Felszínmozgások okainak vizsgálata földtani, vízföldtani és geofizikai módszerekkel Diplomaterv

Átírás

1 Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Kar Geofizikai Intézeti Tanszék Felszínmozgások okainak vizsgálata földtani, vízföldtani és geofizikai módszerekkel Diplomaterv Deák Zsuzsa Villő, Környezetgeofizika szakirány Külső konzulens: Füsi Balázs, okl. geofizikus (ELGI) Tanszéki konzulens: Dr. Turai Endre, egyetemi docens Beadás dátuma: május 3. Miskolc, 2010

2 Eredetiségi Nyilatkozat Alulírott Deák Zsuzsa Villő, a Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Karának hallgatója, büntetőjogi és fegyelmi felelősségem tudatában kijelentem és aláírásommal igazolom, hogy ezt a diplomatervet meg nem engedett segítség nélkül, saját magam készítettem, és a diplomatervben csak az irodalomjegyzékben felsorolt forrásokat használtam fel. Minden olyan részt, melyet szó szerint, vagy azonos értelemben, de átfogalmazva más forrásból átvettem, egyértelműen, a forrás megadásával megjelöltem. Miskolc, május a hallgató aláírása

3 Köszönetnyilvánítás Ezúton szeretnék köszönetet mondani mindenkinek, akik munkámat segítették. Név szerint: Füsi Balázs konzulens, Eötvös Lóránd Geofizikai Intézet Turai Endre konzulens, ME-MFK Geofizikai Intézeti Tanszék Deme Petra Közép-Duna völgyi Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség (egy kőbányai hulladéklerakó monitoring jelentéseivel) Rózsa Attila Pórusvíz Mérnöki Iroda (egy kőbányai kút felújítási jegyzőkönyvével) Vincze Ernő főépítész, Dreher Sörgyárak ZRt. (a Sörgyár alatti pincerendszer bemutatásával) Hancz Sándor (információval a Sörgyár kútjairól) Révi Géza Aquifer Kft. (információval a Sörgyár kútjairól) Papp Márton és Szedlacsek Barbara Szegedi Tudományegyetem (információval, szakdolgozattal a medgyesbodzási esetről) Szabó Zsolt Richter Gedeon Vegyészeti Gyár (monitoring kutak adataival) Széhner Ferenc főenergetikus, GLOBUS Konzervgyár (információval a gyár kútjairól) Izápyné Wehovszky Erzsébet Környezetvédelmi és Vízgazdálkodási Kutató Intézet (pár töredék vízszint adatsorral és ötlettel) Lorberer Árpád Környezetvédelmi és Vízgazdálkodási Kutató Intézet (észrevételekkel) Eötvös Lóránd Geofizikai Intézet, Térképészeti Főosztály (technikai feltételek biztosításával, szakmai tanácsokkal és korábbi kutatási anyagokkal) Miskolci Egyetem, Műszaki Földtudományi Kar Egyéb módon segítettek még: Simon Pál és Tóth Rita Emese

4 Tartalomjegyzék 1. Bevezetés Irodalmi áttekintés Esettanulmányok Debrecen Medgyesbodzás Staufen, Németország Wairakei-mező, Új-Zéland Suzhou, Kína Stoke-on-Trent a Fazekasok, Egyesült Királyság Lisszabon, Portugália Ohaaki, Új-Zéland Murcia, Spanyolország Mexikóváros, Mexikó A radarmódszerről A Terrafirma projekt keretében végzett eddigi vizsgálatok A hipotézisről A kutatásról Adatgyűjtés A terület földtani felépítése Budapesti földtörténet Az emelkedő terület földtani felépítése Kőzetek Tektonika Vízszintes értelmű elmozdulások Függőleges értelmű elmozdulások Szeizmicitás Vízföldtan Vízszint adatsorok elemzése Agyagvastagság Összegzés, a lehetséges okok vizsgálata Tektonikus ok Agyagtartalom, mint ok...31 I

5 4.3. Vízvisszatöltődés Tartalmi összefoglaló Abstract Irodalomjegyzék melléklet melléklet melléklet...45 II

6 1. BEVEZETÉS A technika fejlődésével a földtudományok vizsgálati eszközeinek palettája is egyre színesedik, miközben a szakma már száz évvel ezelőtt is a legtöbb területen a kor technológiai színvonalán kifogástalan, máig megbízható eredményeket mutatott fel. A múltbeli pontos, szakszerű dokumentációk szintézisben a jelenkori lehetőségekkel egy mai kutatásban is segítséget jelentenek. Fővárosunk területe beépítettségéből adódóan ma már kevéssé enged teret közvetlen helyszíni vizsgálatoknak. Rendelkezésre állnak azonban régebbi mérések, kútfúrási jegyzőkönyvek, korai szakirodalmi feldolgozások, melyek támpontként szolgálhatnak egy-egy mai probléma felderítésében. Egy ilyen a tudomány legrégibb és legújabb eredményeit is segítségül hívó kutatás a témája ennek a dolgozatnak is. Az Európai Űrügynökség (ESA) Magyarország rendelkezésére bocsátotta Terrafirma nevű projektjének keretein belül PSInSAR radarinterferometriás módszerrel mért tíz éves ( ) adatsorát Budapest felszínének magasságbeli változásáról. A feldolgozás kimutatta, hogy Kőbánya-Kispest területe (mintegy 40 km 2 ) emelkedik (1/a-b. ábra), akár évi 6-7 mm sebességet is elérve. (Füsi és társai, 2007) Mi okozhatja ezt a szokatlan anomáliát? Dolgozatomban erre keresem a választ, az Eötvös Lóránd Geofizikai Intézet (ELGI) projektjéhez kapcsolódva. 1/a. ábra Az emelkedő terület körvonala Budapest Google térképén (Google Earth, 2010) 1

7 1/b. ábra Függőleges elmozdulás mértéke 10 éves időintervallumra ( ) (Füsi és társai, 2007) 2. IRODALMI ÁTTEKINTÉS 2.1. ESETTANULMÁNYOK A felszínmozgások okai sokfélék lehetnek. A tektonikus oknál mint láttuk a kőzetlemezek mozgása, tájak kiemelkedése, süllyedése általában a területünkön jellemző sebességnél jóval lassabban zajlik. Vannak azonban antropogén hatásra bekövetkező mozgások, melyek az előbbinél általában jóval markánsabbak. Az általam ismertetett esetek szinte kivétel nélkül különböző emberi tevékenységek következményei, legyen szó süllyedésről, vagy emelkedésről. Elemzésük sokat segíthet az általunk vizsgált eset okainak feltárásában. (2. ábra) Süllyedést a tektonikus okon kívül kiválthat még felszín alatti oldódási folyamatok okozta hézagnövekedés, majd rogyás, többletterhelésre való konszolidáció, vibráció, illetve vízkivétel következtében történő nyomáscsökkenés 2

8 sűrűségnövekedés. Szanyi János Domenico és Schwartz (1998) megállapításaira hivatkozva ismerteti, hogy a terület süllyedésének mértékétől függően két csoportot különítettek el: amikor 9 m-nél több és amikor 2,5 m-nél kevesebb függőleges irányú elmozdulás jut 100 m vízszintcsökkenésre (1 m depresszió 25 mm süllyedés). Az elkülönülést egyrészt tektonika, másrészt a földtani összletek eltérő tulajdonságai okozzák. Az intenzív víztermelés hatásai a kompaktálódáson kívül is többfélék lehetnek: a felszíni vizek apadásnak indulhatnak, a leszívó hatás áramlási irányokat változtathat meg, a vizek keveredhetnek, mélyebbről pedig költségesebb a víz kiemelése. Egy nagy áteresztőképességű kicsi vízadó a termelés beindulását követő hirtelen vízszintcsökkenés után elég rövid idő alatt gondoskodik utánpótlásról. Viszont egy kisebb áteresztőképességű, de nagy kiterjedésű vízadó kiegyensúlyozódása hosszú évtizedekig eltarthat. Ilyenkor a vízkivétel okozta szívó hatásra szintén beindul az utánpótlódás, de sokkal lassabban megy végbe, miközben a leszívás hatása egyre messzebbre elér. (Szanyi, 2004) Debrecen Az alföldi települések már a XIX. századtól kezdve mélyfúrású kutakból fedezik vízigényüket. A híres Zsigmondy Vilmos és unokaöccse, Zsigmondy Béla is sok artézi kutat fúrt a területen. Az eredetileg pozitív kutak jó részében a nagy víztermelésnek köszönhetően hamar vízszintcsökkenés állt be, s szivattyúzásra kellett áttérni. Ez a tény, illetve a felszín korán felismert süllyedése már a XX. század elején a tudományos érdeklődés látószögébe került, s a problémával sokat foglalkoznak azóta is. Debrecen vízellátását a különböző időpontokban üzembe helyezett vízműtelepek biztosítják, ezek vízkivételét egészítik ki az ipari kutak. Amíg a XIX. században még döntően felszín közeli vízkivételekről van tudomásunk, lassan a víztermelés mélyebb rétegvizekre tért át. Az I. világháborúban a város még megelégedett 1 millió m 3 -rel évente, amit az I. telep fedezett. A II. telepet 1950-ben kezdték építeni kiegészítésképp az ekkor már 2 millió m 3 /év vízmennyiség biztosítására. A következő (IV.) telep 15 év múlva épült, s a városi víztermelés 1976-ban már több volt, mint 20 millió m 3. Csúcsát az évi vízkivétel 10 év múlva érte el (24 millió m 3 ), majd csökkenni kezdett, míg mára az ipari kutakkal együtt évi millió m 3 körül termel. Az 1970-es évektől a kutak vízszintje erős csökkenést mutatott. 3

9 Debrecen éppen két jól elkülönülő földtani összleten fekszik egyszerre, alatta húzódik a nyírségi futóhomok és a hajdúsági lösz határa. A Nyírség tájegység felszíne alatt hidraulikailag egységes víztest áll. A negyedidőszaki rétegek átlagosan 200 m vastagságban fekszenek az m vastag pannóniai rétegeken, s ez alatt harmadidőszaki vulkáni kőzetek vannak túlnyomórészt. A pleisztocén összlet folyóvízi üledék, a kiemelkedő tájegységre a szél futóhomokot hordott. A Hajdúságot vékony ( m) folyóvízi, később főként eolikus eredetű negyedidőszaki réteg fedi, alatta északról (300 m) dél felé vastagodó (1300 m) pannon üledék fekszik. A felszín közelében északon finomhomok, délen lösz található. A termelő kutak által harántolt negyedidőszaki vízadó rétegek három típusa különíthető el: a kutak által szűrőzött m vastag alsó pleisztocén durva homokból-kavicsos homokból álló réteg m mélyen; az 5-30 m-es középső pleisztocén vízadó nagyjából 80 m mélyen, illetve a felső, nyitott vízadó. Ezek közé vízzáró agyag, agyagos-homok rétegek települtek. A szűrőzött réteg feküje agyagos pliocén összlet. Az 1960-as években geodéziai méréseket végeztek a területen, ami 1966-ig 39 évre 42 mm-es maximális térszínsüllyedést mutatott. Az alsó pleisztocén vízszintje ekkor már 9 m-rel mélyebben állt, miközben a talajvízszint változatlan maradt. Bendefy ugyanerre az időszakra 60 mm relatív felszínsüllyedést mér Debrecen középpontjára. Dr. Joó István 8 mm/évet tart valószínűnek, ez a sebesség 50 évre vetítve 400 mm süllyedés. A II. vízműtelep környezetében a felszín 13 év alatt 10 cm-t süllyedt, de a Nyírség északkeleti része emelkedik. Ennek tektonikus oka lehet, hiszen már a holocén kezdetén emelkedett. A debreceni süllyedések oka nem feltétlenül kizárólag a vízkivétel, egyes vélemények szerint mélyszerkezeti sajátosságok is állhatnak a háttérben: például a köpeny-kéreg felület horpadásai. Magyarországon a nagyobb süllyedést mutató területek általában a nagy víztermelést folytató városokban találhatók, úgy mint Győr (2,2 mm/év); Békéscsaba (3,8 mm/év); Szeged (4,1 mm/év); Szolnok (4,3 mm/év). (Szanyi, 2004) Medgyesbodzás A kis békési település méltán tett szert az elszomorító süllyedő falu ragadványnévre, amikor 1992-ben az addig évig álló vályogházaktól kezdve a legújabb építményekig válogatás nélkül (1993-ra már 638 épület) megsüllyedt és széttöredezett. A falakon centiméteres rések nőttek, a padlóburkolat és a nyílászárók keretei eldeformálódtak. Kisebb károk a környező 11 településen is előfordultak. Mindezek 4

10 oka a térszín hirtelen és egyenlőtlen megsüllyedése volt, de mi okozta magát az elmozdulást? Négy lehetséges okot határoztak meg erre: nem messze szeizmikus geofizikai mérésekhez hajtottak végre robbantásokat, s talán a keltett vibráció; a hosszantartó szárazság; a térfogatváltozó agyag, illetve a talajvíztermelés. A területet m vastagságban pannon tengeri üledék borítja, az alsó pannon rétegei konglomerátumból, mészmárgából, agyagmárgából és homokból állnak. A m vastag felső pleisztocén homokos-kavicsos összlet méter mélyen található a tágabb térségben. Medgyesbodzáson a felszínen legnagyobb területen % agyagot tartalmazó iszapos vízzáró réteg fekszik, mely a talajvizet a legtöbb helyen nyomás alatt tartja. Az agyagos réteg a felszín alatt 10 méter átmérőjű, 3-4 m vastag, magas montmorillonit tartalmú agyaglencsék formájában jelenik meg. A felszíni vízzáró alatt 2 méterrel már homoklisztes-iszapos a közeg összetétele. Az eset vizsgálatakor felmerülő lehetséges okok közül elvetették a közeli olajkutatás geofizikai méréseihez kapcsolódót, mivel a robbantások legfeljebb csak bizonyos távolságon belül lévő rosszul, vagy egyáltalán nem alapozott építményekben tehetnének kárt. Ugyanígy elvetették az 1950-es években kezdett, m mélységből történő olaj- és gázkitermeléssel járó esetleges függőleges elmozdulást kiváltó hatásokat, mint a megrongálódás lehetséges okát, mivel ezek nagy területen egyenletesen eloszló kis alakváltozást jelentenek. Bár felmerült, hogy a bekövetkezett károk mértéke egy nagyobb földrengés által okozott pusztításnak felel meg, ilyen erejű rengés az elmúlt században biztosan nem volt a területen. A víztermelés-hipotézis alapja, hogy a Békéscsabát is ellátó vízmű egyik vízbázisának termelőkútjai épp Medgyesbodzás határában folytatnak vízkivételt 1984 óta. A 14 kút vízkivételét 2007-ben 3 millió m 3 /évre becsülték. Öt negyedidőszaki, főleg homokból álló víztározó réteg van a területen, agyag, agyagos homok közbetelepülésekkel. A tartós víztermelés, illetve az ezzel véletlenül éppen párhuzamosan jelentkező melegebb, szárazabb időjárás együttesen tette meg hatását a környék talajvizeire. Az addig nagyon magasnak számító, gyakran belvizes gondokat is okozó talajvízszint hirtelen drasztikusan leesett ( 1 2 m), szárazon hagyva a korábban átitatott felsőbb rétegeket. A felszín alatti magas montmorillonit tartalmú és emiatt jelentős térfogatváltozásra képes agyaglencsék kiszáradtak, s eredeti térfogatuknál %-kal kisebbre zsugorodtak. Ez a felszín kisebb foltokban történő megsüllyedését eredményezte, s az építmények gyors megrongálódásához vezetett. (Szedlacsek, 2009) 5

11 Staufen, Németország Németország délnyugati régiójának történelmi kisvárosa a Felső-Rajna völgye és a Fekete-erdő közti tektonikai átmeneti zónán fekszik. A folyóvölgy vidéke még folyóvízi üledék, a Fekete-erdő viszont már főként kristályos kőzeten áll. Közismert tény volt, hogy a felső triász képződményekben jelentős vastagságú gipsz és anhidrit rétegek, lencsék váltakoztak. Az anhidrit vízzel érintkezve jelentős térfogat-növekedés kíséretében gipsszé alakul, ezért a beépített területek alatti anhidrit az építmények biztonsága érdekében mindenképp megóvandó a nedvességtől. Mégis, 2007 végén 7 db, maximum 140 m mély fúrást mélyítettek ebbe a képződménybe, s így kapcsolatot hoztak létre az anhidrit és a felszín alatti vizek közt. Néhány héttel később a házakon már repedések jelentkeztek, s a felszín emelkedése mérhetővé vált. A legnagyobb emelkedési sebesség több mint 1 cm/hónap, s nem mutatkozott lassulás, csak a fúrásoktól való távolság függvényében csökken a kiemelkedés mértéke. (Goldscheider és Bechtel, 2009) Wairakei-mező, Új-Zéland Közel 50 év alatt (1950 és 1997 közt) a Wairakei-mezőn folyó geotermikus termelés vízkivétele következtében 14 méteres talajsüllyedés történt. Ma a medence közepének süllyedése 220 mm/év. Csúcsa az 1970-es években volt 480 mm/évvel. A süllyedés legnagyobb része egy 1 km 2 -es körre koncentrálódik a termelési mező szélétől 500 méterre, de kisebb mértékben mintegy 30 km 2 -en észlelhető. Az építmények és egyéb merev szerkezetek (út, vezeték) testében ez a mozgás repedéseket okoz. A medence közepén egy tó keletkezett, ami a termelési mező talajvízszintjére is hatással bír. A kőzet, amin a süllyedés bekövetkezik nagy porozitású és kis áteresztőképességű tavi agyagkő (lacustrine mudstone), mely méteres mélységben kompaktálódik, továbbá az 1980-as évektől száradni is elkezdett. Az egész mező ugyanazon földtörténeti időszakból származó vulkanikus zóna részét képezi, az agyagkő alatt tufa, habkő-breccsa feküvel és lokális breccsa közbetelepüléssel. A nyomáscsökkenés és a süllyedés közt nincs lineáris kapcsolat. (Allis, 2000) Suzhou, Kína A negyedidőszaki 150 méter vastag folyóvízi üledék négy egymással valamennyire kommunikáló vízadóra oszlik. A legvastagabb közülük a méteres pleisztocén, 6

12 legalul. Az intenzív víztermelés következtében (20-40 millió m 3 /év) ig 1184 mm térszínsüllyedés történt, s ennek 84 %-a a felső 30 méteres félvízzáró rétegre esett. (Szanyi, 2004) Stoke-on-Trent a Fazekasok, Egyesült Királyság A régió Anglia egyik iparterülete, ahol ahogy erre a Fazekasok elnevezés is utal porcelán-, illetve kerámiagyártás, s a közelmúltig szén-, agyag-, vasércbányászat is jellemző volt, nagyfokú vízszintsüllyesztéssel. A terület északnyugati felén található sólelőhelyeken ma is folyik a nyersanyag oldat formájában történő kinyerése. A laposabb északi részen 1100 m vastagságú agyagkőre 60 szénréteg jutott néhány érces réteggel a felső karbon korból. Délen agyagkő és aleurit jellemző néhol szénnel, homokkővel. A karbon kor rétegei felett triász, jó áteresztőképességű homokkő, s konglomerátum települt, ebből a rétegből fedezik a térség vízigényét. Negyedidőszaki képződmények a homok, kavics, aleurit, agyag, feltöltés jégkorszaki, folyóvízi, illetve antropogén eredettel. (Culshaw és társai, 2006) Egymás mellett figyelhető meg itt az északkeleti részen egy nagyjából 10 km átmérőjű gyors (évi mm-t is elérő) emelkedés, s egy hasonlóan gyors süllyedés a délnyugati részen. Emelkedés figyelhető meg az 1990-ben végleg felhagyott bányaterületeken, ami arra utal, hogy a bánya bezárása után visszatért a talajvíz és térszínemelkedést eredményezett. A süllyedés a ma is aktív bányászati tevékenységhez fűződik, ahol az előbbivel ellentétes folyamat vált ki tömörödést. (Terrafirma, a) Lisszabon, Portugália A Tejo-folyó alsó szakasza Portugália legnépesebb, legfejlettebb vidéke, itt épült fel a főváros is, Lisszabon. A nagy beépítettség különösen érzékennyé, veszélyeztetetté teszi a területet, s a helyzet nem megnyugtató, mivel a földrengések előfordulását és nagyságát tekintve egy aktív zónáról van szó. (Terrafirma, b) Az Afrikai-lemez a feltételezések szerint északi határán több mikrolemezt tol maga előtt az Eurázsiai-lemez alá, ehhez a szubdukciós zónához kötődnek a Földközi-tengeri régió vulkánjai is. (Völgyesi, 2002) A nyugati részen kréta kori bazalt és mészkő, keleten és délen harmadidőszaki vastagodó üledék (homok, agyag, homokkő, mészkő) jelentkezik. Keletnyugati irányban egymástól 500 méterre hosszan elnyúló keskeny, hordalékkal feltöltött völgyek sorakoznak. (Teves-Costa és társai, 2001) Lisszabon területén a Terrafirma projekt keretében készült méréssoron kirajzolódik a tengerparti oldalon egy mérsékelten (0,1 3,3 7

13 mm/év) emelkedő rész, mögötte egy süllyedő folttal ( 1,4 ( 6,1) mm/év), melyek egyértelműen tektonikus eredetűek. Ezen a szélességi körön a jégkorszak elmúltával a jégtakaró elolvadását követő emelkedés (negatív izosztatikus anomália) kizárt. (Terrafirma, b) Ohaaki, Új-Zéland A Taupo vulkanikus mezőn történő geotermikus energia termelés több süllyedéses esettanulmánnyal is szolgált már (pl. Wairakei). A nagyobb, 40-szer 150 km-es régióban kétféle riolitos és andezites vulkáni tevékenység volt jellemző. A riolitos magmával és ingnimbrittel feltöltött tektonikus süllyedéken néhol 2-3 km vastagságot is elérő folyóvízi és tavi üledék ágyazódott be. A geotermikus energia termelés itt 1988 óta folyik, azóta szintezéssel 3,3 méteres maximális süllyedést mértek, a süllyedő medence rézsűje 0,7-2,3 mm/ 1m/ év. A kitermelt folyadék visszainjektálását igyekeznek megoldani. A süllyedéssel érintett rész határa túlnyúlik a riolitot tartalmazó területen. A szintezéssel mért legnagyobb süllyedés között volt (450 mm/év), a legkisebb között (300 mm/év). (Hole és társai, 2007) Murcia, Spanyolország Murcia egy lakosú város a Segura folyó medencéjében, délkelet Spanyolországban. A múltban egy néhol 250 m vastagságot is elérő, jó víztározó adottsággal bíró többszintes folyóvízi üledékréteg rakódott le, mely 1990-től hozzájárul a környék vízellátásának biztosításához. Az 1990-es években viszont a szárazság és a réteg konszolidációja miatt károsodtak az épületek és az infrastruktúra is. Egy 2005-től tartó aszály miatt a talajvíz szintje 8 métert esett. Ezen kívül még két nagyobb száraz periódust tartanak számon, az , illetve az közöttieket. A süllyedés sebessége a 25 mm/évet is elérheti. (Terrafirma, c) Mexikóváros, Mexikó A világ egyik legnépesebb városa a Mexikói-völgy déli részén fekszik egykori tavak helyén, melyeket a spanyol hódítók lecsapoltak és medrükbe felépítették ezt a később világvárossá fejlődött települést. Földtanilag egy 800 méteres vastagságot is elérő negyedidőszaki folyóvízi víztartó üledéksort egyenetlenül egy méter vastagságú 8

14 tavi vízzáró réteg borít. A képződmény körül bazalt és egyéb vulkáni kőzetek magasodnak ki. (López-Quiroz és társai, 2009) Az agyagos réteg homokos, iszapos közbetelepülésekkel, legfeljebb 15 % hézagtényezővel, viszont akár több száz százalékos víztartalommal is rendelkezhet, így a nyírószilárdság nagyon alacsony, a kompresszió pedig magas. Az agyag 80 % montmorillonitból, 15 % kaolinitből áll, de előfordul benne 2-20 %-nyi egyéb anyag homok, szerves összetevő melyek az agyag rugalmassági tulajdonságaiért felelhetnek. A víztartó rétegek jó áteresztőképességű kavicsot, homokot tartalmaznak. A széles skálán eloszló csapadék éves átlaga 890 mm. A város süllyedését már a XIX. században felfedezték ben és 1924-ben is végeztek szintezést, s a süllyedést eleinte csatornahálózatuknak tulajdonították, később belátták hogy a vízkitermelés a fő ok. (Poland, 1984) A víztartó rétegből kapja Mexikóváros vízfogyasztásának 70%-át. A legmélyebb termelő kút 300 m-es. A süllyedésben viszont a vízzáró réteg játszik döntő szerepet az agyag és iszap üledékek zsugorodása, tömörülése okán. (López-Quiroz és társai, 2009) Legnagyobb mértékben az óváros süllyedt, 1948-ig átlagosan 60 mm/év, ezután 3 éven át 450 mm/év, majd mérséklődő, de a kezdetinél jóval nagyobb sebességgel, míg az 1970-es évekre visszaállt évi mm/évre. Mexikóváros teljes területének süllyedése az 1950-es években mm/év körül volt, majd 20 év alatt a felére csökkent. (Poland, 1984) Helyszín Kiterjedés Földtani közeg Sebesség, tendencia Debrecen, 8 mm/év Hajdú-Bihar süllyedés megye A város területe 460 km 2 a tényleges hatásterület ezen túlnyúlik Harmadidőszaki vulkáni rétegeken m pannon üledék, felette max. 200 m vastag pleisztocén (folyóvízi üledék, szórványosan futóhomok) Ok Vízkitermelés Egyéb Medgyesbodzás, Békés megye Staufen, Németország Medgyesbodzás Gábortelep szűken vett területe 12,5 km 2 A város területe 23 km m vastag pannon tengeri üledék (konglomerátum, márga, homok) m vastag felső pleisztocén (homok, kavics) felszín alatt 3-4 m vastag, 10 m átmérőjű agyaglencsék, magas montmorillonit tartalom A felső triász képződményekben vastag gipsz és anhidrit rétegek, Süllyedés (1993-ra 638 épület károsodik) 10 mm/hó emelkedés (131 épület károsodik) Vízkitermelés, aszályos időszak, agyaglencsék Véletlen kapcsolat a talajvíz és az anhidrit között Számított érték 320 m vastag rétegsorra: a falu alatti kompakció: 16,4 cm a kutak közvetlen környezetének kompakciója: 48 cm 9

15 Wairakeimező, Új- Zéland Suzhou, Kína Stoke-On- Trent, UK Lisszabon, Portugália Ohaaki, Új- Zéland Murcia, Spanyolország Mexikóváros, Mexikó lencsék. Fölötte folyóvízi üledék. 30 km 2 Habkő, breccsa, tufa fekün tavi agyagkő. A város területe 1650 km m vastag folyóvízi üledék 72 km 2 Karbon kor: agyagkő szénrétegekkel Triász: homokkő, konglomerátum (vízadó) Negyedidőszaki: homok, kavics, agyag A város területe 84 km 2 A város területe 1500 km 2 A nyugati részen kréta kori bazalt és mészkő, keleten és délen harmadidőszaki vastagodó üledék (homok, agyag, homokkő, mészkő) jelentkezik. A riolitos magmával és ingnimbrittel feltöltött tektonikus süllyedéken néhol 2-3 km vastagságot is elérő folyóvízi és tavi üledék ágyazódott be. Néhol 250 m vastagságot is elérő folyóvízi üledék. 800 m vastag negyedidőszaki víztartó üledéksoron méteres vízzáró agyagos tavi üledék (magas montmorillonit tartalom) 220 mm/év Geotermikus energia termelés vízkivétele Átlag 85 mm/év süllyedés (1184 mm/14 év) 25 mm/év emelkedés északkeleten 25 mm/év süllyedés délnyugaton Parti rész emelkedik (0,1-3,3 mm/év) Mögötte egy süllyedő folt (-1,4-(-6,1) mm/év mm/év süllyedés 25 mm/év süllyedés Vízkitermelés A süllyedés 84 %-a a felső 30 méterben. Emelkedés: vízvisszatöltődés Süllyedés: a bányászat során kioldott só miatt kompakció Tektonikus ok az Afrikai és az Eurázsiai lemez találkozása Geotermikus energia termelés vízkivétele Szárazság víztermeléssel mm/év Víztermelés, agyagtartalom 2. ábra Összefoglaló táblázat az esetek fő jellemzőiről 2.2. A radarmódszerről A kőbányai anomália kimutathatóságának alapjául szolgáló adatsor egy új keletű technika alkalmazásával készült, melyet az 1990-es években állítottak a földtudományok szolgálatába. 10

16 Az Advanced Synthetic Aperture Radar (ASAR) készülékkel ellátott műholdak (az ENVISAT, vagy az ERS mesterséges holdak) 35 naponként kerülik meg a Földet km-es magasságban. A függőlegestől 23 fokra bocsátják ki radarjelüket, s a visszavert jel fázisát, amplitúdóját rögzítik minden elhaladáskor. A nyert adatok feldolgozására egy lehetőség a PSInSAR/ASMI (állandó szórópontú módszer), mely a radarfelvételek szórópontjai közti magassági értelmű eltérésekből képes tendenciózus vertikális irányú elmozdulások kimutatására. Mivel a különböző időpontokban felvett adatok eltérése nem csak a pontok elmozdulásából származhat, korrekciók, modellezések szükségesek a helyes információk kinyeréséhez. A megfelelő szűrések viszont nagyon pontos és megbízható eredményeket nyújtanak. A pontok magasságbeli elmozdulása a milliméter törtrészéig kimutatható, s 1992-ig visszafelé hozzáférhető minden mért adat. Az átlagos pontsűrűség beépített területen pont, beépítetlen területen pont/km 2. Ebből is látszik, hogy a módszer különösen városi területeken alkalmazható jól, miközben a különféle technikák városi alkalmazása eddig mindig nehézkesebbnek bizonyult. Relatív térbeli felbontása kelet-nyugati irányban ±5 m, észak-déli irányban ±3,5 m, abszolút térbeli felbontása >15m. Hátrányai, hogy sima felületekről nem reflektál a jel, s a növénnyel borított részek sem szolgálnak információval. A ciklusugrás miatt nagy (több mint 10 cm/év) mozgáskülönbségek mérésére nem alkalmas, s a műholdak körbefordulási idejénél rövidebb periódusú felvételre sem képes, de így is ígéretes technika például antropogén tevékenységek hatásainak figyelemmel kísérése terén (bányászat, vízkivétel, építésügy). (Grenerczy és társai, 2008 a) 2.3. A TERRAFIRMA PROJEKT KERETÉBEN VÉGZETT EDDIGI VIZSGÁLATOK A Terrafirma projekt keretében kapott budapesti adatsor közel szórópontból áll, s 73 radarkép együttes feldolgozásából született, melyeket 1995 május és 2005 december között készítettek a fent említett műholdak. A kapott adatok ellenőrzését és a PSInSAR módszer validálását a FÖMI (Földmérési és Távérzékelési Intézet) végezte. Az OGPSH (Országos GPS Hálózat) bizonyos pontjait 1996-ban határozták meg, mely időpont majdnem a radar-interferometriás intervallum kezdetére tehető, így ezek újramérésével közel egyező időszakra kaphattak eredményeket a helyileg is majdnem egyező pontokról. A kétféle mérési eredmény kivételes egyezőséget mutatott. (Grenerczy és társai, 2008 a) 11

17 A hipotézisről Az budapesti adatsor értelmezésének feladatát az ELGI és a FÖMI kapta meg 2006-ban. A rögtön szembetűnő kőbányai emelkedés miértjének kutatása során a nagyfokú ipari vízkivétel leállását követő vízvisszatöltődés szerepe mint lehetséges ok előkelő helyre került. (Füsi és társai, 2007) A hipotézishez szükséges megismerni a terület múltját. Kőbánya már a török időkben ismert volt, mint jó minőségű építőanyag-lelőhely (mészkő, agyag), de nagyobb mértékű kitermelés a XVII. században indult. (kobanya.hu, 2010) Agyagbányászat 1992-ig folyt (Reaqua, 2006), a mészkőbányászatot a XIX. század végén leállították, a fennmaradt bányagödröket és az üregek egy részét később építési-, háborús-, ipari- és kommunális hulladékokkal töltötték fel. (Ez máig problémát jelent a rá épített épületek egyenlőtlen süllyedése, vagy váratlan üregbeszakadások okán.) A felhagyott mélyművelési vágatokat az idetelepülő szőlőművelés, illetve sörgyártás során többnyire pincének használták. A XIX. század közepétől a terület erőteljes iparosodásnak indult. Megépült a híres Drasche téglagyár, majd sörfőzdék létesültek, mert a földben kiváló minőségű, a sörgyártáshoz ideális lágy, tiszta vizet találtak és 1914 között a szakma egyik nagyja, Zsigmondy Béla mélyített sok fúrást itt, csak Kőbányán 31 kút kötődik nevéhez. (Csath, 1983) A korabeli dokumentumok jó része a kutak vízföldtani dokumentációjában megtalálható. (3. ábra) 3. ábra A Vízföldtani Napló elődje részlet, IX. kerület B22 kataszteri számú kút (Magyar Állami Földtani, Geofizikai és Bányászati Adattár) 12

18 Budapest egyesítése után (1873) Kőbányából a fiatal város X. kerülete lett, s még több gyár, üzem épült, még több ipari vízkivétellel. (A XIX. század végén dúló filoxéra járvány véget vetett a szőlőtermelésnek, borászatnak, az 1895-ös sertésvész pedig a nagy múltú sertéshizlaldákat kényszerítette bezárásra.) A XX. század elején sok később fogalommá váló gyár működött itt, a híres Richter, a Dreher, a közelmúltban bezárt Globus, az Orion A nagy vízkivétel által okozott vízszintsüllyedést már a XIX. században megtapasztalhatták a kutak tulajdonosai. Halaváts Gyula így ír a korabeli tapasztalatokról: Ezek a víztartók bár bővizűek, de nem kimeríthetetlenek s ma már túlzott mértékben vannak igénybe véve, az erős, számos helyen való vízmerítés következtében. Azon az aránylag rövid vonalon, melyet É-on a MÁV. delta s D-en a Keramikai-gyár kútjai határolnak, ma már nem kevesebb, mint 22 kúttal van megcsapolva! Hogy pedig ezek a víztartók a megengedett mértéken túl vannak igénybe véve, mi sem bizonyítja jobban, mint az a tapasztalati tény, hogy a fúrottkutakban a víz tükre abban az arányban, a mint számuk növekedett, sülyedt, a felszín alatt mindinkább mélyebb helyre esett, a mi különösen a régibb kutaknál tetemes. (Halaváts, 1910) Az eredetileg 1906-ban írt tanulmány példaként ilyen vízszintsüllyedéseket említ a kút fúrási idejéhez képest: Polgári-serfőző I. kút (1892) 17,3 méterről 37 méterre, Részvény-serfőző I. kút (1894) 8,55-ről 20,55-re, a Maláta-gyár I., és II. kútjában (1894, 9,3 m), illetve a Polgári-serfőző II. kútjában (1894, 21,7 m) pedig tetemesen csökkent a vízszint. A háborúk visszavetették ugyan a termelést egy időre, de aztán az állam kezében ismét fellendült a terület ipara. A vízkivétel mértéke azonban ekkor már csökkenésnek indult. Sok kutat a vízminőség romlása miatt zártak le. A rendszerváltás aztán szomorú véget hozott a kőbányai üzemek számára. Sok vállalatot végleg felszámoltak, mások tulajdonost cseréltek, s az átszerveződésekben letömedékelték a legtöbb kutat, megszűnt a nagyarányú vízkivétel. Erre épül hipotézisünk. Feltételezzük, hogy a korábban intenzív víztermelés megszűntével elkezdett visszatöltődni a földtani közeg. A több mint egy évszázados víztermelés hatására egyre csökkenő nyugalmi vízszint lassú visszaállásának lehetünk tanúi, s ez okozhatja a felszín töretlen emelkedését A kutatásról Egyik nyári gyakorlatom alkalmával, 2008-ban csatlakoztam ehhez az ELGI-ben folyó kutatáshoz. Akkor már megjelent a H1 jelentés, mely az anomália lehetséges 13

19 okaiként megnevezte a korábban intenzív vízkitermelést követő vízvisszatöltődést, illetve a kövér agyag duzzadásának lehetőségét, s kizárta a vulkáni aktivitást és a tektonikus okot is. (Füsi és társai, 2007) A szeizmicitás az érintett területen kicsi, a földkéreg mozgása itt kevesebb mint 1 mm/év. A PSInSAR adatokat a FÖMI először két vonalon teodolittal végzett szélső pontosságú szintezéssel, s GPS méréssel ellenőrizte. A szintezés egyik vonala az 1955-ös szintezési pontokat, a másik az 1982-eseket használja. Megállapították, hogy 1955 és 1982 között a kérdéses terület süllyedt, majd 1982-től folyamatosan emelkedett. Az első vonalnál az 1955-ös és 2007-es értékek megegyeznek, mely fakadhat abból, hogy az ebben az időszakban lezajlott süllyedés mértéke megegyezett az ezt követő emelkedéssel. A második vonalnál viszont szembetűnik, hogy az 1982 és 2007 közötti emelkedés nagyobb, mint a megelőző, ig zajló süllyedés. A radarinterferometriás mérés időintervallumával egyező időszakra ez a mérés tizedmilliméteres eltéréssel hasonló eredményt adott. A GPS mérésnél az Országos GPS Hálózat 1996-ban felmért pontjaiból a Budapest területére eső 4 pont helyét határozták meg újra 2007-ben, s ez is alátámasztotta a kőbányai emelkedést. (Grenerczy és társai, 2008 a) A 2008-as intézeti jelentés is összefoglalja ezeket az eredményeket, s ír a geofizikai módszerek alkalmazásának nehézségeiről a beépített városi területeken. Az emelkedő terület északnyugati határán a Népligetben végeztek egy szeizmikus refrakciós mérést 1971-ben, de ezzel csak a helyi triász mészkő fekü és az oligocén márga/agyag határát sikerült kimutatni. A Közép-Duna-völgyi Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság rendelkezésre bocsátotta négy kút leírását és közötti vízszint adatsorát, melyek a mélyebben található vizeket monitorozzák. Sajnos az ezen kutak alkotta szelvény az emelkedő terület északnyugati határát éppen csak érintve húzódik délnyugat-északkeleti irányban. A szelvényen medence rajzolódik ki: az oligocén teknőben miocén összlet ül. A Kvassay B38-as kút a triász mészkövet szűrőzi, vízszintje éppen csak ingadozott az elmúlt 10 évben. A Húsipar B35-ös és a Ganz-Mávag B63-as kút miocén rétegekből kapja vizét, ezek 1980-tól egységesen vízszintesést, majd 1990-től töretlen emelkedést mutatnak. A Csömör B4-es méter között szűrőzött kút esik legtávolabb a területtől, s vízszintjének változása nem mutat jellegzetes tendenciát. A FÖMTERV az emelkedő területről két további kis mélységű (10m) kút vízszint adatsorával szolgált, ezek vízszintje azonban csak évi ingadozást mutat (4/a-b. ábra). (Grenerczy és társai, 2008 b) 14

20 Kvassay B38 ( ) Húsipar B35 ( ) Ganz-Mávag B63 ( ) Csömör B4 ( ) 4/a. ábra Kutak vízszint adatsorai (piros sávban a radar-interferometriás mérés időintervalluma) FÖMTERV X/4. ( ) FÖMTERV XIX/2. ( ) 4/b. ábra Talajvízszint-figyelő kutak vízszint adatsorai 3. ADATGYŰJTÉS 3.1. A TERÜLET FÖLDTANI FELÉPÍTÉSE Az általam vizsgált kutak legmélyebbike a Népligetben hévízkutatás céljából ben fúrt, s meddőnek bizonyult kút, B88-as kataszteri számmal. A fúrási mélység 1888 m, 1620 métertől triász összletben halad. Viszont az emelkedő területen talált kutak egyike 15

21 sem hatol mélyebbre a miocénnél, mélységük 700 méterig terjed, így a vízkivétel is az e feletti rétegeket jellemezhette. Sokkal mélyebbre tekinteni a vízvisszatöltődés szemszögéből nézve tehát most nem szükséges. Mi zajlott hát a főváros területén 240 millió éve? Budapesti földtörténet Ami mészkövet, dolomitot találunk a Duna bal partján a mélyben, ugyanaz emelkedik a Budai-hegység képében ma a Duna fölé. Az akkor még egy síkban fekvő tengerfenék volt az ősi Tethys tenger gazdag mészvázas élővilágának temetője. A szubtrópusi éghajlatú sekélytengerben lerakódó üledék néhol sok száz méter vastagságúra hízott annak következtében, hogy az aljzat időközben lassan süllyedt. (Pécsi, 1959) A triászt követő jura és kréta korból nem maradtak fenn üledékek a főváros területéről. Feltételezhetően ekkor a budai oldal a pestivel együtt kiemelkedve szárazra került, s még az eocén elején is (58 millió éve (Hartai, 2003)) szigetként ölelte körbe a tenger, bár nyugati része ekkor már ismét süllyedésnek indult. Az eocén végén agyag- és mészmárga kiülepedése volt jellemző. Mintegy 35 millió éve az oligocénben a Tethys összekapcsolódott az Északi-tengerrel, s a korábban törésvonalak mentén kiemelkedő összetöredezett területek egyenlőtlenül süllyedő részei ismét víz alá kerültek. A pesti oldalt teljesen elborító oligocén tengerből a jellegzetes kiscelli agyag rakódott le nagy mennyiségben, közeli vulkáni tevékenységre utaló tufanyomokkal. Ez az agyag a téglagyártás kedvelt nyersanyaga lett. Az oligocén közepén ez a terület is emelkedni kezdett, így rajta a tenger egyre sekélyebb lett, teret engedve a durvább üledékeknek. A középső miocénben a pesti oldal keleti részén húzódó tengerpartról érkező folyók is durva hordalékot raktak le. Ugyanekkor északról aktív vulkánok hamuja, törmeléke érkezett. A felső miocénben a tortonai tengerből újra mészkő rakódik le átlagosan 6-8 méter vastagságban. Ez a jól faragható, építőanyagnak ideális lajtamészkő Kőbányán a felszínre is bukkan. A tortonai emelet felett a szarmata beltenger üledéke található átlagosan 5-6 méter vastagságban. A szarmata mészkő is kifogástalan építőkő, Kőbányán bányászták. A most már pannon tónak nevezett egyre édesedő vizű, feltöltődő tengermaradványból és a folyókból származó felső pannon üledékek (homok, agyag) szintén nagy mennyiségben borítják a vizsgált területet. A pliocén korban a környéken megjelenik az Ős-Duna. A pleisztocén kezdetén, 2 millió éve fő ága éppen Kőbányán folyik át, mostani helyét pedig a felső pleisztocénben foglalja el. (Pécsi, 1959) 16

22 Az emelkedő terület földtani felépítése Kőbánya-Kispest területe a Pesti-síkság egy részét képezi, a Pesti-síkság pedig az Alföldét. Az emelkedő területen a mindenkori Duna árterületének különböző korokban épült teraszaiból az alsó pleisztocéntől kezdve a felső pleisztocénig mind megtalálható, s térszínük kelet felé tagoltan emelkedik, miközben dél felé lejt. Kőbánya az alsó pleisztocénben kialakult IV. teraszon fekszik, méterrel a Duna szintje felett, Kispest pedig a középső pleisztocénbeli III. teraszon, a Duna szintje felett 30 méterrel. (Schafarzik és társai, 1964) A kőbányai Ó-hegy magassága 148 m, a térszín átlagos magassága pedig m. A kistáj öbölszerű, délről nyúlik be. A nehézségi gyorsulás változásait mutató Bouguer-anomália térképen is kirajzolódik ez a süllyedék (5. ábra), miután a gravitációs mérési eredményeken végrehajtott korrekciók után a kép a medencealjzat alakjával mutat egyezést. (KINGA, 2010) 5. ábra Bouguer-anomália térkép a hatóperemekkel (ELGI, 2008-as intézeti jelentés. A térképet készítette: Kiss János) Kőzetek A feldolgozott kutak rétegsorait tekintve (2-3. melléklet) valóban igazolódik, hogy hajdanán jellemzően folyóvízi üledék települt az aljzatot képző mészkőre. Fúrásaink 1 17

23 felsőbb rétegei kavics, homok, iszap, aleurit, agyag, illetve ritkábban márga keverékéből, váltakozásából állnak, s ezek a képződmények gyakran igen meszesek. A felszínen leggyakrabban mesterséges feltöltéssel találkozunk, voltaképp egész Pest területén. Ennek oka egyrészt az 1838-as Pesti Árvíz, ami után a város újjáépítése előtt szeméttel feltöltve mesterségesen próbálták emelni a felszínt, hogy többé ne végezhessen akkora pusztítást a medréből kilépő folyó, de ez inkább a Belváros Duna-parti részére jellemző. A Budapest egyesítését követő feltöltések jóval nagyobb területre kiterjednek, Kőbánya északi részére is. Kőbányára jellemző még a Budapest ostroma után (1945) építési törmelékkel, háborús hulladékkal feltöltött térszín is (Pécsi, 1959), továbbá később folyamatosan a korábbi bányagödrök, -járatok feltöltése. A feltöltés leggyakoribb mélysége 0,5-1,5 méter, de 4-8 méteresek is előfordulnak. Ha csak a fúrások rétegsorait vesszük szemügyre, semmilyen eltérést nem látunk az emelkedő terület és környezete között. Közös jellemzője a fúrásoknak, hogy a már feljebb említett fő kőzetek, azok változatai, illetve ezek keveredései váltakoznak a szelvényekben. A szomszédos fúrások rétegsorai között megfelelőségeket találni sokszor nehéz az eltérő korokban azonos képződmények más és más tulajdonságának kihangsúlyozása, eltérő elnevezése miatt. Sokat segítene a korbesorolás, ez viszont a fúrások egy részénél hiányzik. A IX. kerületben, az emelkedő terület északnyugati határán Horusitzky legidősebb képződményként középső oligocénkori kiscelli agyagot említ. (Horusitzky, 1935) A fúrások tanúsága szerint ez 200 méter körül található. Van azonban kútjaink között egy 2001-ben fúrt hévízkút, mely 373 méteren eléri a triász dolomit alaphegységet is. Az említett Duna mentén húzódó agyagréteg keleti irányban lejt, s ott magán fiatalabb harmadkori képződményeket hordoz. Így ír erről Horusitzky: E komplexum között eruptív származású tufás anyagot és lajta-mészkövet találunk, amely e terület és a Kőbányai domb között, teknőszerűen települve, a szarmata mészkő és agyag alá dől A képződmény aztán a XIV. kerületben (az emelkedő terület északi szomszédja) ismét felszínre bukkan. Ezen összlet vize abban a korban a szomszédos területeken kis mélységű artézi kutakat táplált. Az e fölötti jó áteresztőképességű miocén (szarmata) rétegek homokból, mészkőből, agyagból állnak. Ennek az m vastagon települt szarmata mészkőnek a felső méterét fejtették itt, az akkori vízszint eléréséig. Kőbánya alatt 32 km-nél hosszabb alagúthálózat található a bánya hajdani vágataiból, melynek jó része a mai Dreher sörgyár pincerendszerét képzi. A járatok falán porladó bentonitos rétegek is megfigyelhetők, melyek a felülről érkező vizet kiadják. A keleti részen pannon üledékek jó vízzáró homokkő, agyag is található, a pleisztocén kavics- és homokréteg pedig 1 18

24 sehonnan sem hiányzik. Az anomália északi határán sincs változás a kőzeteket tekintve oligocén agyag, nagy áteresztőképességű szarmata rétegek, tufaszórás, pleisztocén homok és kavics. Maga a X. kerület már emelkedő terület. A triász alapkőzetet a népligeti hévízkutató fúrás 1620 méteren érte el. Felette vastag eocén, oligocén és miocén összlet terül el. Azonban az 1888 m mély B88-as kataszteri számú fúrás meddőnek bizonyult, s a kőbányai üzemek mélyebb termelő kútjai is csak miocén rétegekbe érnek le, így bővebb információ csak a felső pár száz méterről áll rendelkezésre. Ez a rész itt is összetett, változékony, környezetéhez hasonlóan kavics, homok, iszap, agyag különböző összetételű keverékeiből áll. (Reaqua, 2006) A miocén összlet Kőbánya északkeleti részén (ahol a mészkő felszínre bukkan) felszínközelben helyezkedik el, s ettől délre, illetve nyugatra 1020 méteres mélységekben Tektonika Bár a korábbi kutatások a kőbányai anomália tektonikus eredetét elvetették (Grenerczy és társai, 2008 a), nem hagyhatjuk figyelmen kívül a létező kéregmozgásokat. A XX. század első felében egy három éven át tartó ( ) geodéziai méréssorozatot hajtottak végre a főváros területén a vízszintes és függőleges irányú elmozdulások kimutatására. Az 1867-es pesti, illetve az 1872-es budai háromszögelési alappontokat is munkába állítva nemzetközileg is kimagaslóan nagy pontosságú eredményt értek el. A kéregmozgásokat tanulmányozva a főváros területén 7 táblát és 5 fő törésvonalat különítettek el. (6. ábra) 6. ábra a főváros mozgó táblái és fő törésvonalai (Bendefy, 1952) Táblák: 1 Aquincumi tábla 2 Óbudai tábla 3 Belvárosi részek az Óbudai táblán 4 Budai tábla 5 Kelenföldi tábla 6 Zuglói tábla 7 Kőbányai medence Törésvonalak: 1. ÖrdögárokVérmező-Soroksári Duna-ági főharánttörés 2. A Solymári völgy és a Rákos-patak alsó szakaszát kialakító főharánttörés 3. A Gellérthegy déli lejtőjénél futó hossztörés 4. A Gellérthegytől Zuglón át haladó hossztörés 5. Balaton-Bükkaljai főtörésvonal 1 19

25 A vízszintes irányú elmozdulásokra átlagosan évi 0,7 mm, a vertikális elmozdulásokra átlagosan évi 0,01-0,04 mm jött ki a 70 évre kapott eredményből Vízszintes értelmű elmozdulások A kőbányai táblán feltűnő határozatlanság jelentkezik a mozgásvektorok irányait szemlélve, egymással szembe mutató mozgások is látszanak. Ezt Bendefy a fiatal üledékrétegek tehetetlenségével magyarázza. (7. ábra) Szerinte délkelet felé irányuló felpikkelyeződésnek lehetünk tanúi, mely legjobban a felszínre nyúló szálban álló mészkövön figyelhető meg. A Budai-hegységet alkotó tömeg a pesti oldalon lazább üledékkel fedve délkeletre araszol, a hátán lévő tömeggel együtt, az előtte lévőt maga előtt tolva. A mérésekkel kimutatták, hogy a vektorok hosszúsága a Balaton-Bükkaljai főtörésvonaltól délkelet felé csökken. Ennek okát Bendefy abban látja, hogy a mélyben ezzel ellentétes irányú mozgás zajlik, mely lassan kioltja ellentettjét. (Bendefy, 1952) 7. ábra 70 év alatt bekövetkezett tényleges vízszintes elmozdulások átlagérték-vektorai (Bendefy, 1952) Függőleges értelmű elmozdulások A főváros beépítése megkövetelte a pontos magassági adatokat, így 1950-ben nagyszabású szintezést hajtottak végre, melybe sok korábbi mérés alappontjait is bevonták. 2 20

26 Az észlelt magassági változások magyarázatára három okot talál Bendefy: a hegységképző folyamatokat, az üledékek tömörülését (konszolidáció), illetve a mérési hibákat. A nadapi főalappont újraszintezésének hiányában a mérési eredményeket relatívnak nevezi és ezekhez kb. 3 mm/10év csökkenést hozzáadva (Nadap I. országos szintezési vonatkoztatási főalappont saját mozgása) számítja át abszolút értékre. (Pécsi, 1958) A korábbi ( ) budapesti szintváltozás izovonal-serege hasonló elrendezést mutat az ig mért adatok izovonal-térképével. (8. ábra) Jól kirajzolódik, hogy az általunk vizsgált terület egységesen egyre nagyobb mértékben süllyed délkeleti irányban. A térképen látható 50 mm-es izovonal átlagosan 3,6 mm/év értéket jelent. Bendefy így jellemzi ezt a Balaton-Bükkaljai törésvonalat követő határt: Ha az Alföldet tektonikailag úgy jellemezzük, hogy az üledékek által kialakított síkság, akkor tektonikailag, szerkezetileg itt van az Alföld határa. A Kőbányai-medence nagymértékű süllyedésében azonban nem csak tektonikus, hanem konszolidációs okokat is lát: 1935-ig 67 db intenzív vízkitermelést folytató kút létesült a területen, s a víz leszívása eredményezheti a rétegek tömörülését. Budapest más területein a magányosan álló hévízkutak körül is kimérték a felszín lokális süllyedését. (Bendefy, 1952) 8. ábra Átlagos izobázisok a második átlagképzés után az es időközre vonatkoztatva (Bendefy, 1952) 2 21

27 Nagyobb összefüggéseket tekintve egy tanulmány szerint a Pannon-medence nem mutat egységes képet. Az Alföld és egy-két kisebb régió süllyed, de a többség (pl. hegységek, szigetszerű dombvidékek) emelkedik. Mindkét fajta mozgás kevesebb mint 5mm/éves sebességű, de szintezéssel mérve átlagosan csak 1-2 mm/év. Mivel a medence nyúlása a húzófeszültségek megszűntével lezárult, ettől kezdve inkább összenyomódik, s mivel anyaga a záródó rendszerből kilépni nem tud, a süllyedések és emelkedések nagysága fokozódik. (Bada és Horváth, 1998) Szeizmicitás Amennyiben aktív törési zónák mentén való elmozdulások jellemeznék a vizsgált területet, ennek mindenképpen meg kellene mutatkoznia a szeizmicitásban. Egyes vélekedések szerint a főváros területe Magyarország egyik legaktívabb része ebből a szempontból. Az 1956-ban bekövetkezett Dunaharaszti környékén kipattant, legnagyobb hazai XX. századi földrengést az Ördög-árok mentén húzódó törésvonal mellett való elmozdulás által okozott feszültségek kirobbanásával magyarázzák. Ez a törésvonal keresztülhúzódik Budapesten északnyugat-délkeleti irányban, ahogy már az 6. ábrán is láthattuk, s Dunaharaszti a vizsgált területünktől km-re délre található. A 9. ábra is egy törésvonalat sejttet, mely mentén az egyébként a pesti oldalon mélyebben lévő harmadidőszaki mészkő a felszínre emelkedhetett. Az 1956-os rengés óta Budapesten és környékén még további 35 rengés történt a évig. (Varga, 2001) Szigorúan az emelkedő területen egy sem volt. (Grenerczy és társai, 2008 a) 9. ábra Törésvonal mentén való kiemelkedésre utaló szelvény Kőbányán (Pécsi, 1959) 2 22

28 Vízföldtan A talajvíz Kőbánya-Kispesten a negyedkori jó áteresztőképességű víztartókban tározódik, de az alatta lévő harmadidőszaki üledék is hasonló tulajdonságokkal bír, kivéve az agyag betelepüléseket, melyek lokális vízzáró rétegeket képeznek. Ahol a szarmata emelet nem mészkő (karsztosodva áteresztő), ott agyag (vízzáró). (Pécsi, 1958) Az oligocén rétegek vízzáróak. A Közép-Duna-völgyi Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőségtől kapott információk alapján a térségre háromféle felszín alatti víztípus jellemző: talajvíz az alluviális rétegekben karsztvíz a miocén mészkőben rétegvíz a miocén-pannon összlet homokrétegeiben A vízutánpótlódást egyrészről a csapadék, más részről a felszín alatt a többnyire délkelet felé mozgó vizek biztosítják. A felszínre bukkanó kiemelkedő mészkődombon keresztül bejutó csapadék a lejtő irányában 120 m.b.f. magasságról nagy mélységig lejuthatott. A vízadók egymással kommunikálnak, a víztermelés beindulása először gyors vízszintesést mutatott, majd ez az ütem lassult jelezvén, hogy a szívó hatásra beindult az utánpótlódás. A XX. század első harmadában az Ó-hegy tövében időszakos forrás is megjelent. Az intenzív víztermelésre a karsztvíztároló leürült, mai vízszintje m.b.f, de emelkedésnek indult. (Geohidroterv, 1998) Az emelkedő terület szélétől 2 km-re északnyugatra található az egykori Illés-kút. Ez a hajdan bővizű forrás (500 l/p) a szarmata mészkő és homokkő között egy törés mentén fakadt, ahol a mészkő a felszínre emelkedett. (Langó, 2009) A víztermelés következtében vize elapadt, kútházát lebontották majd a közelmúltban mivel régebben az ortodox egyház búcsújáró helye volt ismét felépítették. Ma látható benne víz tudtam meg a Természettudományi Múzeumtól, ahol a műemlék megtekinthető. Az egykor jó minőségű vizet szolgáltató kőbányai karszt kapcsolatban áll a Dorogi-medence karsztjával is, ahol a leállt szénbányászatot követően erőteljes vízvisszatöltődés zajlik. (Alföldi és társai 2007) A kutatásban 2008-ban feladatom volt a területre eső kutak feltérképezése, adataik kigyűjtése. Milyen kőzeteket harántolt a fúrás, mekkora a talpmélysége, hol volt a nyugalmi vízszint, mely rétege(ke)t szűrőzték. S vajon mi lett a sorsa, elérhető-e róla vízszint adatsor. A VITUKI-ban (Környezetvédelmi és Vízgazdálkodási Kutató Intézet), illetve a Magyar Állami Földtani, Geofizikai és Bányászati Adattár katalógusából, majd 2 23

29 ennek alapján az egyes kutak fúrási, üzemeltetési dokumentációjából gyűjtöttem az adatokat. Mindent, amit a vízföldtani naplókból kijegyzeteltem, digitálisan Excel táblázatban is rögzítettem. Egy évvel később folytattam ezt a munkát azzal, hogy a kutakat Budapest térképén elhelyezve (1. melléklet) próbáltam jelenlegi tulajdonosaikat beazonosítani. Ezt nehezítette, hogy sok hajdani iparterület megszűnt, sok tulajdonosváltás volt, sok épületet leromboltak, s hogy a kutak legtöbbjét már régen lezárták. Az emelkedő területről így mindössze 8 olyan céget sikerült azonosítanom, akik segíthettek volna, ám amikor megkerestem őket, hasznos információt mégsem kaptam, csak az alábbiakat: XIX. kerület B25 BKV Dél-Kiliáni garázs a kutat 2003-ban lezárták, mert a vize nagyon kemény lett és nem száradtak cseppmentesre az autóbuszok. XIX. kerület B19, B23 GRANIT Csiszolószerszám Kft. az egyiket régóta nem használják, a másikat csak mintegy 10 éve, de legfeljebb csak hozamadatot tudnak mondani. X. kerület B25, B27 GLOBUS bár a céget 2009-től felszámolják, sikerült a helyszínen látogatást tennem, ahol a gyár főenergetikusa, Széhner Ferenc mesélt három kútról (György kút, László kút, Mátyás kút), majd kettőt meg is mutatott közülük. (10. ábra) 10. ábra Globus, László kút Üzemen kívül helyezve szerző saját felvétele) (a Betekintést nyerhettem a kutak dokumentációjába is, amiből megtudtam, hogy vízszintet csak a szivattyúk meghibásodásakor mértek, ez azonban nem mérvadó, mert azt nem jegyezték fel, hogy mennyi állás után mérték, illetve mert az eszközök rendszertelenül hibásodtak meg. Mindenesetre a kapott adatokat ábrázoltam (11. ábra). 2 24

30 11. ábra a Globus Konzervgyár hajdani kútjainak nyugalmi és üzemi vízszint adatsorai a búvárszivattyúk javításakor, cseréjekor felvett jegyzőkönyvek alapján (a szerző saját szerkesztése, Excel) X. kerület B100, B104 Athenaeum Nyomda látogatásomkor ez a cég szintén felszámolás alatt állt, a kutakról semmit nem sikerült megtudni, csak helyszínrajzokat találtunk a cég irattárában. X. kerület B119 Magyar Gyula Mezőgazdasági Szakközépiskola az 1997-ben öntözés céljára fúrt 79 m mély kútban az iskola dolgozói úgy tudják egy külső cég minden évben mért vízminőséget, s ezzel együtt vízszintet, ami 1-2 cm ingadozással mindig 34 m volt. Erről írásos dokumentációjuk nincs, s a céget sem ismerik. X. kerület B155 Continental Kft. tudnak a 2001-ben fúrt kútról, de nem használták soha. X. kerület B17, B81, B112, B114 Dreher Sörgyárak ZRt nyarán Vincze Ernő a gyár főépítésze vezetésével látogatást tettünk a sörgyár pincerendszerében, melynek járatait a hajdani kőfejtő vágatai képzik. A tőle kapott információk alapján még további két szakértővel beszéltem, akik korábban a gyár kútjaival foglalkoztak. Itt 1993-ban zárták le végleg az összes kutat egy szennyezés miatt, a kutak korábbi dokumentációi elvesztek. X. kerület Richter Gedeon Vegyészeti Gyár kis mélységű talajvízfigyelő kútjaik közelmúltbeli vízszint adatsorait eljuttatták. Miután a kúttulajdonosoknál tett próbálkozásaim túlnyomórészt meddőnek bizonyultak, vízügyekkel, kármentesítésekkel foglalkozó cégeket hívtam fel annak reményében, hátha volt valakinek megbízása az adott területről. Így több sikerrel jártam, 2 25

31 kaptam egy friss kutatási jelentést a leggyorsabb emelkedést mutató területen egy régi kút újbóli üzembe helyezéséről. Természetesen a fő vízügyi hivatalokat is felkerestem, újból meglátogattam a VITUKI-t, ahol főként jó tanácsokkal segítettek, a Közép-Duna-völgyi Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség pedig egy alkalommal betekintést engedett egy kármentesítési dokumentációjukba a terület egyik hulladéklerakójáról. Végül az emelkedő terület környezetében lévő kutak rétegsorait is összegyűjtöttem, hogy segítségemre legyenek a terület geológiájának megismerésében. (2-3. melléklet) 3.2. VÍZSZINT ADATSOROK ELEMZÉSE Hat kutat már említettem a kutatásról szóló fejezetben, itt saját a kutatás szemszögéből értékelhető gyűjtéseimre térek ki. A Richter Gedeon Vegyészeti Gyártól 21 talajvízfigyelő kút adatsorát kaptam meg, főbb adataik a következők: Kutak Terepszint [m.b.f.] Csőperem [m.b.f.] Talpmélység csőperemtől (m) Szűrőzés (m) B1 B2 119,17 119,13 119,39 119,33 3,9 6,21 0,5-3,5 1,5-5,0 B3 B4 121,78 122,96 122,19 123,13 5,22 5,9 0,5-6,3 1,5-5,5 B5 B6 119,55 119,95 119,76 120,13 5,65 6,36 1,0-4,0 1,0-4,5 B7 B8 119,37 120,26 120,10 121,04 6,33 5,63 1,0-4,5 1,0-4,5 B9 B10 119,24 121,28 119,99 122,01 7,91 5,61 1,0-4,5 1,5-6,0 B11 B12 123,61 123,66 123,66 124,39 6,72 7,54 2,5-11,0 2,5-11,0 M-1 M-2 119,98 123,32 118,75 124,40 5,20 7,30 0,3-5,2 1,3-7,3 M-3 M-4/a 121,32 121,36 124,59 122,00 4,98 7,40 2,9-7,4 0,4-7,4 M-5/a M-6 120,03 119,72 120,99 120,21 5,00 8,30 0,6-5,0 0,6-5,0 M-7 M-8 119,07 122,94 120,06 123,84 7,00 8,00 1,0-5,8 2,4-8,0 M-9 122,10 123,87 7,40 1,0-8,0 12. ábra A Richter Gedeon Vegyészeti Gyár talajvízfigyelő kútjainak főbb adatai 2 26

32 13. ábra A Richter B jelű kútjainak vízszint adatsora ( júliusi mérések) (a szerző saját szerkesztése, Excel) 14. ábra A Richter M jelű kútjainak vízszint adatsora ( júliusi mérések) (a szerző saját szerkesztése, Excel) Mint az látszik, a kutak szűrőzése és nyugalmi vízszintje nincs túl mélyen. Feltételezhető, hogy ingadozását elsősorban a csapadék és a párolgás alakítja. Ha egy kút vízszintjét legjobban ezen tényezők befolyásolják, a víztükör magasan áll, s nincs sok hozzáfolyás, vízjárása kirajzolja a jellegzetes periodikus görbét, melynek maximuma hazánkban március-május táján, minimuma pedig a szeptember-novemberi időszakban van. (Juhász, 2002) Mivel az adatsorban csak évi 1-4 mérés szerepelt, mindig megközelítőleg ugyanazon időszak adatát ábrázoltam. Így viszont nem jelennek meg azok 2 27

33 a jellegzetes évközi ingadozások, mint a 4/b. ábrán, s semmilyen egyértelmű tendencia nem látszik. A FÖMTERV és a Richter talajvíz monitoring kútjainak adatsorai bár az emelkedő területről szolgálnak információval nem mutatnak vízszintemelkedést, vagy süllyedést. Az emelkedő területről egy kutatási anyagból sikerült rétegvíz-figyelő kutak adatsoraihoz hozzáférni. A Közép-Duna-völgyi Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség bocsátotta rendelkezésemre a Kőbányai Gergely utca Ingatlanfejlesztő Kft. tulajdonában lévő Gergely utcai hulladéklerakó kármentesítési dokumentumait. Ez a hulladéklerakó egy XIX. századi agyagbánya és téglagyár 26 ha területű bányagödre, melynek mélysége néhol a 30 métert közelíti. Már a bányászati tevékenységgel párhuzamosan elkezdték építési hulladékkal, s a környező gyárak által termelt szeméttel feltölteni, de a teljes feltöltés csak 2002-re fejeződött be. Az agyag alatt közvetlenül már miocén repedezett mészkő található. A feltöltött bányagödör egy részén a hulladék és a mészkő között egyáltalán nem maradt agyag, vagy csak nagyon vékony, sérülékeny rétegben. Itt fennáll a veszély, hogy a csurgalékvíz a felszín alatti vízbázisba kerülhet. (Reaqua, 2006) A dokumentáció négy talajvízfigyelő kút és két rétegvíz-talajvíz figyelő kútpár adatait tartalmazza. A legkorábbi mérés as, s kivétel nélkül minden vízszintérték alacsonyabb, mint a következő (2006-os) adat. Innentől folyamatos a mérés, ból 4-4, 2009-ből további 2 leolvasás áll rendelkezésre. A talajvízfigyelő kutak egy kivétellel 30 méter (35) mélyek és szűrőjük m (31-33) között van. Mivel az F1-B134, F2-B135, F3-B136, F4-B150 kutakat a hulladéklerakó csurgalékvizeinek figyelésére tervezték, szinte minden részük a feltöltött területre esik. De mivel az F1 jelű kút alatt egyáltalán nincs vízzáró agyagréteg, ennek vize kapcsolatban áll a mészkővel, így érdemes ezt és a kútpárok rétegvízfigyelő tagjait (DF1-B151, ÉF1-B153) vizsgálni. Ahogy az az összesített diagramból is kitűnik (15. ábra), ezen három kút vízmozgása valóban hasonlóságot, sőt tendenciózus emelkedést mutat. 2 28

34 15. ábra a Gergely utcai hulladéklerakó monitoring kútjainak vízszint adatsorai (a szerző saját szerkesztése, Excel) 3.3. AGYAGVASTAGSÁG A budapesti üledékekben sekélytengeri agyag jellemző, nagyobb iszap és finomhomok tartalommal. A középső oligocénből származó kiscelli agyag a felszínen is előfordul, középső miocén kori agyag csak mélyfúrásból került elő. A pannon agyag beltengeri, vagy tavi üledék, ezt találjuk a kőbányai téglagyárban is. (Schafarzik és társai, 1964) Ahogy az irodalmi példák is szemléltetik, felszínmozgások gyakori kiváltói lehetnek térfogatváltásuk miatt az agyagos rétegek is, különösen a magas montmorillonit tartalmúak, vízfelvevő képességük révén. Ezért a legalább 100 méteres, vagy ezt közelítő kutak rétegsoraiban összegeztem az agyagos rétegeket (csak az agyagot, illetve az elsődlegesen agyag rétegeket pl. homokos agyag, de a csak agyagos rétegeket nem pl. agyagos homok), illetve a 200 métert közelítő kutakban 200 méterre is megcsináltam ugyanezt. Viszont összevetve az agyag vastagságát az emelkedő területtel nem látszik megfelelés. (16. ábra) A körülötte lévő nagy agyagtartalmú rétegek nem emelkednek, miközben a legjobban emelkedő részen alig van agyag, bár figyelembe kell venni, hogy nem sok fúrás esik ide. 2 29

35 Az agyagos rétegek összvastagsága 100 méteren Emelkedés ( ) 16. ábra Az emelkedő terület a felső 100 méteres réteg agyagtartalmával (a szerző saját szerkesztése, ArcMap) 4. ÖSSZEGZÉS, A LEHETSÉGES OKOK VIZSGÁLATA A terület földtanának, vízföldtanának szakirodalomból, kutatási jelentésekből, illetve fúrási adatokból való megismerése után térjünk vissza a kezdeti kérdésfelvetéshez. Mi állhat a kőbányai anomália hátterében? 4.1. TEKTONIKUS OK Bár ezt előttem elvetették már, s az ide vezető eredmények (csekély szeizmicitás, jóval kisebb sebesség) meggyőzőek, nem hagyhatom figyelmen kívül, hogy a terület körül három korábban feltérképezett törésvonal is összefut. (6. ábra) Továbbá hogy Bendefy a XX. század közepén megállapította, a kőbányai táblára több egymással ellentétes irányú vízszintes erő hat, melyek mintegy összenyomják a teret. (Bendefy, 1952) Ezek a 3 30

36 milliméteres, tizedmilliméteres mozgások ugyan valóban a töredékei a Kőbánya-Kispesten mért emelkedési sebességnek, de ha nem is lehetnek így elsődleges okozói a mozgásnak, nem biztos hogy egyáltalán nem működnek ilyen erők is a háttérben. A vizsgált esettanulmányok közül csak Lisszabon sorolható a tektonikus eredethez. Itt ugyan a mozgás sebessége nem sokkal tér el a kőbányaitól, a hátterében mégis hatalmas erőket felemésztő lemeztorlódás és beolvadás áll AGYAGTARTALOM, MINT OK Mexikóváros esete mutatja, milyen gyors és nagymértékű térfogatváltozásra képes egy vastag agyagréteg. Kutatásomban elsősorban nagy mélységű kutak adatait gyűjtöttem össze. Ez lehetővé tette, hogy kellően reprezentatív mintám legyen a felső 100 méterben települt teljes agyagos réteg vastagságáról. Ugyan bizonyára megbízhatóbb lenne egy olyan térkép, mely több száz méter vastagságban vizsgálja ugyanezt, hiszen maga a vízadó ennél jóval vastagabb, de tekintve hogy a nagy vízkitermelés eleinte a felső rétegeket jellemezte, s később sem süllyedt számottevően m alá, a kialakuló depressziófelület felett esetlegesen szárazra kerülő, majd a vízszint emelkedésével ismét nedvesedő agyag is ebben a rétegben fordulhat elő. Azonban a várt hatás elmaradt, az agyagvastagság nem mutat látványos egyezést a sebességtérképpel. Éppen a nagy sebességgel mozgó részen vékony az agyagréteg a csekélyszámú itt mélyült fúrás tanulsága szerint, miközben lassabban, vagy éppen egyáltalán nem mozgó részeken pedig tekintélyes vastagságokat ér el VÍZVISSZATÖLTŐDÉS A PSInSAR mérések ellenőrzésére végzett szintezések során is bebizonyosodott, a felszín emelkedését tetemes süllyedés előzte meg, melynek időintervalluma átfedésben van a területet korábban jellemző nagy ipari vízkivétel idejével, s a süllyedési tendencia éppen az 1980-as években kezdett megfordulni. Ugyanezt támasztják alá a 4/a. ábra B35-ös és B63-as kútjainak vízszint adatsorai, melyek ugyan nem az emelkedő területen fekszenek, mégis jól megfigyelhető vízszintemelkedést mutatnak. Az emelkedő területről származó Gergely utcai hulladéklerakó mélyebb kútjai szintén vízszintemelkedést mutatnak, s egy közelmúltbeli kutatási jelentés is a vízvisszatöltődésre hivatkozik indoklásában: Figyelmet érdemel a kút nyugalmi vízszintjének jelentős visszaemelkedése, ami a rétegenergia növekedésére, a tároló visszatöltődésére utal. Ez nyilvánvalóan az e réteget 3 31

37 egykor terhelő környező vízkivételek erőteljes visszaesésének gyakorlatilag a megszűnésének köszönhető. (Pórusvíz, 2008) Az esettanulmányokból kitűnik, hogy a vízkitermelés, vagy vízvisszatöltődés miatt mozgó felszínre nincs jellemző sebességérték, hiszen ez erősen függ a földtani összlettől, a terület hidrogeológiai jellemzőitől és a víztermelés tendenciájától is. De mi okozhatja a kiemelkedés sajátos formáját, amikor tudjuk hogy nem csak ezen a szűken vett területen, hanem a környékén is jelentős vízkitermelés folyt? (1. melléklet) Ahogy a földtani felépítést tárgyaló fejezetben láttuk, a fúrások tanulsága szerint az üledékek típusa, a földtani összletek összetétele sem mutat számottevő különbséget az emelkedő terület és környezete között. Egyetlen a környezettől markánsan elkülönülő jellemzőt láthattunk eddig, s ez az aljzat geomorfológiája, hogy ezen a területen az alapkőzet egy öbölszerű mélyedésben a mélybe süllyed. (17. ábra) 17. ábra Az alapkőzet morfológiája (Alföldi és társai, 2007) Az anomália északi részén látszik még egy összefüggés ahol a mészkő a felszínre bukkan, ott kevésbé emelkedik a terület. Hogy a medencealjzat alakja miképp lehet összefüggésben az emelkedéssel, például a mélyebb aljzaton vastagabb üledék okán. 3 32

38 5. TARTALMI ÖSSZEFOGLALÓ Az Európai Űrügynökség 1992 óta végez műholdas radar-interferometriás méréseket. Budapest tíz éves PSInSAR adatsorát ( ) két magyarországi kutatóintézet, a Földmérési és Távérzékelési Intézet és az Eötvös Lóránd Geofizikai Intézet kapta meg értelmezésre. A feldolgozás során kiderült, hogy Kőbánya-Kispest területe emelkedik, akár évi 6-7 mm sebességgel is. A dolgozat ennek okára keresi a választ. A korábbi kutatások elvetették a vulkáni aktivitást, vagy a tektonikus okot utóbbit a nagyságrendileg eltérő sebesség miatt. Az emelkedéssel érintett mintegy 40 km2-nyi terület a Pesti-síkság része. Északkeleti sarkán mészkőkibúvás, máshol pedig folyóvízi hordalék jellemzi felszínét. A triász aljzat ezen a részen a mélybe süllyedt egy medencét hozva létre, melyben jelentős vastagságú miocén és pleisztocén üledék halmozódott fel (kavics, homok, iszap, agyag, márga, mészkő és ezek keverékei). Kőbányán ahogy a neve is mutatja évszázadokon át bányászták a jól faragható lajta, szarmata mészkövet, de agyagbányászat és téglagyártás is folyt a területen. Később a jó minőségű víz sok vízigényes iparágat idecsalogatott, s Kőbánya iparnegyeddé vált, nagyfokú vízkitermeléssel. Az intenzív vízkivétel hamar éreztette hatását: a vízszint gyorsan csökkent. Ennek közvetetten a rendszerváltás vetett véget, amikor sok gyárat felszámoltak, s az időközben megromlott vízminőségű kutak legnagyobb részét lezárták. Az állandó nagyfokú leszívás megszűntével a víz elkezdett visszatöltődni ahogy ez látszik is rétegvízfigyelő kutak vízszint adatsorán s ez okozhat emelkedést a környezetétől egyébként csak vastagságában különböző miocén-pleisztocén összletben, mely korábban a víztermelés hatására kompaktálódhatott. A szakirodalom tanulsága szerint előfordultak már hasonló esetek a világban, s sok helyen az agyagtartalom is fontos szerepet játszott a felszín mozgásában. Vizsgálataim azonban esetünkben nem mutattak szoros kapcsolatot az emelkedés és az agyagtartalom közt. Kutatásomban a szakirodalmi adatokat a terület kútjairól elérhető dokumentációk anyagával bővítettem, a vízvisszatöltődés hipotézisének ellenőrzésére vízszint adatsorokat kutattam fel, s a kapott adatokat digitalizáltam, illetve térinformatikai rendszerbe ágyaztam. 3 33

39 6. ABSTRACT The European Space Agency (ESA) has made available the radar interferometric datas of Budapest recorded between 1995 and 2005 to Hungary. In the course of the analysis, it became evident, that the quarter Kőbánya-Kispest, (a 40 km2 area in Budapest) is uplifting at a speed of 1-7 mm/year. The present study aims to find the reason for this anomaly. The triassic limestone basin, which constitutes the floor of the uplifing area, is full of miocene sediment such as sand, silt, clay, pebble or their mixture, and limestone. Kőbánya was mined for limestone and clay for centuries, as implied by the name (the Hungarian word "kőbánya" means quarry). Since then, these mines have been filled up with waste material. At the beginning of the industrial development of Pest in the nineteenth century, many factories were built here several worldfamous brands, such as Dreher or Richter began their carrier in the area. Good quality water was also found here, so a large amount of water abstraction took place in the area. Many of wells were bored as early as the beginning of the 19th century, and the increased water exploitation had led to a depression of the water level. At the time of the democratic transformation (1990), many factories were liquidated, which diminished water demand a great deal, so most of the wells were closed. In the soil, water began to be refilled and the water level of the wells has been increasing significantly. This process might be the reason for the slow ascent of the area. But what is the explanation of the fact, that only this part of the city is uplifting, although the adjoining districts operated just as many wells as Kőbánya? A possible explanation is that a thicker sediment layer had settled on the deeper floor of the area, so the change of the water level might cause a larger volume change. There are many similar phenomena all over the world, which exemplifiy the considerable effect of human activity. 3 34

40 7. IRODALOMJEGYZÉK [Alföldi és társai 2007] Alföldi László, Csepregi András, Kapolyi László (2007): Bányászati karsztvízszintsüllyesztés a Dunántúli-középhegységben Rekviem a Dunántúli-középhegység karsztvízszint alatti bányászkodásáért. (Magyar Tudományos Akadémia Földrajztudományi Kutatóintézet, Budapest, 2007) [Allis, 2000] Rick G. Allis (2000): Review of subsidence at Wairakei field, New Zealand. Geothermics 29. (2000) [Bada és Horváth, 1998] Bada Gábor és Horváth Ferenc (1998): A Pannon-medence jelenkori tektonikája. Természet Világa II. különszám [Bendefy, 1952] Bendefy László (1952): Orogén jellegű kéregmozgások Budapest főváros területén. Bányászati Lapok VII. évf. (LXXXV) 10. szám [Culshaw és társai, 2006] Martin Culshaw, Doug Tragheim, Luke Bateson, Laurence Donnelly (2006): Measurement of ground movements in Stoke-on-Trent (UK) using radar interferometry. (International Association for Engineering Geology and the environment (IAEG), United Kingdom, 2006.) [Csath, 1983] Csath Béla (1983): A Zsigmondyak szerepe a magyar vízkutatás és fúrás történetében. Vízügyi Történeti Füzetek 12. (Vízdok ny., Budapest 1983) [Füsi és társai, 2007] Balázs Füsi, Gyula Grenerczy, Ágnes Gulyás, Zoltán Oberle (2007): Budapest: PSInSAR dataset First Interpretation. (ELGI, Budapest, 2007) [Geohidroterv, 1998] Geohidroterv Kft. (1998): Budapest X. kerület, Gergely (Noszlopy) utcai kommunális hulladékkal feltöltött bányagödör környezeti problémáinak vizsgálata és megoldása Összefoglaló tanulmány. Budapest, december [Goldscheider és Bechtel, 2009] 3 35

41 Nico Goldscheider, Timoty D. Bechtel: Editor s message: The housing crisis from underground damage to a historic town by geothermal drillings through anhydrite, Staufen, Germany. Hydrogeology Journal, [Grenerczy, 2007] Grenerczy Gyula (2007): A magyarországi GPS mozgásvizsgálatok 16 éve. Geodézia és Kartográfia 59. évf. 7. szám 3-9. [Grenerczy és társai, 2008 a] Grenerczy Gyula, Virág Gábor, Frey Sándor, Oberle Zoltán (2008): Budapest műholdas mozgástérképe: a PSInSAR/ASMI technika hazai bevezetése és ellenőrzése. Geodézia és Kartográfia 60. évf. 11. szám 3-9. [Grenerczy és társai, 2008 b] Gyula Grenerczy, Zoltán Oberle, Balázs Füsi, Ágnes Gulyás, László Vértesy, György Paszera, Deák Zsuzsa Villő (2008): Terrafirma H2 Initial Interpretation. (FÖMI-ELGI, Budapest, 2008) [Halaváts, 1910] Halaváts Gyula (1910): A neogén korú üledékek Budapest környékén. A Magyar Királyi Földtani Intézet Évkönyve XVII. kötet, 2. füzet (Franklin-Társulat Könyvnyomdája, Budapest, 1910) [Hartai, 2003] Hartai Éva (2003): A változó Föld. (Miskolci Egyetem Kiadó - Well Press Kiadó, Miskolc, 2003) [Hole és társai, 2007] J.K. Hole, C.J. Bromley, N.F. Stevens, G. Wadge (2007): Subsidence in the geothermal fields of the Taupo Volcanic Zone, New Zeeland from 1996 to 2005 measured by InSAR. Journal of Volcanology and Geothermal Research [Horusitzky, 1935] Horusitzky Henrik (1935): Budapest dunabalparti talajvíze és altalajának geológiai vázlata. Hidrológiai Közlöny, XV füzet [Juhász, 2002] Juhász József (2002): Hidrogeológia. (Akadémiai Kiadó, Budapest, 2002) [KINGA, 2010] 3 36

42 KINGA Közcélú Internetes Geofizikai Adatbázis Adattípusok, Potenciálterek (Letöltés helye: Letöltés ideje: ) [kobanya.hu, 2010] kobanya.hu: Kőbánya múltja (Letöltés helye: 760/1 Letöltés ideje: ) [Langó, 2009] Langó Zsuzsanna (2009): Az eltűnt mélységi víz nyomában Kőbányán. Hidrológiai Közlöny, 89. évf. 1. sz [López-Quiroz és társai, 2009] Penélope López-Quiroz, Marie-Pierre Doin, Florence Tupin, Pierre Briole, Jean-Marie Nicolas (2009): Time series analysis of Mexico City subsidence constrained by radar interferometry. Journal of Applied Geophysics [Papp, 1943] Papp Ferenc (1943): Budapest földtani fölépítése alapozás szempontjából. A Mérnöki Továbbképző Intézet kiadványai XVIII. kötet, 44. füzet [Pécsi, 1958] Pécsi Márton (szerk.) (1958): Budapest természeti képe. (Akadémiai Kiadó, Budapest, 1958) [Pécsi, 1959] Pécsi Márton (szerk.) (1959): Budapest természeti földrajza. (Akadémiai Kiadó, Budapest, 1959) [Poland, 1984] Joseph F. Poland (1984): Guidebook to studies of land subsidence due to ground-water withdrawal. Studies and reports in hydrology 40. (UNESCO, United States of America, 1984) [Pórusvíz, 2008] Pórusvíz Mérnöki Iroda (2008): A Cantoni Kőbányai Textil Kft. II. számú rétegvízkútjának üzembeállítása vízjogi üzemeltetési engedélymódosítási tervdokumentáció. (Pórusvíz Mérnöki Iroda Rózsa Attila, Budapest, 2008) [Reaqua, 2006] 3 37

43 Reaqua Kft. (2006): Jelentés a Kőbányai Gergely utca Ingatlanfejlesztő Kft. tulajdonában lévő Gergely utcai, korábbi hulladéklerakó területén észlelt talajvízszennyezésről és a további szükséges lépésekről. Tényfeltárás kiértékelése (kiegészítés) december, május. [Schafarzik és társai, 1964] Schafarzik Ferenc, Vendl Aladár, Papp Ferenc (1964): Geológiai kirándulások Budapest környékén. (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1964) [Szanyi, 2004] Szanyi János (2004): Felszín alatti víztermelés környezeti hatásai a Dél-Nyírség példáján. PhD értekezés. (Szegedi Tudományegyetem, Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék, Szeged, 2004) [Szedlacsek, 2009] Szedlacsek Barbara (2009): A medgyesbodzási térszínsüllyedést kiváltó okok. Szakdolgozat. (Szegedi Tudományegyetem, Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék, Szeged, 2009) [Terrafirma, a] Mining case study: Stoke-On-Trent, UK. (Letöltés helye: documents.htm Letöltés ideje: ) [Terrafirma, b] Tectonics case study: Lisbon, Portugal. (Letöltés helye: documents.htm Letöltés ideje: ) [Terrafirma, c] Hidrogeology case study: Murcia, Spain. (Letöltés helye: documents.htm Letöltés ideje: ) [Teves-Costa és társai, 2001] P. Teves-Costa, I. M. Almeida, P. L. Silva (2001): Microzonation of Lisbon: 1-D Theoretical Approach. Pure and Applied Geophysics. (Birkhäuser Verlag, Basel, 2001) [Völgyesi, 2002] Völgyesi Lajos (2002): Geofizika. (Műegyetemi Kiadó, Budapest, 2002) 3 38

44 melléklet 39