Budai karsztrendszer utánpótlódási viszonyainak hidrodinamikai vizsgálata vizgeokémiai adatok figyelembevételével

Előnézet	PDF (disszertáció) Download (10MB) | Előnézet
Előnézet	PDF (tézisfüzet) Download (66kB) | Előnézet
Előnézet	PDF (tézisfüzet) Download (51kB) | Előnézet

Absztrakt (kivonat) idegen nyelven

A dolgozat célja, hogy a budai termálkarszt rendszer egészére egy integrált vízföldtani-vízgeokémiai-izotóp hidrológiai értelmezés készüljön, mely jellemezi a felszín alatti áramlási rendszert 3D-s vízföldtani és transzport modell elkészítésével. A téziseim a következők: A termálkarszt hidrogeokémiai értékeléséhez elkülönítettem az áramlási rendszert leíró hidraulikus potenciálviszonyokat, mégpedig két egymástól eltérő, vertikálisan változó sűrűségeloszlású rendszerre: egy hideg-, (lefelé áramló, de fokozatosan geotermikus állapotra felmelegedő) és egy meleg- (felfelé áramló, de kissé lehűlő) ágra. Elméleti megfontolások során számszerűsítettem a nyomásviszonyokat mindkét sűrűségű áramlási rendszerben, így egyértelművé tettem a két eltérő hőmérsékletű és sűrűségű víztömeg között jelentkező felhajtó erő— vagyis a ”hőlift” — következményét, illetve a termálvíz feláramlását a meleg-langyos források felé. Így számszerűsítve tisztáztam a terület felszín alatti vízáramlási irányait. A tanulmányozott területre permanens állapotra 3 dimenziós numerikus modellt készítettem, melyben elkülönítettem a mély áramlású karsztvíz rendszert a sekély vízáramlási (talajvíz) rendszertől, majd a két rendszert egy egységbe foglaltam. Kiszámítottam a terület vízmérlegét, mely alapján az egész tanulmányozott területen beszivárgott víz, 75 %-a felső modell-rétegen a lokális áramlási rendszeren keresztül, míg 25%-a a kutak és források összhozamaként kerül újra felszínre. A vízmérleg számításnál a rossz vízvezető képességű paleogén–neogén üledékes összletet, mely a két víztartó réteg között helyezkedik, két külön felső és alsó zónára osztottam, így számításokkal is igazolt, hogy a paleogén-neogén komplex rétegre beszivárgott víz 42%-a a felső zóna peremén keresztül táplálja a karsztrendszert. Ez jól tükrözi a karszt rendszer érzékenységét, azaz a felszínen beszivárgó szennyeződés a takaró réteg felső peremén keresztül juthat a karszt rendszerbe. A δ18O és 14C indikátorok segítségével ellenőriztem a modell megbízhatóságát. A δ18O transzport modellezés eredményei alapján, a Budapest középső zónában elhelyezkedő mély kutakból és a déli kutakból nyert idős termálvizek az utolsó eljegesedés során szivárogtak be. A termálvizek 14C transzport folyamatok modellezése a karsztvíz 30 ezer év körüli tartózkodási idejét igazolja az áramlási rendszerben. Ez megerősíti a δ18O transzport modellezés eredményét. A terület karsztvizeinek geokémiai értékelsével és a karsztvizek térbeli eloszlása segítségével az 3D áramlási modell által kijelölt áramlási pályákat pontosítottam. Az eredmények alapján a Budapest középső zónájában jelölt keveredési pálya irányában a meleg források felé a fiatal vizek keveredési aránya az idős vizekkel 10%-től közel 50%-re növekszik. A Budapest déli kútjaira végzett geokémiai értékelés egy feláramlási pálya valószínűségét igazolta. A δ18O, 14C és δ34S adatok értékelése is a takaró réteg felső peremén áramló fiatal vizek keveredési valószínűségét igazolta, amelyet a zonebudget eredményei egyértelműen alátámasztanak. A komplex hidrogeológiai, hidrogeokémiai és izotóphidrológiai értékelések együttes alkalmazásával sikerült olyan 3D permanens állapotú vízföldtani modellt készíteni, ahol eltérő hőmérsékletű, sűrűségű és geokémiai tulajdonságú vizek áramolnak.

Tétel nézet