2. A felszín alatti vizek áramlása és megjelenési formái

		2.1 Áramlási rendszerek, vízvezetés

A felszín alatti vízáramlás legfőbb hajtóereje a gravitáció. A felszínről beszivárgó, majd felszíni vizekben, forrásokban, illetve párolgás révén ismét a felszínre jutó (megcsapolódó) víz felszín alatti útját a 4. ábrán látható ún. kis vízgyűjtő medencére felállított modell alapján követhetjük (Az ábrázolásnál csak a fél medencét rajzoltuk meg, mely a folyóvölgyre szimmetrikus.).

4. ábra A különböző szintű felszín alatti vízáramlási rendszerek elvi vázlata
(forrás: Tóth J. 1963)

Ezen szimmetrikusnak tekintett vízgyűjtő medence alsó (horizontális) határa egy vízrekesztő (ipermeabilis) réteg, oldalsó (vertikális) határai vízválasztó hegységek, középső része egy medence területen fekvő folyóvölgy.

Az áramlás irányát és intenzitását a medencén belül a víz mechanikai energiájának nagysága szabja meg. Ez az energia a felszín alatti vízszintekben mérhető. A víz a nagyobb energiájú helyről a kisebb energiájú hely felé áramlik. A vízválasztó területen a mélység növekedésével csökken a víz mechanikai energiájának nagysága, azaz minél mélyebben helyezkedik el egy víztartó réteg, a benne elhelyezkedő víz nyugalmi szintje annál alacsonyabban van. Ez az ún. utánpótlódási terület, ahol a beszivárgó víz egyre nagyobb mélységbe szivárog. Ezzel szemben a folyóvölgyben a mélység növekedésével nő a víz mechanikai energiájának nagysága, azaz a mélyebben fekvő rétegek vizének nyugalmi szintje magasabban van. Itt a víz a felszín felé áramlik, ez az ún. megcsapolódási terület.

Az ábra jól mutatja, hogy a felszín alatti vízáramlási irányok jól követik a felszín morfológiáját. Az áramlási irányokat a felszín morfológiája mellett további tényezők, így például a kőzet rétegzettsége, a szerkezeti törések módosítják.

A felszín alatti víz útja során különböző jellegű, tulajdonságú geológiai képződményekkel kerül kapcsolatba. A felszín alatti víz mozgása szempontjából fontos tényező a kőzetek áteresztőképessége. A kőzetek ezen tulajdonsága határozza meg, hogy az adott képződményben a víz áramlása milyen intenzitású lehet. A kőzetek áteresztőképessége szerint megkülönböztetünk víztartó, félig áteresztő és vízrekesztő rétegeket. A kőzetek ezen sajátossága jellemezhető azzal is, hogy adott képződményből kitermelhető-e gazdaságosan hasznosítható mennyiségű víz, vagy nem. Az előbbi esetben víztartó (pl. durva homokkő), a második esetben vízrekesztő (pl. agyag) a réteg.

		2.2 Felszín alatti víztípusok, kőzetek vízraktározása

A felszín alatti vizeket többféle szempont figyelembevételével csoportosíthatjuk. Az osztályozásuk történhet:

• a vízadó rétegek anyaga, jellege szerint: porózus (pl. agyag, homokkő) vagy hasadékos (pl. mészkő) kőzetek (5. ábra),
• a rétegben levő vízre ható főerők szerint (pl. nehézségi-, kapilláris-, molekuláris erők),
• a víz nyugalmi szintje szerint: szabad tükrű vagy nyomás alatti ,
• a fizikai (hőmérséklet) jellemzők szerint: hideg víz és termálvíz (hévíz),
• kémiai jellemzők szerint: egyszerű vagy közönséges víz, ásványvíz, gyógyvíz, valamint
• gyakorlati szempontok szerint.

5. ábra Kőzetek porozitása (A,B), hasadékossága (C)
(forrás: Gilluly, J .és mások 1960)

Ez utóbbi az egyik leggyakoribb osztályozási elv, amelyet részletesebben is áttekintünk. A víztartó rétegek gyakorlati szempontok szerinti rendszerezése alapján beszélhetünk: rétegvízről, talajvízről, parti szűrésű vízről és hasadékvízről (6. ábra).

6. ábra Felszín alatti víztípusok

Rétegvíznek a porózus kőzetekben elhelyezkedő vizeket nevezzük. A rétegvíz elhelyezkedhet a porózus kőzet pórusaiban, illetve pórusaiban és réseiben, hasadékaiban. A rétegvizeket leggyakrabban a rétegben uralkodó nyomás alapján osztályozzuk, azaz hogy a víz nyugalmi szintje a terepszinthez képest hol van. Ha a rétegvíz nyugalmi szintje a felszín alatt van negatív rétegnyomásról, ha nyugalmi szintje a felszín fölött található, pozitív rétegnyomásról beszélünk.

A talajvíz a felszín közeli, legfelső porózus vízadó képződményben tárolódó víz, melynek fizikai, kémiai jellemzőit döntően befolyásolják a meteorológiai viszonyok. A talajvizeket tovább osztályozhatjuk például a talajvíztükör elhelyezkedése szerint, vagy a talajvíz utánpótlódása szerint.

Parti szűrésű víz a felszíni vízfolyást övező, azzal közvetlen kapcsolatban levő víztartó porózus kőzetek rétegeiből kitermelt víz. Ezen rétegek vize elsősorban a folyóból, kisebb mértékben a környező talajvízből származik.

Hasadékos kőzetek repedéseiben, hasadékaiban, üregeiben tárolt és mozgó víz a hasadékvíz. A hasadékos kőzet lehet nem karsztosodó vagy karsztosodó. A nem karsztosodó kőzetek - például vulkanitok, metamorf kőzetek - repedései mechanikai hatásra jönnek létre, például szerkezeti mozgások következtében. Vízraktározás szempontjából jelentősebbek a karsztosodó kőzetek - például mészkő, dolomit - melyek repedés-, járat-, illetve üregrendszere a mechanikai hatások mellett a víz oldó hatása révén alakul ki.

A felszín alatti vizekkel kapcsolatosan fontos ismerni, hogy a felszín alatti képződményekben (talaj, kőzet) található víz szerkezeti szempontból hol helyezkedhet el. A víz lehet:

• az ásványszemcsék kristályvázában,
• a kőzet-, talajszemcsék felületén,
• a szemcsék közötti pórustérben, valamint
• hasadékos kőzetek esetén a kőzet hajszálrepedéseiben, hézagaiban, hasadékaiban, barlang- és üregrendszerében (6. ábra).

A kőzetet (talajt) alkotó ásványszemcsék kristályvázában elhelyezkedő ún. szerkezeti víz kötött, csak a kristályszerkezet megváltoztatásával távolítható el. A szemcsék felületén található az ún. vízhártya, mely vízmolekulákra ható erő fajtája és annak nagysága szerint több rétegre tagolható. Úgynevezett szabad vízről beszélünk amikor a vízmolekulák már nem állnak a kőzetrészecskék erőterének befolyása alatt. A szabad víz a kőzetek pórusaiban, illetve hajszálrepedéseiben, hézagaiban, hasadékaiban, barlang- és üregrendszerében helyezkedhet el. Ez a víz a kapilláris erő hatására rövidebb-hosszabb ideig visszatartódik, vagy a víz a gravitációs erő hatására leürül.