Hidrológiai Közlöny 2009 (89. évfolyam)

3. szám - Marton Lajos: Alföldi rétegvizek potenciometrikus szintjeinek változása

19 Alföldi rétegvizek potenciometrikus szintjeinek változása Marton Lajos 4031. Debrecen, Derék u. 108. Kivonat: A tanulmány tárgya az emberi beavatkozás következményeinek vizsgálata a felszín alatti rétegzett vízadó rendszerek természetes állapota megváltozásának folyamatában. A hosszú ideig tartó nagy mértékű vízkitermelés jelentős potenciometrikus szintsüllyedést, és regionális léptékű leszívást eredményez a vízadó összletben. Ezt a hatást az EK-Alföld 100 km hosszú szelvényében mutatjuk be. Az energiaszintek időbeli alakulását további két szelvényben ábrázoltuk. Kulcsszavak: rétegvíz, potenciál változás, regionális leszívás, átszivárgó vízadó rendszer. Bevezetés Tanulmányunk tárgya az emberi beavatkozás következményeinek vizsgálata a felszín alatti rétegzett vízadó rendszerek természetes állapota megváltozásának folyamatában. Emberi beavatkozásnak e helyen a hosszú ideig tartó folyamatos és nagymértékű, regionális hidraulikai hatású vízkitermelés folyamatát tekintjük. Ez az általános meghatározás több olyan fogalmat tartalmaz, amelyet valamilyen módon pontosítani szükséges. A tapasztalatok alapján az alábbi fogalmi definíciókat alkalmazzuk. „Hosszú idő" alatt legalább az egy vagy több évtizedig tartó üzemelést értjük, a „nagymértékű" vízkitermelést pedig úgy definiálhatjuk, mint olyan mértéket, amely képes változásokat indukálni nem csak az adott rétegben, hanem átszivárgás folytán a felszín-közeli vagy a felszíni vizek állapotában is. A „regionális hidraulikai hatás" alatt azt értjük, hogy a tartós víztermelés több tíz kilométer (az EK-Alföldön 30-40 km-ig terjedő) távolságban is potenciál-változásokat eredményez a rendszerben, amelyek többnyire az áramlási rendszer elemeinek módosulásához vezetnek. Ehhez természetesen hozzá kell tenni, hogy ezeket a hatásokat sohasem egyetlen, de még nein is néhány, hanem nagyszámú kút, területileg is kierjedt telepítésű kút-rendszer szivattyúzása váltja ki. Az alábbiakban következetesen a nemzetközi irodalomban általánosan elfogadott fogalmakat és megnevezéseket használjuk. A fogalmak egyértelműségének biztosítása érdekében eseteként azok angol nyelvű megfelelőjét is megadjuk. 2. A rétegvíz-termelés problémái nemzetközi kitekintésben A vízadó rétegek (aquiferek mint vízbázisok) túltermelése, túlszivattyúzása napjainkra közismert fogalommá vált, mivel egyre több helyen találkozunk annak következményeivel. A túltermelést úgy lehet definiálni, mint azt a helyzetet, amelyben az átlagos vízkivétel mértéke tartósan meghaladja az átlagos utánpótlódás mértékét (Custodio 2002). A túlzott igénybevételnek általában olyan negatív következményei vannak, mint a folyamatos potenciometrikus szintcsökkenés, fokozódó vízminőség-romlás, a kitermelési költségek növekedése, és ökológiai károsodások jelentkezése. Az 1920-as években az USA-ban megfogalmazott és az 1950-es évek közepéig, a törvényhozásban az 1970-es évek végéig alkalmazott ,,biztonságos hozam" (safe yield) koncepció alkalmazásának idején nem vették figyelembe a más vízadókkal való kapcsolatot és kölcsönhatást, valamint a környezeti hatásokat. Ez több váratlan következménnyel járt, úgymint folyók, források és vizes élőhelyek kiszáradása, ökoszisztémák károsodása és a felszín alatti vizek szennyeződése. Ezek a hatások a világ számos helyén felléptek. Az 1980-as években megszületett fogalom, a „fenntarthatóság" (sustainability) koncepciója új szemléletet hozott a hidrogeológiába. A vízkészletek fenntartható használata nem csak a készletek túlhasználatának elkerülését, hanem a természeti környezet védelmének követelményét is jelenti, beleértve a vízfolyások alaphozamának biztosítását, a parti növényzet, a vízi ökoszisztéma és a vizes élőhelyek védelmét (Sophocleous 2005). A vízkészletek fenntartható használatának koncepciója azt fejezi ki, hogy biztosítjuk a társadalom vízigényének megbízható kielégítését, és gondoskodunk a készletek hosszú időtartamú megőrzéséről a következő generációk számára. Ennek a feladatnak több komponense van: a felszíni és felszín alatti vizek koordinált használata oly módon, hogy az utóbbiak tartalékoljanak többlet-vízkészletet bővizű időszakban, és tárolóként működjenek száraz periódusokban A nagymértékű víztermelések komoly beavatkozást jelentenek a vízkészletek természetes állapotába. Hogy a rendszer új egyensúlyi állapotot, a fenntartható termelés állapotát érje el, a szivattyúzásnak vagy az utánpótlás (recharge) növelését, és/vagy más vízelvonások (discharge) csökkentését kell biztosítania. A felszín alatti víz szivattyúzása rendszerint csak kis hatással van az utánpótlódásra olyan esetben, ahol a folyó vagy a vízválasztó távol van, vagy a talajvíz mélyen áll, és ahol az utánpótlás főleg a klimatikus viszonyok függvénye. A szivattyúzás azonban csökkentheti a vízelvonást azáltal, hogy sülvlyeszti a magasan álló talajvízszintet, s ezzel csökkenti az evapotranszspirációt. Hidrológiai kifejezéssel, a szivattyúzás ilyen esetben felfogja, visszatartja (capture), ellensúlyozza a rendszerből való természetes vízelvonást. Ilyen esetben a vízszintek csökkenése nem feltétlenül jelenti a vízkivétel fenntartható mértékének meghaladását, hanem csak azt, hogy új egyensúlyi állapot alakult ki. Ha a szivattyúzás folyamatosan túllépi a természetesen utánpótlódó vízmennyiséget, akkor vízbányászat (groundwater mining) folyik, és a rendszer már nincs fenntartható állapotban (Sophocleous 2005, p. 354). Kalf és Woolley (2005) szerint a „fenntartható termelés" fogalom sem oldotta meg igazán a problémát, ezért sürgetik annak felülvizsgálatát. Kifogásolják, hogy a definíció és a koncepció kétértelmű, nem fizikai alapokon nyugszik, és így nem alkalmas kvantitatív meghatározásra. Többféle értelmezése és félreértelmezése van; az az elképzelés, hogy bármely felszín alatti vízadó rendszer termelése fenntartható lehet vagy azzá tehető, nem valós, gyakran összekeverik a vízmű optimális vízhozamát a medence fenntartható hozamával. Néhány esetben fel kell ismerni, hogy a vízkészlet nem megújuló, ezért használata nem lehet fenntartható.