Természetes nyomjelzők alkalmazása vízföldtani modellekben a Szentendreisziget

Természetes nyomjelzők alkalmazása vízföldtani modellekben a Szentendreisziget példáján Kármán Krisztina I. éves Ph.D hallgató Környezeti földtudomány program Témavezetők: Szabó Csaba, Ph.D Fórizs István, Ph.D

Doktori dolgozat célja A Szentendrei-sziget egy kiválasztott területének hidrodinamikai és tömegtranszport modellezése, majd ennek stabil oxigén és hidrogén izotópokkal, illetve trícium izotóppal való pontosítása Hőtranszport modell építése ugyanazon a területen jobb megértése azoknak a folyamatoknak, amelyek a Duna-víz termelő kutakig történő eljutása során zajlanak

Vázlat Földtani felépítés ~900 fúrás alapján Mintavételi helyek bemutatása napi mintavétel (Duna, Tahi I/16) Oxigén, hidrogén izotóp 2 évig (össz. 1000) 98 db O és 54 db H Trícium 2 évig (össz. 170) heti mintavétel (Duna 2x, K-1, (K-3), Pó I/1) 10 hónapig (össz. 110 db) 69 db O és D, vízkémia Eddigi eredmények Tahi I/16 Kisoroszi-3 Kisoroszi-1 Pócsmegyer I/1 Budapest

A Szentendrei-sziget Földtani Vízbázis felépítés TORZÍTOTT szelvény Góczán, 1955 után módosítva

FEKÜ az agyag felszíne

FEDŐ az folyami kavics felszíne

TEREP a fedőrétegek felszíne

Földtani felépítés Szentendrei-sziget

Földtani felépítés

szentendrei Duna-ág Földtani felépítés Tahi I/16 Kisoroszi-1 váci Duna-ág TORZÍTOTT szelvény Góczán, 1955 után módosítva

0 5 10 15 20 25 2009.08.10. 2009.08.24. 2009.08.31. 2009.09.14. 2009.09.21. 2009.10.05. 2009.10.12. 2009.10.26. 2009.11.02 2009.11.09. 2009.11.16. 2009.11.23. 2009.11.30. 2009.12.07. 2009.12.14. 2010.01.11. 2010.01.18. 2010.02.08 2010.02.15 2010.02.22 2010.03.01 2010.03.08 2010.03.16 2010.03.22 2010.04.06 2010.04.12 2010.04.19 2010.04.26 2010.05.03 2010.05.10 2010.05.17 2010.05.25 2010.05.31 Dátum Hőmérséklet ( C) Kisoroszi-1 Kisoroszi-3 Pócsmegyer I/1 Szentendrei-Duna Váci-Duna Heti vízmintavétel Hőmérséklet

Heti vízmintavétel Vezetőképesség 300 350 400 450 500 550 600 650 700 2009.08.10. 2009.08.24. 2009.08.31. 2009.09.14. 2009.09.21. 2009.10.05. 2009.10.12. 2009.10.26. 2009.11.02 2009.11.09. 2009.11.16. 2009.11.23. 2009.11.30. 2009.12.07. 2009.12.14. 2010.01.11. 2010.01.18. 2010.02.08 2010.02.15 2010.02.22 2010.03.01 2010.03.08 2010.03.16 2010.03.22 2010.04.06 2010.04.12 2010.04.19 2010.04.26 2010.05.03 2010.05.10 2010.05.17 2010.05.25 2010.05.31 Dátum Vezetőképesség (us/cm) -200-100 0 100 200 300 400 500 600 Vízállás (mbf) Kisoroszi-1 Kisoroszi-3 PócsmegyerI/1 Váci-Duna Szentendrei-Duna vízállás

Oxigén izotóp ( VSMOW ) Heti vízmintavétel Oxigén izotóp -10,0-10,1-10,2-10,3-10,4-10,5-10,6-10,7-10,8-10,9-11,0 Szentendrei-Duna Váci-Duna Kisoroszi-1 Kisoroszi-3 Pócsmegyer I/1 2009.10.12. 2009.10.26. 2009.11.02. 2009.11.09. 2009.11.16. 2009.11.23 2009.11.30 2009.12.07 2009.12.14 2010.02.08 Dátum 2010.02.15 2010.02.22 2010.03.01 2010.03.08 2010.03.16 2010.03.22 2010.04.06 2010.04.12 2010.04.19

Hidrogén izotóp ( VSMOW ) Heti vízmintavétel Hidrogén izotóp -70-72 -74-76 -78-80 Szentendrei-Duna Váci-Duna Kisoroszi-1 Kisoroszi-3 Pócsmegyer I/1-82 2009.10.12. 2009.10.26. 2009.11.02. 2009.11.09. 2009.11.16. 2009.11.23 2009.11.30 2009.12.07 2009.12.14 2010.02.08 Dátum 2010.02.15 2010.02.22 2010.03.01 2010.03.08 2010.03.16 2010.03.22 2010.04.06 2010.04.12 2010.04.19

Oxigén izotóp ( VSMOW ) Vízállás (mbf) Napi vízmintavétel Oxigén izotóp -10,0 Szentendrei-Duna 1000-10,2 Tahi I/16 vízállás 900 800-10,4 700 600-10,6 500 400-10,8 300-11,0 200 100-11,2 0 2010.02.24 2010.03.03 2010.03.10 2010.03.17 2010.03.24 2010.03.31 2010.04.07 2010.04.14 2010.04.21 Dátum 2010.04.28 2010.05.05 2010.05.12 2010.05.19 2010.05.26 2010.06.02

Hidrogén izotóp ( VSMOW ) Vízállás (mbf) Napi vízmintavétel Hidrogén izotóp -70,0 Szentendrei-Duna 1000-72,0 Tahi I/16 900-74,0 vízállás 800-76,0 700-78,0 600-80,0 500-82,0 400-84,0 300-86,0 200-88,0 100-90,0 0 2010.02.24 2010.03.03 2010.03.10 2010.03.17 2010.03.24 2010.03.31 2010.04.07 2010.04.14 2010.04.21 Dátum 2010.04.28 2010.05.05 2010.05.12 2010.05.19 2010.05.26 2010.06.02

Összefoglalás A modellépítéshez szükséges földtani információk összegyűjtése, krígelése 2009 októbertől heti mintavétel 5, majd 4 helyszínen 2010 február végétől napi mintavétel 2 helyszínen Eddigi összesen 290 mérés elvégzése (167 db O 123 db H) A modellpontosításhoz szükséges negatív izotópos csúcs az eddigi mérésekből úgy látszik, hogy pontosan leírható lesz

Absztraktok Megjelent absztraktok: Kármán, K., Fórizs, I., Deák, J. & Szabó, Cs. (2009) Stable Isotopes and hydrogeochemical parameters in a riverbank filtration system (Szentendre Island, Hungary). MinPet 2009 MSCC 2009, September 07-11, 2009, Budapest, Mitteilungen der Österreichischen Mineralogischen Gesellschaft, 155, 74. poszter Kármán, K. (2010) What do isotopes tell us about the riverbank filtration systems? Examples from Szentendre Island, Hungary. 1st Students International Geological Conference, April 16-18, 2010, Krakkó, Lengyelország, Abstracts, 23-24. szóbeli előadás Elfogadott absztraktok: Kármán, K., Fórizs, I., Tóth, M., Németh, T., Szabó, Cs. (2010) Genesis of a unique stalactite formed in a tunnel under the River Danube. 20th General Meeting of the International Mineralogical Association, 2010 augusztus 21-27, Budapest poszter 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, 2010 szeptember 12-17., Krakkó, Lengyelország szóbeli előadás

Népszerűsítő előadások Kármán, K. (2010): Egy új mérőműszer, a víz izotóparánymérő lézer analizátor ismertetése. International Assosiation of Hydrogeologists Magyar Nemzeti Bizottságának éves ülése, 2010. május 26., Magyar Állami Földtani Intézet Kármán, K. (2010): Kék arany, ami a csapból folyik. GEONAPOK Ásványbörze és földtudományos hétvége a Millenárison, 2010. június 4-6. Kármán, K. (2010): Globális éghajlati változások vizsgálatának lehetőségei. GEONAPOK Ásványbörze és földtudományos hétvége a Millenárison, 2010. június 4-6.

Kéziratok és ösztöndíjak Elfogadott kézirat: Kármán, K., Fórizs, I., Deák J. & Szabó, Cs. (2010) Parti szűrésű rendszerek vizsgálata vízkémiai és geokémiai ( 18 O) módszerek segítségével a Szentendrei-sziget példáján. Hidrológiai Közlöny (megjelenés alatt) Beküldött kézirat: Kármán, K., Fórizs, I., Deák, J. & Szabó, Cs. (2010) Oxygen Isotopic Composition in a Riverbank Filtration System Case Study on Szentendre Island, Hungary. 7 oldalas szerkesztett kézirat Ösztöndíjak Köszönöm a figyelmet! Regional Training Course and Conducting Fieldwork in Isotope Hydrology, Belene, Bulgária, 2010. június 28 július 2 (1 hét) Application and Modeling of Isotope Data to Estimate Surface-Groundwater Interactions, München, Németország, várhatóan 2010. őszén 1 hónap

Oxigénizotópos vizsgálat A mérés elve A folyó (esetünkben a Duna) vizének 18 O/ 16 O értékei kis mértékben folyamatosan változnak (-11 alpi eredetű víz* -9,5 lokális csapadékvíz*) A 18 O/ 16 O arány (δ 18 O érték) változása valamekkora időeltolódással a kutakban is megjelenik. Elérési idő számítható! * Deák et al., 1992; Fórizs & Deák, 1998

Oxigénizotópos vizsgálat A mérés elvei A helyi csapadékvizet és Duna-vizet azért lehet elkülöníteni, mert a kettő izotópos összetétele a magassági, a szélességi és a kontinentális hatás, illetve a csapadékhulláskor mérhető hőmérséklet miatt eltérnek. Csapadékvíz Duna-víz részarány becsülhető!

Kisoroszi 2. csáposkút

Eredmények

18 O K 2 várható Eredmények 18 0,63x O 0,37x 10,64 Duna A váci Duna-ág és a Kisoroszi-2 csáposkút mért, illetve 32 nappal eltolva a -10,00 Kisoroszi-2 csáposkút becsült 18 O értékei váci Duna-ág Kisoroszi-2 Kisoroszi-2 becsült -10,10-10,20-10,30-10,40-10,50-10,60-10,70-10,80-10,90 2008.10.29 2008.10.31 2008.11.02 2008.11.04 2008.11.06 2008.11.08 2008.11.10 2008.11.12 2008.11.14 2008.11.16 2008.11.18 2008.11.20 2008.11.22 2008.11.24 2008.11.26 2008.11.28 2008.11.30 2008.12.02 2008.12.04 2008.12.06 2008.12.08 2008.12.10 2008.12.12 2008.12.14 2008.12.16 2008.12.18 2008.12.20 Dátum

C Eredmények Hőmérséklet változása 1984-2005 között a vizsgált megfigyelőkutakban 30 F.10 F.11 F.12 K.74 T.I.55 K.73 25 20 15 10 5 0 1984. 1. negyedév 1984. 4. negyedév 1985. 3. negyedév 1986. 2. negyedév 1987. 1. negyedév 1987. 4. negyedév 1988. 3. negyedév 1989. 2. negyedév 1990. 1. negyedév 1990. 4. negyedév 1991. 3. negyedév 1992. 2. negyedév 1993. 1. negyedév 1993. 4. negyedév 1994. 3. negyedév 1995. 2. negyedév 1996. 1. negyedév 1996. 4. negyedév 1997. 3. negyedév 1998. 2. negyedév 1999. 1. negyedév 1999. 4. negyedév 2000. 3. negyedév 2001. 2. negyedév 2002. 1. negyedév 2002. 4. negyedév 2003. 3. negyedév 2004. 2. negyedév 2005. 1. negyedév 2005. 4. negyedév Dátum