Heat potential evaluation of effluent and used thermal waters in Budapest, Hungary

Europe’s largest thermal water system can be found in the capital of Hungary. The springs and wells that supply the famous baths of Budapest discharge mainly from a regional Triassic carbonate rock aquifer system. The springs have mostly been substituted by wells; only a few natural springs are known today, most of which are drained unused into the Danube. In this study, first the heat potential of these unutilized spring waters in the three natural discharge areas was assessed. Secondly, the heat potential of used thermal waters of three baths was calculated. At the springs discharge and temperature measurements were carried out. In the case of the baths, water management data were evaluated. At the Boltív Spring at the foot of Rózsadomb, the heat potential calculation shows that cooling the spring water to 5 °C would provide 6 MWth thermal capacity, providing a stable energy source for heat pumps. From the overflowing water of the springs of Rudas Bath at the foot of Gellért Hill, a total of 107 kWth heat could be utilized when cooling it to 5 °C, possibly by heat pump system. However, the heat potential of the Bründl Spring is not sufficient for geothermal utilization, mainly due to lack of end users in the vicinity of the spring. Together with the wastewater of the thermal baths, the effluent springs and wastewaters of pools carry a total of 25 MWth waste heat, which is a considerable amount compared to the needs of a public institution. The importance of this study is in the assessment of such potential heat sources (unused lukewarm and thermal springs, wastewater of spa pools) which are present either naturally or artificially, and do not require further thermal water production for heating purposes

Potential maps for the hydrogeologic prerequisites of the installation of deep geothermal doublets and groundwater source heat pump systems in Budapest, Hungary

Budapest is famous for its thermal springs and spas and outstanding thermal water resources. In the 21st century renewable energy utilization — including the use of geothermal energy — became the focus of interest. Improving the use of the different forms of geothermal energy requires the assessment of their possibilities. The potential for deep geothermal doublet systems for direct heating in Budapest was evaluated based on the temperature conditions, the depth and reconnaissance of the carbonate reservoir. NW Buda is not appropriate for thermal water exploration. SW and SE Budapest have better temperature conditions but the lithology of the reservoir is uncertain. Beneath Pest the thermal water is well exploitable. It is obvious from the map of the region that the area is promising; however, due to the hydraulic continuity of the system, reinjection is desirable. Considering the reliability of the employed data the geothermal potential map is suitable only for general orientation and guidance. The geothermal potential map for Groundwater-sourced Heat Pump Systems (GHPS; scale = 1:40,000) was assembled by evaluating the thickness and appearance of the gravel strata and water table, complemented by the sulfate content as an aggressive component of groundwater. The original geothermal potential map series can be used for the evaluation of potential sites in Budapest. It can be concluded that the Buda side of the Danube River is almost entirely unsuitable for shallow groundwater-based heat pump installations. The only areas under consideration are Óbuda and the riverbanks. On the Pest side, there is no gravel in the central part; the largest areas close to the river and in the immediate surroundings are uncertain, with patches of suitable and possible categories. The southern and eastern area of Pest is the most prospective for GHPS installation. The potential maps only consider natural parameters; however, installation may be strongly influenced by the urbanization and the city environment

Identification of near-surface saline water in the Lake Kelemenszék area, Danube-Tisza Interfluve, Hungary

Abstract In the Danube Valley, a chain of saline lakes and a salinized area are situated in the discharge zone of two different waters. The two watertype were followed till the near surface by regional chemical and hydraulic investigations (Mádlné Szőnyi and Tóth 2009). The goals of this study were to prove the presence of these different waters in the near surface zone around the Lake Kelemenszék, and allocate their connection to the lake and to the salinized ground surface. Near-surface geophysical measurements (VES, RMT) supported the regional hydraulic and chemical results. The sediments are saturated by saline water down to 110 m beneath the lake, and to the east the fresh water is prevalent. The local chemical investigations strengthened this distribution. Highly saline water with Na-HCO3-Cl-type discharges into and around the lake. To the east there is a continuous change towards a (Ca,Mg)-(HCO3)2-type fresh water discharge. The interface between the two water types is a 2–3 km wide transition zone. The results of the investigations proved that the saline water of the deep flow system rises to the surface and provide salt for the salinization of the area

Possibilities and limitations in the utilization of the Neogene geothermal reservoirs in the Great Hungarian Plain, Hungary

Abstract Hungary has favorable geothermal conditions. The paper discusses the thermal and hydrogeologic conditions of the Neogene groundwater reservoir below the Great Hungarian Plain. In the exploration of the reservoir one of the most problematic issues, is the interaction between gravity-driven and overpressured flow regimes, especially along conductive faults. A combination of structural geology supported by seismic interpretation, hydrogeochemistry, and hydraulic evaluations can help to delineate the two flow regimes and determine the origin of the water: meteoric (and thus rechargeable) or syn-sedimentary (and thus non-rechargeable) pore water. These results can be incorporated into basin-scale digital models of the Neogene reservoir. The models can be used to predict the response of the reservoir to the water production and injection, and can help to exploit more efficiently and sustainably the thermal waters of the Great Hungarian Plain reservoir

Hidrogeológiai modellek megbízhatóságának növelése geostatisztikai módszerek fejlesztésével = Improvement of geostatistical methods to increase the reliability of hydrogeological models

A kutatás keretében lehetőség volt olyan vizsgálatok, elemzések és módszerfejlesztések elvégzésére, amelyek segítségével a determinisztikus megközelítés és leírás helyett a valószínűségelméleti és geostatisztikai alapú modellszemlélet erősíthető a hidrogeológiában és a hidrogeológiai modellezésben. A különböző hidrogeológiai modellekben a modellparaméterek valószínűségi változónak tekinthetők. A realitásoknak jobban megfelelő valószínűségelméleti megközelítés eredményeképpen a geostatisztikai és sztochasztikus alapú modellezés szerepét erősítettük a hidrogeológia és földtudományok területein. A valószínűségi változók leírásában és a hozzájuk kapcsolható sűrűség, illetve eloszlásfüggvények meghatározásában a korszerű geostatisztikai módszereknek döntő jelentősége van. A javasolt, új típusú robosztus és rezisztens geostatisztikai és regressziós módszerek alkalmazásával a hidrogeológiai adatokból sokkal több és pontosabb információ nyerhető, mint amit a jelenleg leginkább elterjedt determinisztikus értelmezési eljárások nyújtani képesek. Bemutattuk, hogy a hidrogeológiai modellek kalibrációjának eredményessége is jelentős mértékben függ attól, hogy milyen típusú eltérésnormát optimalizálunk. A kutatás keretében a hidrogeológiai modellezés különböző területein dolgoztunk ki olyan új típusú, nagy hatásfokú geostatisztikai módszereket, amelyeket a gyakorlatban dolgozó szakemberek is könnyen tudnak elsajátítani, és képesek a munkájukban alkalmazni. | In the framework of the research project, new geostatistical methods have been elaborated in order to increase the reliability of groundwater modeling to solve different hydrogeological problems. As the model parameters can be regarded as probability functions, the geostatistical and stochastic approach should be strengthened in the practice of groundwater modeling. The application of the Most Frequent Method and non-parametric regressions with their robust and resistant properties can provide the modelers with new horizons converning accuracy and reliability. Uncertainty and efficiency calculations can also be made with the help of the improved geostatistical and fitting modules. It is also demonstrated that the calibration parameters heavily depend on the chosen statistical norms. The applicability and the usefulness of the new methods are demonstrated by many test examples as well as case studies. The proposed methods can also be applied effectively by industrial experts

Felszínalatti vízáramlások hatása a Pannon-medence közép-dunavölgyi régiójában tanulmányozható aktuogeológiai folyamatokra = Groundwater as a geological agent. Study of groundwater flow related actuogeological processes in the Kiskunság sector of the Danube valley

Kutatásain révén a Duna-Tisza közére érvényes "hidrogeológiai típusszelvényt" vezettünk le. A területre domborzati magasság-különbségek által vezérelt, csapadék eredetű vizeket és túlnyomások révén felfelé szivárgó, magas sótartalmú vizeket különítettünk el. A felső gravitációs vízrendszert a túlnyomásos alsó vízrezsim hidraulikusan alátámasztja. A felszálló vizek pályáit a medencealjzat geometriája, a vízfogók vastagsági heterogenitása és szerkezeti tagoltsága befolyásolja. Az aljzatból kiinduló vetők, átvágva a vízfogó rétegeket, rövidzáras kapcsolatot teremthetnek a legfölső víztartókkal. Ugyanakkor a vízfogókon történő átszivárgás sem zárható ki. A medence Ny-i részén a gravitációs rendszerek energiája nem elegendő ahhoz, hogy vizüket a Dunáig eljuttassák, így már a Duna?völgyben megcsapolódnak. Ezen a területen a feláramló sós vizek és a csapadékból beszivárgott vizek együttesen szállítódnak a felszínközeli kavicsos-homok vízvezető révén, előidézve a vizsgált Kelemenszék magas sótartalmát. Ez a hidraulikai kép megmagyarázza a kémiai és a vegetációs mintázat különbségeit az édesvízi és sós vízi élőhelyek között a Duna-Tisza közén. A szikesedés sóforrásaként a területen az aljzati eredetű NaCl-os víz tekinthető. Kutatásaink eredményeit egy összefüggő képbe helyezve értelmeztük, amely kép reményeink szerint kiterjeszthető az Alföld egészére és új hidrogeológiai paradigmaként kezelhető. | A Hydrogeological Type Section was proposed for the Duna-Tisza Interfluve. On this section a gravity-driven meteoric fresh water and an over-pressured saline water regime were identified. The gravity-flow pattern conforms to the topography. These systems are hydraulically perched by the ascending over-pressured water. The pathways of ascending waters are influenced by the geometry of the basement, and the variable thickness and tectonic structure of the aquitards. Faults originated from the basement disect the aquitards providing direct hydraulic connections with the upper aquifers. Otherwise cross-formational flow through aquitards can not be excluded. The energy of gravitational systems is not enough to push the fresh waters as far as the Duna in the western part of the basin. Accordingly their water is discharged in the Duna-valley. In this area deep saline waters and the meteoric waters are conveyed together by a sandy-gravel aquifer causing the examined Kelemenszék to be saline. This hydraulic picture explains the contrasting chemistry and vegetational pattern between fresh water and saline wetlands of the Duna-Tisza Interfluve. As the origin of the surface salinization on the area the NaCl-type water of the basement was found. The results of the present study are summarized into a coherent schematic, which we consider to be representative not only for the Duna-Tisza Interfluve but it can be extended to the entire Great Hungarian Plain as a new hydrogeological paradigm

A környezettan alapjai

A jegyzet a környezet fogalmának, összetevőinek, a fenntarthatóság fogalmának tisztázása után áttekinti az ember és a környezete, a természet- és környezetvédelem, a globális környezeti problémák szempontjából fontos területeket. A jegyzet olyan témákat kíván tárgyalni, amelyek a mai környezettudomány érdeklődésének fókuszában vannak. A jegyzet multidiszciplinaritását mutatja, hogy helyet kapott benne a környezet és fenntarthatóság kérdése, a táj, a környezet és a talaj rendszer bemutatása, a modern hidrogeológia és a környezeti ásványtan eredményei, az időjárás és az éghajlat aktuális problémái, kiemelve a globális éghajlatváltozást és ehhez kapcsolódóan a környezeti áramlásokat. A jegyzetben bemutatásra kerül a biodiverzitás megőrzésének fontossága, a bioszféra legfontosabb szennyezői, ezek közül is külön fejezet foglalkozik a szennyvíztisztítással. Bemutatásra kerülnek a környezetünkben előforduló sugárzások és az emberiség jövőjének kulcskérdése, az energiagazdálkodás is

Környezettudományi terepgyakorlat

A környezettudomány terepi módszereit bemutató jegyzet célja, hogy átfogó képet adjon a leendő környezettan tanár szakos hallgatóknak a terepen viszonylag egyszerűen elvégezhetőmérési módszerekről. A mű több éves kipróbálás és tapasztalat birtokában egy konkrét mintaterületen elvégzett számos környezeti vizsgálat módszerét mutatja be, ám ezek a módszerek könnyen alkalmazhatók más területek felmérésére, vizsgálatára is. Az igen komplex, mintegy 10 tudományterületet felsorakoztató terepi program során a hallgatók szinte minden környezeti diszciplina terepi módszereivel megismerkedhetnek és a mérésekelvégzése után a gyakorlatokhoz tartozó jegyzőkönyvvel, feladatlappal ellenőrizhetik tudásukat. Az egyes gyakorlati részek modulokként épülnek fel, – s bár egy adott területen kerültek kipróbálásra – általánosan másutt is használhatók, jól kombinálhatók például az érintett szakterületenként, de a tanárképzésben akár korcsoportonként is