A Miskolci Egyetem Közleménye, A sorozat, Bányászat, 81. kötet (2011) A BÜKKI TERMÁLKARSZT EGERSZALÓK-DEMJÉN-I RÉSZE FELTÁRTSÁGA Dr. Lénárt László egyetemi docens Miskolci Egyetem, Műszaki Földtudományi Kar, Hidrogeológiai-Mérnökgeológiai Intézeti Tanszék, 3515 Miskolc, Miskolc-Egyetemváros, hgll@uni-miskolc.hu Kivonat A Bükki Termálkarszt Egerszalók-Demjén-i részéről érdemben 1961 óta beszélhetünk. Az Eger- Demjéni Olajmezőn a De-42 kút szénhidrogénre meddő lett, de az eocén mészkőben lévő szegélyvizet feltárta. A 407,5 m mélyről felszínre emelkedő 65 C-os termálkarsztvizet kezdetben öntözésre próbálták sikertelenül használni. Az 1960-as évek közepétől a kút vize a már bevízkövesedett (nem működő) tolózárak miatt a domboldalon végigfolyva gyönyörű mésztufadombot ( sódomb -ot) hozott létre, mely Egerszalók jelképévé vált. Az 1970-es évek elején két kis medencét építettek, mely a helyi fürdési igényeket jól kielégítette. 1987-ben melléfúrásos technikával lemélyítették a 426 m mély De-42/A kutat, mely hasonló minőségű és hőmérsékletű vizet adott. 1992-ben vizét gyógyvízzé minősítették. 2002-ben mindkét kútfejet felújították, a vízjogi engedélyeket rendezték. A régi kút a sódomb fenntartását, az új kút a 2007-ben megnyitott modern fürdő vízellátását biztosítja. A víz hűtése a 2010-ben megépített hőközpontban történik. A hőcserélőkben nincs mészkiválás. A Demjén K-10-es (Hegyes-kői) kút 2006-ban készült el. Mélysége 696,5 m, az eocén mészkőből kilépő termálkarsztvíz hőmérséklete 66 C, minősége és gáztartalma hasonló az előző két kútéhoz. A próbaüzem során jelentős vörösbarna mészkiválás képződött. Ma a nyitott hűtőmedencében jelentős a fehér színű kiválás. A gyógyvízzé minősített termálkarsztvizet a demjéni fürdőben használják fel. A Demjén K-11-es (Kenderföldi vadászles) kút 2008-ban készült el. Mélysége 951,5 m, a kisebb mértékben a triász, döntő mértékben a bizonytalanul eocén korú, mészkőből kilépő termálkarsztvíz hőmérséklete 66 C. Minősége hasonló az előző kutak vízminőségéhez, de a gáztartalomból hiányzik a metán. A próbaüzem során a kúthoz közel sárgásfehér, kénes, majd a kúttól távolodva előbb vörösbarna, majd néhány hónap múlva egyre világosabb sárgásbarna kiválás képződött. Vizét gyógyvízzé minősítették, az egerszalóki Termál Kemping fürdővízellátását és részben hőigényét biztosítja. Minden kút pozitív, a víz kora több ezer éves, eddigi működésük során egymásra káros hatást nem gyakoroltak. Jelenleg egy további új kút fúrása történik Demjén D-i határában. Abstract The Egerszalók-Demjén area of the Bükk thermal karst can be taken into account as an existing unit since 1961. It was when well De-42 of the Eger-Demjén Oil Field stopped yielding hydrocarbon but yielded subsurface waters stored in the Eocene limestone. The thermal karst water wells up from the depth of 407.5 m and its temperature is 65 C. First the locals tried to use it for watering but the attempt was unsuccessful. From the middle of the sixties, the latches of the well did not close tight 17
Dr. Lénárt László anymore, leading to a leakage of the well. As a result, the water has been flowing down on the hillside, creating a very spectacular sinter cone ( salt hill ). This formation became the symbol of Egerszalók. Two small pools were built in the beginning of the 1970s which served quite adequately the spa bathing demands of the local people. In 1987 a second well was drilled next to the first one. The new well, named De-42/A, yields the same quality and temperature water as De-42 does. The water was classified as water suitable for medicinal use in 1992. The aboveground parts of both wells were refurbished in 2002, and the necessary legal documents were obtained. The old well is responsible for the maintenance of the salt hill and the new one provides the water supply of the modern bath complex, opened in 2007. A heat treatment centre was built in 2010, where the water is cooled. There is no calc residue in the heat exchanger. Well K-10 of Demjén (Hegyes-kői well) was completed in 2006. Its depth is 696.5 m. The temperature of the thermal karst water yielding from Eocene limestone is 66 C. Its quality and gas content is similar to that of the two wells previously discussed. During the test run reddish brown residue was formed. Today there is an open cooling basin, and the white residue is significant in it. The thermal karst water is classified as medicinal water and used in the Demjén spa presently. Well K-11 of Demjén (Kenderföldi vadászles well) was completed in 2008. Its depth is 951.5 m. The temperature of the thermal karst water yielding from Triassic-Eocene limestone is 66 C. Its quality is very similar to that of the wells mentioned above but its gas content doesn t contain methane. During the test run different types of residue formed: close to the well yellowish white deposit appeared with sulphur content; further away from the well a different residue was detected: reddish brown at first, but a few months later it turned to a lighter yellowish brown deposit. The water is classified as water suitable for medicinal use. It is used in the Thermal Camping of Egerszalók; it supplies all its bath water, and partly satisfies its head demand. All the wells are positive. The age of the water can be measured in millennia. So far the wells created no negative impact on the yield of each other. Presently the water licence allows the drilling of another well in the south boundary of Demjén. 1. Bevezetés Egerszalók és Demjén térségében az 1961-es szénhidrogénre meddő, de termálvízre produktív egerszalóki termálkarsztkút létrehozása után indult meg a termálkarsztvíz felhasználása. Először helyi igényeket elégített ki, 1987-ben egy új kutat fúrtak a termálkarsztvíz nagyobb mértékű jelentősebb fürdőn keresztül történő felhasználása céljából. A helyi dimenzióból csak 2006-ban sikerült kilépni, létrehozva egy nemzetközi szintű fürdő-gyógyfürdő-szálloda együttest. 2006-ban és 2008-ban Demjénben készült el két termálkarsztkút. Az előző a demjéni fürdőt-gyógyfürdőt, az utóbbi az egerszalóki Termál Park Egerszalók létesítményeit látja el gyógyvízzel. Jelenleg készül Demjénben egy új termálkút és Egerszalókon is tervbe van véve egy további. A fentiek miatt az Egerszalók-Demjén Termálvölgy jelentősége egyre növekedni fog. Egerrel, ill. Andornaktályával együtt a DNy-i Bükk meghatározó termálkarsztvíz termelője és felhasználója. 18
A bükki termálkarszt Egerszalók-Demjén-i része feltártsága 2. A Bükki Termálkarszt Magyarország területének 9,9 %-án hideg karsztvízadó karbonátos kőzetek találhatók, viszont a termálkarsztvizet adó területek aránya 24 %-os az ország területéhez képest [Lénárt, 2011]. A karsztos hegységeinkben és peremükön hideg, előterükben langyos és meleg karsztforrások fakadnak, ill. meleg és forró vizet adó fúrt kutak működnek. Vizüket ivóvízként, valamint fürdési és gyógyászati célokra hasznosítják, ill. az emberi beavatkozás nélkül elfolyó forrásvizek ökológiai szempontból fontosak. Az utóbbi időben az energetikai (fűtési) célú termálkarsztvíz felhasználása is helyenként megvalósult. (Az 1800-as évek végétől napjainkig sokan álltak ki a hévíznek a fűtési, energetikai célú hasznosítása mellett, de a kezdeményezések zömmel elhaltak.) A termálkarsztvíz Magyarországon igen fontos víztípus, a vele való foglalkozás a szakmai okokon túlmenően jelentős gazdasági érdek is. Az EU Víz Keretirányelv alapján kijelölt 185 hazai, felszín alatti víztest közül 15 a termálkarsztos [Liebe, 2009]. Teljes területük 22.300 km 2, ami az ország területének 24 %-a. (Magyarország területének kb. 1/3-án termelhetünk hideg és meleg karsztvizet.) A bükki HU_kt.2.1. termálkarsztvíz víztest (1. ábra) a maga 4.300 km 2 -es kiterjedésével 2. a hazai területarányos rangsorban. 1. ábra. A bükki termálkarsztos víztest. (Liebe, 2009) A bükki termálkarszt Bükk-térséghez kapcsolódó részén lévő, ill. létesített langyos, meleg és forró források és kutak helyét, ill. a hideg-langyos-meleg karszt zonalitásának további bizonyítékait a 2. ábrán mutatjuk be. Ezen feltüntettük a Nyi irányban kapcsolódó Recsk-Bükkszék termálkarszt két jellegzetes termálkarsztvizes előfordulását (Recsk és Bükkszék), valamint a térség legmélyebb, Mályiban 2010-ben mélyült, 2311 m mély fúrásának a helyét is. Az előbbiek a Ny-felé történő kapcsolódáshoz adhatnak kutatási adatokat, az utóbbi a K-i irányban 19
Dr. Lénárt László elnyúló termálkarszt földtani-vízföldtani viszonyait segíthet megismerni. (A mályi fúrásról részletes vizsgálati eredmények még nem állnak rendelkezésünkre.) 2. ábra. A Bükk-térség termálkarsztvíz nyerő helyei. (Lexa, 2000; Lénárt, 2011) 3. Az Egerszalók-Demjén-i rész feltártsága, jelentősége A területen lévő termálkarsztkutak (és egy, a cikkírása közben mélyített, a termálkarsztot megcélozó fúrás) pontosabb helyét a 3. ábrán mutatjuk be. 3. ábra. A terület termálkútjai és egy új kutatás (Smaragd-GSH 2010; Lénárt 2011) 20
A bükki termálkarszt Egerszalók-Demjén-i része feltártsága Mindegyik fúrás a fedett karszton mélyült, az eltemetett karszt alaphegység felszínét [Smaragd-GSH Kft, 2010] a 4. ábrán láthatjuk. 4. ábra. Alaphegységi felszín térkép. (Smaragd, 2006; Lénárt, 2011) 5. ábra. Egerszalók-Demjén-i termálkarsztvíz kutak védőidomai. (Smaragd, 2010) Az 1. táblázatban a termálkarsztvíz kutak létesítéskori legfontosabb adatait tüntettük fel. 1. táblázat. A területen lévő kutak létesítéskori alapadatai. Kút jele, száma Terepszint [mbf] Talp [m] Szűrő [m] Nyugalmi nyomás [m] Nyugalmi vízszint [mbf] Talphőm. [ C] Kifolyó víz hőm. [ C] Egerszal. De-42 150 403 397-403 +19,2 169,2 68,9 65,0 Egerszal. De-42a 158,1 425,7 425 +22 180,1 72,0 68,0 Demj. K-10 172 690,5 687-693 +13,7 185,7 67,9 66,7 Demj. K-11 148,8 951 845-951 +28,9 177,7 68,3 66,3 A kutak vizének mennyiségi és minőségi védelmét a kijelölt védőidomok biztosítják (5. ábra). A kutak egymásra hatása minimális, a hideg karsztvíznek a 21
Dr. Lénárt László termál karsztvízre gyakorolt hatása egyértelmű (6. ábra), bár nem olyan erős, mint a Bükk Fennsíki Mészkő Formációban. A Bükk-térség termálkarsztvíz termelése 2010-ben 3.263 em 3 volt, amihez a túlfolyókon elfolyó, ökológiailag (is) hasznosuló vízmennyiségeket kell hozzászámolni, ill. a részleteiben nem ismert 10 % körüli további vízfelhasználást. Hideg karsztvíz szint (Nv-17) és termálkarsztvíz nyomásszintek 550 545 Nv-17 [mbf] De-K10 [bar] 0,9 0,8 Hideg karsztvíz szintje [ mbf ] 540 535 530 0,7 0,6 0,5 0,4 Termál karsztvíz nyomásszint [ bar ] 525 0,3 520 2008.01.01 2008.07.01 2009.01.01 2009.07.01 2010.01.01 2010.07.01 6. ábra. A nagymezői Nv-17 karszvízfigyelő kút (hideg, nyíltkarszt) és a hegységperemtől távol lévő demjéni K-10 termálkút (meleg, nyomás alatti karszt) napi átlagos vízszintjének, ill. nyomásszintjének változása, ill. kapcsolata A 7. ábrán a Bükk-térség víztermelését adjuk meg, külön feltüntetve a hideg, a langyos és a meleg-forró víztermelést. A De-42-es, 42/A-s kutak létesítése óta szabályozott felhasználás csak az utóbbi években történik. A rendelkezésünkre álló szórvány mérési és becslési adatokból megkíséreltük a kifolyó értékek meghatározását (8. ábra). Jól látható, hogy 2002- től beszélhetünk víztermelési oldalról rendezett viszonyokról. (Az általános csökkenő tendenciát részben az utánpótlás csökkenésének, részben a tolózárak (kútfejek) elcseppkövesedése miatti hozamcsökkenésnek tudjuk be). A területen lévő négy kút (becsült és mért) termelési értékeit a 9. ábrán és a 2. táblázatban adjuk meg. A terület víztermelése viszonylag nagy és emelkedő tendenciájú. 0,2 22
A bükki termálkarszt Egerszalók-Demjén-i része feltártsága 2. táblázat. A területen lévő kutak hozam és geotermikus gradiens adatai. Kút G g [m/ C] Év Kifolyás [m] Q [m 3 /d] Egerszalók De-42 6,52 2010 0 1400 Egerszalók De-42/a 6,65 2010 0 3700 Demjén K-10 11,78 2006 +0,7 1150 Demjén K-11 16,17 2008 +2 1050 3,5E+07 3,0E+07 a b c 2,5E+07 Yield [m 3 /year] 2,0E+07 1,5E+07 1,0E+07 5,0E+06 0,0E+00 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 7. ábra. A Bükk-térségi karsztvíztermelés hőmérséklet szerinti megoszlása. (Lénárt L., 2011; a: hideg; b: langyos; c: meleg és forró) 1 400 1 200 De-42 De-42/a Vízkivétel (becslés, mérés) [1000 m 3 /év] 1 000 800 600 400 Becslés Becslés Becslés 200 0 1961. jan. 1971. jan. 1981. jan. 1991. jan. 2001. jan. 2011. jan. 8. ábra. Az egerszalóki De-42 és De-42/A kutak mért és becsült vízhozama 1961-2011 között (2011. II. félév: extrapolált). (Lénárt L., 2011) 23
Dr. Lénárt László 4. Földtani-vízföldtani viszonyok A terület földtanilag rendkívül tagolt, a jelentős tektonika a tagolt alaphegységi felszín mellett változékony vastagságú fedő összletet hozott létre. A legfelső réteg, a miocén riolittufa a jelzett fúrásokkal feltárt területen 70-284 m, az oligocén agyag, agyagmárga 470-773 m vastagság. Az eocén mészkövet 20-43 m vastagságban tárták fel, de átfúrni csak a demjéni K-11 fúrás esetében sikerült. (A vízföldtani napló szerint a kb. 19 m vastag mészkőtörmelékes összlet eocén léte kérdéses, de ez az egyetlen fúrás, amelyben eocén alatt 83 m vastag triász mészkő van.) 1 600 1 400 De-42 Demj-K10 De-42a Demj-K11 Vízkivétel (mérés, becslés) [1000 m 3 /év] 1 200 1 000 800 600 400 200 0 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 9. ábra. Egerszalóki és demjéni kutak mért és becsült vízhozama 1961-2011 között (2011. II. félév: extrapolált). (Lénárt L., 2011) A vizsgált 6 termálkarsztvizet termelő kút közül 5 eocén mészkőből nyeri a vizét. A Demjéni K-11 esetében a 4 vízadó szakasz legjelentősebbje a bizonytalan korbesorolású eocén, a 3 triász vízadó alárendeltebb szerepű. 5. Összefoglalás A terület hidrogeológiai megismerése 1961-ben kezdődött és egy jelenleg mélyülő kutatófúrással pillanatnyilag is tart. Minden fúráson folyamatos hozam, vízszint és víznyomásmérés történik (az adatok a Bükki Karsztvíz Észlelő Rendszer részére is hozzáférhetőek), a vízjogi engedélyben meghatározott módon vízminőség- és 24
A bükki termálkarszt Egerszalók-Demjén-i része feltártsága kútvizsgálatok történnek. A gyógyvízzé minősített kutak vizét (3. táblázat) határozatban kijelölt védőidomok védik. A fokozódó termelés biztonsága érdekében egy regionális figyelőkút lemélyítése, folyamatos mérése és az adatainak a felhasználása szakmailag messzemenően indokolt. 3. táblázat. A gyógyvíz-határozatok lényegi vízminőségi adatai. De-42/A kalcium-, nátrium-, hidrogénkarbonátos jellegű, kénes, fluoridos, termális víz, jelentős metakovasav és metabórsav tartalommal Demj. K-10 kalcium-, nátrium-, hidrogénkarbonátos jellegű, kénes, termális víz Demj. K-11 magnézium-, nátrium-, hidrogénkarbonátos jellegű, kénes, fluoridos, termális víz, a szabad szénsav, a metakovasav és a metabórsav tartalom jelentős 6. Köszönetnyilvánítás A tanulmány a TÁMOP-4.2.1.B-10/2/KONV-2010-0001 jelű projekt részeként az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretében az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg. Irodalom Less Gy. Et al., (2005) A Bükk hegység földtana. MÁFI, Budapest, 284 p. Lénárt L. (2008): Hideg, langyos és meleg karsztvíz-zónák a Bükkben és környezetében. Mineral waters in the Carpathian Basin 5th International Scientific Conference. Csíkszereda, 2008. július 25-26. pp. 41-50. Lénárt L. (2010): The Interaction of Cold and Warm Karst Systems in the Bükk Region. Proc. of the 1th Knowbridge Conference on Renewables, pp. 111-118, Miskolc. Lénárt L. (2011): Hol kerestek és hol találtak termálkarsztvizet a Bükk térségében? Műszaki Tudomány az Észak-kelet Magyarországi Régióban. Miskolci Egyetem, 2011.05.18. pp. 411-420. Liebe P. (SZERK.) (2003): Tájékoztatók hazánk felszín alatti vizeiről, KvVM, CD, Bp. Liebe P. (2009): Kéziratos térkép, Budapest. SMARAGD-GSH Kft. (2010): Egerszalók De-42 (K-4; 9-2) és De-42/A (K-7; 9-84) jelű hévízkutak védőidomának meghatározása. Kézirat. Szucs P; Kovacs B; Bobok E; Toth A; Madarasz T (2010): Technological Review of Geothermal Energy Utilization. Proceedings of the 1st Knowbridge Conference on Renewables, Miskolc, pp. 37-44. 25