Hidrogeológia

Mádlné Dr. Szőnyi Judit

Dr. Czauner Brigitta

Dr. Simon Szilvia

Dr. Erőss Anita

Zsemle Ferenc

Pulay Eszter

Havril Tímea

szerkesztő 
Mádlné Dr. Szőnyi Judit

E könyv kutatási és oktatási célokra szabadon használható. Bármilyen formában való sokszorosítása a jogtulajdonos írásos engedélyéhez kötött.

Készült a TÁMOP-4.1.2.A/1-11/1-2011-0073 számú, „E-learning természettudományos tartalomfejlesztés az ELTE TTK-n” című projekt keretében. Konzorciumvezető: Eötvös Loránd Tudományegyetem, konzorciumi tagok: ELTE TTK Hallgatói Alapítvány, ITStudy Hungary Számítástechnikai Oktató- és Kutatóközpont Kft.


Tartalom

A jegyzetben szereplő rövidítések magyarázata
Előszó
1. Bevezetés
1.1 A hidrogeológia tárgya, viszonya a hidrológiához
1.2 A hidrogeológia fejlődéstörténetének áttekintése
1.2.1 A mérnöki vagy műszaki hidrogeológia kezdetei
1.2.2 A természettudományos és mérnöki hidrogeológia párhuzamos fejődése az 1960-as évekig
1.2.3 A természettudományos és mérnöki hidrogeológiai irányzatok közeledése és összeolvadása
1.2.4 A modern hidrogeológia és jövője
1.2.5 A regionális vízáramlások jelentősége a földtani folyamatokban
1.3 A hidrogeológia segédtudományai
1.4 A hidrogeológia környezettani jelentősége és alkalmazási lehetőségei
1.5 Ellenőrző kérdések
1.6 A fejezetben felhasznált irodalmak
2. A vízkörforgalom és a vízmérleg, Magyarország vízkészletei
2.1 A hidrológiai körfolyamat sajátosságai
2.1.1 Definíció, jellemzők
2.1.2 A vizek eredete a vízkörforgalom szempontjából
2.1.3 A vízkörforgalom folyamatai
2.1.4 Felszín alatti vizek a vízkörforgalomban
2.2 A vízmérleg-koncepció
2.2.1 Rendszerelvű megközelítés
2.2.2 A vízmérleg egyenlet
2.2.3 A hidrológiai rendszerek osztályozása
2.2.4 A felszín alatti vizek jelentősége a Föld vízmérlegében
2.2.5 Esettanulmány
2.3 Magyarország vízkészletei
2.3.1 Az ivóvízellátás fejlődésének rövid áttekintése
2.3.2 A termálvizek és ásványvizek Magyarországon
2.4 Ellenőrző kérdések
2.5 A fejezetben felhasznált irodalmak
3. Folyadékpotenciál, Darcy törvénye
3.1 Darcy kísérlete és törvénye
3.2 A folyadékpotenciál és a hidraulikus emelkedési magasság összefüggése
3.3 Kutakban végzendő mérések a folyadékpotenciál eloszlás meghatározására
3.4 Csatolt áramlások
3.5 Jelölések, dimenziók és mértékegységek
3.6 Ellenőrző kérdések
3.7 A fejezetben felhasznált irodalmak
4. A porózus közeg hidraulikai tulajdonságai, rétegzett rendszer, anizotrópia
4.1  Porozitás (n), hézagtérfogati tényező (e)
4.2 Áramlási intenzitás (q), vonalmenti sebesség (v)
4.3 Hidraulikus vezetőképesség (K), permeabilitás (k)
4.4 Permeabilitás lépték-, mélység- és időfüggősége
4.5 Hidrosztratigráfia
4.6 Heterogenitás, anizotrópia
4.7 Rétegzett heterogén közeg transzformációja
4.8 Hidraulikus vezetőképességi ellipszoid
4.9 A Darcy-törvény általános alakja
4.10 Ellenőrző kérdések
4.11 A fejezetben felhasznált irodalmak
5. A telített kőzetváz rugalmas tulajdonságai, a kőzetekből kinyerhető víz mennyisége
5.1 Kompresszibilitás és hatékony feszültség
5.1.1 Folyadék kompresszibilitása (β)
5.1.2 Hatékony feszültség
5.1.3 Porózus közeg kompresszibilitása (α)
5.2 A kőzetekből kinyerhető víz mennyisége
5.2.1 Fedett víztartók: fajlagos tározás (S0) és  tározási tényező (S)
5.2.2 Szabadtükrű víztartók: fajlagos hozam (Sy) és  fajlagos visszatartás (Sr)
5.3 Egyéb formációtulajdonságok
5.3.1 Transzmisszivitás (T) fedett és szabadtükrű víztartókra
5.3.2 Diffúziós állandó (D)
5.4 A levezetett hidraulikai paraméterek gyakorlati meghatározása
5.5 Ellenőrző kérdések:
5.6 A fejezetben felhasznált irodalmak
6. A felszín alatti vízáramlást leíró egyenletek
6.1 Az áramlási egyenletek, a stacioner/permanens és a tranziens/nem-permanens állapot
6.2 Stacioner felszín alatti vízáramlás telített porózus közegben
6.2.1 Az áramlási egyenlet levezetése stacioner esetre
6.2.2 Tranziens felszín alatti vízáramlás telített porózus közegben
6.3 Ellenőrző kérdések:
6.4 A fejezetben felhasznált irodalmak
7. Áramképek és szerkesztésük
7.1 Az áramképek felépítése, összetevői, és készítésének célja
7.2 Homogén, izotróp közeg
7.2.1 Az áramlási mező és a határfeltételek meghatározása
7.2.2 Az áramkép megszerkesztése
7.2.3 Q számítása homogén-izotróp közegre, ha ismert K
7.2.4 Az áramkép ellenőrzése
7.2.5 A homogén-izotróp áramkép szerkesztés szabályainak összefoglalása
7.3 Heterogén, izotróp közeg, tangens törvény
7.4 Anizotróp közeg
7.4.1 Áramtér transzformáció
7.4.2 Áramlási irány meghatározása
7.4.3 Az anizotrópia hatása az áramképre
7.5 Ellenőrző kérdések
7.6 A fejezetben felhasznált irodalmak
8. A tranziens állapot megnyilvánulásai a felszín alatti vízrendszerben
8.1 A stacioner és a tranziens áramlás kialakulásának feltételei
8.2 A felszín alatti vízszintváltozások típusai
8.3 A vízszintváltozások megjelenítése
8.3.1 Talajvízszint- és potenciometrikus kontúrtérképek (h(x,y,t) t:t1,t2)
8.3.2 Vízszintkülönbség-térképek (Δh(x, y, Δt) Δt: t1, t2)
8.3.3 Vízszintmélység térképek d(x, y, t)
8.3.4 Hidraulikus keresztszelvények h(s, z, t)
8.3.5 Hidrográfok vagy kútidősorok h(t); d(t)
8.4 A felszín alatti vízszint-változások okai
8.4.1 Változások a tározott vízkészletben
8.4.2 Zavarok a kutakban
8.5 Ellenőrző kérdések:
8.6 A fejezetben felhasznált irodalmak
9. Légnyomás- és tengerszint változás hatása, barometrikus és árapály hatásfok
9.1 A légnyomásváltozás hatása fedetlen víztartóra
9.2 Levegőpárna csapdázódás fedetlen víztartóban
9.3 A légnyomásváltozás fedett víztartóra gyakorolt hatása
9.4 Árapály hatásfok
9.5 Ellenőrző kérések:
9.6 A fejezetben felhasznált irodalmak
10. A kőzetváz, mint regionális áramlási közeg és a hidraulikus folytonosság
10.1 A kőzet, mint porózus közeg
10.1.1 A porozitás osztályozása
10.1.2 A porozitás mértékét szabályozó tényezők
10.1.3 A kőzetekben a porozitást kialakító és befolyásoló tényezők
10.1.4 A porozitás mértéke a kőzetekben
10.2 A kőzet, mint regionális áramlási közeg: az átlag-porozitás (n) és a relatív elemi térfogat (REV) fogalma
10.3 A hidraulikus folytonosság
10.3.1 A hidraulikus folytonosság definíciója
10.3.2 A hidraulikus folytonosságot elfedő tényezők
10.3.3 A hidraulikus folytonosság koncepciójának kialakulása
10.3.4 A hidraulikus folytonosság bizonyítékai
10.3.5 A hidraulikus folytonosság következményei
10.4 Ellenőrző kérdések
10.5 A fejezetben felhasznált irodalmak
11. Stacioner vízáramlás vízgyűjtő medencékben
11.1 Történeti háttér
11.2 Az egységmedence
11.2.1 Az egységmedence alapvető tulajdonságai
11.2.2 Hidrodinamikai paraméterek az egységmedencében
11.3 Kis vízgyűjtő vagy összetett medence
11.3.1 A kis vízgyűjtő medence alapvető tulajdonságai
11.3.2 Áramlási rendszerek és hidraulikai rezsimjeik összetett medencékben
11.4 A hidrogeológiai környezet elemeinek hatása a felszín alatti vízáramképre
11.4.1 A medence geometriájának hatása a felszín alatti vízáramképre
11.4.2 A földtani felépítés hatása a felszín alatti vízáramlás geometriájára
11.4.3  A klíma hatása a felszín alatti vízáramképre
11.5 Esettanulmány a Duna-Tisza közéről
11.6 Ellenőrző kérdések
11.7 A fejezetben felhasznált irodalmak
12. Bevezetés a felszín alatti vizek kémiájába
12.1 Alapfogalmak
12.1.1 Mértékegységek
12.1.2  Aktivitás és a koncentráció
12.1.3 Ásványok oldhatósága
12.2 A vízkémiai elemzés eredményeinek bemutatási módjai a hidrogeológiában
12.2.1 A vízkémiai elemzések hibája
12.2.2 A vízkémiai elemzések ábrázolása
12.3 A felszín alatti víz kémiai összetételét meghatározó kémiai folyamatok
12.3.1 Az elsődleges kémiai folyamatok
12.3.2 Hidratáció
12.3.3 Másodlagos kémiai folyamatok
12.4 A vízkémiai fácies
12.5 A felszín alatti vizek összetételét, a vízkémiai fáciest befolyásoló tényezők
12.5.1 A folyamatokat szabályozó tényezők
12.5.2 A geológia hatása a vízkémiára
12.5.3 Az éghajlat hatása a vízkémiára
12.6 A vízkémiai jelleg és a különböző vízrezsim-körülmények összefüggése
12.7 A vízkémiai jelleg különböző rendű áramlási rendszerekben és a Chebotarev-sorozat
12.8 Ellenőrző kérdések
12.9 A fejezetben felhasznált irodalmak
13. Hidrológiai környezet, felszínalatti vízrezsim, a felszínalatti vizekkel kapcsolatos folyamatok, hatások, jelenségek
13.1 A hidrogeológiai környezet
13.2 A felszínalatti vízrezsim jellemzői
13.3 A felszín alatti víz, mint földtani hatótényező
13.3.1 In-situ kölcsönhatás a felszín alatti víz és a közvetlen környezete között
13.3.2 Áramlás: a szisztematikus szállítás és elosztás mechanizmusa
13.4 A felszín alatti vizek által előidézett jelenségcsoportok
13.4.1 Hidrológiai és hidraulikai
13.4.2 Kémiai és ásványtani
13.4.3 Növénytani jelenségek
13.4.4 Talaj- és kőzetmechanikai, geomorfológiai jelenségek
13.4.5 Szállítási és felhalmozódási jelenségek
13.5 A felszín alatti vizek megcsapolódásához köthető jellegzetes jelenségek részletes bemutatása
13.5.1 Elsődleges és másodlagos jellemzők kiáramlási területek esetében
13.5.2 Megcsapolódási jelenségek a hidrogeológiai környezet függvényében
13.6 Ellenőrző kérdések
13.7 A fejezetben felhasznált irodalmak