Természetes nyomjelzők alkalmazása vízföldtani modellekben a Szentendrei-sziget példáján Kármán Krisztina II. évfolyam Témavezetők: Szabó Csaba Fórizs István L RG ANNO 1998 ELTE FACULTAS SCI. NAT. * UNIV. BUDAPESTINENSIS DE EÖTVÖS NOM. *
278000 Vázlat 276000 274000 272000 Tahi II. Kisoroszi Tótfalu Tahi I. Váci-Duna Vizsgált terület 2 millió ember 320 000 m 3 /nap Fekete-doboz módszer lumped parameter model Eredmények Összefoglalás 270000 268000 266000 264000 262000 260000 258000 256000 254000 252000 250000 Szentendrei-Duna Surány Pócsmegyer III. Pócsmegyer I-II. Horány III. Monostor II-V. Horány I-II. Szigeti II. Balpart II. Monostor I. Balpart I. Szigeti I. 248000 Budapest 246000
Célkitűzés Duna-víz és a helyi háttérvíz arányának meghatározása a termelőkutakban Szivárgási idő hossza a Duna és a termelőkutak között Duna-víz diszperziója a termelőkutakig Megfigyelőkutak segítségével a háttérvíz jellemzése A kutatást a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség által támogatott RER8/0/16 számú Using environmental isotopes to investigate connection of stream water and groundwater in the Danube Basin című pályázata támogatja. A pályázat keretén belül 6 ország 7 mintavételi területen próbálja meg a különböző rendelkezésre álló stabil és radioaktív izotópos módszerekkel pontosítani az egyes kiválasztott területek vízáramlási modelljeit.
Szentendrei-sziget átlagos helyi csapadék -9,2 δ 18 O évszakosan változó -11,0 δ 18 O évszakosan változó -11,0 δ 18 O Ny szentendrei Duna-ág váci Duna-ág K futóhomok talaj ó-holocén iszapos homok pleisztocén folyami homok pleisztocén folyami kavics bádeni agyag Góczán (1955) után
csapadék átlagos évi csapadék: 9,2 Duna (Bécsnél) háttérvíz beszivárgás a felszín alatti vízbe a csapadék éves váltakozásai elmosódnak a korábban beszivárgott Duna-víz hatására sokkal negatívabb, mint a csapadékvíz: 10,55 a Duna-víz d 18 O összetétele lecsökken nyáron a nagy mennyiségű alpi csapadékvíz hatására
Fekete-doboz módszer Duna C Duna (bemeneti) = időben változó g szivárgás a Dunából a csáposkút felé (T, P D ) C Duna a szivárgás után csáposkút C csáposkút (kimeneti) = időben változó helyi háttérvíz 1- g C helyi háttérvíz (bemeneti) = -10,4
Fekete-doboz módszer Duna C Duna (bemeneti) = időben változó g szivárgás a Dunából a csáposkút felé (T, P D ) C Duna a szivárgás után
Fekete-doboz módszer Duna g C Duna (bemeneti) = időben változó szivárgás a Dunából a csáposkút felé (T, P D ) C Duna a szivárgás után C out = C Duna a szivárgás után C in = C Duna t = eltelt idő l = bomlási állandó (stabil izotóp esetén 0) g(t) = szivárgási idő eloszlási tényezője P D = diszperziós állandó
Fekete-doboz módszer Duna C Duna (bemeneti) = időben változó g szivárgás a Dunából a csáposkút felé (T, P D ) C Duna a szivárgás után csáposkút C csáposkút (kimeneti) = időben változó helyi háttérvíz 1- g C helyi háttérvíz (bemeneti) = -10,4
Fekete-doboz módszer Duna C Duna (bemeneti) = időben változó g szivárgás a Dunából a csáposkút felé (T, P D ) C Duna a szivárgás után csáposkút C csáposkút (kimeneti) = időben változó helyi háttérvíz 1- g C helyi háttérvíz (bemeneti) = -10,4
2010.02.24 2010.03.04 2010.03.12 2010.03.20 2010.03.28 2010.04.05 2010.04.13 2010.04.21 2010.04.29 2010.05.07 2010.05.15 2010.05.23 2010.05.31 d 18 O ( ) Vízállás (mbf) Eredmények -10.2 Tahi I/16 2010. február 24. 2010. május 31. Vízszint szentendrei Duna-ág Tahi I/16 1300 1100-10.7 900-11.2 700 500-11.7 300-12.2 100 Dátum
2010.02.24 2010.03.04 2010.03.12 2010.03.20 2010.03.28 2010.04.05 2010.04.13 2010.04.21 2010.04.29 2010.05.07 2010.05.15 2010.05.23 2010.05.31 d 18 O ( ) Vízállás (mbf) Eredmények -10.2 Tahi I/16 2010. február 24. 2010. május 31. Vízszint szentendrei Duna-ág Tahi I/16 Becsült TI/16 1300 1100-10.7 900-11.2 700 500-11.7 300-12.2 100 Dátum
Eredmények Duna g = 0,93 0,99 C Duna (bemeneti) = időben változó szivárgás a Dunából a csáposkút felé T = 17,2 18,0 nap P D = 0,8 C Duna a szivárgás után csáposkút C csáposkút (kimeneti) = időben változó helyi háttérvíz C helyi háttérvíz (bemeneti) = -10,4 1- g = 0,01 0,07-10,0-10,2-10,4 Szentendre Danube Tahi I/16 well Estimated TI/16 well d 18 O ( ) -10,6-10,8-11,0-11,2 Az irodalmi adatokkal összevetve életszérű: 24.02.2010 03.03.2010 10.03.2010 17.03.2010 24.03.2010 31.03.2010 07.04.2010 14.04.2010 Date 21.04.2010 28.04.2010 05.05.2010 12.05.2010 19.05.2010 26.05.2010 Maloszewski & Zuber 1982 Journal of Hydrology Maloszewski & Zuber 1996 IAEA-TEC-DOC Stichler et. Al 1986 Journal of Hydrology
2010.08.16 2010.08.24 2010.09.01 2010.09.09 2010.09.17 2010.09.25 2010.10.03 2010.10.11 2010.10.19 2010.10.27 2010.11.04 2010.11.12 2010.11.20 2010.11.28 2010.12.06 2010.12.14 2010.12.22 2010.12.30 2011.01.07 2011.01.15 2011.01.23 2011.01.31 2011.02.08 2011.02.16 2011.02.24 2011.03.04 2011.03.12 2011.03.20 2011.03.28 2011.04.05 d 18 O ( ) Vízállás (mbf) -10.2 Vízállás (mbf) Duna Tahi I/16 termelőkút Eredmények Tahi I/16 2011. augusztus 16. 2011. április 05. 1300 1100-10.7 900-11.2 700 500-11.7 300-12.2 100 Dátum
2010.08.16 2010.08.24 2010.09.01 2010.09.09 2010.09.17 2010.09.25 2010.10.03 2010.10.11 2010.10.19 2010.10.27 2010.11.04 2010.11.12 2010.11.20 2010.11.28 2010.12.06 2010.12.14 2010.12.22 2010.12.30 2011.01.07 2011.01.15 2011.01.23 2011.01.31 2011.02.08 2011.02.16 2011.02.24 2011.03.04 2011.03.12 2011.03.20 2011.03.28 2011.04.05 d 18 O ( ) Vízállás (mbf) -10.2 Vízállás (mbf) Duna Tahi I/16 termelőkút Becsült TI/16 Eredmények Tahi I/16 2011. augusztus 16. 2011. április 05. 1300 1100-10.7 900-11.2 700 500-11.7 300-12.2 100 Dátum
Megfigyelőkutak 2010. 9-10. hó, 2011. 04. hó δ 18 O, δ 2 H, 3 H
Eredmények 2010. 9-10. hó 276000 274000 272000 K.170 K.56.A K.64 F.2 F.9 F.54 F.5 T.II.1 F.8 F.4 F.7 T.II.72 T.II.69 F.10-64 F.13-66 TO.40 T.I.5 TO.28 Megfigyelőkutak (északi terület) 270000 645000 650000-72 655000 2011. 4. hó -74 dd -68-70 -76 2010. 9-10 hó 2011. 04 hó 276000 274000 272000 K.170 K.64 K.56.A F.9 F.54 F.5 T.II.1 F.8 F.4 F.7 T.II.72 T.II.69 F.12 F.11 F.10-78 -80-11.0-10.5-10.0-9.5-9.0-8.5-8.0 TO.40 F.14 F.13 TO.28 R.10 T.I.5 F.18 d 18 O 270000 645000 650000 655000
Összefoglalás A modellépítéshez szükséges földtani információk összegyűjtése 2010. február 24. 2010. május 31. időszak modellezése megtörtént 2010. augusztus 16. 2011. január 31. időszak modellezése megtörtént, folyamatosan zajlik a további minták mérése
Tudományos publikációk Cikkek Kármán, K., Fórizs, I., Deák J. & Szabó, Cs. (2010) Parti szűrésű rendszerek vizsgálata vízkémiai és geokémiai (d 18 O) módszerek segítségével a Szentendrei-sziget példáján. Hidrológiai Közlöny, 90, 49-53. N. Horvatinčić, J. Barešić, I. K. Bronić, K. Kármán, I. Fórizs and B. Obelić (2011) Study of the Sava River infiltration to the groundwater in Zagreb area using isotope analyses. Central European Geology (megjelenés alatt) Konferencia kiadványok Kármán, K., Fórizs, I., Deák, J. & Szabó, Cs. (2009) Examination of riverbank filtered systems by means of d18o, conductivity, temperature and ph measurements on the example of an active aquifer (in Hungarian with English abstract). 11th Mining, Metallurgy and Geology Conference, April 02-05, 2009, Máramarossziget (Sighetu Marmatiei, Transylvania), (ISSN 1842-9440), 155-158. Kármán, K., Fórizs, I., Deák, J. & Szabó, Cs. (2010) Oxygen isotopic composition in a riverbank filtration system - case study on Szentendre Island, Hungary. XXXVIII IAH Congress, September 12-17, 2010, Krakow (Poland), (ISSN 0208-6336), 1611-1618. Kármán, K., Maloszewski, P., Fórizs, I., Szabó, Cs. & Deák, J. (2011) Lumped parameter models for the interpretation of environmental tracer data on Szentendre Island (in Hungarian with English abstract). 13th Mining, Metallurgy and Geology Conference, March 31 April 03, 2011, Gyergyószentmiklós (Gheorgheni, Transylvania), (ISSN 1842-9440), 206-209.
Tudományos publikációk Absztraktok 13 db XVIII IAH Congress: International Association of Hydrologist s, Krakkó Konferencia a Felszín Alatti Vizekről, Siófok XIII Bányászati-, Kohászati és Földtani Konferencia, Gyergyószentmiklós Elnyert díj Legjobb ifjú elöadó díja az Erdélyi Magyar Tudományos Társaság által odaítélve (XIII BKF) Tanulmányutak 2010. Június 28. 2010. július 2.: Belene, Bulgária Regional Training Course on Planning and Conducting Fieldwork in Isotope Hydrology 2010. November 15 2010. december 14: Helmholtz Zentrum München Isotope Modelling in Hydrology (prof. Piotr Maloszewski)
További feladatok További minták mérése Duna napi mintavétele zajlik december óta (kb. 180 minta mérésre vár) Tahi I/16 zajlik (kb. 40 minta mérésre vár) Megfigyelőkutak mintavétele» 2010 ősz (kb. 50 minta mérésre vár)» 2011 tavasz (kb. 50 minta mérésre vár)» további mintavételek Termelőkutak mintavétele» 2011 tavasz (kb. 30 minta mérésre vár) Modell pontosítása Vízállás figyelembe vétele Megfigyelőkutak vízkémiai paramétereinek feldolgozása Háttérvíz viselkedésének pontos leírása
Liquid Water Isotope Analyser Lézeres izotóp-arány meghatározó műszer Különböző izotópok különböző hullámhosszokat nyelnek el Közvetlenül a molekulákat méri nincs szükség mintaelőkészítésre
Köszönöm a figyelmet! Köszönetnyilvánítás: Nemzetközi Atomenergia Ügynökség Fővárosi Vízművek Zrt. Litoszféra Fluidum Kutató Laboratórium
Fekete-doboz módszer Duna C Duna (bemeneti) = időben változó g szivárgás a Dunából a csáposkút felé (T, P D ) C Duna a szivárgás után csáposkút C csáposkút (kimeneti) = időben változó helyi háttérvíz 1- g C helyi háttérvíz (bemeneti) = -10,4