HURO/0801/047. Tiszántúli Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság (TIKOVIZIG) Consiliul Judeţean Bihor (Bihar Megyei Tanács)

Átírás

1 HURO/0801/047 Tiszántúli Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság (TIKOVIZIG) Consiliul Judeţean Bihor (Bihar Megyei Tanács)

2 A projekt konkrét célja a felszín alatti határral osztott víztest hidrogeológiai, vízkémia, hidraulikai viszonyainak, a szomszédos sekélyebb, illetve idősebb víztestekkel való kapcsolatának feltárása, a vízkészletet érő hatótényezők, és azok hatásainak feltárása, valamint a víztest jó állapotban tartásához szükséges intézkedések meghatározása.

3

4 Magyarország HU_sp.2.6.1; HU_p.2.6.1, HU_p.2.6.2; HU_sp HU_p ; HU_sp Románia ROCR01/Nagyvárad - sekély porózus - (1-10 m) ROCR02/Zichy Határ (Királyerdő-hegység) karsztos, repedezett változó ROCR06/ Érmihályfalva porózus - 30m ROCR07/ Körösök (Nyugati Síkság) porózus 30 m ROCR08/Arad-Nagyvárad-Szatmárnémeti porózus m

5 Állapotfelmérés, archív információk begyűjtése Helyszíni vizsgálatok, laboratóriumi vizsgálatok Forrásvizsgálatok Kútvizsgálatok Vízvizsgálatok geomatematikai módszerrel történő feldolgozása, értékelése Dinamikus faktor analízis Klaszteranalízis Szennyezőforrás feltárás, víznyelők helyszíni vizsgálata Geofizikai vizsgálatok Karsztérzékenységi vizsgálatok Hidrodinamikai modellezés Térinformatikai adatbázis felépítése Kutatási jelentés

6 A projektterületen rendelkezésre álló információk, adatok összegyűjtése, rendszerezése, ellenőrzése topográfiai, földtani térképek geológiai, hidrogeológiai adatok (fúrások adatai, korábbi kutatások eredményei) meteorológiai adatok hidrológiai adatok a terület állapotának meghatározásához: o a szennyezőforrásokhoz kapcsolódó- figyelőkutakra, hulladék elhelyezésre, hulladéklerakók helyzetére és hatásaira vonatkozó információk beszerzése a helyi önkormányzatoktól o helyismeret, barlangkutatók, helyi lakosok, stb.

7 A romániai projektterületre vonatkozó alaptérképek, adatok összegyűjtése nehézségekbe ütközött: vagy nincsenek egységes adatbázisok, vagy a helyi szabályozások miatt nem hozzáférhetőek, vagy nem állnak rendelkezésre. alaptérképek- eltérő vetületi rendszerek kút, felszín alatti vízszint és vízminőségi adatok- a vízszintet nem mérik és legtöbb esetben nincs is lehetőség a mérésre források hozama, vízjárás, vízminőségi adatok- nem mérik rendszeresen, csak esetenként célirányosan a területen fellelhető fúrási adatok- nem beszerezhetőek

8 Forrásvizsgálatok db forrás a Királyerdő, Béli- és Réz-hegység területén terepi vizsgálat: helyszíni gyorstesztek (levegő- és a víz hőmérséklete, ph, fajlagos vezetőképesség) vízhozam-mérések GPS-es helymeghatározás laboratóriumi vizsgálatok Kútvizsgálatok 100 db kút a teljes projektterületen (HU 34, RO 66) helyszíni vizsgálat: nyugalmi és üzemi vízszint meghatározás csak néhány kútban volt lehetőség ezek mérésére mindkét oldalon helyszíni gyorstesztek GPS-es helymeghatározás laboratóriumi vizsgálatok

9 Cél A felszínalatti víztestek vízföldtani alapállapotának rögzítése (térbeli helyzete és a víz minősége, a betáplálási és megcsapolási területek (átáramlási és feláramlási területek) helyzetének meghatározása, a felszínalatti vizek kémiai tulajdonságainak rögzítése) Vízkémiai fáciesek meghatározása (a hidraulikai rezsim jellege, a forrás vízének keletkezési környezetére, illetve azok összehasonlítására) A hidrodinamikai modell pontosítása

10 Mindhárom hegység területén a domináns fáciesek a kalcium-magnéziumos, illetve a hidrogénkarbonátos fácies, azaz a projektterületen lévő források zöme a beáramlási zónához tartozik. Béli-hegység: tipikus karsztvizek, összes oldott anyag μg/g, kivételt képeznek azok a források, amelyeket már a hegylábi területekről mintáztunk (50-40 μg/g). Ezek nitrát-tartalma is magasabb. Királyerdő: a karsztforrások vize zömében kalcium-magnéziumos, illetve a hidrogénkarbonátos. Kivételt képeznek a Misid-völgy alsó szakaszán eredő források, amelyek inkább Ca-SO4 típusúak. Ennek oka az alsó-jura képződményekben található pirit oxidációja. Réz-hegység: Hasadék-vizek, paleozoós kristályos palák birodalma. A vizek oldott anyag tartalma hasonló a karsztforrásokéhoz. Fe- és Mn-tartalmuk viszont magasabb.

11 a vizsgált kutak vízkémiai karakterének sokszínűsége összefüggésben van a terület áramlási rendszereinek komplexitásával: HCO 3 -CO 3 +Ca; HCO 3 -CO 3 +Nincs uralkodó fácies; HCO 3 -CO 3 +Na+K; SO 4 +Ca fáciesek, az átáramlási, illetve a beáramlási zónák vízkémiai fáciesével mutatnak hasonlóságot. Határértéket túllépő mennyiségben előforduló arzén, főleg a középmélységű, pleisztocén víztestekre szűrözött kutakban. Egy lehetséges magyarázat az arzén feldúsulásának kialakulására az egymásra szuperponált áramlási rendszerek találkozásánál megjelenő geokémiai környezetváltozás. RO: a nitrát-, nitrit-ion koncentrációja sehol sem haladja meg a megengedett határértéket, talajvizes kutakban sem, magas az ammónia, foszfát-ion koncentráció (rétegeredet, intenzív műtrágyahasználat, állattartás) A vizsgált kutakban előforduló arzén Alacsony (<10μg/l) Közepes (10-25μg/l) Magas (>25μ/l) A magas arzén általában a HCO 3 - CO 3 +NA+K os rendszerhez kapcsolódik

12 A romániai Királyerdő-hegység ÉK-i felén kijelölt karsztos területen 122 helyszín bejárása + 84 forrás helyszíni vizsgálata A vízmintákban az általános vízkémiai vizsgálatokon kívül és a talajmintákban amennyiben ezt szükségesnek ítéltük, az esetleges szennyezések kimutatására a TPH és a toxikus fémek koncentrációját is vizsgáltuk. összesen 138 vízminta (felszíni víz, illetve forrásvíz) vizsgálata történt meg. Talajmintavétel három helyszínen történt, ahol esetleges talajszennyezést feltételeztünk. Az Esküllői forrásbarlangban lerakódott üledék több szintjéből a kommunális szennyezésre utaló nitrátformákat és szerves anyagot vizsgáltuk.

13

14 A projekt során összesen 16 db felszínalatti vízgyűjtő karsztrendszer víznyelőit és forrásait vizsgáltuk. Összesen 54 db víznyelő és dolina felmérését végeztük el. A karsztrendszer minőségi állapotát általános vízkémiai vizsgálatokon keresztül határoztuk meg.

15

16 Magyarországon a részletes vizsgálatokra kijelölt terület 12 települést érint. A települések az Észak- Alföldi régióban, Hajdú-Bihar megyében, a Berettyóújfalui kistérségben találhatóak: Ártánd, Bedő, Biharkeresztes, Bojt, Gáborján, Hencida, Kismarja, Mezőpeterd, Nagykereki, Szentpéterszeg, Told és Váncsod 15 potenciális szennyezőforrás vizsgálata (8 db vízminta, 2 db talajminta)

17

18 Dinamikus faktoranalízis HU-150 talajvízszint megfigyelő kút idősora két dinamikus faktor idősor meghatározása, amelyek a függőlegesen zajló vízforgalom tagjai. a vízforgalom felfelé mutató tagjával, az evaporáció a vízforgalom lefelé mozgó elemeivel, a beszivárgással és a később bekövetkező mélyebb rétegek felé irányuló átszivárgás 2 faktorsúly-térkép a TIKÖVIZIG területére Klaszeranalízis Hajdú-Bihar és Bihar megyék területén 100 kútból vett vízminta, Bihar megye területén vizsgált források vízkémiai paraméterei Sokváltozós adatelemző módszerekkel meghatároztuk a hasonlóan viselkedő mintavételi pontok jellemző csoportjait, azért hogy állapotukat elemezhessük, illetve ha lehet, próbáljunk meg hidrogeológiai következtetéseket levonni.

19 A csoportok térbeli elhelyezkedés mozaikos jellegű, ami lokális áramlási rendszerek jelenlétére utal, melyek a helyi topográfiai viszonyoktól erősen függenek. A jelentős ammónium, nitrit és nitrát valamint foszfor tartalom felszíni eredetű szennyezettségre, és ugyanakkor szintén a lokális beáramlási területek jelentőségére utal Mozaikos elhelyezkedésű csoportok, ami aláhúzza a földtani környezetek különbségeit és jelentőségét.

20 Vertikális Elektromos Szondázás (VES) és Gerjesztett Polarizáció (GP) 10db ebből 3 db magyarországi projektterület- a magyarországi és a romániai víztestek kapcsolatának a pontosítására Radió-Magneto-Tellurika (RMT) és VLF-R (Very Low Frequency/Resistivity) méréseket Romániában, a Királyerdő területén végeztük, a karbonátos platókon és az azokhoz szorosan kapcsolódó karsztperemi területeken.

21 A VES és GP mérések alapján készült földtani szelvény Magyarország és Románia területén Secţiuni geologice întocmite pe baza investigaţiilor SEV şi PI efctuate în perimetrele de cercetare din Ungaria şi România Élesd (Alesd) K 100mBf 0mBf Ny V-3 5,2 3,4 1,8 7,7 18 Körösszakál V-1 V-2 5,1 18 4,9 4,8 40 4,7 17 5,2 4,1 4,1 4,5 33 1,7 1,2 23 7,4 11 Telegd (Tileagd) V-6 V-5 6,6 2,1 2, ,1 5,8 12 V-4 3,3 3,1 24 2,4 10,5 19 V-7 V-8 V-10 1,4 1,7 2,2 7,6 18 0,7 4,3 10 5,5 93 2, V-9 2,1 1,9 0, mBf 0mBf -500mBf mBf A földtani szelvény helyszínrajza - Locaţia secţiunii geologice 1km 5km 10km Jelmagyarázat - Legendă Agyag Argilă Homok Nisip Agyagos homok Nisip argilos Homokos agyag Argilă nisipoasă Szénlencse Lentilă de cărbune Látszólagos fajlagos ellenállás (Ohmm) Rezistivitate aparentă (Ohmm) Látszólagos gerjesztett potenciál (%) Potenţial indus aparent (%) V-10 Mérőállomás Staţie de măsurare A geológiai szelvény határa Limita secţiunilor geologice 28 5,2

22 Radió-Magneto-Tellurika (RMT) és VLF-R (Very Low Frequency/Resistivity) mérések Romániában a Királyerdő területén, a karbonátos platókon és az azokhoz szorosan kapcsolódó karsztperemi területeken. 400 ponton a karsztos képződmények repedezettségét, az agyagos fedőüledékek vastagságát, térbeli helyzetét azonosítottuk Mérések 3 (típus)területen, melyek a királyerdei karsztterület legjellemzőbb karsztos megjelenési formáit tartalmazzák: Berténytől dél-délnyugatra elterülő 1-es területen, Révtől délnyugatra; Berténytől délkeletre elhelyezkedő 2-es területen, Gugutól nyugatra, Tomnatictól északra a Pokol-barlang környezetében lévő 3-as területen.

23 Jelentősége: a fokozottan veszélyes zónák kijelölése - ezekben a zónákban a felszín alatti karsztvíz a lehető legveszélyeztetettebb mindennemű antropogén szennyezéssel kapcsolatban Karsztérzékenységi térkép 235 km 2 -es területre, a Királyerdő területén hasonló vizsgálatok nem történtek az adatok hiányossága miatt, a területre egy egyedi érzékenységi módszer kidolgozására került sor, amely a meglévő adatokra épül, és igazodik az európai COST Action 620 módszerben leírt COP érzékenységi módszerhez. C faktor (concentration of flow) - beszivárgási viszonyok O faktor (overlying layers) fedőrétegek jellege P faktor (precipitation regim) csapadék viszonyok

24 25% 75%

25 Feflow 6 véges elem módszert, illetve a Modflow véges differencia módszert alkalmazó programcsomag segítségével. A Feflow 6 esetében a modellezett térrészt különféle geometriájú elemek segítségével lehet felosztani, vagyis képes a geológiai határok pontos követésére, illetve diszkrét jellegű elemek (hasadékok, vetők) megjelenítésére és kezelésére, adaptív rácsfinomításra, ezért a karsztos területeken ezt alkalmaztuk. A Modflow ortogonális diszkretizációja miatt a kevésbé bonyolult terültekre alkalmasabb. nyomon követhető a mélységi vízadókban lejátszódó hidrodinamikai folyamatok, a felszín alatti víz áramlási viszonyok, az egyes víztestek kapcsolata egymással, stb. 3 db mintaterületi modell 2 db romániai mintaterületen (beáramlási és átáramlási mintaterületen) 1 db mintaterületi modell a magyarországi feláramlási területen 1 db határon átnyúló regionális modell

26 Több oknál fogva ezeket inkább első generációs modelleknek, úgynevezett makett vagy alapmodelleknek tekintjük. a modellezett területek nagy kiterjedése, földtani és vízföldtani komplexitása, a rendelkezésünkre álló szakmai adatok töredezettsége, hozzáférhetőségük nehézkessége vagy teljes lehetetlensége, az adatrögzítés különbözősége a határ két oldalán, a projekt rövid időtartama, ami a saját vizsgálatainkat is korlátozta.

27 Beáramlási terület: Királyerdő-hegység északi része modell által számolt áramlási vektortérkép alapján a mintaterületen a fő áramlási irányok első sorban DK- ÉNy irányúak a legintenzívebb áramlási viszonyok a terület K-i részén a repedezett mészkővel borított területeken találhatóak, ahol nagyon magas az éves csapadék mennyisége is. a nagy vetők mentén szintén magas az áramlási intenzitás mértéke. A Sebes-Kőrös (K-en) belevág a királyerdői karsztba (Körösréviszoros) és nagy mértékben meg is csapolja ezt. Nyugati irányban a karsztos mészkövek és a pannon víztest határát jóval alacsonyabb áramlási intenzitás jellemzi. Vízáramlás az 1. modellrétegben Vízáramlás a 4. modellrétegben

28 Vízáramlás az 1. modellrétegben Átáramlási terület: Félix és Május 1 fürdő térsége a területre jellemző fő áramlási irány a DK- ÉNy, a Tasádi-dombság felől a Sebes-Kőrös medencéje felé. A legintenzívebb kiáramlási zóna a Sebes- Körös mentén található. Félix településtől K-re a neogén összletek közé félszigetszerűen benyúlnak a mezozoós karsztos mészkövek, nagyobb szivárgási tényezővel és porozitással. Kiemelt helyzetéből adódóan ezekből a mészkő összletekből áramlik a víz a Sebes-Körös medence fele. A legintenzívebb az áramlás a 4. modellrétegben, ahol a mészkövek közvetlenül érintkeznek a homokos-agyag, agyagos homok, homok pannon rétegekkel. Az intenzitását befolyásolja a pannon rétegekre telepített víztermelő kutak nagy vízkivétele is. A kiáramlási területek a Sebes Körös mentén, a beáramlások a Tasádi dombságon találhatóak. Vízáramlás a 4. modellrétegben

29 A vízáramlási irányok dominánsan a gravitációs erők által befolyásoltak és ennek következtében a domborzat függvénye, de lokális hatások, illetve regionális hatások ezt az áramlási képet kissé megváltoztathatják. Az általunk kiemelt 7. rétegben látható vízáramlási kép alapján, az áramlási pálya DK-Ény irányú. A modellezett terület keleti részén a vertikális áramlási komponensekkel rendelkező vízmozgási irányok gyakoriak, míg a terület nyugati felében az áramlások horizontális komponense a domináns. Az áramlási útvonalak modellezéséből megállapítható, hogy az sp es és az sp es számú víztest, horizontális és vertikális irányú hidraulikus kapcsolatban áll egymással. Az áramlási sebesség az egyes víztestek irányába lokálisan változó, de éves időintervallumban vizsgálva a kommunikáció él. Átáramlási terület: Alföldi hidrogeológiai részmodell Tetétlen Darvas Pocsaj Ghirişu de Criş téglalapban

30 Az áramlási pályák alapján elkülöníthető lokális és regionális beáramlási és kiáramlási területek. lokális kiáramlási területek találhatóak a Sebes- Körös keleti medencéjében a Báródi medencében,valamint a Fekete-Körös felső vízfolyásánál a Hóllódvölgyében a Belényesi-medence É-i peremén. regionális kiáramlási terület található az Érmelléken, Debrecentől Ny-ra a Hortobágy K-i peremén, valamint a Berettyó folyó alsó szakaszán Bakonszeg környékén. regionális beáramlási területek a Királyerdő-hegység és a Réz-hegység magasabb fennsíkjain, a Nyírség magasabb fekvésű területein. Innen a vízrészecskék a Sebes-Körös keleti medencéjébe áramlanak (Báródi, Élesdi medence), majd onnan a folyóval párhuzamosan a Nagyalföld K-i pereme felé tartanak. A Királyerdő töredezett karsztosodott mészköveiből jóval erősebb a beáramlás a Körös medence durvakavicsos homokos összletébe, mint a Rézhegység kristályos kőzeteiből. A számolt áramlási pályák azt mutatják, hogy a Királyerdőtől É-ra DK-ÉNy-i az áramlás, míg D-re ÉK-DNy i irányú. A nagyobb települések környezetébe, ahol nagy a felszínalatti vízkitermelés, depressziós tölcsérek alakultak ki. A számolt vízdomborzati térképek alapján vízszintsüllyedés tapasztalható Nagyvárad, Debrecen, Berettyóújfalu, Szalárd és Bihardiószeg környékén. Határon átnyúló regionális modell TIKÖVIZIG illetékességi területének Debrecentől D-re eső alföldi részét, mindhárom vizsgálandó víztestcsoportot érintve, Románia területén úgyszintén az alföldi területeket az Ér és a Fekete-Körös között, a Királyerdő-alja és Bihari Hegyköz dombságot, illetve a Királyerdő-hegység teljes területét, érintve az összes vizsgálandó, Romániában lehatárolt víztestet.

31 Egységes térinformatikai adatbázis kiépítése, összegezve a magyarországi és romániai projektterületre elkészült térinformatikai adatbázist ArcGIS 9. x térinformatikai rendszer

32 Tartalmazza: a főbb munkafázisok és az azokhoz kapcsolódó vizsgálati eredmények bemutatását, a geomatematikai feldolgozásokat, értékeléseket, a modellezést és eredményeit, állapot értékelést, a felszín alatti víz jó állapotban tartásához szükséges intézkedések meghatározását mintaterületenként.

33