térképeinek előállitása történt meg. Ez egy modellezéssel támogatott térinformatikai feldolgozás, amely a mikro és makro domborzat hatását a területi utánpótlódás becsült határértékével kombinálva vette figyelembe. A vizsgálatot a tranziens depresszió szimulációja, és a hidrogeológiai paraméterek kalibrálása zárta. Ez a vizsgálat a mért hosszúidejű nyomásváltozási, valamint a számított depresszió trendek illesztésére irányult. A felszínalatti vízáramlások modellezése véges differencia módszerrel, a saját fejlesztésű FT (Flow& Transport) szoftverrel (Székely 1999, Székely et al 2000) történt. A térinformatikai vagy szimulációs módszerekkel előállított kétdimenziós felületek megbízhatóságát a mért adatokkal történő összehasonlítás útján értékeltük. Az 500 m felbontású felületekből a mérési pontokra vonatkozó értékeket bilineáris interpolációval olvastuk ki. 2. A hidrogeológiai modell lehatárolása és paraméterezése A vizsgált területet a 807000 és 938000 EOVY, valamint a 216000 és 348000 EOVX koordináták határolják (1. ábra). A modellezett tartomány E-i peremét a medence határa, K-i peremét az országhatár, a D-i és Ny-i peremeket pedig a fenti EOV koordináták képezik. A tartományon kívül eső területrészeket üres fehér foltok jelölik. A modell két vezérfelületét a negyedkori és a felsőpannon sorozat feküje képezi. Ezek síkbeli és mélység szerinti lehatárolását országos kiteijedésben és 500 m felbontásban a MA FI készítette el. A további térinformatikai feldolgozásoknál, valamint a modellezésnél ezt a vízszintes lehatárolást és öt modellréteget alkalmaztunk. Az öt modellréteg kialakítása az alábbiak szerint történt: 1. modellréteg - az egyenletesen 5 m vastagságban felvett talajvízadó réteg; 2. modellréteg - a negyedkori sorozat felső része 0,5 és 208,2 m közötti vastagságban; 3. modellréteg - a negyedkori sorozat alsó része 26,0 és 139.1 m közötti vastagságban, ez általában "vízműves" rétegként ismeretes; 4. modellréteg - a felső pannon sorozat felső része 1,0 és 486.2 m közötti vastagságban; 5. modellréteg - a felső pannon sorozat alsó része 12,3 és 1327,2 m közötti vastagságban, ez a terület fő hévíztárolója. A modellrétegek vízszintes és függőleges szivárgási tényezőjét a kutak vízföldtani naplóiban szereplő képződmények vastagsága és típusa alapján számítottuk. A számításnál az egyes kőzettípusokhoz tapasztalati alapon szivárgási tényezőket rendeltünk majd a becsült értékeket modell kalibrációval javítottuk. Az értékek felszín közeli (konszolidálásán, laza) állapotra és a sokévi átlagos hőmérsékletre vonatkoznak. Az ország porózus medence területére eddig a 2002. év előtt dokumentált 7200 kút litológiai adatbázisa készült el, ezekből a modell-területre 1410 kút esett (/. ábra). A kutakban meghatároztuk az egyes modellrétegekbe eső mélységszakaszokat, és ezekre a vízföldtani naplókban dokumentált összes képződmény felhasználásával számítottuk az átlagolt szivárgási tényezők pontszerű értékeit. Ezt követően az 500 m felbontású rács blokkjaira interpolációval (grideléssel) állítottuk elő a paraméterek értékeit. A szivárgási tényező térképek megbízhatóságát fokozná a litoló-