Hidrológiai tájékoztató, 2004

DIPLOMAMUNKA PÁLYÁZATOK - Simon Szilvia: Tó és felszín alatti víz közötti kölcsönhatás vizsgálata a Duna-Tisza közi Kelemen-szék tónál

Tó és felszín alatti víz közötti kölcsönhatás vizsgálata a Duna-Tisza közi Kelemen-szék tónál* SIMON SZILVIA A Duna-Tisza köze vízáramrendszereinek jobb megismerése érdekében 1996 óta folyik kutatás az ELTE Alkalmazott és Környezetföldtani Tanszékén. Vizsgálataink a Pannonian Basin Hydrogeological Research Program (PBHRP) (Tóth et al., 2000) keretében, kanadaimagyar együttműködésben zajlanak. A munka eredményei, a tudományos tapasztalatok a régió víz- és környezetgazdálkodásával kapcsolatban hasznosíthatók. Dolgozatomat ezen program egyik alprojektjének keretein belül készítettem el. A tavak és a felszínalatti vízáramlások kapcsolatának elemzését tűztem ki célul a Duna-Tisza közi Kelemenszék tó példáján vizsgálva. A téma érdekességét egyrészt a felszínalatti vízáramlási rendszerek és a tavak közötti kölcsönhatások kutatásának újszerűsége adja; másrészt magának a kiválasztott területnek, a Kelemenszék tónak és környezetének különleges hidraulikai helyzete szolgáltatja. A témakör különleges jelentőségű a terület szemszögéből vizsgálva. A Duna-Tisza köze különböző fekvésű tavai az eddigi kutatások alapján (Molnár és Kuti, 1978a, 1978b) is nyilvánvalóan befolyásoltak morfológiai helyzetük és a talajvíztükör pozíciója által. Kérdés, hogy milyen összefüggés lehet a felszínalatti vízáramlási kép és a tavak jellege, működése között. Ahhoz, hogy a Kelemen-szék fekvésének hidraulikai különlegességét belássuk, kicsit távolabbra kell tekintenünk. A Duna-Tisza köze területét két külön-külön áramlási rendszerrel bíró félmedence alkotja. Tóth és Almási (2001) kutatásaik során az Alföld területére vonatkozóan hidraulikai feldolgozásokkal is igazolták - a felszín közeli, domborzatilag-vezérelt, nyitott hidraulikai rezsim alatt - egy nagy nyomású, „fojtott" folyadékrezsim jelenlétét. Eredményeik szerint ez a mélybeli vízrezsim tektonikai kompresszió hatása alatt áll. A túlnyomás az aljzat kiemelt rögeiből indul és ún. „hidraulikai ablakokon" át jut a felszín közelébe. Ezek az ablakok szerkezeti törések, jó vezetőképességgel rendelkező rétegek lehetnek, melyek megvezetik a felfelé áramló víztömeget, és áttörik az aljzatra települő pannóniai összletet, az Endrődi és Algyői vízfogókat. A két vízrezsim határa nagyon változó, 200-1700 m közötti mélységben található felület (Tóth és Almási, 2001). A mélybeli "fojtott" rezsim megcsapolódása - az elvégzett hidraulikai feldolgozások alapján (Tóth és Almási, 2001; Almási, 2001) - a Duna-Tisza köze nyugati félmedencéjében, a Duna-völgyi szikesek zónájában közelíti meg legjobban a felszínt (Mádlné Szőrtyi és Tóth, 2002). Ebben a zónában fekszik a flllöpszállási Kelemen-szék tó is. Különleges hidraulikai helyzete tehát abból adódik, hogy itt, az alacsonyabb rendű kiáramlási területek között egy magasabb rendű „hidraulikai ablak" helyezkedik el. Ennek jelenléte nemcsak hidraulikailag, hanem kémiailag is kellene, hogy jelentkezzen, hiszen a hosszabb felszín alatti tartózkodási idejű, mélyből származó rendszerek vize általában viszonylag magasabb oldott anyag tartalommal bír. A mélyebb eredetű vízrezsim megcsapolódása elvben tehát igazolható a feláramló víz kémiájának vizsgálatával. A felszivárgó víz felfogása érdekében, a diplomamunka keretében egy műszert fejlesztettem ki Lee (1977) berendezése alapján. Ez közvetlenül mintázza a tóba feláramló vizeket. Ezáltal elvben lehetővé válik a felszivárgás fluxusának számítása és a közvetlen mintavétel segítségével a felszivárgó víz kémiai elemzése. Munkám célja volt a szakirodalmi tapasztalatokból levonható, előbbiekben összefoglalt hipotézis (miszerint a Kelemen-szék környezetében mélységi eredetű vizek megcsapolódása zajlik) helyességének igazolása, emellett pedig a felszínalatti vizek és a Kelemen-szék közötti kölcsönhatások elemzése terepi közvetett és közvetlen módszerekkel. A munka során a kölcsönhatások jobb megértése és a hierarchizált, egymásba épülő áramlási rendszerek hatékonyabb vizsgálata érdekében a „fokozatos fókuszálás elvét" követtem. Három, fokozatosan szűkülő területre: (1) Duna-Tisza köze nyugati félmedencéjének lehatárolt része (2) a „hidraulikai ablak" területe (3) tó és közvetlen környezete, egyre nagyobb méretarányban (regionális-lokális-pontszerű) végeztem elemzéseimet. A regionális méretarányú feldolgozás célja a tó tágabb környezete áramlási képének megismerése, a hierarchikus áramlási rendszerben elfoglalt helyének kimutatása volt. Ennek érdekében megközelítőleg a Duna-Tisza közi hátságtól a Duna völgyéig terjedő 10 km széles sávban (ahol a tó is elhelyezkedik) mélyült kutak és fúrások archív adatait dolgoztam fel egy szelvény mentén és annak szűk környezetében. A fúrási adatok segítségével hidrosztratigráfiai, hidraulikai (hidraulikai keresztszelvény, tomografikus potenciáltérképek és a nyomás-eleváció profilok szerkesztése) és hidrogeokémiai értelmezés készült. Az elvégzett elemzések egybehangzóan igazolták a Duna-völgyi szikes tavak és a Kelemen-szék körzetében egy jelentős oldott anyag tartalmú kiáramlás jelenlétét. Az áramlás - jelenlegi ismereteink szerint eredetét tekintve elkülönül a hátságtól induló gravitációs áramlásoktól. Erre utalnak a kémiai adatok, amelyek Ken, 200-300 m-es mélységközben formációhatárt jeleznek. A határ alatti zónában a vizek magas oldott anyag (TDS) tartalma és jelentős Cl' ion koncentrációja idősebb vizek jelenlétére utal. A hidraulikai keresztszelvény alapján ebben a zónában egy (-250)mBf-től induló mélyáramlás van jelen, a kémiai adatokkal összhangban. A gravitációs és a mélyáramlási rendszerek közötti hidraulikai határ kialakításában - a terület K-i részén szerepe lehet egy a Fülöpszállástól keletre, a felszíntől fokozatosan egyre mélyebb pozícióba kerülő 20-30 m vastagságú agyagrétegnek. A Kelemen-szék tó területétől (Fülöpszállástól) keletre már a hátságról induló gravitációs vízáramlások megcsa* A 2003. évi Lászlóffy Woldemár diplomamunka pályázaton egyetemi kategóriában III. dijat nyert diplomamunka kivonata. 18