A Tatai visszatérő források hidrogeológiai vizsgálata 1 Kovács Attila, 1 Szőcs Teodóra, 2 Maller Márton, 2 Hajnal Géza 1 Magyar Földtani és Geofizikai Intézet 2 BME, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék FAVA Konferencia, Siófok, 2016.04.06
Tata a Vizek Városa 1950-1990 bányászati vízkivételek 700 m 3 /perc Utánpótlódás 485 m 3 /perc (Csepregi 2007). Vízszintsüllyedés (93 mbf 1990-re) 1961-1965 elapadtak a Tatai források (Fényes 1970-re) Vízműkutak lemélyítése 1961-től Panelházas beépítések 1970-től Bányabezárás 90-es évektől Regeneráció ( 40 m vízszint emelkedés) 2010-től források visszatérése (2001- től Fényes) Környezeti, vízelvezetési problémák Előzmények
Karsztvízszint süllyesztés 1990-ig Csepregi 2007
m 3 /d Bányászati vízkivételek a DKH-ban 1500000 Összes vízkivétel a Dunántúli-khg.-ben 1250000 1000000 750000 500000 250000 0 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 év Budapest DKH K-i rész T atabánya Dorog Kincses Várpalota DKH Ny-i rész Nyirád, Halimba Ajka Balinka, Dudar Források Hévízi-tó Csepregi 2015
Földtani viszonyok Triász víztartó ( 1000 m): Fődolomit, Dachsteini mkő, Jura: vékony (max. 100 m): pelágikus és bathiális mészkő képződmények Kréta: Tatai Mkő ( 77m), Vértessomlói Aleurolit ( 50 m) Oligocén: Mányi F., Csatkai F., (Kivéve Kálvária ) Miocén: Kisbéri Kavics, Száki Agyagmárga, Somlói F. (Kivéve Kálvária ) Kvarter: Folyóvizi kavics, homok, eolikus homok ÉNy-DK-i, illetve erre merőleges irányú tektonikai vonalak (eocén-pliocén tektonika)
Prekainozoos földtani térkép
Prepannóniai földtani térkép
Prekvarter földtani térkép
Hidrogeológiai viszonyok DKH egyik legjelentősebb megcsapolása Erózió bázis: Által-ér. Utánpótlódási terület: Gerecse NY, Vértes É, Bakony ÉK Sakktáblaszerű törésrendszer források Q=76,000-156,000 l/p (Sárvári 1990, Horusitzki 1923) Alacsony gradiens i=0,001-0,0005 Víztartók: Triász (Dachsteini Mkő), Kréta (Tatai, Környei F.) Vízrekesztők: Jura, Pannon (Száki Agyagmárga), Oligocén (Csatkai F., Mányi F.) Egyensúlyi karsztvíz szint 140 m Áramlási irány: Által ér Talajvíz: Száki F. felett: Pannon, kvarter, holocén homok. Nincs hidraulikai kapcsolat a karsztvízzel. Rétegvíz: Felső-Pannon Somlói Formációban (Tszf/2a). Hidraulikai kapcsolat. Források mind fedett mind nyílt földtani helyzetben a törések mentén jelennek meg.
Tektonikus kontroll
Talajvíz Vízszint (m f) Karszt 137 136 135 134 133 132 131 130 129 128 127 126 125 124 123 122 121 120 119 118 117 Pokol Fényes Tszf-1/a Tszf-2/a Té-1 Tszf-3/a Tszf-2/b Vízszint idősorok Tszf-10 Tszf-2/b 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Té-1 Té-2 Té-3 Tszf1/a Tszf-2/a Tszf-2/b Tszf-3/a Tszf-7 Tszf-8 Tszf-8 Tszf-9 Tszf-10 Fényes Pokol Lo Presti Tükör Té-2 Tszf-7 Lo Presti Té-3 Tszf-3/a Tszf-7 Tükör Tszf-2/a Tszf-9
Karsztvízszintek előrejelzése trendvizsgálattal Fizikai folyamat: Leszívás-visszatöltődés Alkalmazott formula: Cooper-Jacob (1946) kútfüggvény (Theis módszer egyszerűsített alakja) Logaritmikus függvény illesztés 2010: vízszint ugrás
Karsztvíz szint (m) Karsztvízszint előrejelzés 145 Té_1 140 135 130 125 120 y = 120.37ln(x)-1144.5 y = 120.37ln(x) - 1148.5 Té_2 Té_3 Piarista Kút (143.5) Pokol F. (140.8m) Lo Presti F. (139.3m) Kis mosó Kút (139.3m) Tükör F. (138m) Törökfürdő F (135.3m) Zsidó Iskola Kút (133m) Piactéri Kút (131m) Minnich Kút (130.3m) Vadászbolt (127.8) 115 2000 2003 2006 2009 2012 2015 2018 Dátum (év) Egyensúlyi karsztvízszint = 140 mbf
Veszélyeztetett területek
Forráshozamok vizsgálata Folyamatos hozammérések Fényes források, Katonai medence: Bukóél + DATAQUA Május 1 út 43 : mobil bukógát + DATAQUA Török fürdő: mobil bukógát + DATAQUA Rendszeres hozammérések: Lelekes, Zsidó iskola, Lo Presti, Büdös kút, Kastéy forrás, Május 1 út 43, 45, Török fürdő
Forráshozam (L/s) A Katonai-tó vízhozama 120 Katonai tó 110 100 90 80 70 60 2015.07.01 2015.08.01 2015.09.01 2015.10.02 Dátum
Forráshozam (L/min) Forráshozam idősorok keresztkorreláció Vízszint (mbf) 200 Hidrogramok 137 160 136 120 80 40 135 134 133 Május 1. út 45 Lelkes forrás Zsidó iskola kútja Kastély forrás Büdös csorgó kút Törökfürdő forrása TÉ-2 Té-3 LoPresti 0 2012. 1. 1. 2012. 12. 31. 2014. 1. 1. 2015. 1. 2. Dátum 132 A forráshozamok a vízszintekhez hasonlóan követik a csapadék eseményeket. A vízszintek 2 hetes késéssel reagálnak a csapadékeseményekre. A forráshozamoknál hosszabb eltolódás (több hónap) valószínűsíthető. Tata-Pokol és csapadék keresztkorreláció 1 0,6 0,2-0,2-0,6-1 -25-15 -5 5 15 25
Források vízkémiai összetétele Talajvíz Ca-Mg-SO 4 Karsztvíz Ca-Mg-HCO 3 40 20 60 80 80 Mg 60 40 20 Cl + SO4=> 40 60 20 80 80 60 KEVEREDÉS <=Ca + Mg 40 20 SO4 80 60 40 20 TATA 26 TATA 27/A TATA 28 TATA 34 TATA 41 TATA 8 TATA Törökfürdõ-f. TATA Május 1. út 43. TATA Május 1. út 45. TATA Lelkes-f. TATA Fényes-f. Fürdõ TATA Lo Presti-f. TATA Kastélykerti-f. TATA Pokol-f. barlang TATA Büdös csorgó TATA Kismosó kút Kismosó patak Kismosó patak habzas Ca Na+K HCO3+CO3 Cl 20 40 60 80
Talajvíz megfigyelő kutak vízkémiai összetétele 20 40 60 80 20 40 60 80 Mg 20 40 Cl + SO4=> 60 80 80 60 <=Ca + Mg 40 20 SO4 20 40 60 80 Ca Na+K HCO3+CO3 Cl 80 60 40 20 TATA 50 TSZF-1/a TATA 51 TSZF-2/a TATA 52 TSZF-2/b TATA 53 TSZF-3/a TATA 54 TSZF-4 TATA 55 TSZF-5 TATA 56 TSZF-6 TATA 57 TSZF-7 TATA 58 TSZF-8 TATA 59 TSZF-9 TATA 26 TATA 27/A TATA 28 TATA 34 TATA 41 TATA 8 TATA Törökfürdõ-f. TATA Május 1. út 43. TATA Május 1. út 45. TATA Lelkes-f. TATA Fényes-f. Fürdõ TATA Lo Presti-f. TATA Kastélykerti-f. TATA Pokol-f. barlang TATA Büdös csorgó TATA Kismosó kút Kismosó patak Kismosó patak habzas
Vízkémiai jellemzők Karsztvizek Ca-Mg-HCO 3 típusúak Dolomitos víztartóra utal Karsztvíz: Fényes-forrás, Lo Presti forrás, Törökfürdő forrása, Pokol forrás, Zsidó iskola kútja, a Május 1. út 43 és 45, Kastélykerti-forrás és Kismosó kút Ca-Mg-HCO 3 -SO 4 -os víztípus lokális szennyezés (Nitrát!) / keveredés talajvízzel Lelkes-forrás és a Büdös csorgó kút: Külön csoport Mg-Ca-SO4- HCO3 Talajvizes kutak (TSZF): Változatos vízösszetétel, többnyire Ca- Mg-HCO 3- SO 4 víztípus A talajvíz összetétele a felszíni földtan ill. szennyezés hatásait tükrözi (Nitrát!)
Karsztvíz összetételének időbeli változásai: HCO 3 1983-2004 csökkenés, majd emelkedés
Karsztvíz összetételének időbeli változásai: SO 4 1978-1990 emelkedés, majd csökkenés
Karsztvíz összetételének időbeli változásai: Cl 2002-ig stabil, majd csökkenés
A vízösszetétel időbeli változásai HCO 3 koncentráció vízkivétel hatására csökkent, a visszatöltődés hatására emelkedni kezdett A szulfáttartalom a hidrogénkarbonáttal ellentétesen mozog: Az SO 4 koncentráció vízkivétel hatására emelkedett, a visszatöltődés hatására csökkenni kezdett A kloridion koncentráció a rendelkezésre álló adatok alapján stabil volt a vízkivétel során, majd a visszatöltődés hatására csökkenni kezdett. Az anionok koncentráció változásai feltehetően a rendszer geokémiai visszarendeződését jelzik. A vízszintekkel szemben, a geokémiai változások 10-20 éves késleltetéssel jelentkeznek. A vízkémiai váltás feltételezhető oka a kitermelés hatására fellépő gradiens inverzió és az áramlási irányok megváltozása (ÉK DNy)
Keveredési folyamatok 1.
Keveredési folyamatok 2.
Keveredés, szennyezés TSZF-2/b kút kémiai összetételét tekintettük szélső talajvizes tagnak. Vadászboltnál és Attila fakadásnál talajvíz hozzákeveredés (magasabb hidrogénkarbonát és szulfát). Május 1. út 45. tipikus karsztvíz, magas klorid és a nitrát tartalom, antropogén hatás. A Büdös csorgó kút teljesen eltérő kémiai összetétel, alacsony hidrogénkarbonát, magas szulfát és klorid tartalom.
Izotóp geokémiai jellemzők
Izotóp geokémiai jellemzők
Izotóp geokémiai jellemzők Karsztvizekben 0,5 TU nincs 50 évnél fiatalabb komponens. 14 C és delta 18 O alapján a karsztvizek 11-13,000 évesek Kismosó-patak és kút főként csapadék eredetű. A 3 H, Cl és SO 4 párhuzamos növekedése talajvíz keveredésre utal.
Összefoglalás Bányászat 1950-1990 Források elapadása Visszatöltődés Források visszatérése Környezeti és vízelvezetési problémák Források: Tektonikai zónák mentén fedett és nyílt környezetben egyaránt. Pannon márgák szerepe kérdéses. Várható egyensúly: Évtized végéig valószínűleg kialakul Forráshozamok több hónapos késéssel reagálnak a csapadékra Depresszió és visszatöltődés geokémiai változások (10-20 év késéssel) Források: Karsztvíz eredet. Kastélykerti forrás, Kismosó kút, Vadászbolt keveredés talajvízzel. Büdös csorgó kút Teljesen eltérő vízkémia Karsztvizek: Pleisztocén korúak A rendszer regenerációja zajlik. A vízszintek helyreállása néhány éven belül várható, a vízkémiai egyensúly helyreállása hosszabb folyamat. Az egyensúlyi vízszinteket a változó klimatikus viszonyok is befolyásolni fogják.
Köszönöm a figyelmet!