I. Bevezetés: A felszín alatti vízmozgás
A víz lételemünk és sorsunk megrontója is egyben. Nem is lehet életbevágóbb téma ennél. A Kárpát-medence folyószabályozás előtti térképén, a „pocsolyatérképen” napnál is világosabban látszik, hogy a medence mély fekvésű részeit víz borítja.
Évszázados erőfeszítéseink ellenére a vizek ma is összegyűlnek – bár jóval kisebb mértékben –, és ezzel komoly károkat okoznak a mély fekvésű területeken. A folyók viszont a domborzati különbségeknek köszönhetően árvíz idején vágtatva jutnak el „az értől az óceánig”, ahogy ezt Somlyódy László professzor néhány éve előadásában kifejtette.
De mi történik a felszín alatt? A szemünk elől elzárt régióban is létezhet valamiféle dinamika? Talpunk alatt is folyik a víz? – tehetjük fel a kérdést. Sokan tudják, hogy a karszthegységek barlangi patakjaiban bizony folyik. Mégsem ez a jellemző. A vízmozgás a felszín alatt a kőzetek pórusaiban, hasadékaiban zajlik, ahol a víz évenként centiméteres, méteres távolságot tesz meg. Pályám kezdete óta ez a fizikai törvényeken alapuló dinamika érdekelt. Talán, mert úgy sejtettem, hogy ennek a mozgásnak a megértése alapvető jelentőségű a hidrogeológia más kérdéseinek megválaszolása szempontjából is.
Ennek szellemében előadásomban azt szeretném bemutatni, hogy mi történik a vízrészecskével attól a pillanattól kezdve, hogy bejut a felszín alá, addig, amíg ismét visszakerül a vízkörforgalomba , és hogy mi e felszín alatti dinamika jelentősége. Elsőként áttekintjük, hogy miért fontosak a talpunk alatt található vizek. Majd megvizsgáljuk, hogy miféle szabályszerűséget követ mozgásuk mintázata. Végezetül feltesszük a kérdést, mi ennek a hatása, és milyen következményekkel jár mindennapi életünkre.
II. Miért fontosak a talpunk alatt található vizek?
Induljunk ki abból a komplex tünetcsoportból, melyet a készletek egyenlőtlen eloszlása, az éghajlatváltozás, a globális népességnövekedés, az öntözési igények fokozódása és a szennyezések összhatásaként ma már sokan és sok helyen globális vízválságnak neveznek. Ha a Föld teljes vízkészletét tekintjük,
az emberi léptékkel állandó, kb. 1400 millió
km
3, az összes víznek kb. 97,2%-a azonban sós tengervíz . Az édesvíz, az 1000 mg/l-nél kevesebb oldott anyagot tartalmazó víz mindössze kb. 35 millió km
3-t tesz ki, és ebből is 2,1% a sarki jégsapkákban és gleccserekben „megkötött víz”, tehát közvetlenül nem hozzáférhető. Talán meghökkentő, de a földi mobilizálható édesvízkészlet 98%-át a felszín alatti vizek adják. Kétségtelen, hogy ez a víz sem aknázható ki korlátlanul, kizárólag utánpótlódása mértékében.
Ha a globális vízhasználat
oldaláról elemezzük e kérdést, akkor az is látszik, hogy a teljes 4000 km
3-es évenkénti vízhasználat közel 20%-a (800 km
3) származik felszín alatti készletekből. Ez a részesedés gyorsan nő – a 20. században gyakorlatilag megötszöröződött –, főleg a vízben szegény régiókban. Így például Afrika éppen most kettészakadt országában, Szudánban, ahol a háborús konfliktus mellett az ország északnyugati, Csáddal határos területein vízhiány pusztít. A dárfúri menekülttábor lakói ezért örülnek a friss víznek abból a kútból, melyet 2010 tavaszán az ENSZ támogatásával magyar szakemberek fúrtak a számukra. Az 1,3 milliárd lakosú Kínában ezzel szemben a vízkészletek rendkívüli egyenlőtlensége, Északnyugat-Kínában a csapadékhiány, délkeleten a sok csapadék miatti áradások és szennyezések idéznek elő súlyos társadalmi és gazdasági konfliktusokat, melyeknek következményei messze túlmutatnak az ország határain.
Nézzük meg, mi a helyzet Magyarországon
. Nálunk a felszín alatti vizek szinte az ország egész területén hozzáférhetők, és több mint 95%-ban biztosítják közüzemi vízigényünket . E vizeket felhasználjuk öntözésre, s ha hőmérsékletük megengedi, fürdésre és akár fűtésre is. A termálvizek hőjének hasznosítása terén vannak még kiaknázatlan lehetőségeink. De a ma oly népszerű ásványvizek és a terápiás célból használt gyógyvizek is a felszín alól kerülnek ki. Ám a viszonylagos vízbőség ellenére naponta érzékeljük, hogy nekünk is van bőven vízzel kapcsolatos problémánk. A károk megelőzése, a fenntartható vízhasználat tehát nem csak a vízválság által súlyosan érintett országoknak jelent kihívást.
Milyen megoldások lehetségesek? Példaként érdemes Hollandiára tekintenünk.
Hollandia területének mintegy harmada a tengerszint alatt fekszik, így kiemelten veszélyeztetett a víz szempontjából. Ezért is válhatott a mérnöki vízgazdálkodás bölcsőjévé.. Jelenleg alkalmazott módszerük lényege
a felszíni és felszín alatti vizek komplex, a természeti viszonyokhoz alkalmazkodó kezelése. E törekvés megjelenik az Európai Unió 2000-ben született vízpolitikai alapdokumentumában, a Víz Keretirányelvben is. Ez a komplex szemlélet reményeim szerint egyre nagyobb teret kap a jövőben.
III. Milyen szabályszerűséget követ a felszín alatti vizek mozgása?
III. 1. A vízföldtan történetének fordulópontjai
A felszín alatti vizekkel foglalkozó vízföldtan vagy görög eredetű szóval hidrogeológia tudományát évezredeken át „csak” a kútfúrás, a víznyerés motiválta. Így több évezred telt el a pórusokon át történő áramlás kvantitatív megértéséig.
1856-ban Henry Darcy francia hadmérnök rájött, hogy az áramlás intenzitása arányos a vizet mozgató erő nagyságával és a kőzet vízáteresztő képességével (1. videó). A vizet mozdító erő nagysága az animáción látható manométerekben vagy kutakban leolvasható vízszintkülönbséggel mérhető. Az áramlás intenzitása nő, ha nagyobb a vízszintkülönbség, és ha homok helyett például jobban áteresztő kavics építi fel a réteget.
A fejlődés következő mérföldköve a 19. századtól a 20. század második feléig uralkodó artézi szemlélet volt. Magyarországon az első artézi kutakat Zsigmondy Vilmos bányamérnök
fúratta. Kevesen tudják, hogy Budapesten, a Hősök terén, az emlékmű mögött, a ráccsal elkerített területen egy kútakna található. Ez az 1878-ban elkészült
970 m mély kút – amely ma is üzemel – akkoriban világszinten is kiemelkedő teljesítménynek számított.
Az artézi szemléletről
valamennyien tanultuk a földrajz órákon, és ezt tanítják ma is az iskolákban, így most csak a lényeget emelem ki. E szerint a felszín alatt vízzárókkal elszigetelt talaj- és rétegvizek találhatók. A talajvíz a csapadék hatása alatt áll, a rétegvíz kizárólag a hegységperemen kibukkanó rétegeken át kap utánpótlást. A rétegvíztartóba fúrt kút – a közlekedőedények elvén – felszín fölé szökő artézi vizet eredményez. Az artézi paradigma fontos sajátossága, hogy statikus szemléletű: e modell szerint a vízzárókon át a rétegek között nincs semmiféle kommunikáció. Ezt a szemléletet a hidrogeológia fejlődése mára meghaladta. De ne menjünk a dolgok elébe.
Az 1800-as évek végén Thomas C. Chamberlin
– aki kétkedése miatt számomra kedves szereplője e történetnek – vonta kétségbe elsőként, hogy a rétegvíztartókat elválasztó záró kőzetek valóban szigetelőek. Aztán a 20. század első felében M. King Hubbert a folyadékdinamika törvényét a felszín alatti térre alkalmazva rájött, hogy a vizet jobban és kevésbé vezető rétegek elsődlegesen az áramlás intenzitását befolyásolják Darcy törvénye szerint. Megállapította, hogy a vízrészecskék a felszín alatt is mozgásban kell legyenek, és ezt a dinamikát alapvetően a
felszín alatti energiamező határozza meg.
Mi is ez az energiamező?
A felszín alatti vizek – a folyókhoz hasonlóan – uralkodóan a térfelszín magasságkülönbségei, tehát a gravitáció
révén mozognak, csakhogy ez a vízmozgás a felszín alatt, a kőzeteken át zajlik. Kitüntetett szerepe van ebben a
talajvízszintnek, melyet a 9. ábrán szaggatott vonallal jelöltünk. Alatta a pórusokat teljes egészében víz tölti ki. A talajvíz szintkülönbségei, a térfelszín magasságkülönbségeihez hasonlóan, mozgásba hozzák az alatta található vizet. Mégpedig úgy, hogy a víz a magasabb talajvízszintű, azaz energiájú helyek felől az alacsonyabb talajvízszintű, energiájú helyek felé áramlik a pórusokon át a talajvízszint-különbség kiegyenlítésére.
E felismerések ellenére az artézi gondolkodást felváltó új szemlélet kialakítására csak 1962-63-ban került sor, és egy Kanadába szakadt hazánkfia, Tóth József
nevéhez fűződik. A geofizikus Tóth ki tudta számolni, hogyan adja át a talajvízfelszín energiáját a pórusok közötti víznek
. Egy egyszerű elméleti medencére, felszín alatti térrészre (ezt a 11. ábrán síkban látjuk), amely három oldalról zárt és felülről a zöld színnel jelölt egyenletesen lejtő talajvíztükör határolja, a Darcy-törvényből és a tömegmegmaradás elvéből
levezetett áramlási egyenlet alkalmazásával kiszámolta az
azonos energiatartalmú helyek felszín alatti eloszlását. Ezeket a 12. ábrán szaggatott vonalak jelölik. Az energiatartalom csökken a talajvízszint csökkenésével, a vonalakra írt számok az energiatartalom változását reprezentálják. A rájuk merőlegesen szerkesztett áramvonalakból kiderült, hogy a medence felső felében a vizek áramlása döntően lefelé irányul, míg a medence alsó felében függőlegesen fölfelé mutat. Azaz az elméletileg legegyszerűbb medencében a vízválasztó és a völgy között
egy áramlási rendszer fejlődik ki egy
utánpótlódási és egy
megcsapolódási régióval.
Tóth kiszámolta az áramképet egy a valósághoz közelebb álló, szinuszfüggvénnyel közelíthető, hullámosan lejtő medencére is.
Ebből ismét meglepő dologra derült fény: arra, hogy különféle rendű áramlási rendszerek fejlődnek ki. A
regionális rendszerek a fő vízválasztó és fő völgy között húzódnak, és hozzájárulnak a fővölgyben található folyó vízhozamához. A
lokális áramlások a szomszédos helyi magas és mélypontok között alakulnak ki, míg az intermedier rendszerek a köztes magaslati és mélypontok között húzódnak.
Ezek az eredmények az 1990-es évektől „hierarchikus áramlási rendszerek” néven vonultak be a szakmai köztudatba. A 13. ábra figyelemre méltó üzenete, hogy a felszín alatti vízáramlások és utánpótlódási, illetve megcsapolódási (vagy másképpen beáramlási és kiáramlási) területek a felszínen mozaikosságot idéznek elő, és egymás mellett sorakoznak. Ez szintén meghatározó új felismerés az artézi szemlélethez képest, ahol a felszín közeli talajvízről feltételezték, hogy gyakorlatilag mindenhol utánpótlódik. Felülnézetben vizsgálva egy helyi áramlási rendszert
, kijelölhetők az áramvonalak. Életünk e fölött a láthatatlan anyagmozgás fölött zajlik, amellyel tevékenységeink során – ha tudunk róla, ha nem – kölcsönhatásban állunk. A templomokat egy-egy település magas fekvésű részén, azaz többnyire beáramlási területen építették, de elődeink azt is tudták, hol kell legeltetni, erdőt ültetni. Az épületekkel tudatosan elkerülték a vizenyős, e fogalomkör alapján mély fekvésű kiáramlási területeket.
A felszín alatti áramlási mintázat megértése szempontjából csak egy új, 2010-es eredményre utalnék (2. videó). Kínai hidrogeológusok, Liang és társai a Wuhani Egyetemről egy tanulmányt publikáltak arról, hogy laboratóriumban, kísérletileg is ki tudták mutatni a felszín alatti áramlási rendszerek kifejlődését. A domborzati magaslatokon festéket injektáltak a homokkal kitöltött összetett domborzatú medencébe, így követhető volt az áramlási pályák alakulása térben és időben.
III. 2. A dinamikus paradigma jellemzői és az áramlások vizsgálata
Nézzük meg, hogy melyek az 1990-as évek végére kialakult, az artézi paradigmát felváltó dinamikus hidrogeológiai szemlélet jellemzői. E szemlélet szerint a vizek a felszín alatt uralkodóan a gravitáció által vezérelve mozognak, összefüggő, felszíni vízválasztók és folyóvölgyek közötti medencékre kiterjedő áramlási rendszerekben. A kőzetekről kiderült, hogy vízáteresztő képességük skálafüggő. Geológiai időléptékben és medencékben vizsgálva az agyagos kőzeteken keresztül is lehetséges az átszivárgás.
Talán nem is gondolnánk, hogy a vízrészecskék egy része mindössze néhány napot, mások viszont több ezer vagy akár millió évet is eltöltenek a felszín alatt. Tudnunk kell azonban, hogy ugyanezek az agyagos kőzetek rövidebb intervallumra – laborban elemezve mérnöki, építészeti célból – gyakorlatilag vízrekesztőként viselkednek. Ez
a dinamikus hidrogeológia sajátos
relativitása. Azt mondhatom, a legnagyobb kihívás a hidrogeológiai feladatok megoldása során, hogy megtaláljuk a megfelelő vizsgálati léptéket mind a vizsgálat alá vont területet, mind a vizsgálati időt illetően.
Hogyan térképezhetők fel az áramlási rendszerek?
Az 1.animációra visszautalva talán nem meglepő, hogy az egyébként víztermelési célból fúrt kutak egyúttal a felszín alatti energiaeloszlás mérését szolgáló eszközök. Kellően sok kútban megmérve a nyugalmi vízszinteket meghatározhatók az azonos energiájú felületek és az áramvonalak. A vízmozgás a nagyobb energiájú helytől a kisebb felé történik, a szaggatott vonalakra merőlegesen. A vízáramlások, mint láttuk, matematikailag is levezethetők a korábban már említett áramlási egyenletek felhasználásával. Ma már a vízáramlás-modellezés
elterjedt mind a gyakorlati munkában, mind az elméleti kutatásban
III. 3. Kapcsolat a vízkörforgalommal
Visszatérve a komplex vízkezelésére, a felszín alatti dinamikával nem kiragadva kell foglalkoznunk, hanem a vízkörforgalom keretrendszerébe illesztve kell elemeznünk. A vízhez köthető problémák ugyanis a földi vízkörforgalom természetes folyamatainak megváltozásából adódnak.
Első kérdésünk az utánpótlódásra vonatkozik: honnan és hogyan kerül a víz a felszín alá?
Ahogyan már utaltam rá, elsődlegesen a csapadékból. A csapadék egy része a felszínen lefolyik, másik része viszont beszivárog. E folyamat a felszín és a talajvíztükör közötti vízzel még nem kitöltött telítetlen zónán át zajlik, egészen addig, ameddig a víz eléri a 17. ábrán szaggatottal jelölt talajvíztükröt. De karsztterületeken a felszínen összegyűlő víz koncentráltan, víznyelőkön is bejuthat a felszín alá.
A felszín alatti áramlások végállomásán a víz kilépése a hidroszférába és az atmoszférába többféle módon történhet.
E jelenség összefoglaló neve
megcsapolódás. Ez bekövetkezhet koncentráltan, forrásként, de hozzájárulhat egy tó vízkészletének gyarapításához is, mint a Hévízi-tóforrás esetében. De a felszín alatti vizek táplálhatnak folyóvizeket is, ahogy például Budapesten a karsztvizek befogadója a Duna. Tengerpartokon pedig akár a tengerbe is szállíthatnak édesvizet, mint például a 19 ábrán, Florida partjaitól néhány kilométerre. A síkvidéki területeken a megcsapolódás a talajvízfelszín párolgása és a növények párologtatása (transzspirációja) révén zajlik.
IV. Hatások és következmények
IV. 1. A felszín alatti vízáramlások földtani következményei
Az új dinamikus hidrogeológiai szemlélet rávilágít arra, hogy a talajvízszint alatt zajló földtani folyamatokban mindenhol számolnunk kell a folyadékok hatásával.
A geológiai időskálán működő vízáramlások a kőzetekkel kölcsönhatásba lépve anyagokat oldanak ki. Többek között így alakul ki például a gyógyvízként használt vizek oldott sótartalma. Az áramlások az oldott anyagot szállítják, majd – ahol energiájuk minimálisra csökken – felhalmozzák. Hozzájárulhatnak így érctelepek, szénhidrogén-felhalmozódások kialakulásához. De részt vesznek a hő felszín alatti szállításában is. E felismerés vezetett oda, hogy mára a hidrogeológia – víznyerési feladatain túl – földtani és környezeti alaptudománnyá vált.
Bár az áramlási rendszer koncepcióját üledékekkel, homokkal, homokkővel, agyaggal kitöltött medencékre fejlesztették ki, legújabban már karsztokra is alkalmazzák.
A csapadékkal a felszín alá jutó szén-dioxid oldó hatására létrejövő, a
felszínről induló karsztjáratokat a lokális áramlásokhoz kötik. Ezekből a barlangokból többnyire hidegvizű források fakadnak, és a bennük zajló felszín alatti lefolyás szorosan követi a csapadékeseményeket . A 2010-es nyári árvizek ezeken a karsztokon a felszín alatt is megjelentek. Erről tanúskodik az Abaligeti-barlangban készült felvétel.
Ugyanakkor a
köztes és regionális áramlások megcsapolódásához a felszíni csapadéktól teljesen független
mélybeli karsztosodás köthető.
Innen langyos vagy meleg források fakadnak, és bennük kimutathatatlan a csapadék hatása.
Abban a szerencsés helyzetben vagyunk mi, budapestiek – még ha többnyire nem is tudunk róla –, hogy a világ egyik mélykarsztos típusterülete fölött élhetünk. Ennek, mint láttuk, köze van a termálvízben való gazdagsághoz is. Talán meglepően hangzik, de nemrégiben egy olajvállalat felkérésére egy nemzetközi doktori kutatás keretében a budapesti mélykarsztos barlangképződés mechanizmusát vizsgáltuk meg. Joggal kérdezhetik, hogy miért fontos ez számukra? Ugorjunk előre az időben gondolatban: ezek az üregek évmilliók múlva, a mélybe süllyedve, kőzetekkel nagy vastagságban eltemetve, szénhidrogéncsapdaként szolgálhatnak. Számos ilyen karsztos üregekben található telepet tárnak fel az olajvállalatok ma is. Úgy vélem, hogy a kutatásban az érdemi kérdésfeltevés és hipotézisek jelentik a siker zálogát. Hipotézisként az áramlási rendszer koncepcióját használtuk. Elméleti alapon azt vártuk, hogy a regionális áramlásoknak a Duna közelében, az alacsonyabb rendűeknek a hegy előterében kell megcsapolódnia. Mivel mára a forrásokat kutakkal helyettesítették, melyek „összezavarják” az áramlási képet, a történeti dokumentumokhoz nyúltunk. Ezekből olvastuk ki, hogy eleink a budai Rózsadomb előtti Duna-parton tojást főzhettek az ott fakadó forró vizekben, míg a hegyhez közelebb felszínre jutó langyos vizekkel malmokat hajtottak. Ezen az úton haladva áramlástani bizonyítékokat szolgáltattunk arra
, hogy az eltérő áramlási rendszerekhez tartozó, egymástól elkülönülten megcsapolódó (az ábrán kék színnel jelölt) langyos és (a pirossal jelzett) termálvizek egymást erősítő agresszivitása oldotta ki a barlangokat. Ez az oldódás jelenleg is zajlik a Molnár János óriás vizes barlangban,
mely attól különleges, hogy aktív forrásbarlang, benne az üregképződési folyamatok úgy tanulmányozhatók, mint egy természetes kutatólaboratóriumban. Ezzel szemben a Gellért-hegy előtt hőmérsékletileg és kémiailag is egyveretű meleg vizek bukkannak felszínre, így ez a hatás nem működhet.
Itt meglepő módon azt találtuk, hogy a forrásmedencék kiválásaiban élő, elektronmikroszkóp alatt látható mikroorganizmusok által segített kénsavas oldás a fő korrozív tényező.
Ez a rózsadombihoz képest csak kisebb, lencseszerű barlangokat tudott kialakítani. Egy ilyen, mesterségesen is tágított barlangüregben található a Gellért-hegyi sziklakápolna.
IV. 2. A felszín alatti vízáramlások alakítják a felszíni környezetet
A felszín alatti vizek utánpótlódásuk és megcsapolódásuk révén a felszínre is hatnak, alakítják a környezetet, és kapcsolatba kerülnek a felszíni vizekkel. Példaként nézzük meg a folyók és a felszín alatti vizek viszonyának alaptípusait.
Csapadékszegény területeken, ahol a talajvíztükör mélyen található a felszín alatt, a folyók táplálják a felszín alatti vizeket. Ez a helyzet a sivatagi, félsivatagi területeken. Ezzel szemben a csapadékos vidékeken a felszín alatti vizek többnyire hozzájárulnak a folyók vízhozamához . Fontos azonban tudni, hogy e kapcsolat iránya megváltozhat, és egy alapvetően megcsapoló folyó is táplálóvá válhat az áradások alkalmával, de akár folyószakaszonként is változhat a kapcsolat iránya.
Most nézzük a biológiai sokféleség megőrzése szempontjából oly fontos tavak és vizes élőhelyek viszonyát a felszín alatti vizekhez.
Ezek közül a területek közül azok a legérzékenyebbek a kiszáradásra, melyeket
lokális áramlási rendszerek táplálnak alulról. Ezek a talajvízszint tartós süllyedésével gyakorlatilag megszűnhetnek. Egy ilyen területen található tó érzékenységét példázza a déli határainkon található Kelebiai-halastavak esete, melyek több éves aszályt követően kiszáradtak, a tómederben réti vegetáció alakult ki és tehenek legeltek úszkáló halak helyett. Majd egy csapadékosabb időszak beköszöntével fél év leforgása alatt ismét vízzel borítottá vált a terület.
Regionális kiáramlási területeken viszont a talajvízszint szinte mindig a felszín közelében található és helyzete alig-alig változik.
Ezt tapasztaljuk a Tisza és a Duna közelében található tavaknál, így a Szeged környéki Madarász-tónál is. Az 1930-as évekből fennmaradt egy történet egy lakodalmas menetről, akik átvágtak a száraznak tűnő tómedren, de elsüllyedtek a feláramló vizektől süppedős talajban, és odavesztek. A vizes élőhelyek védelmén túl tehát a tavakkal való gazdálkodás szempontjából sem mellékes az áramlási viszonyok megértése.
IV. 3. Az emberi beavatkozás hatása a felszín alatti áramlásokra
Az eddigiekből nyilvánvalóan következik, hogy ha csatornákkal mocsarakat csapolunk le vagy egy területre vizet vezetünk, ezek mint megcsapolók vagy mint táplálók hatnak a felszín alatti vizek állapotára és viszont.
Fordítva is igaz, a csatornák feltöltésével nemcsak a felszíni viszonyok, de a felszín alatti vízáramlások is rehabilitálódnak.
A következő példa az emberi beavatkozásra a felszín alatti víz termelése kutakon keresztül, amely lényegében mesterséges megcsapolás (3. video). A felszínközeli víztartóknál a termelés hatására a kút környezetében vízszintcsökkenés figyelhető meg. Hosszú idejű víztermelés esetén ez a hatás nagyobb távolságokra is kiterjedhet. Valószínűleg sokan tudják, hogy ez történt a Dunántúli-középhegységben, ahol a szén és a bauxit mélyszinti bányászatának érdekében évtizedeken át víztermeléssel süllyesztették a karsztvízszintet. Ennek következtében számos természetes forrás elapadt, de a hatás kiterjedt a Hévízi-tó és a budai termálforrások hozamára, kémiai összetételére és hőmérsékletére is. Ezért 1990-ben leállították ezt a fajta bányászatot.
Ha a víztermelést mélyebben elhelyezkedő, agyaggal elfedett víztartókból végezzük, akkor nem víztelenítünk, hanem a kőzetpórosukat kitöltő víz nyomását csökkentjük.
Mint utaltam rá, a korábban vízrekesztőnek vélt kőzeteken át lehetséges vízátszivárgás. Ezt a hatást azonban mesterségesen, kutak szivattyúzásával is kiválthatjuk. Szélsőséges esetben a következmények akár a talajvíztükörig is elérhetnek, és csökkenthetik annak szintjét.
A termeléssel egyúttal megbontjuk a kőzetváz természetes mechanikai egyensúlyát. Erre a kőzetek – összenyomhatóságuk mértéke szerint – tömörödéssel reagálnak. Ez a hatás akár a felszínre is kiterjedhet térszínsüllyedést okozva . Ennek egyik legismertebb példája a kaliforniai St. Joaquin-völgy esete, ahol több évtizedes intenzív mezőgazdasági vízhasználat miatt – amely jócskán meghaladta a természetes csapadékból származó utánpótlódást –, 10 m nagyságrendű térszínsüllyedés jelentkezett..
Ne gondoljuk, hogy a felszín alatti vízáramlásokkal csak a víz közvetítődik, ugyanez történik a talajvízszint alá bekerülő szennyezőkkel is.
Vajon eszünkbe jut-e, hogy a felszín alatti vizek minőségét rontjuk, ha kelleténél több műtrágyát használunk, ha illegálisan lerakjuk a szemetet a határban, vagy ha jegesedés ellen sózzuk a járdákat? A helyzetet tovább súlyosbítja, ha a felszín alatti vizeket kutakkal termeljük, mert akkor a szennyezett víz mozgását mesterségesen felgyorsítjuk. Így a kutak gyakorlatilag „beszippanthatják” a szennyezőket. Márpedig az elszennyeződött mélységi vizek helyrehozása rendkívül költséges, és az eredeti állapot nem is állítható vissza. A szennyezőkre különösen érzékenyek a karsztok. Itt ugyanis a felszínihez hasonlóan gyors szennyező terjedés is lejátszódhat intenzív csapadék esetén. Képzeljük el például, hogy egy víznyelőn át a csapadék bemoshatja a közelben legelő tehenek ürülékét. Ilyen helyzetben a szennyező gyakorlatilag órákon, napokon belül elérkezhet a karsztforráshoz. Ezért fontos a leginkább érzékeny karsztokon a területhasználat korlátozása.
V. Összegzés
Előadásomban felvázoltam az artézi szemléletet felváltó új, dinamikus hidrogeológiai gondolkodást. A hidrogeológia tudománya a felszín alatti vízrendszerek megismerése révén tartalmilag is kibővült, és földtani, illetve környezeti alaptudománnyá vált. Az áramlások megértése gazdag távlatokat nyit meg előttünk. Hatására egészen új összefüggésben látjuk a régről ismert folyamatokat és jelenségeket.
Megérthetjük a vízkörforgalom felszín alatt zajló folyamatainak jelentőségét, ami beilleszthető a fenntartható vízgazdálkodás tervezésébe. A felszín alatti áramlások tudománya előtt komoly jövő áll, a világ egyre több országában nyer teret és alakítja át a vizekről való gondolkodást.