A Balaton víztestfelosztása és vízminőségi idősorainak vizsgálata adatelemző módszerekkel

A Balaton kb. 1,9 km3 víztérfogata négy részmedencét tölt ki (Keszthelyi, Szigligeti, Szemesi és Siófoki) és ennek megfelelően 4 eltérő vízminőségű térséggel szokták jellemezni. Az EU Víz Keretirányelve (VKI) viszont egyetlen víztestként kezeli a tavat. Mivel a Balaton vízminőségi monitorozásának jövője nagymértékben a Víz Keretirányelvtől függ, így lényeges kérdés, hogy Közép-Európa legnagyobb sekélyvizű tava valóban egyetlen víztestként viselkedik-e? Munkám célja e problémakör tisztázása, azaz egy a Balatont alkotó víztestek számának meghatározására szolgáló, objektív módszer kidolgozása volt. E dolgozat két kérdésre keres választ. Miért fontos és hogyan lehetséges a korrekt, valóságnak megfelelő víztestfelosztás? A választ a Balaton 1985-2004 között mért vízminőségi paramétereinek egy- és többváltozós adatelemző módszerekkel történő vizsgálatával kerestük. Ezzel egyúttal a Balaton vízminőségi monitoring rendszerének fontosságára szeretnénk felhívni a figyelmet. Egy- és többváltozós adatelemző módszerekkel a Balatonban mért fizikai, kémiai és biológiai paraméterek viselkedését, időbeni változékonyságát és idősoraik jellemző mintázatait határoztuk meg. Eredményeink alapján (melyek a vízminőség igen összetett „rendszere” alapján érthetők meg) választ várunk arra a kérdésre is, hogy miért szükséges ilyen sok paraméter folyamatos monitorozása és a víztestek kérdéskörének tisztázása. Többváltozós adatelemző módszerek és kódolás alkalmazásával sikerült kidolgozzunk egy lehetséges metódust a Balatont alkotó víztestek számának meghatározására. Ezzel a Kovács et al. (2006) és Kovács (2005) publikációjában ismertetett módszer szerint jártunk el, de annak részleteit pontosítottuk, a módszert objektívebbé tettük. Ezen kívül vizsgáltuk, hogy mely paraméterek milyen mértékben vettek részt a különböző vízminőségű térségek felosztásának kialakulásában. Eredményeink további, elsősorban biológiai és ökológiai értelmezés lehetőségét hordozzák magukban, de már számunkra is jó alapot képeztek fontos következtetések levonásához

Hidraulic potential anomaly indicating thermal water reservoir and gas pool near Berekfürdő, Trans-Tisza Region, Hungary

Abstract In the surroundings of Berekfürdő (Trans-Tisza Region) a significant positive anomaly was observed in the fluid potential field, in the course of a regional-scale hydrogeologic study of the Great Hungarian Plain (Tóth and Almási 2001). It was assumed that the cause of this phenomenon could be the presence of structural elements in an overpressured fluid potential field. The seismic, hydraulic and hydrogeochemical evaluation of the anomaly proved the presence of a complex structure. The results furnish an example for the theoretical model of Matthäi and Roberts (1996). The identified faults, which define the basement high and rise close to the surface, represent direction-dependent control over the fluid flow systems of the Study Area. The detected horizontal barrier fault zones may act as lateral seals of the Tatárülés-Kunmadaras gas field and might ensure the active water pressure of the reservoir system. The junction of the vertically conducting and horizontally sealing fault zones near Berekfürdő represent the southern limit of the prolific hydrocarbon-bearing Szolnok and the identified “extra“ aquifer. The junction of these faults causes intensive water upwelling which was drilled by Pávai-Vajna in 1928. This exploration initiated the development of the Berekfürdő Spa

Mapping vegetational and salinization phenomena to evaluate the extent of Lake Kelemenszék, Hungary

Abstract Lake Kelemenszék (Danube-Tisza Interfluve, Hungary) is a shallow saline lake which is fed, beside by precipitation, partly by meteoric and also by rising saline groundwater. The aim of the present study was to map the seasonally variable extent of the lake. The developed method is based on mapping of vegetational and soil salinization phenomena around the lake caused by discharging groundwater. It was found that an outer salty berm determines the maximum extent of the lake. Therefore, from the mapped maximum possible extent of the lake, from the lake-bed morphology and from the recorded lake water level, the actual lake extent and water amount can be deduced. Military and cadastral maps from the past 220 years and a satellite image were used to characterize the historical time variability of the lake extent. Additionally, an actual groundwater level map was compiled based on shallow well data. RMT sounding was carried out to evaluate the TDS content of the saturated near-surface sediments to examine the interaction between the lake and the canals around it

Szemelvények az elmúlt két évtized ELTE-n végzett, medenceléptékű hidrogeológiai kutatásaiból

Az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) Általános és Alkalmazott Földtani Tanszékének hidrogeológiai kutató és oktatócsoportja (Tóth József és Erzsébet Hidrogeológia Professzúra) tevékenységének középpontjában a felszínalatti vízáramlásoknak és kapcsolódó jelenségeknek a hidraulikus folytonosság alaptételére épülő medenceléptékű és rendszer szemléletű megközelítése áll. A jelen tanulmány e megközelítést történeti felvezetéssel és a korábbi, rétegtani (hidrosztratigráfiai) alapú „artézi” paradigmával szembeállítva mutatja be. A folyamatosan fejlesztett medenceléptékű hidrogeológiai kutatási módszertant röviden tárgyaljuk, a technikai részletek helyett kiemelve az alkalmazott módszertani megközelítések magyarázatát. Ezek közül legnagyobb jelentőséggel a kutakban mérhető hidraulikai adatok medenceléptékű, azaz medencehidraulikai elemzése bír, amelynek eredménye a „valós vízáramlási rendszermodell” felállítása. Ennek megfelelően kutatás történetünkből a medenceléptékű és különösen a medencehidraulikai eredményeket szemlézzük a továbbiakban, említve az ezekáltal összefüggésrendszerbe helyezett és egyéb módszerekkel vizsgált jelenségeket is. Az ország területének nagyrészét lefedő kutatásaink domborzattól és kőzettípustól (sziliciklasztos vagy karbonátos) függetlenül kimutatták a kőzetváz hidraulikus folytonosságát és a gravitáció vezérelte regionális felszínalatti vízáramlási rendszerek jelenlétét. Ezek medenceléptékben fedetlen, csapadékvízből utánpótlódó és közel hidrosztatikus nyomásrezsimű tartománya alatt a mélymedencékben abnormális nyomásrezsimek (túlnyomásos vagy alulnyomásos) fedett, és nem vagy csak korlátozottan utánpótlódó tartományai találhatók. E komplex hidraulikai helyzettel és a felszínalatti víz áramlások földtani és környezeti hatótényező szerepével számos felszíni (szikesedés, felszín alatti víztől függő ökoszisztémák, FAVÖKO-k stb.), és felszín alatti (hipogén barlangképződés, szénhidrogén csapdázódás stb.) jelenség és folyamat nyert magyarázatot

Basin-Scale Hydraulic Evaluation of Groundwater Flow Controlled Biogenic Gas Migration and Accumulation in the Central Pannonian Basin

Biogenic or microbial methane has an increasing share in the global gas resource base, though its exploration still faces challenges and welcomes innovations. Critical elements of its migration and accumulation models are the groundwater flows which gather and transport the gas in aqueous solution, and the seal rocks or aquifers which lead groundwater flows horizontally over great distances. This paper intends to introduce the hydraulic trap concept into these models, which is able to drive fluids horizontally without an overlying seal rock. Since hydraulic traps can evolve as a result of the interplay of regional groundwater flow systems, the basin-scale hydraulic evaluation methodology which was developed for the analysis of these systems was further improved by this study to focus on their interplay. The improved methodology was applied on measured hydraulic data in a study area in the Central Pannonian Basin (Hungary) around the Hajdúszoboszló gas field where as a result, the first groundwater flow controlled dissolved biogenic gas migration and accumulation model could be set up. In addition, the proposed methodology can be used in any terrestrial sedimentary basin, and in particular, where topography-driven flow systems are underlaid by an abnormal pressure regime

Characterization of the regional groundwater flow systems in south Transdanubia (Hungary) to understand karst evolution and development of hydrocarbon and geothermal resources

In South Transdanubia (Hungary), the remarkable geothermal and hydrocarbon resources in the Drava Basin and the hypogene caves at the margin of outcropping carbonate hills were usually investigated separately and their interactions were hitherto neglected. The aim of this study is to give all these groundwater-related resources and phenomena a common framework applying the concept of regional hydraulic continuity, and to complete the regional (i.e., basin-scale) hydraulic assessment of the area based on preproduction archival measured data. Pressure-elevation profiles, tomographic fluid-potential maps and hydraulic cross-sections were constructed to determine the vertical and horizontal fluid-flow conditions. As a result, two kinds of fluid flow systems could be identified. Within the gravitational flow systems, horizontal flow conditions are dominant and the regional flow direction tends toward the S–SE. In deeper basin regions, an overpressured flow system is prevalent, where fluids are driven laterally from the deeper sub-basins towards their margins. Based on the regional-scale evaluation of fluid flow systems, conclusions could be drawn regarding the geothermal and hydrocarbon potential of the area. Additionally, local-scale phenomena could be explained, particularly in the southern foreland of the Villány Hills. Cave formation cannot be related to the present-day flow systems here. In the Harkány area, groundwater chemistry could be explained by fluid contribution from the Drava Basin. A comparison with the marginal Buda Thermal Karst area allows for generalized conclusions regarding the connections between marginal karst reservoirs and the Pannonian Basin