1.4 A hidrogeológia környezettani jelentősége és alkalmazási lehetőségei

Ahogyan a hidrogeológia fejlődésének áttekintésében már láttuk, a tudomány fejlődését évszázadokon keresztül a víznyerés motiválta.

Az emberiség először, mint fogyasztási cikkel találkozott a felszín alatti vizekkel. A folyóvizekben, tavakban szűkölködő területeken a felszín alatti vizek természetes előbukkanásai, vagyis a források teremtettek lehetőséget a letelepedésre. A vízellátással összefüggő legfontosabb feladatok (Kovács et. al. p. 7. 1972): "a víztartó rétegeket tápláló és megcsapoló természetes hatások feltárása; a felszín alatti áramlások irányának és hozamának megismerése; …a természetes egyensúly jellemzése... a probléma mérete esetről esetre változik, attól függően, vajon a termelt vizet városi vagy falusi vízellátásra, ipari célokra, öntözésre, esetleg állatok itatására, vagy más célra használjuk". Másként fogalmazva, a hidrogeológia feladata korábban kizárólag a vízkincsek felkutatása; azok pontos számbavétele, felmérése; kutakkal, kútcsoportokkal történő feltárási javaslat kidolgozása, valamint a vizekkel való szakszerű gazdálkodás volt.

A korlátozás nélküli felszín alatti vízhasználat negatív hatásai már az 1900-as évek közepén jelentkeztek: elapadtak források, kiszáradtak a kutak, és ezzel egyidejűleg észlelték a korábban a felszíni eredetű szennyezőkkel szemben teljesen védettnek gondolt mélységi vizekben a szennyezések első jeleit. Megjegyzendő, hogy a felszín közeli ún. talajvizek elszennyeződésére már a XIX. században felfigyeltek. A több százezer alföldi ásott kút vize gyakorlatilag már az 1860-as években emberi fogyasztásra alkalmatlanná vált. Ez is ösztönözte az első artézi kutak fúrását.

Az előzőekben vázolt környezetvédelmi problémák, valamint a felszín alatti vizek környezeti hatótényező szerepének felismerése vezetett a hidrogeológia környezettani jelentőségének felismeréséhez. Ennek értelmében felszín alatti vizeink egyrészt ivóvizet, öntöző és termálvizet biztosítanak, másrészt a felszín alatt zajló környezeti folyamatok színterei és a védelem tárgyai is egyidejűleg.

A kőzetburok tárolja a vízellátási igényeinket kielégítő felszín alatti vizeinket. Ugyanakkor a litoszféra vizei a vízkörforgalom felszín alatti komponensei, melyek folytonos kölcsönhatásban állnak az atmoszféra, hidroszféra és bioszféra vizével (1.8 ábra). A ciklus bármely részéből történő vízelvonás vagy vízhozzáadás, a többi elemre is hatást gyakorol mennyiségtani értelemben. Így a folyóvizek áradásai, a tavak, mocsarak lecsapolása, a mezőgazdasági célú öntözés közvetetten a felszín alatti vízkészleteinket is befolyásolja. A felszín alól történő vízelvonás közvetlenül csökkenti a vízkészleteket, és a kutak nyugalmi vízszintjének csökkenésében, a források hozamcsökkenésében jelentkezik.

Vízkörforgalom

1.8 ábra: A felszín alatti vízáramlások a vízkörforgalomban (Mádlné Szőnyi, 2011)

Ugyanakkor a hidrológiai cikluson keresztül nemcsak a víz közvetítődik egyik rezervoárból a másik felé, hanem a vizes oldatban zajló anyagtranszport – beleértendő a szennyező transzport is – a ciklus szállítószalagján keresztül valósul meg. Azaz, a felszín alatti vizek az emberi tevékenységek által kibocsátott szennyezők fő transzportálói és közvetlen minőségi károsultjai egyidejűleg. Az elszennyeződött mélységi vizek rehabilitációja – a szennyezések rejtettsége és tartóssága folytán – rendkívül költséges és sok esetben az eredeti állapot helyreállítása nem is lehetséges.

A felszín alatti vízmozgás földtani tényezőként számos – emberi életünket lényegesen befolyásoló – hidrológiai, ökológiai, agrogeológiai, talajmechanikai folyamatot generálhat a földfelszínen (1.9 ábra). Vízhiányos, vagy éppen víz többlettel bíró területeket eredményezhet. A kőzeteken keresztül történő lassú szivárgás során fellépő oldási folyamatok révén sóforrást biztosít a szikesedéshez. A pórusnyomás növekedése révén lejtőállékonysági problémákhoz, csökkenése révén rétegtömörödéshez vezethet.

A felszín alatti vizek föntiekben vázolt komplex szerepe meghatározza a modern hidrogeológia alkalmazási területeit (1.10 ábra). Ezek a klasszikus vízellátás mellett a terület- és földhasználat; műszaki földtan; mezőgazdaság és erdőművelés; ásványkutatás; geotermikus energia-hasznosítás stb.

Egyetlen példánál, a radioaktív hulladék elhelyezésnél maradva, néhány évtizede még szóba sem jött a felszín alatti vizek figyelembe vétele a tervezés során. Hosszú időn keresztül a nagyaktivitású atomhulladék elhelyezésnél egyetlen cél, az abszolút vízrekesztőnek tekinthető, vizet nem tároló, repedésmentes kőzettömbök felkutatása volt. Mára bebizonyosodott, hogy a természetes és mérnökileg megerősített geológiai gátak biztonságossága az elvárt tízezer évig nem biztosítható. A hidrogeológus a felszín alatti vízáram mezőben ki tud jelölni olyan övezeteket, ahonnan a hulladékkal esetlegesen érintkező víz felszínre érkezése a biztonsági szempontból megkívánt időintervallumon belül kizárható. Ezt a szempontot a hazai Bátaapátiban kialakított közepes és kis aktivitású radioaktív hulladéklerakó helykiválasztásánál és tervezésénél is mérlegelték.

Kijelenthetjük, hogy a hidrogeológia az élet számos területén jelentkező szükségletet elégít ki, ezért fejlődésre van ítélve. Alkalmazási lehetőségei folyamatosan bővülnek és a meglévő felhasználási területein is folyamatosan nő az igény iránta. Mindezen fölül a hidrogeológia érdekes és izgalmas, ami tovább növeli népszerűségét művelői körében.

Sós- és édesvízi mocsarak helyzete

1.9 ábra: A gravitációs felszín alatti vízáramlások és a sós és édesvízi ökoszisztémák kapcsolata (Mádlné Szőnyi, 2011)

 

Alkalmazási területek

1.10 ábra: A hidrogeológia alkalmazási területei