Ö S S Z E F O G L A L Ó   J E L E N T É S
a felsőanizuszi mészkőréteg Lillafüred-Jávorkút közötti szakaszának karszthidrológiai kutatásáról


 
Összeállította a
Magyar Hidrológiai Társaság Borsodi Csoportjának
Karszt- és Karsztvízkutató Szakosztálya
 
Készítette:
Szabó László
 
és munkatársai:
Balogh Tamás, Gyurkó Péter, Láner Olivér, Tokár Ferenc,
Zámpory Vilma és a szakosztály tagjai.
 
Készült: 50 példányban
 
Miskolc, 1966.


Elektronikus változat: Kovács Attila, dr. Lénárt László, Mogyorósi József - 2001-2004.
S z e r k e s z t é s   a l a t t !

E l ő s z ó

     Ahogyan a hidrológiai, vagy bármely rokon tudományág nem nélkülözheti a felszín vízrajzi megfigyeléseit, vagy a mélyben fekvő, vízvezető rétegek tulajdonságainak vizsgálatát, éppen úgy elképzelhetetlen egy karsztvidék hidrológiai viszonyainak megismerése a karsztfelszín és a forrás közötti kapcsolat színterének egzakt tanulmányozása nélkül. A barlangkutatás és a karsztvízkutatás szervesen összekapcsolódik, munkánkban tehát nem is törekedtünk az egyes körökben népszerűtlen barlangkutatástól elszigetelődni.

     A felszín alatt kialakult folyómedrek vizsgálata az átlagosnál erősebb testi és pszichés fe1építést igényel. Talán ez, nem pedig a szükség hiánya okozza azt, hogy - néhány országtól eltekintve - a megkutatottság alacsony foka miatt a karszt szélsőséges vízjárása inkább gondot, mint hasznot jelent a vízgazdálkodás számára. Jól szemlélteti ezt Miskolc karsztforrásokra telepített vízellátása: a városra 1958 nyarán veszélyes árvizet zúdító források vízhozama 1963-64-ben annyira lecsökkent hogy a nyári hónapokban korlátozni kellett a vízfogyasztást.

     Az ingatag a1apokon nyugvó ismeretek és a gyakorlati nehézségek tú1ságosan nagy kockázattal terhelték a regionális karsztvízkutatás várható eredményét, így érthető módon a karsztkutatás nem hivatalos kutatóintézmény, hanem a mitsem kockáztató társadalmi munkások kezébe került.

     A Bükk hegységben kutató társadalmi apparátus története 1948-ban barlangjárássa1 egybekötött turisztikával kezdődött, amely 1950-ben feltáró barlangkutatássá specia1izálódott. Az első jelentős eredményt 1952-ben a 92 m mély Szeleta-zsomboly feltárásával érték el.

     Szervezetten 1952-től a Hidrológiai Társaság keretében előbb Zsombolykutató munkabizottságként, majd önálló szakosztályként működik a csoport, amelyben diákok, fizikai munkások és értelmiségi szakemberek jó egyetértésben kooperálnak.

     Kutatómunkájukat hétvégi pihenőnapjaikon és fizetett szabadságuk ideje alatt végzik. Amikor az eredmények a vízellátás szempontjából kedvező lehetőségekre kezdtek utalni, társadalmi fe1elősségük tudatától hajtva a társadalmi munkát meghaladó, feszített feladatokat tűztek maguk elé. Ilyen szellemben a szakosztály tagjai egyre gyakrabban végeztek 1-2 hetes terepi kísérleteket az éjszakai órákban, nappal pedig a munkahelyükön egyénileg kellett helytállniuk.

     A vállalkozásnak voltak lelkes támogatói, akik előbbre vitték a kutatás ügyét, de - főleg a középszerűség köréből - akadtak érthetetlen és bosszantó gáncsoskodások is.

     Amikor közreadjuk a vízellátás szempontjából jelentősnek tartott terület karszthidrológiai kutatásáról készült összefoglaló jelentésünket, azzal a reménnyel tesszük, hogy nem volt hiábavaló évtizedes méretben lemondani a vasárnapok és a fizetett szabadság kényelméről, hogy nem értelmetlenül vállaltuk az ismeretlen földalatti világ, a mélység és az alattomosan támadó víz veszélyeit. Hisszük hogy munkánk a tudományt szolgálja, és előbbre viszi Miskolc város vízellátásának ügyét.

1. Bevezetés

1.1. A kutatás célja

     Miskolc vízművei karsztforrásokra települtek, így a vízellátás megbízhatósága a források szélsőséges vízhozamingadozását követi: a száraz, vízhiányos időszakokat aránytalan vízbőség váltja fel.

     Éves átlagban 13 millió m³ jó minőségű ivóvizet adnak a Szinva- és Garadna-völgyi források, ebből 5-6 millió m³-t hasznosít az évi 19 millió m³ vizet igénylő vízellátás, a többi kihasználatlanul elfolyik. Ennek oka egyrészt az, hogy egyes források nincsenek bekapcsolva a vízműhálózatba, másrészt pedig a vízbő időszakok forráshozama jóval meghaladja az aktuális szükségletet. Az elfolyó mennyiséggel a száraz időszakban fellépő vízhiány pótolható, ha a minden igényt kielégítő tárolás a rentabilitás keretén belül megoldható. Ilyen lehetőség hiányában a szükséges vízmennyiség a közeli folyók szennyezettsége miatt csak nagy távolságról, jelentős beruházás árán biztosítható.

     Szakosztályunk a vízmű-telepítés szempontjából kedvező, Lillafüred környéki, nagy árvízi túlfolyó hozamokkal jellemzett források vízgyűjtő területének kutatását kezdte el azzal a céllal, hogy a karszthidrológiai viszonyok megismerésén túlmenően a vízellátás szolgálatába állítható vízkészletet, vagy természetes tároló kapacitást tárjon fel.

1.2. A kutatás helye

     A vizsgált terület a Garadna-völgy Felső-Szinva-völgy, Lusta-völgy és Jávorkút között, a felsőkarbon - perm - triász képződményekből álló Bükk-hegység hossztengelyében, Lillafüredtől Ny-ra helyezkedik el.

1.3. A kutatás módjai

1.4. Előzmények

     A bükki karszthidrológiai kutatás viszonylag rövid múltra tekint vissza. Számottevő eseményeinek jelentős része dr. Kessler Hubert nevéhez kapcsolódik. Kutató munkája a Bükk-hegységben néhány összefüggés vizsgálat mellett a forráshozamok, a feltételezett vízgyűjtőterület és a beszivárgási százalék alapján a karsztvízmérleg összeállítására és az ebben beállott változások nyomon követésére korlátozódott. A bükki nagyobb barlangrendszerek kialakulásának lehetőségét és az összefüggő karsztvízszintet kétségbe vonta. Kísérleti úton a VB.2 és VB.3 jelzésű víznyelők és a Garadna-forrás (F.2) összefüggését elsőként mutatta ki.

     1950-51-ben dr. Jakucs László vízfestéseket és feltáró barlangkutatást végzett a Bükk-hegységben. A VI.1, VB.2, VB.3 és VB.4 pontokon fluoreszceinnel végzett kísérletei közül csak egyet sikerült a későbbi összefüggés vizsgálatoknak igazolni. Kessler Hubertnek a Garadna-forrás kapcsolataira vonatkozó megállapításait megerősítette, és hasonló kapcsolatot mutatott ki a Létrási-vizesbarlang (VB.4) és a Margit-forrás (F.5) között. Megállapításának alapvető hibája abban rejlett, hogy nem ismerte fel a forrás és a barlang közé települt majdnem függőleges dőlésű, negyedkilométer vastag porfiritréteg vízzáró helyzetét. A Létrási-vizesbarlangban végzett feltárásnak publikált eredményei is pontatlanok [11]. Állítása szerint 500 m hosszúságban tárta fel. A barlang 100 m hosszú szakasza emberemlékezet óta nyitott volt. Jakucs László leírása [12], valamint a barlangban hagyott szerszámai és bontásnyomok alapján az általa elért végpontot azonosítottuk a bejárattól 180 m távolságra lévő ponttal.

     1954-ben Schréter Zoltán 100 bükki forrást ismertetett [34].

     1955-ben Borbély Sándor ismertette a barlangkutatás eredményeit [5].

     Magyarország vízkészletének számbavétele során Schmidt E. R. [33] foglalta össze, a bükki karsztforrások adatait.

     1960-as évek elején több barlangkutató csoport alakult Miskolcon, amelyek főleg a feltáró kutatás terén értek el kimagasló eredményeket.

     1964-ben a Miskolci Műszaki Egyetem Földtan Tanszéke [4] a szomorúvölgyi dolomitkutatásról készített összefoglaló jelentésében Jakucs László festéses eredményét nem igazolta.

     1965-ben dr. Léczfalvy Sándor munkája [29] az erózióbázis alatti karsztvíztárolás műszaki vonatkozásait és eredményességét ismertette.

     1965-ben a Szakosztály egy ankétot rendezett, amelynek célja a bükk-hegységi karsztvízre vonatkozó ismeretanyag felmérése volt. Az ankét a következőket állapította meg [39]:

  1. A Bükk-hegységben öt, vízzáró rétegek közé települt karsztos mészkőösszlet különíthető el.
  2. A forrásterületek karsztos vízgyűjtője több-kevesebb biztonsággal kijelölhető.
  3. A több csapadék és a kisebb mértékű párolgás eredményeként a hegység belső övezetében elhelyezkedő magasabb térszíni helyzetű vízgyűjtők több vizet juttatnak a karsztba, mint a kevesebb csapadékkal, nagyobb párolgással jellemzett, alacsonyabb, külső övezetek, amelyeknek vízháztartását a peremi völgyek is lényegesen befolyásolják.
  4. A laza üledékes és vulkáni képződményekből álló bükki előtér felé számottevő mélységi karsztvíz elszivárgás nem ismeretes.
  5. Az árvízi forráshozamok részleges, vagy teljes visszatartása a karszt belsejében lehetséges. Ennek módja: a barlangi víztárolás és a depressziós víztermelés.

     1965. további eseménye a ljubjanai szpeleológiai kongresszus volt, ahol a pleisztocén barlangszintek és az anizuszi mészkő hidrológiai viszonyait ismertettük.

2. Földtani felépítés - hidrogeológiai viszonyok

     A Bükk-hegység szerkezeti főtengelye 26 km hosszú, mely Bélapátfalvától Diósgyőrig nyomozható antiklinális, amely Ómassától Lillafüredig dél felé kifejezetten átbuktatott helyzetben van.

     Itt az antiklinális magját felsőkarbon korú képződmények adják, amelytől északra és délre egyaránt fiatalodó, permi és triász, néhol tektonikusan zavart rétegsor figyelhető meg. Az erősen gyűrt szerkezetből adódó statikus feszültségek kiegyenlítődése során keletkezett torlódásos zárt és széthúzódásos nyitott, bonyolult törésrendszer hálózza be a hegységet. A felgyűrődése során különböző plaszticitású rétegek egymáshoz viszonyított elmozdulása, a rétegváltozás menti szerkezeti gyengülés hidrológiai szempontból különösen jelentős.

     A tektonikus eredetű Garadna-völgy perm és triász rétegeket tár fel. Ettől délre helyezkedik el a kutatott terület, amelynek rétegtani viszonyait földtani térképen és szelvényeken mutatjuk be. (1. és 5. sz. melléklet)

     A vizsgált, ÉÉK irányban meredeken dőlő felsőanizuszi mészkőösszlet 200-900 m széles, Lillafüredtől nyugatra mintegy 10 km hosszú felszíni elterjedésben ismert. Mélységi kiterjedése a szerkezetből következően jelentős, 2000 m-re becsülhető [1], a lillafüredi vízkutató mélyfúrás mintegy 700 m mélységig tárta fel.

     A mészkőterületet délről agyagpala, északról porfirit zárja le. Anyaga és helyzete szerint mindkét réteg vízzáró jellegű.

     Legmélyebben a Szinva-völgy tárja fel az anizuszi mészkőösszletet. Itt fakadnak a terület legnagyobb forrásai.

     A terület legfiatalabb számottevő kőzete a mésztufa, amely a Szinva- és a Garadna-völgyben, valamint ezek egyes mellékvölgyeiben fordulnak elő.

2.1. A felsőanizuszi mészkő

     Kb. 400 m összvastagságú, majdnem fehér, gyakran világosszürke színű mészkőösszlet uralkodóan egyenletes kifejlődésű, 15-40 cm vastag rétegekből épül fel. Felső harmadában az agyagpala felé közeledve egyre gyakrabban jelennek meg 1-5 cm rétegvastagságú, sötétebb színárnyalatú, 1-2 cm-es közbetelepülések. A réteg felső 20-50 méterében vöröses tűzkőgumók és csíkok jelennek meg. (VB.2, VB.3, VB.5 és VBI.6-ban látható.) Szürke lemezes mészkő és meszes agyagpala váltakozásával megy át ladini agyagpalába. A lemezes mészkő vörös és barna tűzkőzsinóros, helyenként tűzkőcsomós. Sűrűn fordulnak elő benne rétegmenti kalcit betelepülések: VB.3, VB.4.

     A mészkő főtömegét adó világos összlet csaknem tiszta CaCO3-ból áll, karsztosodásra kiválóan alkalmas. A felső tagozat vékonyréteges és lemezes mészkőrétegei főleg agyag és SiO2, valamint kissé magasabb Mg tartalma miatt karsztosodásra kevésbé alkalmas, azonban gyüredezett és töredezett jellege miatt könnyen üregesedik.

1. sz. táblázat
A felsőanizuszi mészkő elemzési adatai

     31 db, köztük több orientált vékonycsiszolat alapján a kőzet finomkristályos szövetű. A 10-35 mikron szemnagyságú alapanyagba ágyazott 50-200 mikron átmérőjű kalcit fészkek láthatók. A makroszkópos finomrétegezettség mikroszkóposan az alapanyag szemnagyságának ritmusos változásában nyilvánul meg.

     A finomrétegek sötétebb sávjai 10-15 mikron szemnagyságú, kissé agyagfelhős mikroszkópi képet mutatnak. A világosabb sávok szemnagysága nagyobb, a beleépült porfiroblasztos jellegű nagyobb kalcitcsomók némelyike sajátalakú kalcit kristályt tartalmaz.

2.2. A déli vízzáró réteg

     Az anizuszi mészkőösszletet délen ladini korú, főleg szericites aleuritos agyagpala, kisebb részben, Létrás-tető környékén, eruptív képződmények határolják.
     A terület Ny-i részén az agyagpala folyamatossága megszakad, itt az anizuszi mészkő fiatalabb mészkőtagokkal érintkezik. A VI.4 térségben az agyagpala helyén negyedkori törmelék takarja le a felszínt, amelyből feltehetően tektonikus helyzetű, felsőanizuszi mészkőrögök emelkednek ki.

     Ez arra hívja fel a figyelmet, hogy az agyagpala vízzáró jellege dél felé itt csökkent értékű.

     Az agyagpala felszíne 1-2 m mélységig fellazult, a réteglapok és repedések mentén nyitott réseket figyeltünk meg, melyek mentén vízszivárgás látható. A víz a felsőladini, magasabb térszínű mészkőterület felől áramlik.

     Az agyagpala felszíne mindenütt vizenyős, vízigényes növényzet burjánzik rajta. 0,5-1 m mély árokkal kishozamú kutakat lehet létesíteni benne. Ilyen jellegű a térképen jelzett valamennyi palaforrás és valószínűleg a törmelékforrások egy része. Az agyagpalába vágódott szövevényes völgyhálózat bővizű patakokba gyűjti össze a felsőladini-karni mészkő felől a pala réseiben áramló vizet.

     A VB.4-től VB.5-ig terjedő szakaszon tektonikus helyzetű ladini eruptívumok váltják fel az agyagpalát, amelynek rátolódásos szerkezete a pala jellegét nem befolyásolja.

2.3. Az északi vízzáró réteg

     Az anizuszi mészkőréteg É-on középső-anizuszi eruptív képződményekkel érintkezik. A képződmény főleg porfiritból és tufájából épül fel, amely egyes helyeken préselt. A képződmény jó vízzáró, azonban tektonikus hatásokra feldarabolódott.
     A Kissebes (B.1) közelében kb. 400 m széles, a VI.5 térségében pontosabban meg nem határozható helyen, tektonikus zóna mentén, a Nagysebesnél (F.3) pedig felszíni letarolás következtében a porfirit vízzáró jellege nem érvényesül.

3. A terület karsztjelenségei

     Létrás-tető és Jávorkút között teknőszerű mélyedés húzódik, amelynek középvonalában helyezkedik el a felsőanizuszi mészkőréteg.

     A mészkőfennsíkot főleg lapos, kisebb részben meredek felszíni formák jellemzik. A magasabb formák a letarolásnak fokozottabban ellenálló, 100 m-el magasabbra emelkedő porfirithez kapcsolva jelentkeznek. A lapos, fennsíki része domborzati fokozat nélkül kapcsolódik az agyagpalához. A lapos felszínt az agyagpala déli szegélyén mintegy 200 m-rel magasabb, közepesen emelkedő felsőladini-karni mészkővonulat zárja le.

3.1. Felszíni karsztjelenségek

3.1.1. A meredekebb mészkőlejtőket és kiemelkedéseket a hőmérséklet-ingadozás, a fagy és a növényzet együttesen fellépő, letaroló hatása legömbölyítette. A hegyoldalakat vékony, a mészkő egyenetlenségeitől áttört humusztakaró borítja, amelybe többé-kevésbé koptatott lejtőtörmelék ágyazódott be. A humusztakaró alatt mindenütt élesen barázdált felszín, tipikus karrok alakultak ki.

3.1.2. A lapos felszínt sűrűn előforduló rogyott tebrek és tebersorok tagolják. A tebrek többnyire kör alakúak, átlag 8-12 m mélyek, átmérőjük 40-60 m, de gyakoriak az ennél kisebbek és lényegesen nagyobbak is. A legnagyobb tebrek Létrás-tetőn a VB.6 környékén alakultak ki. Megfigyeléseink szerint valamennyi rogyott teber két szerkezetileg gyengébb zóna kereszteződésénél keletkezett. (Pl. két törésvonal metszéspontjában lemezes mészkő közbetelepülés és törésvonal, vagy 1-5 cm vékonyréteges mészkő közbetelepülés és törésvonal metszéspontjában.) A mészkőösszlet szélein gyakoriak a féloldalas tebrek. Az agyagpala mentén a tebrek mélyedése a palában alakult ki, a mészkő pedig meredek falban állva maradt. (Pl. VBI.1, V.1, V.2 környékén.)

     A tebersorok rétegváltozás mentén a csapásirányában alakultak ki. A tebertagokat a rétegváltozás (lemezes mészkő, vékonyréteges mészkő) és ezt sűrűn harántoló szerkezeti repedések preformálták. Barlangfeltárásaink során megfigyeltük azt, hogy a barlangok nem a tebersor, hanem azzal szöget bezáró repedés mentén alakultak ki. Egy-egy tebersor tehát több párhuzamos barlangágat jelez.

     Töréses szerkezethez kapcsolódó eredete miatt, minden teber egyben víznyelő is. Vízgyűjtő területe azonban alig nagyobb néhány 100 m²-nél. A több vizet elnyelő tebrek alja tölcsérszerűen kihegyesedik, ezeket nevezik a karsztfelszín belső víznyelőinek.

3.1.3. A valódi víznyelők a mészkő szélén helyezkednek el. Tulajdonképpen vakon végződő völgyek, amelyeknek vége teberszerűen kimélyül. A mélyedés a lazább, nemkarsztos kőzetanyagban (agyagpala) vagy a mészkőréteg fellazult, átmeneti övezetében elhelyezkedő lemezes mészkőben alakult ki. Ilyen víznyelők voltak feltárásuk előtt a VB.1, VB.2, VB.3, VB.5 jelzésű barlangok, ilyenek a V.1, V.2, V.3 jelzésű víznyelők.
     A más területre bizonyára érvényes felfogással ellentétben, területünkön a víznyelők járatai nem szűkülnek össze, hanem a preformatív repedés irányát követve, vagy abban a törmelék elzáródásokat szerpentinszerűen kerülgetve, a repedés teljes szélességében alakultak ki.

3.1.4. Az anizuszi mészkő legtöbb valódi víznyelőjéhez, állandóan működő búvópatakok tartoznak. A búvópatakok agyagpaláról erednek, vizüket szerteágazó völgyhálózatból nyerik. A vízutánpótlásukat valószínűleg a magasabb, felsőladini-karni mészkőkarszt rejtett, túlfolyó forrásai biztosítják. Ezt azzal támasztjuk alá, hogy a búvópatakok a legszárazabb évszakban sem száradnak ki, és Ca(HCO3)2 tartalmuk viszonylag magas.

2. sz. táblázat
Búvópatakok elemzési adatai

3.1.5. A területen néhány zsomboly elnevezésű üreg előfordul, de ezek genetikai és funkcionális vonatkozásban nem zsombolyok.

3.1.6. A felsőanizuszi mészkőben ismert barlangjaink legnagyobbrészt aktív, vagy időszakosan aktív víznyelő jellegűek. Vékony víznyelőn keresztül sikerült bejutni az átmenő, szintes barlangágba. Forrásbarlangok közül csak az inaktívakat sikerült megismerni, az aktív forrásbarlangok bejáratát negyedkori feltöltődés takarja le.

3.1.6.1. Víznyelő barlangok bejáratán búvópatak, vagy alkalmi vízfolyás ömlik be, bejáratközeli szakaszuk függőleges aknákkal tagolt (VB.2, VB.3) vagy meredek járatokból áll (VB.4). A víznyelőbarlangok, két szerkezeti törésvonal, vagy törésvonal és rétegváltozás kereszteződésénél alakultak ki. Az aknákkal tagolt járatok mindkét, a meredeken lejtő járatok pedig csak az egyik repedésben helyezkednek el. (VB.2, VBI.3 és VB.4, VBI.5)
     Munkánkban VB (vizes barlang) besorolást kapott minden olyan barlang, amelyben állandó vízfolyást találtunk, vagy amelynek a bejáratán búvópatak folyik be. VBI (időszaki víznyelőbarlang) jelzést az időszakos vízfolyást befogadó barlangok kaptak.

3.1.6.2. Átmenő barlangokat egyes víznyelő ágakon keresztül tártunk fel.

     Az enyhe, néhány fok lejtésű folyosók magasságához viszonyítva a keresztmetszetük kicsi, minden tekintetben a hasadék jellegét viselik magukon. Kanyarulataikban gyakoriak az eróziós színlők. Aljukat patakhordalék borítja, melynek anyaga agyagos, homokos kavics. A kavicstartalom többé-kevésbé koptatott, anyaga mészkő, kvarc, porfirit és agyagpala lemezek, a vízgyűjtőterület kőzettani összetételétől függően. A mészkőkavics felületét oldásnyomok, a kevésbé áramlásos helyeken 0,5-2 mm vastag fellazult, mállott, kenhető konzisztenciájú meszes bevonatok (montmilch) borítja.

     Az átmenő barlangban gyakoriak a mésztufalerakódások, tufagátak, amelyek nemegyszer a barlang mennyezetét is elérik. (VB.2 Keleti-szifon.) A mésztufagát hordalék alapzatát a patak kimoshatja, a gát mögött felduzzadt tó lefolyik, a gát fölötti és alatti járatok szifonra és kerülő ágra emlékeztetnek, ezt neveztük el középszakasz jellegű szifonnak.
     A folyosó alján kanyargó patak, megfigyeléseink szerint árvizek idején 6-8 m magasra duzzad fel.

     Az átmenő barlangág mennyezetén gyér cseppkövesedést figyelhetünk meg. Az emeletes barlangok felső emelete dúsan cseppköves.

3.1.6.3. A forrásbarlangok nagy termekből és ezeket összekapcsoló szűk járatokból állnak. A termekben körbefutó, állóvízi színlőket figyeltünk meg. (B.4)

3.1.7. Egy időszakos és egy állandó karsztforrást ismerünk, amely közvetlenül az anizuszi mészkőből fakad.

     Az állandó forrás (F.3) vastag mésztufatakaró felszínén, lejtőtörmelékből fakad, duzzasztott jellegű. Vízhozama szélsőségesen ingadozik. Az esővíz 4 óra múlva jelentkezik a forrásban, levonulása 2-3 napig tart.
     Az időszakos karsztforrás (FI.1) porfirit és mészkő határán alakult ki, kiömlőnyílását lejtőtörmelék borítja. Csapadékosabb évek tavaszi hóolvadása után egy-két hétig működik. A területhez kapcsolódó többi forrást összefüggés-vizsgálatokkal mutattuk ki.

3.2. Következtetések

3.2.1. Ha elfogadjuk azt, hogy a terület búvópatakjai a felsőladini-karni mészkőréteg karsztvizéből erednek, akkor meg kell állapítanunk, hogy a Létrás-tető - Jávorkút közötti mélyedés délalpi típusú polje, amelyen megtalálható a polje valamennyi eleme: magasabb karsztvíztartó szint, ebből táplálkozó búvópatakok a közbetelepült vízzáró rétegen, alacsonyabb karsztvíztartó szint a hozzá tartozó víznyelőkkel és karsztjáratokkal.

     A polje egyik közismert jellemvonása - a felszínt időszakosan elborító karsztvíz árhullámok - nem érvényesül, mivel a Bükk-hegység évi csapadékátlaga 800-900 mm, a Déli-Alpok 1500-1700 mm-ével szemben.

3.2.2. A folyóknál megismert szakaszjelleg megtalálható a felszín alatti, barlangi folyóvizeknél is.

3.2.2.1. Felsőszakasz jellegű függőleges vagy meredek esésű víznyelőág, amelyben az eróziós hatások érvényesülnek.

3.2.2.2. Középszakasz jellegű az átmenőág. Jellemzői: közel vízszintes folyosó, alján hordalékkal, kialakult patakmeder, oldalfalain eróziós színlőkkel, egyes helyeken középszakasz jellegű tufaszifonokkal. Az erózió az oldalfalakon, korrózió az üledékben egyenlő mértékben érvényesül.

3.2.2.3. Az alsószakasz a forrás közelében helyezkedik el. A külszín közelsége miatt a külső hatások is érvényesülnek a barlangban. Jellemzői: tágas termek, szűk összekötő folyosók, teljes vagy részleges feltöltődés, omlásos szakaszok.

3.2.3. A barlangkeletkezés dinamikája.

3.2.3.1. A barlangkeletkezés elmélete körül dúló élénk vita egyik sarokpontját sem láttuk uralkodóan érvényesülni a bükki barlangokban. A kvarckavicsos eróziós elmélethez a kvarckavics, a korróziós elmélethez pedig a korróziós nyom túlságosan kevésnek bizonyult. Barlangjainkban inkább a tektonikus elemek érvényesülnek, egyes barlangokban nyoma sincs a kvarckavicsnak (pl. VB.2, VB.3) de eróziós nyomokat bőven tartalmaznak.
     A klasszikus elméletben szereplő csapadék és patak légkörből, valamint talajból származtatott agresszív CO2 tartalmát nem tudjuk barlangalakító tényezőként elfogadni, mivel a 2. sz. táblázat tanúsága szerint a víznyelőn befolyó patak agresszív CO2-t nem tartalmaz. Kifejezetten akkumulatív jellegű.

3.2.3.1. A forrásból kifolyó víz lényegesen több CO2-t és HCO3-at tartalmaz, mint a víznyelőbe folyó patak. Ahhoz, hogy egy CO3" vízben HCO3-má alakuljon egy molekula CO2 kell:

CO2 + CO3" + H2O = 2HCO3

mivel az egyenlet súlyviszonyokat is jelent, könnyen kiszámíthatjuk a barlangi patakban keletkezett HCO3 mennyiséghez szükségszerűen felvett CO2 mennyiségét.

3. sz. táblázat
A víz CO2 tartalmának növekedése a barlangban

     A táblázatból látható, hogy kis vízhozam mellett a víz CO2 tartalma a barlangban közel 50%-kal növekszik. A magas forráshozamok vize alig tartalmaz oldott anyagot (4. sz. táblázat).

4. sz. táblázat
Tavaszi hóolvadásból származó árvízi forráshozam elemzési adatai

A bemutatott adatok a következő összefüggésre utalnak:
     Az árvízi hozamok vegyi oldása jelentéktelen. Barlangalakító hatását a tömegében rejlő fizikai energia adja. A víznyelőn lefolyó víz kőzettörmeléket, szerves anyagot sodor a barlangba. Az előbbi a fizikai hatást fokozza, az utóbbi pedig a vegyi oldás alapját veti meg. A csökkenő vízhozam az árvíz hordalékát lerakja. Megindul az üledékbe épült szerves törmelék CO2-t termelő bomlása, amely az időközben beálló minimális vízhozam korróziós hatását biztosítja, mivel a kis vízhozammal jellemzett patak a barlangi üledék felszínén kanyarog, nem a barlangfolyosó oldalát, hanem a hordalék mészkőtartalmát oldja.

3.2.3.3. Elgondolásunkat a következő, a Kecskelyukban végzett kísérletek támasztják alá: 0,1 mm lyukátmérőjű műanyag hálóba gondosan iszapolt, szitált, 1 mm-nél nagyobb szemnagyságú barlangi hordalékot raktunk. A zsákot a barlangi patak medrében helyeztük el, és rendszeresen mértük a súlyváltozását. A kísérlet eredményét az 5. sz. táblázat tartalmazza.

5. sz. táblázat
A barlangi üledék oldódása

     Üledékmozgatásra vonatkozóan a következő kísérleteket végeztük: 350 l/perc vízhozam mellett a patakmederbe helyezett 2-3 és 5-7 mm átmérőjű üvegtörmeléket 3 nap alatt 70 m hosszú mederszakaszról teljesen elhordta a patak. A 10 méterenként elhelyezett hordalékfogó gátak mögött üvegtörmeléket nem találtunk.

     Ugyanezt a kísérletet elvégeztük 25 l/perc hozam mellett. A 2-3 mm-es frakció 10 m, az 5-7 mm-es frakció 3 m hosszú távon szóródott szét.

     A barlangi üledékből laboratóriumi körülmények között CO2 termelődést sikerült qualitative kimutatni.

3.2.3.4. Összefoglalva: a bükki barlangokat a következő tényezők alakították ki:

3.2.4. Pleisztocén eróziós barlangszintek.

     A Szinva-völgyben három szinten helyezkednek el egymás felett a forrásbarlangok. A puskaporos térségében a Herman Ottó, a Puskaporosi- és a Szeleta-barlang jól jellemzi ezt a hármas tagoltságot. Hidrológiai szempontból az alsó szintet aktív, a középső szintet túlfolyó jelleggel időszakosan aktív, a felső szintet inaktív, elöregedő barlangok jellemzik.

     A barlangok koptatott szemcseállományú agyagos homok és kavicsrétegekből álló fluviális üledéksorokat tartalmaznak. A finomabb törmelékes frakciókból álló rétegek egyes helyeken finoman keresztrétegzettek.
     A három szintről egy-egy barlang folyóvízi rétegeinek szemnagyság-elemzését elvégeztük, az így nyert adatokkal makroszkóposan azonosítottuk a többi barlang fluviális rétegsorait.
     A rétegösszlet a barlangjárat alján néhány cm-től ½m vastagságig változó vöröstarka, mészkőtörmelékes anyagra települt. Kavicsréteggel kezdődik és egyenletesen agyagos homokba megy át. A homokos rétegre diszkordenciával települ az újabb kavicsréteg.

     Az egyes rétegek a barlangi patak növekvő csapadék utánpótlásával, illetve ennek egyenletes csökkenésével függenek össze. (Kriván P. glaciális, óceáni klímatípusa.)

     A kavicsrétegek száma a pleisztocén utolsó három eljegesedésének teraszaival, az egyes barlangszintek közötti szintkülönbség pedig az interglaciálisok közötti időtávolsággal mutatnak nagy hasonlóságot. Így az:

  1. barlangszint 4 teraszát a Würm
  2. barlangszint 3 teraszát a Riss
  3. barlangszint 4 teraszát a Mindel teraszaival azonosítjuk.

     A teraszokkal jellemzett barlangszintek azonosak az interglaciális erózió legmélyebb pontjával, így az:

  1. barlangszint a R-W
  2. barlangszint a M-E
  3. barlangszint a G-M interglaciális eróziós szintjét jelzi.

     Lillafüredtől felfelé a Szinva-völgyben a W teraszai a középső II. barlangszinten helyezkednek el, üledékroncsokra települve. A felette lévő III. barlangszintben változatlanul M teraszok találhatók. Ennek oka a lillafüredi mésztufa R-W közötti felhalmozódása, amely az erózióbázis emelkedését, ez pedig a II. szint reaktiválását eredményezte.

     A mésztufa egészen fiatal korát recens faunatartalom igazolja. Mikroszkópos vizsgálatokkal a következő mésztufa fácieseket különböztettük meg:

     E két típus réteges változásából épül fel a kb. 40 m vastag lillafüredi mésztufa takaró.

     A Kessler-Jakucs véleménnyel szemben, amely szerint a mésztufa vízesésből vált ki, ismertetett megfigyeléseink alapján a lillafüredi mésztufát a mainál csapadékosabb időjárás függvényeként jelentkező mészmocsárból származtatjuk, konkrétan a R-W interglaciális eljegesedéshez nem vezető, óceáni klímával jellemzett szakaszával hozzuk összefüggésbe.

Összefoglalva:
     A Szinva-völgy pleisztocénkori fejlődésmenete a G-M interglaciálistól a következő:

  1. G-M eróziós szinten barlangrendszerek kialakulása (III. szint)
  2. M teraszok lerakódása
  3. M-R interglaciálisban völgybevágódás és barlangrendszerek kialakulása.
  4. R teraszok lerakódása (II. szint)
  5. R-W interglaciálisban völgybevágódás és barlangrendszerek kialakulása.
  6. R-W-ben mésztufa lerakódás, Lillafüredtől felfelé a M-R (II.) interglaciálisban kialakult barlangok reaktiválódása.
  7. W teraszok lerakódása Lillafüredtől felfelé a M-R (II.) barlangszinten, Lillafüredtől lefelé a R-W (I.) barlangszinten.

     Az egykori forrásbarlangokhoz tartozó átmenő barlangszakaszok alkotják a ma ismert emeletes barlangok magasabb emeleteit.

4. Hidrológiai viszonyok

     A terület karszthidrológiai viszonyait a következő adatokra támaszkodva adtuk meg:

4.1. Hidro-meteorológiai viszonyok

     A Bükk-hegység hegyvidéki jellege miatt alacsonyabb hőmérsékleti és magasabb csapadékátlaggal tűnik ki környezetéből (6. és 7. sz. táblázat).

     Az adatokból látható, hogy a legcsapadékosabb hónap a június, akkor az évi csapadékmennyiség mintegy 13%-a, a legcsapadékosabb időszakban (V-IX. hó) közel egyenletes megoszlásban 53%-a, az őszi hónapokban pedig 17%-a hullik a felszínre.

     A téli csapadék (XII-I-II. hó) főleg szilárd halmazállapotú, így legnagyobb része - az évi csapadék közel 24%-a - márciusban, esetleg áprilisra is áthúzódva kerül folyékony állapotban a karsztfelszínre.

     A havi hőmérsékleti átlagok szerint a téli és tavaszi (XII., I-IV. havi), valamint az őszi (X-XI. havi) csapadékot párolgás alig terheli. A nyári (V-IX. havi) csapadékmennyiségének nagy részét a párolgás és a növényzet vízfelhasználása elvonja.

     A 8. és 9. sz. táblázatból láthatóan a tengerszint feletti magasság növekedésével csökken a meleg napok és növekszik a hideg napok száma. Bánkúton 211, Lillafüreden 192 napon keresztül minimális a párolgás. A maximális párolgással jelzett napok száma 3, illetve 33. A havi csapadékeloszlás figyelembevételével szükségszerűen adódik az a megállapítás, hogy a magasabb területeken több víz szivárog be a karsztba.

     A vizsgált terület karsztforrásainak vízhozamát egy nyári és egy téli (VIII-IX. és I-II. havi) minimum, egy tavaszi és egy kisebb mértékű őszi (III-IV. és X-XI. havi) maximum jellemzi. A forráshozamok váltakozása a karsztos vízgyűjtő meteorológiai viszonyaival jó egyezést mutat. (11. sz. táblázat)

6. sz. táblázat
Havi és évi átlagos középhőmérséklet

7. sz. táblázat
Havi és évi átlagos csapadék

8. sz. táblázat
A meleg napok évi átlaga

9. sz. táblázat
A hideg napok évi átlaga

10. sz. táblázat
Az 1958. június 13-15-i bükki árvíz csapadékadatain

11. sz. táblázat
A vízgyűjtő terület meteorológiai viszonyainak és a karsztforrás vízhozamának összefüggése

4.2. Nyomjelzéses összefüggésvizsgálatok

     A víznyelők és források közötti kapcsolat kimutatására kezdetben élő állatokat, manapság nagyhatású festőanyagokat (fluoreszcein, fuxin, uranin, metilviolett stb.), vagy méréssel kimutatható jelzőanyagokat (konyhasó, radioaktív izotópok), újabban szemcsés anyagot, növényi spórákat is használnak.

     A vizsgálat lényege: valamelyik anyaggal jelzik a víznyelőbe folyó vizet, és a felszínre bukkanás várható körzetében figyelik a jelzett víz megjelenését.

     A Bükk-hegységben a fluoreszceint, a fuxint, a Licopodium clavatum festett spóráját és a konyhasót használták nyomjelzésre.

     A kutatott területen viszonylag sok összefüggésvizsgálat történt, azonban ezek megbízhatósága a pontatlan dokumentálás, sok esetben a kísérlet nem megfelelő végrehajtása, esetleg szubjektív befolyásoltság miatt, nem kielégítő.

     A bükki tapasztalatok a festékek használata ellen szólnak, ugyanis a fuxin kiszűrődik az agyagban, a fluoreszcein esetében pedig a savas kémhatású vízben a kicsapódás mellett bizonyos bomlással is számolni kell. Éppen ezért Jakucs László egyetlen, többnapos kísérletének az eredményét nem tudjuk elfogadni.

     A spórás nyomjelzéssel kapcsolatban is negatív álláspontot foglalunk el, ugyanis a Bükkben végzett egyetlen ilyen kísérlet eredménye nagyon kétséges. A Pénzpataki víznyelőbarlangba beadott, festett spóratömeg (szemcsés anyag) négy élére állított vízzáró rétegen keresztül leghatározottabb maximummal a Margit-forrásban (F.5) jelentkezett. A maximum festetlen spórából adódott (Sárvári I. közlése). A Licopodium clavatum (kapcsos korpafű) a mészköves vidéken így a Bükkben is otthonos növény, tehát a Bükk forrásait természetes úton elszennyezheti.

     Legalkalmasabb jelzőanyagnak a konyhasó bizonyult, bár a szükséges mennyiség szállítása terepi körülmények között nehézkes, de híg oldata műszerrel és vegyszeresen qantitative kimutatható.

4.2.1. Sózásos nyomjelzés

     Megfigyelések alapján a karsztforrások elektromos vezetőképessége rövid időszakban (néhány nap néhány hét) olyan kismértékű ingadozást mutat, amely alapján a mért adatok idősorából - átlagolással - meg lehet határozni a normál vezetőképesség szintjét.

     A normál vezetőképesség a forrás vízgyűjtő területén jelentkező hatások függvényében változik. Ezek a következők:

     A vezetőképesség változásán alapuló összefüggésvizsgálat az utolsó pontban leírt hatás célszerű alkalmazásával valósítható meg. Lényege az, hogy a vízgyűjtőterületet (víznyelőt) tömény elektrolittal (sóoldat) szennyezzük el (nyomjelzés). A forrásban megjelenő elektrolit a normál szinthez viszonyítva emeli a vezetőképességet.

     A vezetőképességet a fajlagos ellenállás reciproka fejezi ki. A könnyebb kezelhetőség miatt a vezetőképesség változását 2 db 1 cm² területű, egymástól 1 cm távolságra elhelyezett Pt-elektródán közvetlenül mért ohmikus értékben fejezzük ki. Így a vezetőképesség növekedése szükségszerűen ellenállás csökkenést jelent.

4.2.2. Mivel az összefüggésvizsgálatok megbízhatósága változó, szükségesnek tartottuk azok kategorizálását. Az egyes kategóriák minőségi követelményeit a 12. sz. táblázatban adjuk meg.

12. sz. táblázat
Az összefüggésvizsgálatok megbízhatósági kategóriái

13. sz. táblázat
A nyomjelzéses összefüggésvizsgálatok eredménye

4.2.2 Az összefüggésvizsgálatok kritikai értékelése

4.2.2.1 1954-ben előbb fuxinnal, majd fluoreszceinnel megfestettük a V.1 víznyelőt. A kísérlet eredménytelen maradt. 1955-ben a víznyelőt megbontottuk. Az erősen agyagos eltömődés, felső 10 cm-ét a fuxin, további 25 cm-ét a fluoreszcein színezte el. A további anyag a szokásos barna színt mutatta. Ugyanebben az évben az itt végzett sózásos kísérlet eredményes volt (F.3).

     1954-ben a VB.2-t sóval, a VB.3-at fluoreszceinnel festette meg a VITUKI. A VB.2 kapcsolata az F.3-mal az ellenállásgörbe alapján egyértelműnek bizonyult, a VB.3 festett vize sehol sem jelentkezett. 1965-ben a VB.3-F.3 kapcsolatát sózással mutattuk ki.

     Ezek a kísérletek arra hívják fel a figyelmet, hogy a Bükk-hegység helyenként agyaggal elzárt járataiban közlekedő, 5-7 pH-val jellemzett karsztvizek összefüggésének a kimutatására a festéses eljárások nem alkalmasak.

4.2.2.2. Az elmondottak alapján Jakucs László [11, 12] hét, fluoreszceinnel végzett összefüggésvizsgálatának az eredményét és a levont következtetéseit elutasítjuk.

4.2.2.3. 1960 áprilisában a Pénzpataki-víznyelő komplex nyomjelzését végezte el a VITUKI. Többféle jelzőanyag közöttük a Licopodium clavatum festett spórája is alkalmazásra került ebben a kísérletben. A spórák leghatározottabb maximummal az F.5-ben jelentkeztek - festetlen állapotban.

     Mivel a két objektum között a földtani és szerkezeti viszonyok ellentmondanak a hidrológiai kapcsolatnak és a Licopodium spóra természetes úton is belekerülhetett a forrásba, a kísérlet F.5, F.7, F.9 és F.10-re vonatkozó megállapításait kikapcsoltuk az értékelő munkából.

4.2.2.4. A területen végzett, és a megbízhatósági követelményeknek megfelelő összefüggésvizsgálatok eredményét a 13. sz. táblázat és a 2. sz. melléklet tartalmazza.

     A VB.2 (VITUKI) nyomjelzés kivételével valamennyi sózásos kísérlet ellenállás görbéit mellékeljük.

4.3 Az összefüggésvizsgálatok eredménye

4.3.1. Bizonyított hidrológiai kapcsolatok.

4.3.1.1. Az F.1 forrás összefüggése a VB.2-vel és VB.3-mal teljes mértékben bizonyított. További kapcsolatára a VB.1 felé Leél-Őssy S. [30] morfológiai vizsgálatai szolgáltatnak bizonyítékot.

4.3.1.2. Az F.3 a V.1 és V.2 víznyelővel függ össze. Nyomjelzések alapján ennek a forrásnak a vízgyűjtő területét sikerült a legélesebben körülhatárolni.

4.3.1.3. Az F.6 a VB.6-tal és VB.4-gyel határozottan összefügg.

4.3.1.4. Az F.7 a VB.6-tal és a VB.4-gyel határozottan, a VB.7-tel feltételezhetően kapcsolatban van. A FI.3-mal az összefüggése a negyedkori feltöltődésen keresztül határozottan bizonyított. A forrás tehát a felszíntől szennyeződhet. Magas vízállás idején az FI.2 működése a felszíni szennyeződést mintegy "lefölözi".

4.3.1.5. Az FI.2 - amikor működik - határozott kapcsolatban van, a VB.4 és VB.7-tel. Hidrológiai meggondolás alapján kapcsolata a VB.6-tal az előbbiekből logikusan következik. Negyedkori törmeléken keresztül a forrás a VBI.8-cal, az FI.3-mal feltételezhetően összefügg.

4.3.1.6. Az F.9 kapcsolata a VB.6-tal határozott, VB.4-gyel feltételezhető.

4.3.1.7. Az F.10 a VB.6-tal határozottan, hidrológiai meggondolások alapján a VB.4-gyel feltételezhetően összefügg.

4.3.2. Bizonyított negatív hidrológiai kapcsolatok

4.3.2.1. Az F.2 a VB.3-mal nincs kapcsolatban, tehát az F.1-el sem függ össze.

4.3.2.2. Az F.3-nak nincs kapcsolata a VB.3 és VB.4-gyel.

4.3.2.3. Az F.5 nincs kapcsolatban a V.2, VB.4 és VB.6-tal, tehát vízgyűjtője sem a vizsgált területen helyezkedik el.

4.3.3. Összefoglalás

     A vizsgált terület karsztvize az F.1, F.3, F.6, F.7 és FI.2 forrásokban jelentkezik. A terület keleti része az F.9 és F.10-zel is mutat némi kapcsolatot, azonban az utóbbiak fő vízgyűjtője más területre esik.

     Az F.2 és F.5 vízgyűjtője más karsztos területen helyezkedik el.

4.4. A barlangok hidrológiai vizsgálata

     A hidrológiai vizsgálatok során nem hagyhatjuk figyelmen kívül a karsztjáratok tektonikus preformációját. A térben nagy kiterjedésű repedésnek a helyi erózióbázishoz kötött magasságában, a forrással és víznyelővel lehatárolt szakaszában alakultak ki a barlangok. A repedés a barlangon túl is folytatódik, és a karsztos tömegen belül vízvezetésre alkalmas.

     A terület barlangjainak kialakulása szempontjából a rétegváltozásmenti repedezett zóna (ebben alakultak ki a fő karsztjáratok) és a csapásirányra közel merőleges harántrepedések jelentősek (oldalágak). Ezek tették lehetővé a terület teljes hosszában és szélességében a felszín alatti hidrológia kialakulását.

     A felszín alatti hidrológia egzakt megfigyelésére a vizesbarlangok feltárása adott módot.

4.4.1 A vizes barlangok

4.4.1.1. VB.1 (Csipkéskúti-víznyelőbarlang) kb. 10 l/perc átlagos hozamú patak vizét nyeli el, a víznyelő akna feltárt mélysége 24 m. Leél-Őssy S. [30] morfológiai megfigyelései alapján a Garadna-forrás vízrendszeréhez kapcsolja.

4.4.1.2. VB.2 (Jávorkúti-víznyelőbarlang). A jávorkúti források vizét nyeli el. A bejárattól kezdve végig patakos barlang. ÉNy irányban, teljes szélességében harántolja a karsztos tömeget, és 610-540m tszf. magasságértékek között tárja fel a karsztvízszintet. A barlang ÉNy-i vége közel K-Ny irányú, patakos főágba csatlakozik, amelyet 60 m hosszúságban ismertünk meg. A főág mindkét végét mésztufa szifonok zárják le. A tágas főágban a falra felragadt falevelek 8 m magasságban jelzik az árvizek szintjét.

4.4.1.3. VB.3 (Bolhási-víznyelőbarlang). Állandó víznyelő, ÉNy irányban 600-575m tszf. magasságban tárja fel a karsztvízszintet. A barlang végét törmelékszifon zárja le.

4.4.1.4. VB.4 (Létrási-vizesbarlang). Állandó víznyelő, a beléömlő patak vize szárazabb nyarakon elapad. A mészkőréteget ÉK irányban harántolja. 565-450m tszf. magasság között tárja fel a karsztvízszintet. A barlangba mindkét oldalról több, időszakosan vízvezető oldalág csatlakozik.

     A barlang vége DNy irányú főágba csatlakozik, amelynek K-i végén szifonból feltörő, erősen ingadozó hozamú víz ömlik be, Ny-i végét pedig 80 cm vízszintingadozást mutató, kis földalatti tó zárja le.

4.4.1.5 VB.5 (Bükkös-víznyelőbarlang). 43,5 m mélységig ismert, 2-3 l/perc hozamú patak vizét nyeli el.

4.4.1.6. VB.6 (Szepesi-barlang). Csapásirányban (Ny-K) 570 m hosszúságban, 455-398m tszf. magasság között tárja fel a karsztvízszintet. A barlangon végigfolyó patakot több, a déli oldalról érkező vízfolyás táplálja, ezek közül kettő, 438 és 406 m tszf. magasságon, forrás jellegű. A barlang keleti végét 15 m mély, ingadozó (kb. 20 cm) vízszintű tó zárja le.

4.4.1.7. VB.7 (Istvánlápai-barlang). 547 m tszf. magasságban nyílik, még felméretlen barlang. Gyenge Lajos közlése szerint kb. 240 m mély, függőleges aknarendszer vezet a kb. 500 m hosszú, Ny-K irányú vízszintes ágba, amelynek alján 6-8 m mély, alul homokkal eltömődött aknák nyílnak. Csapadékos időben egyes aknákból több ezer l/perc hozamú vízfeltöréseket észleltek. A feltörő víz más, hasonló aknákban nyelődik el. A barlang a karsztvízszintet kb. 300 m tszf. magasságban tárja fel.

     A barlangban végrehajtott vízfestés (Gyenge L.) a működő FI.2 forrással mutatott ki kapcsolatot.

4.4.1.8. B.4 (István-barlang). Inaktív forrásbarlang, amelynek a 303 m tszf. magasságú végpontján feltörő víz az árvízi karsztvízszintet jelöli.

4.4.1.9. A nyomjelzéssel tisztázott lefolyású V.1 és V.2 víznyelők két, a forrás közelében összekapcsolódó barlangjáratot jelölnek. A V.1-től, 175 m/óra áramlási sebesség alapján szifonoktól mentes, a V.2-től 42 m/óra áramlási sebesség mellett több szifont tartalmazó, hosszabb barlangágat tételezünk fel.

4.4.2. Összefoglalás

     A feltárt és nyomjelzéssel kimutatott hét barlang nagyjából egyenletes eloszlásban, mintegy 7 km hosszú területen tárja fel a karsztvízszintet.

     A barlangi tavaknál megfigyelt vízszintingadozás deciméteres nagyságrendű, a barlangágakban pedig 8 m és a teljes kiszáradás között változik.

     A barlangok és víznyelők adatait a 18. és a 19. sz. táblázat tartalmazza.

4.5. Források

     Nyomjelzéses összefüggésvizsgálatokkal megállapítottuk azt, hogy a felsőanizuszi mészkő karsztvízkészlete - a kimutatott kisebb kommunikációkat figyelmen kívül hagyva - három forrásban (F.1, F.3, F.7) bukkan a felszínre. Ezek határozzák meg a felszín alatti karsztvízáramlás irányát.

4.5.1. A források hidrológiai viszonyai

     A források vízgyűjtő területét a 3. sz. mellékleten mutatjuk be.

4.5.1.1. Leghatározottabban az F.3 vízrendszerét sikerült körülhatárolni. Egyszerű forrásrendszer, amely két karsztcsatornája segítségével gyűjti be a 2,2 km² terület csapadékvizét. A vízgyűjtő évi csapadékátlagát interpolálással 820 mm-ben állapítottuk meg. A területre hulló csapadék 40%-a jelenik meg a forrásban, a többit a párolgás és a növényzet elvonja.

     A vízhozamingadozás 13-szoros. A karsztos viszonyok között ilyen kedvező ingadozás kialakulását nagymértékben elősegítette a forrás előtt felhalmozódott mésztufa, amely a mögötte lévő karsztvizet visszaduzzasztotta. A V.2 felé vezető ágban a duzzasztás fokozottabb (kisebb áramlási sebesség).

4.5.2.2. Az F.7 forrás vízgyűjtőjét a felsőanizuszi mészkőterületen körülhatároltuk. A 3,7 km² kiterjedésű területre hulló csapadék 41%-a jelenik meg a forrásban. Ezt a túlzott értéket azzal magyarázzuk, hogy a forráshoz még jelentős kiterjedésű, az alsó és középső rétegeken elhelyezkedő vízgyűjtő kapcsolódik. Jelentős mennyiség származhat még a Szinva-völgyi mésztufán átszivárgó szökevényvizeiből.

     A vízhozamingadozás 4,5-szörös, rendkívül kedvező, ami abból származik, hogy ez a terület legmélyebb szinten fakadó, így a karsztvízszintre legnagyobb depressziós hatást kifejtő forrása.

     Jelenlegi feltörési helye szennyeződés szempontjából nem a legkedvezőbb és valószínűleg nem is az eredeti forrásnyílás. A jelenlegi forráshelyeken a víz az István-barlang térségéből, a porfirit réteget a mésztufán megkerülve, a dolomit repedéseiben érkezik.

     Szinva-völgyi nyomjelzéseink alapján a forrás felszínről származó elszennyeződésének a lehetősége alacsony vízhozam idején adott.

     A forráshoz tartozó területen a legmagasabb, árvízi karsztvízszintet az időszakosan működő FI.2 forrás 305 m tszf. magasságban jelzi.

4.5.2.3. Az F.1 vízgyűjtő területének a K-i 1,8 km²-es részét határoltuk le, ehhez még jelentős, feltételezett vízgyűjtő tartozik. A területnek ez a legmagasabban fakadó forrása, így a vízhozamingadozása 21-szeres. A hőmérsékleti viszonyok figyelembevételével a vízgyűjtő terület évi 850 mm csapadékának - becslésünk szerint - 40-50%-a jelenik meg a forrásban.

     A karsztvíz legmagasabb helyi árvízszintjét az FI.1 időszakos forrás jelöli.

4.5.3. A terület forrásainak megkutatottsági foka az F.3 és F.7 esetében kielégítő, az F.1 esetében 40-50%-os. A források adatait a 14. és a 16. sz. táblázat tartalmazza.

14. sz. táblázat
A felsőanizuszi mészkő forrásai

4.6. Repedéshálózat

4.6.1. Hidrológiai szerepe

     A karsztos tömeget behálózó repedések különböző méretű elemeinek csak az optimális helyzetű tagjait, ezen belül pedig a hidrológiai szempontból aktuális szakaszokat jellemez barlangosodás (4.4. fejezet).

     A nem barlangosodott repedéseket a helyi erózióbázis felett a barlang irányába (a felszínről) leszálló, az erózióbázis alatt pedig stagnáló, vagy lassan áramló víz tölt ki.
     Ilyen módon a különböző forrásokhoz tartozó vízrendszerek a repedéshálózaton keresztül kapcsolatban vannak. Az ésszerűségen kívül még azzal támasztjuk ezt alá, hogy a terület csaknem valamennyi vizesbarlangjában találtunk Anaphtalmus Gebhardtii nevű barlangi rákot, amelyet kétségtelenül a repedéshálózatban közlekedő víz terjesztett el.

4.6.2. Összefüggő karsztvízszint

     A repedéseken keresztül kapcsolatban lévő vízrendszerek egységes, összefüggő karsztvíztömeget alkotnak, amelynek felszínét a források és a vízvezető barlangjáratok depressziós féltölcsérei, völgyei tagolják. A közepes forráshozamokkal jellemzett karsztvízszint-izohipszás térképet a 6. sz., a területen végigvezetett hidrológiai szelvényt pedig a 7. sz. mellékleten mutatjuk be.
     A karsztvíz felszíne a beszivárgó csapadék arányában változik, minimális hozamoknál süllyed, maximálisnál emelkedik. A süllyedés mindig a legmagasabb, az emelkedés folyamata pedig a legalacsonyabb pontokról indul ki. A beszivárgás tartós elmaradása esetén (száraz nyári és téli hónapok) a források minimális vízhozamát a magasabb karsztvízszint süllyedése biztosítja.

4.6.3. A repedés- és barlanghálózat víztároló kapacitása.

     A repedéshálózat víztárolás szempontjából hasznos kapacitására az 1958. júniusi árvíz nyújt némi utalást (10. sz táblázat). Június 11-én és 12-én az F.3 és F.7 vízgyűjtő területére 149,2 mm csapadék hullott. Megelőzően a források közepes hozammal működtek.

     11-én a források vízhozama nem változott, 12-én kissé emelkedett. 13-án hajnalban 15-ig tartó katasztrófa-szerű árvíz zúdult Lillafüredre.

     A megelőző időszak kissé csapadékos volt, így a talaj vízfelvétele, a párolgás és növényi vízelvonás pedig a rövid időegység miatt, nem volt számottevő.

     Vízhozam növekedést és árvizet csak a másnapi eső okozott, akkor érte el a karszt a maximális telítettséget. Pontosan nem tudjuk meghatározni a telítettséghez szükséges vízmennyiséget, de az bizonyos, hogy az első nap csapadékát a karszt lényeges változás nélkül befogadta, tehát ez fejezi ki a karsztforrás közepes vízhozama mellett a karsztban tárolható vízmennyiséget. Számításunk szerint ez az érték az évi vízhozam 21%-a. (15. sz. táblázat). Minimális forráshozam mellett a karsztban tárolható vízmennyiség ennek a többszöröse.

15. sz. táblázat
A karszt víztároló kapacitása közepes forráshozam mellett

5. Összefoglalás

     A felsőanizuszi mészkő Lillafüredtől Ny-ra eső részén végzett karszthidrológiai kutatás eredményei:

6. Gazdasági lehetőségek

     A vízellátás a területen fakadó források évi vízhozamának 24%-át hasznosítja. Az F.1 és F.3 hagyományos módon történő bekapcsolása esetén a források kihasználtsági foka 36%-ra növelhető.

     A karszthidrológiai viszonyok ismeretében kialakítható duzzasztott és depressziós víztermeléssel a forrásokból a nyerhető vízmennyisége az évi vízhozam 58%-át is elérheti (20 sz. táblázat).

6.1. Duzzasztott víztermelés

     Barlangi gátrendszerekkel a túlfolyó forráshozam a barlangban visszatartható, így természetes körülmények között erózióbázis feletti víztározás alakítható ki.

6.2. Depressziós víztermelés

     Ha a karsztjáratot preformáló repedés mentén mélyített 10-20 m mély aknából történik a víztermelés, a forrás depressziós féltölcsére lényegesen kiterjeszthető. Így a kisvízhozamok idején létesített depresszió biztosítja az időközben jelentkező árvízi túlfolyó hozamok tárolásához szükséges kapacitást - az erózióbázis alatt.

     A duzzasztott víztermeléssel kapcsolatos kísérletekre a VB.4 barlang alkalmas, a depressziós kísérletekre pedig az F.3 forrást javasoljuk.

20. sz. táblázat
A víztermelés lehetőségei

16. sz. táblázat
Karsztforrások

17. sz. táblázat
Törmelék és rétegforrások

18. sz. táblázat
Barlangok

19. sz. táblázat
Víznyelők