HIDROGEOLÓGIAI TANULMÁNY. Pocsaj lápos területeinek rehabilitációjához. Debrecen szeptember

Átírás

1 HIDROGEOLÓGIAI TANULMÁNY Pocsaj lápos területeinek rehabilitációjához Debrecen szeptember

2 HIDROGEOLÓGIAI TANULMÁNY Pocsaj lápos területeinek rehabilitációjához Készült a HURO Cross-Border Co-operation Programme keretében Pocsaj Nagyközség Önkormányzata megbízásából Készítette: Dr. Szabó György, Dr. Szabó Szilárd és Dr. Szabó Gergely Debrecen szeptember 2

3 TARTALOMJEGYZÉK 1. Pocsaj tágabb környezetének természetföldrajzi, földtani jellemzése Természetföldrajzi jellemzés Földtani jellemzés A Berettyó-Kálló köze kistáj hidrológiai, hidrogeológiai jellemzése A horizontális vízáramlás jellemzése a kistáj területén A vertikális vízáramlás jellemzése a kistáj területén Ár- és belvíz veszélyeztetettség Pocsaj bel- és külterületén Árvíz Belvíz Pocsaj ivóvízbázisa és a vízminıséget befolyásoló tényezık A vizsgálatok során alkalmazott módszerek bemutatása A projekt területének hidrogeológiai vizsgálata A terület vízmérlege A csapadékviszonyok alakulása A párolgásviszonyok alakulása A talajvíz horizontális áramlásának jellemzése A talajvízáramlás irányának jellemzése A szivárgási sebesség a talajvíz szintjében A vertikális talajvízáramlás jellemzése A tetıszintben kialakított fúrás elemzése A lejtın kialakított fúrás elemzése A holtmeder mentén kialakított fúrások elemzése A talajvíz és a felszíni vizek kémiai jellemzése Talajvíz A talajvíz ph-ja A talajvíz elektromos vezetıképessége A talajvíz ortofoszfát-koncentrációja

4 A talajvíz ammóniumion-koncentrációja A talajvíz nitrit-koncentrációja A talajvíz nitrát-koncentrációja A talajvíz szervesanyag-tartalma A talajvíz nátrium-koncentrációja Felszíni vizek A felszíni vizek ph-ja A felszíni vizek elektromos vezetıképessége A felszíni vizek ortofoszfát-koncentrációja A felszíni vizek ammóniumion-koncentrációja A felszíni vizek nitrit-koncentrációja A felszíni vizek nitrát-koncentrációja A felszíni vizek szervesanyag-tartalma A felszíni vizek nátrium-koncentrációja A rehabilitáció által érintett holtágak vízforgalmának vizsgálata

5 1. Pocsaj tágabb környezetének természetföldrajzi, földtani jellemzése 1.1. Természetföldrajzi jellemzés Pocsaj az Alföld keleti részén a Berettyó-Körös-vidék középtájunk északi részén a Berettyó-Kálló köze kistájon fekszik (1. ábra). A kistáj átlagos tengerszint feletti magassága 100 méter, legalacsonyabb pontja 88 méter, legmagasabb pontja pedig 110 méter. 1. ábra. Hajdú-Bihar megye tájbeosztása. Berettyó-Kálló köze: (Forrás: Magyarország kistájainak katasztere) A táj karakterét az elhagyott folyómedrek lefőzıdött kanyarulatai, s a közöttük húzódó egykori folyóhátak felszabdalt maradványi határozzák meg (2. ábra). A kistáj orográfiai szempontból két típusba sorolható, a nyugati rész enyhén hullámos síkság, a középsı és a keleti része pedig alacsony ármentes síkság. Genetikáját tekintve a kistáj hordalékkúp síkságnak tekinthetı, melynek kialakításában a Berettyón és az Éren kívül korábban még az İs-Szamos is részt vehetett. A felszíni formák tehát döntıen folyóvízi eredetőek. A folyószabályozásokat megelızıen a Berettyó mentén, az egykori árterek tipikus mocsaras, vizenyıs területek voltak. A felszín több, mint 75%- át holocén ártéri, mocsári iszap és agyag fedi, de néhol megtalálhatók a felszínen az idısebb, pleisztocén korú ártéri infúziós löszök és iszapos üledékek is. A kistáj 5

6 vertikális felszabdaltsága a keleti részen jelentısebb, a felszabdaltság mértéke itt 3-5 m/km 2, a középsı és nyugati részén viszont csak 1-2 m/km ábra. A vizsgálati terület tágabb környezetének mőholdképe. A piros vonal a projekt által érintett területet, a sárga vonal pedig az országhatárt jelöli. (Forrás: Google Earth) A kistáj éghajlata mérsékelten meleg-száraz. Az évi napfénytartam 2000 óra körül van, a hımérséklet évi átlaga 10,0-10,2 C. A fagymentes idıszak 188 napig tart. A csapadék évi összege mm, az egy nap alatt lehullott csapadék maximuma 89 mm; az észlelés helye Pocsaj. A hótakarós napok száma a Ny-i részen átlagosan 35 nap, a K-i határon 40 nap, s az átlagos maximális hó vastagság cm. A csapadék a hımérséklet, illetve a sugárzási energia alapján meghatározott ariditási index értéke a kistáj esetében 1,23 és 1,33 között változik. A két leggyakrabban elıforduló szélirány az ÉK-i és a D-i az átlagos sebesség 2,5-3.0 m/s Földtani jellemzés A projekt szempontjából lényeges hidrogeológiai jellemzık értékeléséhez, elegendı a harmadidıszak végének, illetve a negyedidıszaknak a fıbb fejlıdéstörténeti 6

7 eseményeit áttekinteni. Az 1960-as években a környéken nagyszámú vízkutató fúrás létesült, melyek alapján pontos képet nyerhetünk a térség fejlıdéstörténetének fıbb eseményeirıl. A fúrásminták elemzése alapján tudjuk, hogy a pannóniai emelet képzıdményei az alföldi neogén süllyedék fokozatos feltöltésének fázisait mutatják, egységes üledékciklust alkotnak (Völgyi, 1965). A pliocén és negyedkori rétegsorok egymástól való pontos elkülönítése az alföldi medencében, ahol az üledékképzıdés folyamatos volt sokszor nehézségekbe ütközik. A rétegsor m mélységig három nagyobb szakaszra bontható: alul a felsı-pannóniai rétegsor helyezkedik el, mely változatos homokos-agyagos képzıdményekbıl áll. A Pannon-beltó feltöltıdését követıen az üledékképzıdést fıként tavi- és folyóvízi üledékek lerakódása jelentette. A felsı pannóniai rétegekre települt a pliocén végi, levantei rétegsor, mely erısen agyagos vízzáró sorozatot alkot, erre pedig már a pleisztocén folyamán, porózus szerkezető, változatos képzıdményekbıl álló rétegsor települt (Urbancsek, 1976). A változatosságot a medence peremi részein nagyobb vastagságban lerakódott vörösagyagok, valamint a pleisztocén hidegebb fázisaiban képzıdött löszös üledékek jelentik. Általában az a jellemzı, hogy a magasabb térszíneken inkább a durvább szemcséjő, homokosabb löszös üledékek, a mélyebben fekvı részeken pedig a finomabb szemcseösszetételő, magasabb agyagfrakciót tartalmazó alföldilösz-fajták rakódtak le. Ezek a löszös üledékek gyakran keveredtek a folyók által szállított homokos, iszapos, agyagos üledékekkel (Sümeghy, 1944). Ez a változatosság a területen keresztül folyó vízfolyások évszakos áradásainak köszönhetı, melyek során felváltva rakódtak le a durvább és a finomabb szemő üledékek. A felszínhez közelebbi homokrétegek általában szürke színőek, a finomszemő és középszemő homokfrakció az uralkodó szemcsetartomány. Anyaguk elsısorban kvarc, általában gyengén meszesek. Az agyagrétegekben is vannak mészkonkréciók, illetve apró molluscahéjtöredékek, emellett néhol limonitfoltokat is tartalmazhatnak. Az óholocén kezdetén elkezdıdött a tiszántúli folyók bevágódása az alföldi perembe, illetve a magasabban fekvı pannóniai rétegekbe. A Tiszántúl nagy részén, a síksági területeken folyóvízi akkumuláció ment végbe. Az óholocénban keletkezett alföldi lösz teljes egészében ártéri üledéknek tekinthetı, csak az alföldi síkságokon, árterületeken rakódott le, ezt tehát a folyók által szétterített, hullóporos eredető üledék, melynek vastagsága 0,5-2,5 m közötti, színe sárga, kissé elhumuszosodott, gyengén rétegzett, egységes összetételő, agyagos kızet, ezáltal jól elkülöníthetı a vegyes összetételő pleisztocén alföldi lösztıl. A löszös üledékek, illetve a belılük származó kalcium fontos szerepet játszanak a talajképzıdésében, a talajok ásványi összetételének kialakításában. A legalacsonyabban fekvı térszíneken már az óholocénben és az újholocénben is képzıdtek tızeges, lápos és kotús üledékek, melyek víztelenítését, fölégetését, fölszántását, szántóföldi mővelés alá vonását a múlt század elején kezdték meg. A folyók egykori árterein az újholocénben sokfelé agyagos, alacsony humusztartalmú, gyengén meszes öntéstalajok keletkeztek. Anyaguk általában vörösagyag és alföldi lösz rétegekbıl kimosott finomszemő frakció, mely gyakran magasabb szervesanyag-tartalmú, humuszosodott részeket is tartalmaz. A vízhatásnak kitett területeken, ahol a rendszeres folyóvízi elöntés már nem volt jellemzı, réti talajok keletkeztek. A magasabban fekvı, a vízhatás által nem érintett egykori folyóhátakon pedig csernozjom talajok alakultak ki. 7

8 2. A Berettyó-Kálló köze kistáj hidrológiai, hidrogeológiai jellemzése A kistáj gyér lefolyású, száraz, vízhiányos terület, amit a következı mutatószámok is jeleznek: Lf=1 l/s. km 2, Lt=6%, Vh=140 mm/év. A kistájat a Kálló-fıcsatorna és Konyári-forrásága, illetve a Berettyónak az Ér torkolatától a Kálló torkolatáig terjedı 48 km-es szakasza fogja közre, nyugaton pedig egészen a Derecskei-Kállóig nyúlik. A vízfolyások vízjárását tekintve megállapítható, hogy a Berettyó árvizei elsısorban a tavaszi hóolvadással és a kora nyári csapadékkal függnek össze, míg a Kállóra érdemben csak a tavaszi hóolvadás hat. Kisvizek mindkét vízfolyás esetében ısszel jelentkeznek. A Kálló és a Berettyó között kimondottan sőrő a belvízlevezetı csatornahálózat, melynek hosszúsága több száz kilométert tesz ki, ezek azonban általában szárazak, vizet csak a csapadékban gazdag években vezetnek. Pocsaj Települési Környezetvédelmi Programja szerint a felszíni vízkészlet kihasználtsága meghaladja a 80%-ot, ami a projekt szempontjából figyelemreméltó adat, hiszen a lápos területek rehabilitációjához szükséges vízmennyiség biztosításával ez az érték nyilvánvalóan tovább fog emelkedni. Azt is figyelembe kell venni, hogy a magas kihasználtsági arány kialakulásához az is hozzájárul, hogy a Berettyó mértékadó vízkészletének 57%-a Romániában van lekötve. A felszín alatti készletek kihasználtságát a település környezetvédelmi programjában mindössze 20%-ra becsülik, azonban a kutak kapacitásának a terhelése 60% fölötti értéket mutat. A felszín alatti vízkészletek viszonylagos gazdagságához az is hozzájárul, hogy a terület egy regionális feláramlási zónában helyezkedik el, ami a vízutánpótlás szempontjából kedvezı adottság A horizontális vízáramlás jellemzése a kistáj területén Az Alföld többi részéhez hasonlóan a kistáj területén is gyakran elıfordul, hogy a talajvíz nyugalmi szintje magasabb, mint a megütött talajvízszint, tehát a talajvíz nyomás alatt van, ezért az ilyen területeken nincs a felszín alatt szabad tükrő víz (Rónai, 1980). Az agyagos, homoklisztes rétegek kis áteresztıképessége miatt a kistájon a talajvíz áramlásának sebessége viszonylag kicsi ( m/s), a kis hidraulikus gradiens (01-0,001) miatt a fluxus értékei m/s között változnak A vertikális vízáramlás jellemzése a kistáj területén A kistáj tágabb környezetének domborzati viszonyai következtében a terület egy regionális kiáramlási rendszeren helyezkedik el, tehát a vízáramlás vertikális komponense felfelé irányul. A regionális beáramlási zónák a környezı, magasabban 8

9 fekvı térségekben találhatók. Ezek közé tartozik az Északi-középhegység, a Hajdúság, a Nyírség, valamint az Erdélyi Szigethegység (Rónai, 1980). A kiáramlást bizonyítják a nyomásemelkedési magasságok pozitív értékei, azaz a mélyebb rétegek vizének hidraulikus emelkedési magassága nagyobb a felszínhez közelibb rétegekéhez képest. Emellett az is a kiáramlási zóna meglétét támasztja alá, hogy néhány artézi kútban földgázkiáramlás volt észlelhetı, melyet energiatermelésre használtak. Több fúrt kút vize is tartalmaz metánt, ami szintén a regionális kiáramlási területeken fordul elı leggyakrabban. A rétegvíz mennyisége alig 0.5 l/s.km 2. Az artézi kutak száma nagy. Átlagos mélységük meghaladja a 200 m-t, de általában csak mérsékelt vízhozamokkal rendelkeznek. Sok kút vizének magas a vastartalma. A regionális hidrogeológiai szelvények szerint Pocsajon 100 m mélyen a hidraulikus emelkedési magasság: 88 mbf. A térségben jellemzı, hogy a felszínt igen gyenge víznyeléső, gyenge vízvezetı képességő talajok borítják, ami a finomabb szemcsefrakciók (iszap, agyag) magas arányának köszönhetı. A talaj felszíne gyakran repedezik, a felszíni üledékek természetes víztartalma a telített zónában 20-30% között ingadozik. A talajvíz mélysége jellemzıen 2-3 m között váltakozik a kistáj területén. Mennyisége 1-3 l/s.km 2. A talajvíztükör abszolút magassága mbf (Rónai, 1980). A talajvízszint vertikális éves ingadozása elérheti a 1,5 m-t is. A térségre jellemzı, hogy a csapadékosabb idıszakokban a talajvíz oly mértékben megemelkedhet, hogy az alacsonyabban fekvı térszíneken a felszínre kerül, azaz kialakul a belvíz., mely megfelel a domborzati viszonyoknak, és a csapadékhullás évszakos változékonyságát jelzi. A talajvíz kémiai jellemzıit tekintve többségében kálium-magnéziumhidrogénkarbonátos. Keménysége általában nk között van, nátriumion-tartalma mg/l, kalciumion-tartalma mg/l, kloridion-tartalma mg/l, káliumion-tartalma 0-1 mg/l, magnéziumion-tartalma mg/l, a szulfátiontartalma pedig jellemzıen mg/l között ingadozik (Rónai, 1980). A magas kalcium és magnézium tartalom annak köszönhetı, hogy a felszínalatti vizek löszös rétegeket jártak át. Mivel a kloridion a területen nem lokális elterjedéső, ezért a talajvíznek a mélységbıl való feláramlását jelezheti, ugyanakkor a káliumion igen alacsony koncentrációban van jelen, pedig a feláramlási zóna miatt nagyobb mennyiség lenne várható. Az eltérést feltehetıleg a helyi áramlási rendszerek között kialakult kölcsönhatások okozhatják (Rónai, 1980). 9

10 3. Ár- és belvíz veszélyeztetettség Pocsaj bel- és külterületén 3.1. Árvíz Már a természetföldrajzi adottságok ismertetésekor jeleztük, hogy Pocsaj területe gyér lefolyású, száraz, vízhiányos terület. A relatív relief viszonylag kicsi, átlagosan l,5 m/km. A település területe morfológiai szempontból többnyire alacsony ármentes síkság. A csapadék évi mennyisége mm. A Berettyó és az Ér vízjárását is az éghajlati és a domborzati tényezık által meghatározott vízháztartás alakítja ki. Az árvizek leggyakrabban a tavaszi hóolvadás során, illetve a nyár elején jelentkezı csapadékmaximumok idején jelentkeznek, de gyakran elıfordulnak árvizek az ıszi csapadékos idıszakokban is. Pocsaj közigazgatási területén három árvízvédelmi öblözet található. Az elsı a Berettyó jobb parti és az Ér jobb parti töltése által mentesített sz. Berettyóújfalui árvízvédelmi öblözet, a második az Ér bal parti és a Berettyó jobb parti védtöltése, a 2.89 Érmelléki árvízvédelmi öblözettel, amely a projekt által érintett területet is magába foglalja, végül a harmadik a Berettyó bal parti töltésével védett 2.90 sz Kis-sárréti árvízi öblözet. A projekt szempontjából fontos felhívni a figyelmet arra, hogy a Berettyó jobb parti és az Ér-fıcsatorna bal parti töltése által határolt terület az úgynevezett Berettyó-Ér árvízi szükségtározó határoló töltése is, tehát számolni kell azzal, hogy a rehabilitálandó területet súlyos árvízi helyzetben árvízi szükségtározóként kívánják használni. Ennek következményeivel a környezeti hatásvizsgálat során feltétlenül foglalkozni kell. A szükségtározó országhatárral közel párhuzamos lezárását a T. számú lokalizációs vonal biztosítja, így a szükségtározóba jutó víz országhatáron kívüli területre nem terjedhet át. A tározási vízszint 101,78 mbf. A települést védı töltésszakaszok az Ér bal parti töltés kivételével magasságilag és szelvényterületileg is kielégítik az árvízvédelmi fejlesztési tervben meghatározott elıírásokat. További fejlesztésre csak az Ér bal parti védtöltés kerül, amely közvetlenül határolja a projekt által érintett területet. Pozitív fejlemény, hogy és között PHARE-támogatással Szeghalom, Berettyóújfalu és Pocsaj térségében automatikus adatgyőjtı számítógépes rendszereket helyeztek üzembe. E program keretében a román oldalon Margitta térségében árvízvédelmi csapadék-megfigyelı rendszert állítottak üzembe. A program eredményeképpen lényegesen javult a térség árvízvédelmi biztonsága Belvíz Pocsaj belterületén több olyan terület is van, ahol állandó a belvíz-probléma. A belvizek zsilipeken keresztül jutnak a folyókba gravitációsan vagy szivattyúzással az árvízszinttıl függıen. Kiépített szivattyúállás a Pocsaj csatorna torkolatánál van. A község belterületi felszíni vízelvezetı csatornahálózata viszonylag sőrő. A belterületi 10

11 győjtı csatornák a Pocsaj, Pocsaj I, Pocsaj III. valamint a Pocsaj II. csatorna, amely az Esztár területén lévı Esztári csatornához csatlakozik. Pocsaj esetében is problémát jelent, hogy település külterületén található belvízmentesítı csatornák nincsenek egységes kezelés alatt, azokat három tulajdonos tartja karban. Egy részük a TIVIZIG, másik rész a Berettyó Vízgazdálkodási Társulat, a harmadik rész pedig az Önkormányzat kezelésében áll. A társulati kezelésben lévı csatornákkal kapcsolatban a legnagyobb gondot a forráshiány jelenti, többek között ennek a következménye, hogy több helyen a csatornákhoz nem épültek ki a fenntartó utak, így nagyon nehezen tudják elvégezni a karbantartási munkálatokat. Ha lehet, még rosszabb a helyzet az önkormányzati tulajdonba került csatornák esetében, ugyanis amikor ezek a csatornák az önkormányzat tulajdonába kerültek a karbantartásuk elvégzésére alkalmas célgépeket nem biztosították a részére, s célgépek nélkül nincs mód a megfelelı karbantartási munkák elvégzésére. Természetesen a Pocsaji Önkormányzat esetében is komoly gondot jelent a forráshiány. Az egyetlen reális lehetıséget pályázati források megszerzése jelentheti. 11

12 4. Pocsaj ivóvízbázisa és a vízminıséget befolyásoló tényezık A felszín közelében húzódó agyagos rétegek kis vízadó képessége és szennyezettsége miatt a lakossági ásott kutak vizét ma már nem használják emberi fogyasztási célokra. A még meglévı kutak vizét a konyhakertek öntözésére és az állatok itatására használják fel. A településen jelentkezı igényeket két helyi vízmő kút elégíti ki, melynek vízadó rétegei 420, 291, 287, illetve 240 méteres mélységben helyezkednek el. A negyedkori rétegek alatt a felsı-pannóniai rétegsor alján kitőnı vízadó rétegek húzódnak magas hımérséklető vízzel. A termálvizek nagy része az Alföldön ugyancsak ebbıl a szintbıl fakad (Rónai, 1980). Az ivóvíz minıségét a geológiai eredető szennyezések jelentıs mértékben befolyásolják. Pocsaj ivóvízbázisában a magas az arzén- vas- és mangán-tartalom okozza a legtöbb problémát. Mindhárom vízminıségi paraméter geológiai eredető, tehát nem emberi hatás következtében jelentkezett a szennyezés. A problémára a ban indult arzénmentesítési program adott megoldást, melynek keretében arzénmentesítı készüléket szereltek fel, illetve kicserélték a vízvezeték hálózat elavult szakaszait. A geológiai eredető szennyezések mellett azonban számolni kell az antropogén forrásokból származó szennyezésekkel is. A felszín alatti vízkészlet minıségére legjelentısebb szennyezı hatást a belterületi kommunális szennyvízszikkasztás jelenti. A település csatornázása megoldatlan, és ezt az Önkormányzat, pályázati forrásból és önerıbıl, kívánja megvalósítani. Jelentıs szennyezı forrást jelentenek az állattartó telepek is, ahol az istállótrágya és a hígtrágya nem megfelelı tárolása okozhat talajvízszennyezést. 12

13 5. A vizsgálatok során alkalmazott módszerek bemutatása A hidrogeológiai vizsgálatokhoz a vizsgálati területen egy Eijkelkamp típusú kézi fúró segítségével összesen 25 fúrást mélyítettünk. Valamennyi fúrás esetében a megütött talajvízszint alá fúrtunk cm-rel. Valamennyi fúrás esetében feljegyeztük a fúrás talpmélységét, a megütött talajvízszint mélységét, valamint a beállt nyugalmi talajvízszint mélységét is. A talajvízmintákon kívül felszíni vízminták begyőjtését is elvégeztük. Két csatornát és két holtágat mintáztunk meg a területen. Valamennyi furatból vízmintát vettünk egy perisztaltikus pumpa segítségével, majd a mintákat légmentesen lezárt mőanyag flakonokban szállítottuk be a Debreceni Egyetem Földtudományi Intézetének laboratóriumába. A vízmintavételre május 4-én került sor. A vezetıképesség meghatározását a mintavétel idıpontjában, a terepen végeztük egy Schott típusú elektromos vezetıképesség-mérıvel. A további vizsgálatokat a mintavételt követı napon végeztük. A szervesanyagtartalmat a kémiai oxigénigény (KOI ps ) kiszámításával határoztuk meg, a káliumpermanganátos módszert alkalmazva. Az ortofoszfát-, ammoniumion-, nitrit- és nitrátkoncentrációkat fotometriás eljárással határoztuk meg (Litherathy, 1973). A vízminták nátrium-koncentrációját Perkin-Elmer 3000 FAAS készülékkel mértük le. A 25 fúrás közül 4 furat (POF1, POF2, POF3, POF4) esetében a teljes fúrásszelvényt megmintáztuk 20 cm-es rétegenként. A négy furat helyét úgy jelöltük ki, hogy azok reprezentálják a vizsgálati terület jellegzetes geomorfológiai egységeit. Ennek alapján egy katéna mentén helyeztünk el három furatot. Az elsı, a terület legalacsonyabb részén található holtág mentén, a második az egykori folyóhát lejtıjének közepén, a harmadik pedig az egykori folyóhát legmagasabb szintjén helyezkedett el. A negyedik furatot szintén a holtág közvetlen szomszédságában mélyítettük, mintegy 280 méterre az elızı holtág melletti furattól. A furatokból származó mintákat mőanyag zacskókban szállítottuk be a Debreceni Egyetem Földtudományi Intézetének laboratóriumába. A minták begyőjtésére május 3-5 között került sor. A begyőjtött minták esetében a talaj szemcseösszetételét Köhn-pipettás módszerrel (MSZ ) határoztuk meg, majd az egyes megmintázott rétegek esetében a szemcseösszetételi adatok alapján kiszámítottuk a Campbell-féle szivárgási együttható értékeit. A szivárgási tényezıt a számításon túl terep módszerrel is meghatároztuk, mely során a furatfeltöltést alkalmaztuk. A vízszintek csökkenését lézeres távmérıvel centiméter pontosan jeleztük fel, majd a számítást Excelben végeztük el. A vizsgálatban nagy hangsúlyt fektettünk arra, hogy a domborzat és a talajtulajdonságok összefüggéseit feltárjuk. Ezt a területrıl készített digitális domborzatmodell alapján végeztük. A domborzatmodell saját geodéziai felmérésünk alapján készült, Trimble Geodolite mérıállomás segítségével. A digitális domborzatmodellek célja a háromdimenziós (valójában csak ún. 2,5 dimenziós, mivel a felszín alatti térrészbe nem látunk bele, csak a felszínt ábrázoljuk) ábrázoláson túl az, hogy folytonos (vagyis megszakadások nélküli) felszínként értelmezve a területet az 13

14 általunk megválasztott felbontásnak megfelelıen egy adatmátrixként kezeljük a domborzatot. A mérési eredményeket tartalmazó adatbázis összeállítását Excel 2007 szoftver segítségével végeztük. A statisztikai vizsgálatokat az Excel 2007, illetve az SPSS 13 szoftverek segítségével végeztük. A talajvíz vízminıségi paramétereit, valamint a talajvízáramlást bemutató térképeket a Surfer 8 szoftverrel szerkesztettük. 14

15 6. A projekt területének hidrogeológiai vizsgálata. A projekt által közvetlenül érintett terület az Ér-fıcsatorna bal partján fekszik, az Ér töltése jelenti a terület nyugati határát. Déli határát a Kasza tanya felé vezetı burkolt út képezi, keletrıl a Kasza tanyáról észak felé vezetı földút határolja, míg északi határát a holtágaktól északra fekvı erdısáv elıtt húzódó földút képezi. A terület viszonylag változatos domborzati adottságokkal rendelkezik, legalacsonyabban fekvı részeit két, egymással kapcsolatban álló egykori elhagyott folyómeder képezi, míg közöttük az egykori folyóhátak maradványai jelentik a legmagasabb térszíneket A terület vízmérlege Egy adott terület vízmérlegét a belépı és a távozó víz mennyisége alapján számíthatjuk ki. A projekt területére érkezı vízmennyiség a területre hulló csapadék függvénye, a távozó víz pedig elsısorban párolgás útján távozik a rendszerbıl. A projekt területét figyelembe véve a vízmérleget befolyásolja az Érbıl származó víz is, amely esetleg a 0314 hrsz. csatorna közvetítésével juthat a területre. A felszíni lefolyás (Lf) is jelenthet némi veszteséget, melynek átlagos értéke mindössze 1 l/s. km 2 a területen. A talajba beszivárgó víz csak abban az esetben jelent veszteséget, ha az, a talajvízáramlás révén kijut a területrıl. Ez a projekt területén nem jellemzı, mivel a talajvíz áramlási rendszerét feltérképezve azt állapítottuk meg, hogy a talajvíz áramlásának iránya a legmélyebben fekvı térszínek felé mutat, így hozzájárulhat a két holtág vízutánpótlásának biztosíthatásához. Azt is figyelembe kell venni, hogy a projekt területe egy regionális feláramlási rendszer területén helyezkedik el, ami pozitív irányban befolyásolhatja a vízmérleget, azonban ennek a projekt területére vonatkozó konkrét mennyiségérıl nem állnak rendelkezésre mérési eredmények A csapadékviszonyok alakulása A projekt területe a Berettyó-Kálló köze kistájon található, ahol a csapadék éves mennyiségének sokéves átlaga 560 mm. Az elmúlt 5 év csapadékviszonyait a Pocsaj (ABD920) állomás adatai alapján értékeltük. A mérıállomás adatait elemezve azt láthatjuk, hogy a csapadék éves mennyisége kisebb-nagyobb mértékben mindegyik évben meghaladta a sokéves átlagot (3. ábra). Különösen a 2010-es év volt rendkívül csapadékos, ekkor csaknem 900 mm csapadék hullott a területre, de a 2005-ös év is jóval csapadékosabb volt az átlagnál és 2009 között azonban az átlaghoz közeli, azt csak kismértékben meghaladó mennyiségő csapadékot regisztráltak. 15

16 3. ábra. A csapadék éves mennyiségének alakulása Pocsajban között (Forrás: Vízügyi Adatbank) A vízmérleg szempontjából a csapadék évi eloszlása is nagyon lényeges szempont. Ha az elmúlt hat év csapadékadatait vesszük alapul, azt állapíthatjuk meg, hogy a nyári hónapok a legcsapadékosabbak, különösen a június, hiszen ebben a hónapban csaknem 90 mm volt az átlagos csapadékmennyiség (4. ábra). 3. ábra. A havi átlagos csapadékmennyiség alakulása között Pocsajban (Forrás: Vízügyi Adatbank) Természetesen az egyes években lehetnek ettıl lényegesen eltérı értékek is, mint ahogyan azt az 5. ábrán is láthatjuk, azonban a területre az éghajlati adottságok alapján is a nyár elején jelentkezı csapadékmaximumok a jellemzıek. 16

17 5. ábra. A havi csapadékmennyiség alakulása Pocsajban 2005 január és 2011 augusztus között (Forrás: Vízügyi Adatbank) A párolgásviszonyok alakulása A vízmérleg szempontjából meghatározó jelentısége van az adott területre jellemzı párolgási viszonyoknak. A párolgás esetében külön kell választani a potenciális és a tényleges párolgást. Az elıbbi azt a vízmennyiséget jelöli, amely az adott terület éghajlati viszonyai mellett a szabad vízfelületekrıl maximálisan elpárologhat. A tényleges párolgás értéke viszont ennél általában kisebb, hiszen az elpárolgó víz mennyisége a beszivárgás következtében csökken, másrészt a csapadékszegény idıszakokban nincs jelen akkora vízmennyiség, amely elpárologhatna. Rendkívül fontos, hogy a lehulló csapadék minél nagyobb százalékban beszivárogjon a talajba, hisz ez jelenti a talajvíz utánpótlását. A csapadék a hımérséklet, illetve a sugárzási energia alapján meghatározott ariditási index értéke a Berettyó-Kálló köze kistáj esetében 1,23 és 1,33 között változik, ami azt jelenti, hogy a terület vízhiányos, a potenciális párolgás értéke éves szinten meghaladja a tényleges párolgás értékét. A 6. ábrán látható, hogy Pocsaj térségében az éghajlati vízhiány összege meghaladja a 200 mm-t. Különösen a meleg nyári hónapokban mutatkozik nagy különbség a két mutató értéke között, így a vízhiányos idıszakok szempontjából is a nyári hónapok a legveszélyeztetettebbek. 17

18 6. ábra. Az éghajlati vízhiány éves összege Magyarországon A 7. ábra a potenciális és a tényleges párolgás százalékos arányát mutatja be Magyarország területén a vegetációs idıszakra vonatkoztatva. Jól látható, hogy Pocsaj térségében ez 85-90% között van, tehát a terület a vegetációs idıszakban egyértelmően vízhiányos. 7. ábra. A tényleges és a potenciális evapotrszspiráció százalékos aránya a vegetációs idıszak alatt 1901 és 1940 között Magyarországon. Bár Pocsaj és Debrecen éghajlata között van némi különbség, azonban igen hasonlóak a csapadék mennyiségére, idıbeli eloszlására, illetve a potenciális párolgás mértékére vonatkozó mutatóik, ezért a 8. ábrán bemutatott, Debrecenre vonatkozó vízgazdálkodási mérleg Pocsaj esetében is hasonlóan alakul. Látható, hogy a 18

19 csapadéktöbblet éppen azokban a hónapokban jelentkezik, amikor a magasabb hımérséklet következtében a legnagyobb a potenciális párolgás mértéke, ezért ebben az idıszakban a tényleges párolgási értékek is magasabbak. Azokban a hónapokban, amikor a viszonylag kis potenciális párolgási értékek miatt lehetıség lenne a lehullott csapadék nagyobb arányú beszivárgására, általában jóval kevesebb csapadék hullik. Megfigyelhetı, hogy októbertıl február végéig a talaj vízgazdálkodási mérlege pozitív, az áprilistól augusztus végéig tartó idıszakban pedig a magasabb havi csapadékátlagok ellenére is negatív (Justyák J. - Tar K. 1994). mm átlagos csapadék párolgás január február március április május június július augusztus szeptember október november december 8. ábra. Az átlagos csapadék és potenciális párolgási értékek alakulása (Debrecen, Egyetemi meteorológiai állomás, ) (Forrás: Justyák J. - Tar K. 1994). A rehabilitálandó holtágak vízutánpótlása szempontjából tehát a nyári hónapokra kell a legjobban odafigyelni, ebben az idıszakban mindenképpen biztosítani kell a vízpótlás lehetıségét A talajvíz horizontális áramlásának jellemzése A talajvízáramlás irányának jellemzése A vizsgálat idıpontjában (2011. május) az általunk mélyített 25 furatban a talajvíz nyugalmi szintje 0 és 410 cm-es mélység között változott. A mérési eredmények alapján megállapítottuk, hogy a talajvíz a projekt területén nyomás alatt áll, hiszen a megütött talajvízszintek és a beállt nyugalmi vízszintek között lényeges eltéréseket tapasztaltunk, a nyugalmi vízszintek rendre cm-rel magasabban álltak be a megütött vízszinteknél, de a terület DK-i részén a POF8-as furat esetében elıfordult csaknem 2 méteres különbség is. Ebben a furatban a talajvíztükör felett igen magas agyagtartalmú, ezáltal vízzáró rétegek helyezkedtek el, így fordulhatott elı az, hogy a 19

20 nyomás alatt álló, 190 cm-es mélységben húzódó talajvíz, 60 perc elteltével a furat pereméig emelkedett. A nyomás alatt álló talajvíz tehát nem alkot egységes víztükröt a projekt területén. A megütött talajvízszintek abszolút magassága 95,1 és 98,0 mbf között változik, tehát csaknem 3 méteres szintkülönbség jelentkezett, ami igen jelentıs egy ekkora területen belül. A nyugalmi vízszintek abszolút magassága 96,7 és 98,5 mbf között változik. A különbség itt valamivel kisebb, azonban így is csaknem 2 méter (pontosan 180 cm). A talajvízáramlás szempontjából a megütött talajvízszint a mérvadó, hiszen a tényleges talajvízszinteket ez jelzi pontosan. A nyomás alatt álló talajvíz esetében a nyugalmi vízszintek alapján nem lehetséges a valós áramlási viszonyokat meghatározni. Mind a megütött, mind a nyugalmi talajvízszintrıl megállapítható, hogy némileg követi a domborzatot, tehát a magasabb térszíneken valamivel magasabban húzódik, ebbıl az következik, hogy a talajvíz áramlási rendszere nem mutat egységes irányt, hanem a magasabb térszínek, az egykori folyóhátak felıl a mélyebben húzódó elhagyott folyómedrek irányába mutat (9. és 10. ábra). Elkészítettük a talajvíz áramlását bemutató térképeket a nyugalmi és a megütött talajvízszintek alapján is. Az eredmények nagyon hasonlóak, azonban hangsúlyozni kell, hogy a valós viszonyok bemutatására a megütött talajvízszint alapján szerkesztett térkép alkalmas ábra. A nyugalmi talajvíztükör abszolút magassága, illetve a talajvíz áramlásának iránya a nyugalmi talajvízszintek alapján A terület déli részén húzódó 0314-es hrsz. csatorna esetében is igaz, hogy az áramlás iránya a csatorna felé mutat. A csatornától délebbre esı területeken már nem mélyítettünk több fúrást, ezért a csatornától délre esı területeken feltüntetett áramlási 20

21 irányok már nem a valóságnak megfelelı helyzetet jelölik, hanem a többi kútban meghatározott vízszintek alapján kiszámított gradienseknek megfelelı irányokat mutat. Összességében tehát azt állapíthatjuk meg, hogy a talajvíz horizontális áramlása hozzájárulhat a rehabilitáció által érintett holtágak vízutánpótlásának biztosításához ábra. A megütött talajvíztükör abszolút magassága, illetve a talajvíz áramlásának iránya a megütött talajvízszintek alapján A szivárgási sebesség a talajvíz szintjében A POF 1 furat esetében 3 szintben (egymáshoz közel 3 furatban) határoztuk meg a szivárgási tényezıket. Az elsı két szintben (1,5 és 2 m) nemcsak a talajvíz szintje fölötti a szivárgását adja meg, hanem a lefelé, a talajvíz irányába elszivárgó vizet is tartalmazza. A harmadik furat 2,5 mélységben a megütött talajvízszintben adja meg a szivárgási adatokat. Az 1,5 méteres szintben a szivárgási tényezı 8,86 x 10-7 m/s, azaz 7,65 m/nap, ami a mélyebb rétegekben jóval nagyobb értékeket ér el. A 2 méteres szintben 2,99 x 10-6 m/s, 2,5 méter mélyen pedig 7,64 x 10-6 m/s. A szivárgási sebesség növekedése a szemcseösszetételben bekövetkezett hirtelen változásnak köszönhetı. A durva homok frakció aránya ugyanis a cm-es rétegben a cm-es réteghez képest 50%-ról 75%-ra nıtt, miközben az agyagfrakció aránya 12%-ról 4%-ra csökkent. A 11. ábrán is jól látható, hogy a szivárgás sebessége a 2,5 méter mélységő furatban volt a legnagyobb. 21

22 11. ábra. A vízoszlop magasságának csökkenése a POF1-es furat különbözı mélységő szelvényeiben a szivárgási tényezı furatfeltöltéses módszerrel történı meghatározása során A POF 12 furat esetében 1 mérés történt a megütött talajvíz szintjében (igen sekély furatról van szó). Itt a víz szivárgási sebessége már kifejezetten nagy, 1,82 x 10-5 m/s. A POF 16 furat szintén sekély mélységő, itt is 1 méter mélyen határoztuk meg a szivárgási tényezı értékét. A 2,42 x 10-5 m/s szivárgás már nagy érték, m/napban kifejezve 2,09. Ezek az értékek nem vethetık össze közvetlenül a következı fejezetben a szemcseösszetételbıl számított szivárgási tényezıkkel, mert ott kétfázisú rendszert és folyamatos vízutánpótlást tételezünk fel. Emellett a számított értékek csak a gravitációsan lefelé irányuló vízmozgásra adnak becslést, a terepi módszerrel viszont fıként a talajvíz szintjének, illetve az afölötti rétegnek a szivárgási tulajdonságait jellemezzük. A POF 12 és POF 16 furatok az egykori folyóvölgyben, a leendı mocsár közvetlen környezetében készültek. A nagy szivárgási értékek felhívják a figyelmet annak a lehetıségére, hogy a bevezetett többletvíz könnyen elszivároghat. 22

23 6.3. A vertikális talajvízáramlás jellemzése A vertikális vízáramlás alakulását elsısorban a talaj mechanikai összetétele határozza meg. A talaj mechanikai összetétele természetesen a horizontális vízáramlást is befolyásolja, azonban míg itt döntıen csak a talajvíz zónájában jelenlévı szemcsefrakciók befolyásolják az áramlási viszonyokat, addig a vertikális vízáramlás esetében a teljes talajszelvényt figyelembe kell venni, miután valamennyi talajszint szerepet játszik az áramlási viszonyok alakulásában. A projekt területén 4 fúrás esetében is megvizsgáltuk a teljes fúrásszelvényben a talaj szemcseösszetételének alakulását, s ennek segítségével valamennyi megmintázott talajrétegben meg tudtuk határozni a szivárgási tényezı értékeit (12. ábra). Ezen eredmények ismeretében meghatározható a vertikális vízmozgás sebessége, így kiszámolható az az idı, amíg a felszínrıl beszivárgó víz a talajvíz szintjéig lejut POF1 POF2 POF3 POF ábra. A négy reprezentatív fúrásszelvény elhelyezkedése a projekt területén belül A szemcseösszetétel vizsgálatán alapuló számítások mellett néhány furat esetében közvetlen méréseket is végeztünk a szivárgási tényezı meghatározása érdekében. Ezekben az esetekben a furatfeltöltéses módszert alkalmaztuk. A közvetlen terepi mérésekre azért volt szükség, mert a szemcseösszetételi adatok alapján számított szivárgási sebesség nem veszi figyelembe azt a helyzetet, amikor a talaj telítıdik, s emiatt az áramlás lelassul. Emiatt a terepi mérésekkel a valóságot jobban megközelítı eredményeket kaphatunk az áramlási viszonyokról. Ettıl függetlenül a szemcseösszetétel alapján számított szivárgási tényezık is fontos információt szolgáltatnak a kérdésrıl. 23

24 Morfológiai szempontból a projekt területén három reprezentatív formatípust választottunk ki, amelyek segítségével a projekt által érintett teljes területre vonatkozóan kaphatunk értékes adatokat. A fúrásszelvényeket úgy jelöltük ki, hogy mindhárom formatípust meg tudjuk mintázni. Az elsı típusba a legmagasabban fekvı, egykori folyóhátak tetıszintjei tartoznak, a második típusba a legalacsonyabban fekvı, elhagyott folyómedrek tartoznak, míg a harmadik formatípust az elızı két térszínt összekötı lejtık alkotják. A négy fúrás közül egyet a tetıszinten (FOF2-es szelvény), egyet a lejtın (FOF1-es szelvény), kettıt pedig a holtmedrek mentén (FOF3-as és POF4-es szelvény) jelöltünk ki (12. ábra) A tetıszintben kialakított fúrás elemzése A tetıszintben a POF2-es fúrásszelvényt alakítottuk ki, melynek talpmélysége 5 méter volt (13. ábra). A megütött vízszint 4,4 méteres mélységben húzódott, a nyugalmi vízszint pedig 4,1 méteren állt be. 13. ábra. A POF2-es, tetıszintben található furásszelvény szemcseösszetételi diagramja A szelvény szemcseösszetétele alapján megállapítható, hogy a szelvényben uralkodnak a durva szemcsefrakciók, ezért a talaj vízbefogadó képessége viszonylag jelentıs. A szelvény vizsgálata alapján több üledék-felhalmozódási ciklus is kimutatható

25 cm mélységben megnı a durva homok frakció aránya, majd 200 cm-es mélységtıl hirtelen emelkedik az agyagfrakció aránya, s ezzel párhuzamosan a durva homok frakció aránya lényegesen csökken. A következı ciklust a cm közötti rétegek jelzik, itt újra ugrásszerően megnı, 80% fölé emelkedik a durva homokfrakció aránya, sıt a cm-es rétegben 90% fölé megy, miközben az agyagfrakció aránya csaknem nullára csökken. A cm-es rétegekben a durva homok frakció aránya 80% alá csökken, de 70% fölötti részarányával a szelvény alsó rétegeiben is ez az uralkodó szemcsefrakció. A Campbell-féle szivárgási tényezı értékét kiszámítottuk valamennyi megmintázott talajréteg esetében, így ezen eredmények ismeretében meghatározható a talajvíz vertikális áramlásának sebessége. A 14. ábra ezt szemlélteti. Jól látható, hogy azokban a rétegekben nı meg a szivárgási sebesség, ahol a legnagyobb arányban van jelen a durva homok frakció. A cm-es rétegben a szivárgás sebessége óránként csaknem 120 mm, de a legkisebb szivárgási sebességet mutató felszínközeli rétegekben (0-100 cm között) sem csökken a vertikális szivárgás sebessége 40 mm/h érték alá. Az egyes rétegekre kiszámított szivárgási sebességek alapján megállapítottuk, hogy a POF2-es szelvény környezetében a felszínrıl beszivárgó csapadék 72 óra alatt, azaz pontosan 3 nap alatt éri el a 4,4 méteres mélységben húzódó talajvízszintet. A gyors beszivárgás abból a szempontból elınyös, hogy a párolgási veszteség így kisebb mértékő, ezért a lehulló csapadék nagyobb hányada marad a rendszeren belül, s miután a talajvíz horizontális áramlási iránya a holtágak felé mutat, ez hozzájárulhat a holtágak vizének utánpótlásához. 14. ábra. A talajvíz vertikális szivárgási sebessége a FOF2-es fúrás megmintázott rétegeiben. 25

26 6.3.2 A lejtın kialakított fúrás elemzése A tetıszint és a holtágak közötti területet összekötı lejtı közepén mélyítettük a POF1- es fúrást. A furat talpmélysége 240 cm, a megütött vízszint 220 cm mélységben húzódott a nyugalmi vízszint pedig 160 cm-es mélységben állt be. A POF1-es furat mintegy 70 méterre található a POF2-es furattól, 2,75 méterrel alacsonyabb helyzetben. A szelvény szemcseösszetételét vizsgálva azt láthatjuk, hogy a tetı szintben mélyített szelvénnyel összehasonlítva itt lényegesen nagyobb a finomabb szemcsefrakciók (iszap, agyag) aránya, azonban a homokfrakciók (finom és durva homok) még így is dominálnak a szelvényben, egyetlen megmintázott rétegben sem csökken 60% alá az együttes részarányuk (15. ábra). A szelvényben lefelé haladva folyamatosan nı a durva homok frakció aránya, a legalsó, cm-es rétegben már csaknem 75%-ot tesz ki. A talajvíz horizontális áramlásának szintjében tehát nagyobb vízáteresztı képességő rétegek húzódnak. A vertikális vízmozgás esetében azonban a felsıbb szintek is lényeges szerepet játszanak. 15. ábra. A POF1-es, lejtın kialakított furásszelvény szemcseösszetételi diagramja A 16. ábrán látható, hogy hiába nıtt folyamatosan a durva homok frakció aránya a szelvénybe lefelé haladva, az egyes megmintázott rétegekben a vízáramlás sebessége mégsem növekedett folyamatosan a mélyebb rétegek felé haladva. Ennek az az oka, hogy a cm közötti rétegekben az agyagfrakció aránya 14-16%-os szintre emelkedik, ami lelassítja a beszivárgás sebességet. A legnagyobb szivárgási sebesség a szelvény legalsó rétegében cm között jelentkezett, itt a vertikális szivárgás sebessége meghaladja az óránkénti 80 mm-t. Az egyes rétegekre meghatározott szivárgási tényezık alapján megállapítottuk, hogy a felszínrıl beszivárgó talajvíz ebben a szelvényben is három nap alatt juthat le a 220-cm-es mélységben húzódó talajvíz szintjéig, igaz a POF2-es furat esetében a talajvíz szintje 4,4 méter mélyen húzódott, azonban a durvább szemcsefrakciók nagyobb aránya miatt a szivárgás sebessége kétszer olyan gyors volt, mint a POF1-es szelvény esetében. 26

27 16. ábra. A talajvíz vertikális szivárgási sebessége a FOF1-es fúrás megmintázott rétegeiben A holtmeder mentén kialakított fúrások elemzése A holtmeder mentén két furatot is bevontunk a vizsgálatba (POF3, POF4), mert a holtmedrek elárasztása esetén ezek a térszínek már víz alá kerülnek, emiatt nagyon fontos tudni, hogy a beszivárgási viszonyok hogyan alakulnak ezen a területen. A POF3-as furat talpmélysége 120 cm, a POF4-es furaté pedig 100 cm. A megütütt talajvízszint a POF3-as furatban 100 cm, a POF4-es esetében 90 cm volt. A nyugalmi vízszintek ennél magasabban álltak be, a POF3-as furatban 41 cm-es, a POF4-es furatban pedig 37 cm-es mélységben. A két szelvényt megvizsgálva azt tapasztaltuk, hogy az egyes szemcsefrakciók egymáshoz viszonyított arányában nem mutatkozott lényeges különbség sem a szelvényeken belül, sem a két szelvény között ( ábra). Mindkét szelvény valamennyi megmintázott rétegében a finom homok frakció az uralkodó, az agyagfrakció pedig a legkisebb arányban jelenlévı szemcsetartomány. A POF3-as szelvényben a durva homok frakció aránya valamivel nagyobb a POF4-es szelvénynél, s itt 80 cm-es mélységig enyhe növekedés is tapasztalható. A POF 4-es szelvényben alig változik az egyes szemcsefrakciók aránya, mindössze a cm közötti rétegben tapasztalható egy jelentısebb mértékő növekedés az agyagfrakció esetében, miközben a finom homok frakció aránya több mint 10%-kal lecsökken. 27

28 17. ábra. A POF3-as, furásszelvény szemcseösszetételi diagramja 18. ábra. A POF4-es, furásszelvény szemcseösszetételi diagramja A szelvények megmintázott rétegeiben kiszámítottuk a Campbell-féle szivárgási tényezı értékét, melyek szépen követik a szemcseösszetételben tapasztalt változásokat ( ábra). Jól látható, hogy a leggyorsabb szivárgás a POF3-as szelvénynek abban a rétegében jelentkezik, ahol a legmagasabb a durva homok frakció aránya, itt a szivárgás sebessége meghaladja a 60 mm/h-ás értéket. A legkisebb szivárgási sebességet (21,4 mm/h) pedig a POF4-es furat cm közötti rétegében mértük, ami egyértelmően az agyagfrakció növekedésének a következménye. 19. ábra. A talajvíz vertikális szivárgási sebessége a FOF3-as fúrás megmintázott rétegeiben. 28

29 20. ábra. A talajvíz vertikális szivárgási sebessége a FOF4-es fúrás megmintázott rétegeiben. A szivárgási tényezık alapján kiszámítottuk, mennyi idı alatt éri el a talajvíz szintjét a felszínrıl beszivárgó csapaék. A POF3-as szelvény esetében 24 óra alatt jut le a beszivárgó csapadék a 100 cm-es mélységben húzódó talajvízszintig, a POF4-es szelvényben pedig 31 órára van szükség a 90 cm-es mélységben húzódó talajvízszint eléréséhez. A 21. ábrán ábrázoltuk a tetıszintben, a lejtın és a holtág mentén kialakított furatok adatait. A görbék alapján látható, hogy a legmagasabb és a legalacsonyabb szinten elhelyezkedı furatok pereme között több mint 4 méter (4,35 m) a szintkülönbség, ugyanakkor a megütött és a nyugalmi vízszintek esetében ez a szintkülönbség lényegesen kisebb volt. A megütött vízszintek esetében 0,95 m-t, a nyugalmi vízszintek esetében pedig 0,66 m-t mértünk. A talajvíz áramlási iránya tehát egyértelmően a holtág felé mutat, így a tetıszintben és a lejtıkön viszonylag gyorsan beszivárgó csapadék hozzájárulhat a holtág vizének utánpótlásához. 21. ábra. A katéna mentén létesített furatok peremének, nyugalmi- és megütött talajvízszintjének tengerszint feletti magassága 29

30 6.4. A talajvíz és a felszíni vizek kémiai jellemzése A projekt területén összesen 29 vízmintát vizsgáltunk meg, ezek közül 25 talajvízmintát és 4 mintát a területen található csatornák és holtágak vizébıl. A mintavételi pontok elhelyezkedése az alábbi térképeken látható ( ábra). A POF21 POF POF20 POF23 POF16 POF24 POF15 POF10 POF11 POF14 POF19 POF17 POF18 POF POF7 POF6 POF13 POF2 POF12 POF1 POF3 POF4 POF9 POF POF ábra. A talajvíz-mintavételi pontok elhelyezkedése a projekt területén B POH1 POH PCS PCS ábra. A felszíni vízmintavételi pontok elhelyezkedése a projekt területén A talajvíz és a felszíni vizek kémiai paramétereinek vizsgálata azért nagyon fontos, mert a vízminıség komoly hatással lesz a rehabilitálandó holtágak élıvilágára. A mocsári, illetve lápi ökoszisztémák kialakítása és fenntartása csak megfelelı vízminıség esetén garantálható, melynek vizsgálata a környezeti hatásvizsgálat feladata lesz. A hidrogeológiai munkarészben a vízminıség értékelését a felszíni, illetve a felszín alatti vizekre vonatkozó jogszabályokban rögzített határértékek alapján végezzük el. 30

31 Talajvíz A talajvízre vonatkozó eredmények alapstatisztikai mutatóit az 1. táblázatban foglaltuk össze. 1. táblázat. A talajvízminták alapstatisztikai mutatói ph elektromos vezetıképesség (µs/cm) ortofoszfát (mg/l) nitrit (mg/l) ammónium (mg/l) nitrát (mg/l) szerves anyag (KOI ps) (mg/l) nátrium (mg/l) Átlag 8, ,40 0,10 1,29 27,8 12,1 132,9 Medián 8, ,24 0,07 1,17 4,1 11,2 89,7 Minimum 7, ,02 0,02 0,73 0,9 4,8 20,7 Maximum 8, ,44 0,45 2,67 161,4 27,8 448,5 Szórás 0, ,37 0,10 0,51 49,3 5,9 96,4 Variancia 0, ,14 0,01 0, ,2 35,3 9288,2 Relatív szórás (%) 2, ,15 101,04 39,72 177,2 49,0 72, A talajvíz ph-ja A talajvíz ph-ja valamennyi minta esetében az enyhén lúgos tartományba esett, 7,8 és 8,48 közötti értékeket mértünk, az átlag 8,19±0,18 volt. A mért értékek így kivétel nélkül belül voltak a 6/2009-es (IV. 14.) KvVM-EüM-FVM együttes rendeletben megadott (B) értéken (ph > 6,5), illetve (ph < 9,0). A legmagasabb ph értékek a legalacsonyabb térszíneken jelentkeztek (24. ábra), általában ott, ahol a talajvíz nátrium-koncentrációja is magas volt, így feltételezhetı, hogy a magasabb ph a szikesedési folyamatok megjelenésével magyarázható, de meg kell jegyezni, hogy a ph alakulásában nem tapasztaltunk jelentısebb eltéréseket a terület egyes pontjai között. Ezt az is jól mutatja, hogy az összes vizsgált vízminıségi paraméter közül a ph-nak a legkisebb a relatív szórása, mindössze 2,15%, ami azt jelenti, hogy az egész vizsgálati területen belül csaknem azonos ph viszonyok uralkodnak. 31

32 ábra. A talajvíz ph-jának alakulása a projekt területén A talajvíz elektromos vezetıképessége A talajvíz elektromos vezetıképessége a minták össziontartalmáról ad felvilágosítást. A vezetıképesség alapján azt nem tudjuk, hogy pontosan mely ionok felelısek az érték alakulásáért, azonban a korrelációs vizsgálatok eredményei adhatnak bizonyos támpontot. A korreláció analízis szerint igen erıs pozitív korrelációs kapcsolat áll fenn a vezetıképesség értéke és a talajvíz nátrium-tartalma között (r=0,877, p<0,01), ami azt mutatja, hogy a nátrium érdemben hozzájárul az elektromos vezetıképesség értékének alakulásához. A legmagasabb vezetıképesség értékeket a terület északi, északnyugati részében mértük, itt több esetben is 3000 µs/cm fölötti értékeket mértünk, a maximum érték 3640 µs/cm volt, miközben a déli, délnyugati részeken mindössze 1000 µs/cm a jellemzı érték. A 2000 µs/cm fölötti értékek általában valamilyen szennyezésre utalnak, de lehet az ok geológiai eredető is (25. ábra). Esetünkben a geológiai eredetnek nagyobb a valószínősége, mert a nátrium mellett egyik vizsgált vízminıségi paraméterrel sem állapítottunk meg szignifikáns korrelációs kapcsolatot, a nátrium pedig nagy valószínőséggel a természetes szikesedési folyamatok következtében dúsult fel a talajvízben. 32

33 ábra. A talajvíz elektromos vezetıképességének alakulása a projekt területén A talajvíz ortofoszfát-koncentrációja Bár a talajvíz foszfortartalma természetes forrásból is származhat, nagyobb koncentrációban való megjelenése csaknem mindig antropogén szennyezésre vezethetı vissza. A legjelentısebb szennyezı forrást a kommunális szennyvizek jelentik, de a foszfortartalmú mőtrágyák maradékai is okozhatnak feldúsulást (SZALAI Z. et al. 2004). Bár a 25 talajvízmintára megállapított 0,4 mg/l-es átlagérték nem haladja meg a 6/2009-es rendeletben meghatározott szennyezettségi B határértéket (0,5 mg/l), a begyőjtött minták 36%-ában határérték feletti ortofoszfát-koncentrációt állapítottunk meg, s elıfordult 1,44 mg/l-es koncentráció is, ami már majdnem háromszorosa a határértéknek. A legmagasabb értékeket a terület ÉNy-i részében mértük, a nyugati, északnyugati részen viszont minden mintában határérték alatti koncentrációkat mértünk (26. ábra). A viszonylag magas értékek okait keresve a kommunális szennyvizeket kizárhatjuk, hiszen a területen nincs ilyen jellegő szennyezı forrás, a mőtrágyákat viszont nem, hiszen a projekt területének döntı részén intenzív szántóföldi gazdálkodást folytatnak, s a talajvíz vizsgálata alapján feltételezhetı, hogy foszfor-tartalmú mőtrágyákkal is kezelték a területet. Miután a foszfor viszonylag erısen megkötıdik a talajban, hosszú ideig megmarad egy-egy mőtrágyázás után, ezért még abban az esetben is a foszfor tartalmú mőtrágyák tehetık felelıssé a magasabb ortofoszfát-koncentrációkért, ha az elmúlt években nem szórtak ki foszfor tartalmú hatóanyagot tartalmazó mőtrágyát a 33