Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

A Dunántúli-khg. és a bányászati célú karsztvízszint-süllyesztés

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "A Dunántúli-khg. és a bányászati célú karsztvízszint-süllyesztés"— Előadás másolata:

1 A Dunántúli-khg. és a bányászati célú karsztvízszint-süllyesztés
A DKH geológiája és hidrogeológiája A szén- és bauxitbányászat története A vízkiemelés szükségessége, mértéke és hatása A bányabezárások következményei A jövő

2 Rövid témaösszefoglaló
szén- és bauxitbányászat évtizedeken át tartó intenzív karsztvízkiemelés helyenként 100 m-t meghaladó vízszintcsökkenés 1990-től visszatöltődés

3

4 Geológiai háttér a két markáns lineamentummal (Rába-, ill. Balaton-vonal) határolt Pelsoi-egység része alapját gyengén metamorfizálódott paleozoós kőzetek adják, melyre a felsőpermtől a mezozoikum végéig 3-4 km vastag üledékes rétegsor rakódott ebből mind vastagságát, mind vízkészletét tekintve a legjelentősebb a felsőtriász karbonátos rétegsor (Fődolomit és Dachstein Mészkő, az előbbi a legnagyobb felszíni elterjedésű, illetve az ún. főkarsztvíztároló)

5 diploporás dolomit, kb. 1000 m
Dachstein Mészkő ( m) Fődolomit ( m) karni márgacsoport, m (Veszprémi Márga) diploporás dolomit, kb m (Budaörsi Dolomit) vízrekesztő márgák, mészkövek

6 a triász végén kiemelkedés → üledékhiány, de a jura-kréta folyamán végig jellemzőek az intenzív szerkezeti mozgások, lepusztulási és üledékképződési időszakok váltakozása → blokkosodás, feltolódás, diszkordancia, eróziós felszínek ennek során kialakultak a nagy vertikális vízvezető képességű repedésrendszerek, illetve többszöri karsztosodás játszódott le (horizontális vízvezető képesség kialakulása + középsőkrétától bauxitképződés (feltétele: klíma + morfológia - üledékcsapdák), ill. barnaszén megjelenése (Ajka)

7

8 a paleogén elejére egy lepusztult, blokkosodott tönkfelszín alakult ki
az eocénben 3 transzgresszió jellemző: peremeken, lagunákban, medencékben, karsztlápokban változatos üledékes összlet szenes agyag, szén, édesvízi mészkő, brakkvízi üledékek Budai-hg., Pilis, Gerecse, Bakony: eocén mészkövek a magasabb térszíneken folyamatos lepusztulás, mely az eocén végétől általánossá vált („oligocén-denudáció”) eocén széntelepek áthalmozódása (Dorog, Tatabánya) miocén, pannon: több 100 m vastag változatos üledéksor, szenes összletek is (Várpalota)

9 A DKH karszthidrológiája – vertikális kapcsolatok
a sztratigráfiának köszönhetően a karbontól a pannonig 10 karsztvíz-emelet különíthető el, közöttük (részben) vízzáró összletekkel (pl karni márgacsoport) vastagságát és kiterjedését tekintve is legjelentősebb a Fődolomitban tározódó karsztvíz, neve: „főkarsztvíztároló” számos területen átlóg a Dachstein Mészkőbe, vagy akár az eocén nummuliteszes mészkőbe jobbára mélykarsztként működik felette lévő emeletek jobbára sekélykarsztok

10 Karszthidrológia – a regionalitás feltételei
mészkövek és dolomitok „kettős” porozitása: a tömör kőzet 1 % körüli porozitással rendelkezik (mátrix porozitás) és rossz vízvezető, DE már a mikrorepedések is nagyságrendekkel több vizet szállítanak a DKH-ben a jelenlegi vízszállító képesség kialakulásában a tektonikus átdolgozottságnak és a paleokarsztosodásnak volt nagy jelentősége tektonizmus: (mikro)repedéshálózatot hoz létre, illetve vertikális elmozdulások mentén jelentősebb hasadékrendszert + elősegíti a karsztosodást karsztosodás: nagy vízvezető képességű (horizontális) járatrendszereket alakít ki

11 Következmények (főkarsztvíztárolóra):
nagy mélységbe leszivárgó, majd hőlift elven felszálló langyos, illetve meleg források oldalirányban összefüggő, a Bakonytól a Budai-hg-ig egymással kommunikáló karsztvízszintek (Balaton-felvidék nem része) vízbetörés-veszély megítélésének nehézségei

12 Ad 1: áramlási rendszerek főbb típusai
hidegvizes leszálló forrás: Móri-ároktól É-ra csak a zámolyi Nagy-forrás ilyen általánosan elterjedt: Tapolca, Tapolcafő, tatai Fényes-források, Tóforrás, budai források egyrésze (18-26 fok) budai hévforrások: Rudas-, Rácz-, Gellért- és Lukács-fürdő (40-50 fok)

13 Ad 2: a vertikális elmozdulásoknak köszönhetően sokszor egymás mellett más-más kőzetek a befogadói a főkarsztvíznek lesüllyedt, üledékkel befedett rögöknél nyomás alá kerülhet bármely áramlási rendszer megváltoztatása a szomszédos rendszerekre is hat áramlási szűkületek, áramlási gátak előfordulhatnak ÉK – DNy kettőse (határ: Móri-árok)

14 Ad 3: vízbetörésveszély
dolomitban nem ismertek fejlett karsztos járatrendszerek, ennek ellenére a mikrorepedéseknek és a szelektív oldódásnak köszönhetően óriási vízmozgás képzelhető el előidézője: furat vagy bányavágat készítése + a porlódó dolomit mechanikai szétesése előjelek: a kőzet „izzadása” mészkőben a vízveszély jobban kalkulálható, itt mutat összefüggést a karsztosodás mértékével (ezért általában a felszín közelében nagyobb a veszély a kisebb hidrosztatikai nyomás ellenére is)

15 A DKH természetes vízháztartása
ma sem ismert teljesen, mivel megbízható adatokkal csak azóta rendelkezünk, mióta intenzív antropogén beavatkozás van a beszivárgási területek alábecsültek voltak, a fedetlen karsztos térszínek kiterjedése sokkal kisebb vízbevételt jelentene, mint amit a forráshozamok, a vízkitermelések és a karsztvízszint-változások alapján számoltak a főkarsztvíztároló kiterjedése km2, ebből kb km2 van a felszínen (DKH: 6200 km2) évente kb. 180 mm beszivárgás → 500 m3/perc

16 éves szinten max. 180 mm-es beszivárgással számolhatunk (!!!!)
ez az 1460 km2-es nyílt karszton 500 m3/perces utánpótlódást jelent értelemszerűen természetes körülmények között a megcsapolások éves átlaga is ennyi volt

17 A szénbányászat története
1780 és 1805 között Sárisáp, Dorog és Vértessomló környékén megindul a szénbányászat, illetve a tudatos kutatás XIX. sz. elején kiterjedt kutatás, az eocén szénvagyon felismerése – Esztergom-Dorog környéke, sorozatos vízbetörések történnek 1890-es évek: Tatabányai-szénmedence beindulása : Nagyegyháza-Mány-Csordakút megkutatása, majd pihentetése Tatabánya tartalék vagyonaként 1930-as évek: Zirc, Bodajk, Dudar, Csetény

18 1950-es évektől Nagyegyháza-Csordakút térségében jelentős kutatás, majd termelés – exponenciálisan növekvő vízkivét (1985: kb. 300 m3/perc) a pontosan nem definiált „eocén program” néven híresült el a következő néhány évtized új szénbányanyitási hulláma a ‘80-as évek válsága mellett az intenzív vízkitermelés káros hatásaitól való félelem (budai termálkarszt, Hévízi-tó elapadása) is hozzájárult a DKH szénbányáinak bezárásához

19 A bauxitbányászat Trianon után került előtérbe a DKH bauxitkincse
a II. vh végére a legjelentősebb felszíni és felszín közeli készletek ismertté váltak 1949-ig a bauxittermelés 86 %-a külszíni, ez 1993-ra 19 %-ra csökken mélyművelésű bauxitbányák terjedése → vízveszély (pl. 1948, Kincsesbánya – 1,5 m3/perc vízkiemelés vált szükségessé) 1970: 146 m3 vízemelés, ebből 111,8 m3 Nyirádon 1987-es csúcs: 300 m3/perc

20

21 A bányászati célú vízkiemelés
a mélyszinti művelés során az akár 400 m mély aknák értelemszerűen a karsztvízszint alá mennek a szivárgó vizekkel lehet kalkulálni sokkal veszélyesebb a táróval/aknával elvékonyított kőzetrétegek mechanikai összeomlása, illetve a vízrekesztő üledékek harántolása → vízbetörés akár báros hidrosztatikai nyomás is előfordulhat ld. korábban: dolomit ↔ mészkő

22 Dorogi-medencében 1873-tól kezdődően nagyobb vízbetörések, de a XX. sz
Dorogi-medencében 1873-tól kezdődően nagyobb vízbetörések, de a XX. sz. elejétől Tatabányán is általánosak 1926-ban a nagyegyházi Bethlen-akna terveiben már 15 m3/perces vízbetörés kivédésére is felkészülnek 1948-ban Szádeczky-Kardoss E. rámutat az egységes, regionális karsztvízszintre → vízbetörésre mindenütt számítani lehet a bányaművelés közben jelentkező vizek kiszivattyúzása helyett különböző megelőző, illetve egyidejű vízszintsüllyesztések terjednek el

23

24 A vízkiemelés mértéke 1945-ben a bányászati vízemelés évi átlaga még csak 35 m3/perc, a természetes forgalom 7 %-a 1950: 71 m3/perc, 1955: 146 m3/perc 1965: 388 m3/perc 1985: 621 m3/perc forrásokkal és ivóvízcélú kivétekkel együtt között m3/perc közötti értéken állandósult (éves átlagos bevétel 500 m3/perc)!!! a kiemelés jellemzője, hogy néhány bányászati körzetre koncentrálódik, de a hatása regionális

25

26 1960-as évek második felétől tartósan negatív vízmérleg!!!
A vízkiemelés hatása 1960-as évek második felétől tartósan negatív vízmérleg!!! Források elapadása, ill. hozam- és hőmérsékletcsökkenése (?) Több 10 m-es, de helyenként 100 m-t meghaladó regionális karsztvízszintsüllyedés lokális depressziókkal Mesterséges vízfolyások létrejötte, vagy természetes vízfolyások hozamnövekedése Egyes felszíni és felszín alatti áramlási irányok megfordulása

27 vízkivét beszivárgás vízcsere : 518 m3/perc : 466 m3/perc ld. 4. pont vízmérleg

28 (ld. korábbi ábra az áramlási rendszerekről)
Tapolcafői-forráscsoport Fényes-források DE: langyos források hőmérséklete NEM csökkent a hozamcsökkenés ellenére sem budai meleg forrásoknál nem bizonyítható a bányászati vízkiemelés hatása (ld. korábbi ábra az áramlási rendszerekről)

29 Nagyegyháza-Csordakút

30 1990 Nagyegyháza-Csordakút

31 Eredeti állapot Nagyegyháza-Csordakút

32

33 Vízcsere a főkarsztvíztároló és a vele érintkező felszíni és felszín alatti víztestek között
oldalirányú, illetve karsztvíz-emeletek közötti csere direktben nem mérhető, szivárgáshidraulikai paraméterek alapján számolható/becsülhető fekü és horizontális határolók vízzárónak tekinthetők (metamorfitok, homokkövek), csak az emeletek között és a felszín közeli peremeken lehet vízforgalom eredeti állapot: főkarsztvíztároló táplálta a környezetét, ez 1970-től megfordult

34 DNy-Bakony, Keszthelyi-hg
Duna: m 1990 1950 1950 1990 1990 DNy-Bakony, Keszthelyi-hg ↔ pannon rétegek Vértes DK-i előtere ↔ pannon rétegek 1950 Eger-víz: 1950: megcsapolás 1990: rátáplálás 1990 1950 1990

35 A főkarsztvíztároló vízcseréje

36 A bányabezárások következményei
1990: Nagyegyháza, Nyirád bezárása, vízkivét 300 m3/perccel csökkent 1996: Várpalota, 1999: Kincsesbánya, Dudar, 2002: Mány, 2003: Balinka, Lencsehegy, 2004: Fenyőfő, Ajka bányavízemelés napjainkra 10 m3/perc alá csökkent de az egykori aknákból, kutakból ivóvízcélú kiemelés maradt (Nyirád 20, Tatabánya 28, Kincsesbánya 15 m3/perc) vízmű- és egyéb kutak vízkivétele is 1990-től kb. felére esett vissza források 72, kutak 142, együtt 2005-ben 214 m3/perc megcsapolás volt (valószínű több – illegális kutak)

37 1990-től megkezdődött a visszatöltődés: depressziók gyorsabban, máshol lassabban
beszivárgás m3/perc között a csapadék függvényében (mélypont: 2003) peremekről (Duna, pannon rétegek) még 2004-ig (!) egyre csökkenő betáplálás források újraindulása 1990-es évek közepétől (1999: dunaalmási Csokonai-forrás, 2002: tatai Fényes-források), jelenleg is növekvő hozamok Hévíz: 1996-ig növekedés, azóta csak ingadozás (regenerálódás megtörtént, egyéb hévízkivételek szerepe) Balaton-felvidék és budai termálkarszt nem érintett

38 vízkivét beszivárgás vízcsere vízmérleg

39

40 Nagyegyháza-Csordakút

41 A jövő 1960-as évektől szimulálják a várható változásokat, 1976-ban készült el a Bányászati Kutató Intézetben a főkarsztvíztároló hidrodinamikai modellje, ‘80-as évek végén az ún. DKH-modell (VITUKI), jelenleg ez működik, aktualizált adatokkal van lehetőség előrejelzésre (MODFLOW) 2030-ig készült előrejelzés mi várható?

42 jelenleg még m-rel maradnak el a karsztvízszintek az eredetitől, hegységekben jobban, peremeken alig várható még néhány m-es emelkedés, illetve egyes források újraindulása, de a természeteshez közeli állapot NEM fog visszaállni, mivel regionális vízellátó művek épültek ki, melyek a természetes forrásmegcsapolások helyett máshol és koncentráltan emelik ki a karsztvizet (depressziók) sok kisebb kút is hozzájárul a regionális vízszint alacsonyabb szinten történő állandósulásához források kisebb hozammal, és a beszivárgás változásaira érzékenyebben reagálva állandósulnak

43 15-20 éven belül várható egy új egyensúlyi állapot létrejötte, konkrétumok:
Hévízi-tó: max. 30 m3/percet jósolnak, ha sikerül „megfogni” a pozitív, illetve illegális kutak elfolyását, vízkivételét Tapolcafő: rátelepült vízműkút (6-7 m3/perc) + nyirádi kiemelés (20 m3/perc) miatt 2020-ig nem várható újraindulás Fényes-f: 2020-ra duplájára, 25 m3/percre nőhet Tata: pannon fedőrétegek beépültek, várhatóan túlnedvesedési problémák fognak jelentkezni Tata, Öreg-tó: fel kell újítani a vízelvezető rendszert

44

45 Budai források: északi langyos források: növekvő hozamok, pl. Római-fürdőnél 2004-ben 2 m3/perc túlfolyás volt, 2020-ra 8 m3/perc várható termálforrások: C-os hőmérsékletemelkedés 2000 óta, talán a helyi vízkivét visszaesése, és nem a főkarsztvíztároló regenerálódása játszik szerepet További következmények: állandósuló, megbízható forráshozamok vízfolyások, vizes élőhelyek újraéledése

46 Felhasznált irodalom, ábrák jegyzéke
Felszín alatti vizeink kutatása, feltárása, hasznosítása és védelme. Szemelvények a kutatás és oktatás intézményeinek munkáiból. 1.a kötet: Karsztvízkutatás Magyarországon (szerk: Liebe Pál). Balatonfüred, 2003. Bányászati karsztvízszint-süllyesztés a Dunántúli-középhegységben (szerk: Alföldi László, Kapolyi László). MTA FKI Budapest, 2007.


Letölteni ppt "A Dunántúli-khg. és a bányászati célú karsztvízszint-süllyesztés"

Hasonló előadás


Google Hirdetések