Hidrológiai Közlöny 2012 (92. évfolyam)

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

12 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2012. 92. ÉVF. 2. SZ. pos foldárapály periódusa megközelítőleg 24 óra (1 nap), míg a félnaposé mintegy 12 óra (fél nap). A deformációnak a szilárd földfelszín függőleges mozgásában mérhető amplitúdója mintegy 30 cm vagy annál kevesebb (Britannica Hungarica, 2007). A Máfi mélységi figyelőkútjaiban mért vízszint-változásokban a legkisebb amplitúdójú változásokat a foldárapály váltja ki. A mozgás menetgörbéje szabályos szinuszgörbe, 6 óránként emelkedik, majd süllyed a víz nyugalmi szintje. A függőleges mozgás cm nagyságrendű, és csak a mélyebb kutakban érvényesül mérhetően, a sekélyebb kutakban nem. 800-1000 m mélységben tisztán, szabályosan jelentkezik 2 cm körüli amplitúdóval, 300-400 m mélységben alig észrevehető, a talajvíz-kutakban és a 100-200 m mély kutakban egyáltalán nem észlelhető (Rónai 1985, p. 206). Nagyságrendben a következő vízszintváltozást kiváltó ok a légnyomásváltozás, amely deciméteres nagyságú ingadozást idéz elő. Ez is jobban érvényesül a mélyebb rétegekben, mint a felszínhez közelebb fekvőkben. Az a légnyomás-változás, amely 16 cm-es ingadozást okoz a 900 m mély kút vízszintjében, 400 m mélységben már csak 10 cm, 200 m mélységben 7 cm, a talajvízben pedig semmi változást nem idéz elő (Rónai 1985, p. 206). A foldárapály és a légnyomás-változás okozta vízszintingadozások ismereteink szerint nem eredményeznek értékelhető víztranszportot a porózus közegben. Ugyanakkor ezek a jelenségek folyamatosan, periodikusan változó erővel állandóan feszültségeket gerjesztenek és csökkentenek a tároló kőzetben, s amint láttuk, nem is kis mélységekig. Következésképpen, a felszín alatti víztestek állandó, soha meg nem szűnő, periodikus lüktetés állapotában vannak. Miután az erőhatás soha nem marad válaszolatlanul, ennek valamilyen mértékű, de eddig nem tanulmányozott következménye meg kellene jelenjen a tároló kőzetben, illetve a kőzet és a víz kapcsolatában. A felszín alatti víz gázossága A felszín alatti vizek gáztartama nagyjelentőségű a hidrogeológiában. A gázok vízben való oldhatósága egyenesen arányos a nyomással és fordítottan arányos a hőmérséklettel. Az oldott gázok buborékokat formálhatnak és akadályozhatják a víz áramlását, különösen kutak közelében. Bizonyos oldott gázok, mint pl. az oxigén és széndioxid, módosítják a víz kémizmusát. A vízben oldott oxigén növeli a fémek korrózióját. A vízből kiváló metán akkumulálódhat, és robbanásveszélyt jelenthet. A hidrogénszulfid bizonyos koncentráció felett a szaga miatt akadályozhatja a víz felhasználását, továbbá elősegíti a baktériumok szaporodását és növeli a szűrők és vezetékek eltömődését. A felszín alatti vizekben a hőmérséklet növekedésével több gáz szabadul fel a vízből, vagy ha a tápterületen a belépő víz hűti a kőzetet, több gáz megy oldatba. Metán, hídrogénszulfid, ammónia és egyéb gázok bedúsulhatnak a beszivárgási területen, és új egyensúlyi állapot alakulhat ki. A nitrogént bizonyos baktériumok csökkenthetik. Az inert gázok (hélium argon, neon) nem lépnek kémiai kapcsolatba a vízzel és kőzettel. A vizek gáztartalma csökkenti a víz sűrűségét. A változó sűrűségű folyadékáramlások jelenségével kapcsolatban egyre nagyobb érdeklődés nyilvánul meg a hidrogeológiában. A sósvíz-áramlás, nagysűrűségű kontaminációs folyadékok mozgása, hő- és folyadékáramlás a geotermális rendszerekben, a diagenezis, a paleohidrogeológia, mind kapcsolatban vannak a változó sűrűségű folyadékok hidraulikájával. Egészen kicsi sűrűségkülönbségek is képesek jelentős áramlási mozgásokat indukálni. Magyarországon az Alföld negyedkori üledékeiben tárolt rétegvizek metángázosságára általánosságban az jellemző, hogy összefüggően és egyenletesen gázosak (Karácsonyi 1983). A felső-pleisztocén rétegek gázossága igen magas, egyben erősen változó. Területi arányban a rétegek több mint 80 %-a gázosnak minősül. A középső-pleisztocén rétegvizek gázossága tagoltabb, és megközelítően sem éri el a felső-pleisztocén rétegvizekre jellemző értéket. Az alsó-pleisztocén üledékösszlet metángázossága még tagoltabbá válik, és a Nyiregyháza-Debrecen vonaltól É-ÉK-re eső területek metángázossága megszűnik. Eltérően alakul a pliocén üledék-összlet vízadó rétegeinek a gázossága, hiányzik a területi összefüggőség, és csak foltokban jelentkezik gázosság. A gáztartalom mélység szerinti változásának tendenciáit vizsgálva Hutter és Karácsonyi (1982) megállapítják, hogy a 30 m-nél kisebb mélységű rétegek gázossága viszonylag alárendelt, a 30-90 m közötti rétegek gáztartalma viszont szembetűnően jelentős. Lényegében az egész Tiszántúl egybefüggően gázos. A 90-130 m közötti rétegösszlet a Tiszántúlon robbanásveszélyes mennyiségű gázt tartalmaz. A 130175 m közötti rétegek gázossága a Tiszántúlon csökken, ugyanakkor a Duna-Tisza között erősen megnő. A 175-230 m közötti összletben az előbbi tendencia fokozódása jellemző. A 230-330 m közötti mélységben a Tiszántúl északi részén már csak elszigetelt, de erősen gázos foltok jelölhetők ki. A 330-500 m közötti mélységközben Püspökladány térsége fokozottan gázos, és ez a gázveszélyes terület Tiszafüredtől csaknem az országhatárig terjed. A másik összefüggő gázveszélyes terület a Zagyva-völgyéből indulva Szolnokon, Orosházán keresztül az országhatárig nyúlik. Békéscsaba térségében is fokozott gázveszélyesség jellemzi ezt a rétegösszletet. A termálvizek gyakran tartalmaznak különféle gázokat oldott és szabad állapotban. A leggyakoribb gázféleség a széndioxid, a metán, nitrogén, kénhidrogén, valamint a radon. A hévízkutak termelése közben a nyomás csökkenésekor a vízben oldott gáz kiválik. Az 1 m

3 vízre jutó m

3 gázmennyiség az ún gáz-víz viszony. A gáz-víz viszony a hévíztermelés szempontjából az egyik legjellemzőbb tényező. A réteg hőmérsékletével és a rétegnyomással együtt a vízadó réteg energiáját határozza meg. Nagy mélységben a rétegviszonyok között egyfázisú állapot uralkodik. Termelés közben a kút felsőbb szakaszában - a buborékpont elérése után - a vízben elnyelt gáz kiválik és ezzel a vízoszlop sűrűsége csökken. Az állandóan növekvő és emelkedő gázbuborékok segítik a vizet felszínre emelni, ezért a vízben oldott gázok a termelés szempontjából pozitív hatásúak. A földgáz jelenléte a magyar medenceüledékekben általános, főleg metán és széndioxid alakjában, de helyenként nagy mennyiségű nitrogén is előfordul. A neogén medenceüledékek porózus homokos tárolóiból nyert hévizek rendszerint szénhidrogén gázokat tartalmaznak. Ezzel szemben a hasadékos, karbonátos kőzetekből származó hévizet általában széndioxid kíséri. Vízmozgás elektrokinetikai hatásokra A felszín alatti vizek világa sok tekintetben titokzatos világ. Ebben a világban külön szerepe van azoknak az erőknek, amelyeket elektromos hatások generálnak, s maga az elektromos térerő is ható tényező lehet. Elektromos áram csak olyan anyagokban jön létre, amelyekben vannak szabadon mozgó töltések. A természetes vi-