Hidrológiai Közlöny 2012 (92. évfolyam)

2. szám - Marton Lajos: Nem-gravitációs felszín alatti vízmozgások a Pannon-medence példáján

10 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2012. 92. ÉVF. 2. SZ. bek között a diszperziótól, ami disszipálhatja ezt a felhajtóerőt. A víz hőmérsékleti sűrűségváltozásának hatása különösen gránit-masszívumokban jellemző (Holzbecher 1998). Ezekben a kőzetekben, amelyek vastagsága gyakran ezer méterekben fejezhető ki, a hőmérséklet növekedése sűrűségcsökkenést eredményez, ami felfelé irányuló vízmozgást indukál. A felszín alatti vizek, elsősorban a termálvizek gáztartalma jelentős sűrűségcsökkenést, és ennek megfelelő felhajtóerőt, ún. szabad konvekciót (free convection) eredményez. A hőmérséklet általános hidraulikai és hidrológiai hatásai A hőmérséklet hatása a gyakorlatban legáltalánosabban a szivárgási tényező hőmérséklet-függésében nyilvánul meg. A víz szivárgási sebességének mértéke a viszkozitással fordítottan arányos. A 20°C hőmérsékletű víz kinematikai viszkozitása l,003xl0"

6 mV, a 100°C hőmérsékletű vízé 0,294x10"

6 mV, tehát a 100°C-os víz szivárgási sebessége azonos kondíciók mellett 3,4-szer nagyobb, mint a 20°C-os vízé. A másik fontos hőmérsékleti hatás a vízpára kondenzációja a földfelszín alatt. A levegő páratartalma lehatol a felszín alá, és az ásványi részecskék felszínén szabad vagy kötött víz formájában kondenzálódik. Az elpárolgó víz mindig egyensúlyban van a víz egyéb formáival és a légkör páratartalmával. A víz hőt tud tárolni és hőt tud transzportálni fajlagos hőkapacitása révén. Ha hőmérsékletkülönbség, hőmérsékleti egyenlőtlenség (thermal disequilibrium) áll elő a víz és környezete között, hőáramlás indul meg az alacsonyabb hőmérséklet irányában. Olyan talajokban, ahol nincs talajvíz-áramlás, vagy ott, ahol az áramlás horizontális, az izoterm vonalak párhuzamosak egymással, és tompítottan követik a térszíni domborzatot. Másrészről, ha leszálló vagy felszálló vízmozgás van, csökken vagy növekszik a víz hőmérséklete. A beszivárgási területeken a leszálló hideg víz csökkenti a hőmérsékletet és a hőmérsékleti gradienst. Ezzel ellentétben a felszálló meleg víz pozitív geotermikus anomáliát idéz elő a megcsapolási területeken (Tóth 1963 és 2004). A fentebb leírt jelenség természetben megfigyelt kiváló bizonyítékát szolgáltatja Rónai András vízföldtani szelvénye (Rónai 1985, p. 204), amelyet a földtani kulcsfúrások alapján dokumentált. A 170 km hosszú Ny-K irányú szelvényen 20°C hőmérsékletű víz a következő mélységekben található: Kecskemét 300 m, Nyárlőrinc 320 m, Tiszakécske 140 m, Csongrád 190 m, Szentes 250 m, Kunszentmárton, Öcsöd, Szarvas 200 m, Gyoma 230 m, Dévaványa, Szeghalom, Vésztő, Kornádi, Biharugra 200 m. Jól látható, hogy a Duna-Tisza közi beszivárgási területen (Kecskemét, Nyárlőrinc) 100-120 m-rel mélyebben találjuk ugyanazt a hőmérsékletű vizet, mint a Tiszántúlon, amely feláramlási zóna. Erdélyi és Liebe (1977) a termálvizek mozgását jellemezve a következőket állapítják meg. A Magyar Medence peremi és belső tápterületein beszivárgó bikarbonátos, csapadék-jellegű víz lefelé és elfele mozog a tápterülettől. Az áramlási rendszerben a leszálló és horizontális vízmozgás helyét a keményebb víz, a kisebb sótartalom és a negatív geotermikus anomália jellemzi, ugyanis a leszálló vízmozgás hőt von el. A rendszer felszálló részében az ugyanolyan mélységű hévízkút vize pozitív geotermikus anomáliát mutat, mivel a felszálló víz hőt ad át. Szeizmicitás és földrengések A földrengés szerkezeti (tektonikus) vagy vulkáni eredetű, hirtelen energiaátalakulás a Föld kérgében, amely rengéshullámok keletkezésével jár. A kéregben tovahaladó szeizmikus hullámok gyakran erős rázkódást okoznak a földfelszínen. Földrengéskor a rengéshullámok négy fő fajtája keletkezik, ezek közül kettő térhullám, a Föld belsejében halad, a másik két típus pedig felületi hullám, a földfelszínen terjed tova. A nagy földrengések nemcsak jelentős amplitúdójú rugalmas hullámokat keltenek, de a Föld egészét is rezgésbe hozzák. Az első, jól analizálható sajátrezgéseket keltő rengés az 1960. május 22-i nagy chilei földrengés volt. Kipattanása után csaknem tíz napig lehetett észlelni a Föld sajátrezgéseit (Meskó 1989). A földrengéseknek esetenként erős hidrológiai hatása van. Földrengések esetén a hullámok a kőzet összenyomódását és tágulását váltják ki. A hullámok nagy távolságokig terjednek, és vízszint-fluktuációt okoznak a rengésektől nagy távolságban is. Magyarországon a MÁFI figyelőkútjaiban elhelyezett vízszint-regisztráló műszerek egészen távoli földrengések rengéshullámait is jelzik. Az első földrengés-megfigyelés 1975-ben történt a kunadacsi és szarvasi kutakon, amelyekben az Azori-szigeteken 1975. május 26-án kipattant földrengést a kutak 45-101 mm vízszint-kilengései jelezték. Meglepetés volt, hogy az 1976. július 27-én az észak-kínai földrengést is észlelték egyes kútjaink. Az 1977. március 4-i romániai földrengést természetesen minden kutunk jelezte. Az 1979. év földrengési szenzációja Közép-Európában a Hercegovinában április 15-én kipattant földrengés volt. Itt az volt az újdonság, hogy egyes kutak nem kilengéssel, hanem a vízszint esésével reagáltak a rengésre. A távoli földrengésekre legérzékenyebben, a legnagyobb kilengéssel Kunadacs 366 m mély kútja reagál a Duna-völgy keleti szélén, Bugyitól délre, ahol magasan van az alaphegység. Vannak olyan földrengések, amelyek véglegesen megváltoztatják egy terület hidrológiai viszonyait, és bizonyos mértékig a geológiai kondíciókat is. Mongóliában az 1957. december 4-én kipattant földrengés következtében nagy területen markáns maradó vízszintváltozások következtek be, és új források jelentek meg. Alaszkában 1964 március 27én a földrengés kompressziós hullámai a nyomás alatti vízadókban vízfeltöréseket okoztak az epicentrumtól mért 150 km-en belül. Az artézi vizek fluktuációja elérte a 7 métert, és egyik kútban még egy évvel később is 1,5 méterrel magasabb, egy másikban pedig 4 méterrel alacsonyabb volt a vízszint, mint a földrengés előtt (Waller 1966). Ez a földrengés olyan nagy volt, hogy a világ minden állomása jelezte, a felszíni szeizmikus hullámok oszcillációkat és zavarosságot okoztak a talajvízben az epicentrumtól 700 km-re is. Vízszint-fluktuációt mértek Afrika, Ázsia, Ausztrália, Európa és Észak-Amerika több mint 700 kútjában (Brown et al. 1972). Tajvanban 1999. szept. 20-án egy M

w 7,6 erősségű nagy földrengés rázta meg Chi-Chi várost, amelynek hipocentruma kb. 8 km mélységben volt. A maximális térszíni elmozdulás vertikálisan 4,2 m, horizontálisan 7,1 m volt. A tajvani földrengés a folyóvízi hordalékkúp összletben a következő hidrológiai változásokat hozta: források és folyók hozamának megváltozása, vízszint-fluktuáció a kutakban (2,32,7 m), gejzírek hozamának csökkenése, térszíni süllyedések, vízszint-változások. A vízszintek egy része csak hónapok múlva állt vissza a földrengés előtti állapotba. A föld-