Neste Markkinointi Oy Pälkäneen Aapiskukko Ky TÄYDENTÄVÄ LAUSUNTO AAPISKUKON JA SEN YMPÄRISTÖN POHJAVESIOLOSUHTEISTA PÄLKÄNEELLÄ

Transkriptio

1 Neste Markkinointi Oy Pälkäneen Aapiskukko Ky TÄYDENTÄVÄ LAUSUNTO AAPISKUKON JA SEN YMPÄRISTÖN POHJAVESIOLOSUHTEISTA PÄLKÄNEELLÄ SUOMEN POHJAVESITEKNIIKKA OY HELSINKI TOUKOKUU 2017

2 SUOMEN POHJAVESITEKNIIKKA OY (4) Neste Markkinointi Oy Pälkäneen Aapiskukko Ky TÄYDENTÄVÄ LAUSUNTO AAPISKUKON JA SEN YMPÄRISTÖN POHJAVESIOLOSUHTEISTA PÄLKÄNEELLÄ 1. TYÖN TAVOITE Neste Markkinointi Oy:n ja Pälkäneen Aapiskukko Ky:n toimeksiannosta suoritimme Pälkäneen Aapiskukon ympäristössä pohjavesitutkimuksia virtausolosuhteiden tarkentamiseksi. Selvityksen tarkoitus on saada tarkempi kuva maaperän vedenjohtavuudesta ja kallioperän korkeusasemasta sekä pohjaveden virtaussuunnista Neste Markkinointi Oy:n Aapiskukon jakeluaseman kohdalla sekä laajemmalla alueella Aapiskukon kaakkois- ja eteläpuolella. Aapiskukon kiinteistön alueen halki kulkee pohjavesialueen raja ja jakeluasema sijaitsee tällä hetkellä I luokan pohjavesialueella. Tutkimuksen yhtenä tavoitteena oli hankkia lisää pohjavesialueen rajaukseen tarvittavia tietoja. 2. TYÖN SISÄLTÖ Selvitystyön pohjana oli Suomen Pohjavesitekniikka Oy:n vuonna 2015 Aapiskukon alueella tehty maaperä ja pohjavesitutkimus. Tutkimuksen tulokset ja johtopäätökset on esitetty raportissa: Lausunto koskien Aapiskukon ympäristön pohjavesiolosuhteita Pälkäneellä, Suomen Pohjavesitekniikka Oy, Lisäksi käytössämme oli Geo-Work Oy:n laatima tutkimusraportti: Maatutkaluotaus Pälkäneellä ja Destian asentamien havaintoputkien putkikortit Kp1, Pvp2, Kp3, Kp4 ja Kp5. Pirkanmaan ELY-keskus nimesi havaintoputket uudestaan tunnuksilla HP1Pälk, HP2Pälk, HP3Pälk, HP4Pälk ja HP5Pälk. Putkien sijainti on esitetty näillä tunnuksilla tutkimuskartalla (liite1). Käytyjen neuvottelujen perusteella päätettiin suorittaa lisää maatutkaluotauksia, asentaa lisää havaintoputkia sekä tehdä rakennetulkinta. Luotaukset suoritti Geo-Work Oy. Luotaukset tehtiin Aapiskukon läheisyydessä sen itä- ja länsipuolella sekä laajemmalla alueella Aapiskukon kaakkoispuolella. Luotauslinjojen yhteispituus on m. Luotauksen tulokset on esitetty raportissa: Maatutkaluotausraportti Aapiskukko, Pälkäne. Geo-Work Oy, (liite 2). Luotauksien ja alustavan rakennetulkinnan perusteella määritettiin lisähavaintoputkien paikat, joita päätettiin asentaa yhteensä lisää 5 kpl, joista yksi asennettiin Pälkäneen kunnan toimesta korvaamaan tuhoutunutta tutkimuspistettä hp5pälk ja se nimettiin SPT8:ksi. Alueen maaperän pohjavesiolosuhteiden selvittämiseksi tutkimuspisteissä suoritettiin raskaalla porakonekalustolla kairaukset ja kolmeen tutkimuspisteistä asennettiin havaintoputket. Tutkimuspisteiden sijainti on esitetty liitteessä 1. Osoite: Sähköposti: Y-tunnus Jokipellontie 10 P Puhelin tutkimus@pohjavesi.fi HELSINKI kotisivu:

3 SUOMEN POHJAVESITEKNIIKKA OY (4) Havaintoputket nimettiin tunnuksilla SPT4, SPT5 ja SPT6, SPT7 ja SPT8. Havaintoputkien sijainti ja päät mitattiin RTK GNSS-laitteistolla, Korkeusjärjestelmänä käytettiin N2000. Sijaintitieto on esitetty ETRS-TM35FIN koordinaattijärjestelmässä. Vettä johtavan kerroksen vedenjohtokyky ja maaperän keskimääräinen vedenjohtavuus määritettiin kaikissa muissa uusissa tutkimuspisteissä paitsi SPT7:ssä. Tutkimuskartassa esitetyistä putkista on vaurioitunut käyttökelvottomaksi edellä mainitun pisteen hp5pälk lisäksi havaintoputki hp386. Pohjaveden pinnankorkeudet mitattiin lukuun ottamatta Tavase Oy:n omistuksessa olevia havaintoputkia. Pälkäneen kunnan ympäristöviranomaisella ei ole pääsyä kyseisiin havaintoputkiin eikä niistä ole käytettävissä tarkkailutuloksia. Joni Mäkinen osallistui tutkimusten ohjelmointiin ja teki tutkimustulosten perusteella Aapiskukon alueesta rakennetulkinnan. Tulkinta on esitetty tutkimusraportissa: Pälkäneen Aapiskukon alueen maatutkaluotauksen (Geo-Work ) rakennetulkinta. Joni Mäkinen (liite 3). Maatutkaluotauksen ja kairaustulosten perusteella sijoitettiin pohjavesiputket paikkoihin, joissa pohjaveden pinnan alapuolinen kerrospaksuus olisi mahdollisimman suuri. 3. TUTKIMUKSEN TULOKSET Kairaustulokset maalajihavaintoineen ja havaintoputkien tarkemmat tiedot ilmenevät putkikorteista (liite 4). Kairaustulosten perusteella maaperän kerrospaksuus oli suurin pisteen SPT6:n kohdalla, jossa kallion pinta saavutettiin 32,6 metrin syvyydellä. Kairausten mukaan maakerrokset pohjavedenpinnan alapuolella olivat pääosin ohuita ja hienojakoisia. Havaintoputken SPT6 kohdalla kalliopinnan ja pohjavedenpinnan välinen paksuus oli noin 12 m. Kaikissa tutkimuspisteissä maalajit olivat silttistä hiekkaa ja hienoa hiekkaa. Pisteissä SPT6 ja SPT7 havaittiin kairauksessa kallion päällä moreenia. Taulukko 1. Maaperän keskimääräinen vedenjohtavuus havaintoputkien kohdalla. Havaintoputki SPT4 0,0005 SPT5 <0,00002 SPT6 0,0079 SPT8 0,00002 Keskimääräinen vedenjohtavuus (m/s) Mittaustulosten perusteella havaintopisteiden keskimääräiset vedenjohtavuudet vaihtelevat huomattavasti. Paras vedenjohtavuus oli pisteessä SPT6 ja heikoin pisteessä SPT5. Havaintoputkissa suoritettujen pohjaveden pinnankorkeusmittausten mukaan pohjaveden pinnankorkeus on havaintoputkissa SPT4 korkeimmillaan (+87.86) ja vastaavasti Osoite: Sähköposti: Y-tunnus Jokipellontie 10 P Puhelin tutkimus@pohjavesi.fi HELSINKI kotisivu:

4 SUOMEN POHJAVESITEKNIIKKA OY (4) havaintoputkessa hp4pälk alimmillaan. Tässä pisteessä pohjavedenpinta oli neljä metriä alempana kuin pohjavedenpinta on Aapiskukon kohdalle eli tasolla , mikä on suunnilleen sama kuin Mallasveden pinnankorkeus. Pohjaveden pinnankorkeusmittausten perusteella on laadittu pohjaveden virtauskuva kriging tekniikalla (liite 5). Liitteessä 5 on esitetty pohjaveden pinnankorkeuden korkeuskartta ja pohjaveden virtaussuunnat. Krigingtekniikalla laskettujen tulkintojen tarkkuus on suurimmillaan havaintopisteiden läheisyydessä ja havaintoputkien välissä. 4. JOHTOPÄÄTÖKSET JA JATKOTOIMENPITEET Aapiskukon alueen ja Pälkäneen asemakaava-alueen pohjavesitutkimuksia on suoritettu neljässä vaiheessa syksystä 2014 lähtien. Suoritettujen tutkimusten mukaan voidaan tehdä seuraavat johtopäätökset. Kallionpinta vaihtelee voimakkaasti Aapiskukon alueella. Aapiskukon jakeluaseman kohdalla pohjaveden virtaukset ohjautuvat piilosupparakenteiden ja kalliokynnysten ohjaamina itään kohti rauniokirkkoa ja edelleen eteläkaakkoon kohti Kostianvirtaan. Aapiskukon jakeluaseman kohdalla sijaitsee piilosupparakenteita, joissa maalajeina esiintyy heikosti vettä johtavia maalajeja ja jopa vedenvirtauksia estäviä ja sitä ohjaavia savi- ja moreenikerrostumia. Aapiskukon alueella muodostuvat pohjavedet virtaavat pohjavesialueen ulkopuolelle ja purkautuvat Kostianvirtaan. Aapiskukon alueen kaakkoisosan ja sen kaakkoispuoliselta harjualueella on heikosti vettä johtavia ja ohuita maakerrostumia eikä sieltä ole löytynyt vedenottoon sopivia kaivonpaikkoja. Otettujen näytteiden mukaan pohjavesi on talousvesikäyttöön kelpaamatonta rajaarvon ylittävän nitraatti- ja kloridipitoisuuden vuoksi. Isokangas - Syrjänharjun pohjavesialueen käyttökelpoisuutta vedenhankinnassa huonontavat vedenlaatuongelmat ja pohjavesialue on luokiteltu kemialliselta tilaltaan heikoksi ja se kuuluu riskiluokkaan. Tavase Oy:n tekopohjavesilaitoksen lupahakemus hylättiin aluehallintovirastossa, mutta päätöksestä Tavase ja Akaa jättivät valituksen. Vaasan hallinto-oikeus palautti asian uudelleen aluehallintovirastoon uudelleen valmisteltavaksi. Vaasan hallinto-oikeuden ratkaisusta on valitettu korkeimpaan hallinto-oikeuteen. Tavase Oy hankkeen viimeisimmissä suunnitelmissa on esitetty imeytysalue Aapiskukon länsipuolelle ja etelä-lounaispuolelle. Suunnitellut tekopohjavesilaitoksen imeytykset Tavase Oy:n Aapiskukon läheisille imeytysalueille alueilla lisäävät mahdollisesti toteutuessaan entisestään luontaisia pohjaveden virtauksia jakeluaseman alueelta pohjavesialueen rajan ulkopuolelle. Osoite: Sähköposti: Y-tunnus Jokipellontie 10 P Puhelin tutkimus@pohjavesi.fi HELSINKI kotisivu:

5 SUOMEN POHJAVESITEKNIIKKA OY (4) Pälkäneen kunnan Kinnalan vedenottamo sijaitsee vedenjakajan takana 3,4 km etäisyydellä Aapiskukosta. Vedenottamolla pohjavedenpinnan taso on n. 9 metriä korkeammalla kuin Aapiskukon kohdalla. Syrjänharjun pohjavesialueella ei ole tällä hetkellä yhdyskuntien vedenhankintaa Aapiskukon jakeluaseman toiminta nykyisellään ei vaaranna yhdyskunnan vedenhankintaa eikä Keiniänrannan lähdealueen luonnonarvoja. Vuonna 2014 jälkeen suoritettujen laajojen pohjavesitutkimusten perusteella pohjavesialueen rajausta tulisi muuttaa ainakin Aapiskukon jakeluaseman kohdalla, jolloin Aapiskukon jakeluasema jäisi pohjavesialueen ulkopuolelle. Vuoden 2014 jälkeen suoritetut yksityiskohtaiset ja alueen kattavat pohjavesitutkimukset osoittavat, että KHO:n ratkaisun diaarin nro. 1289/1/12 perusteisiin otettu kuvaus Aapiskukon jakeluaseman pohjavesi- ja maaperäolosuhteista ei vastaa uusia tietoja luonnon olosuhteita vaan kaavanmuutos olisi perusteltu uusien tutkimustietojen perusteella. SUOMEN POHJAVESITEKNIIKKA OY Risto Reijonen Liiteluettelo: Liite 1. Sijaintikartta Liite 2. Maatutkaluotausraportti Liite 3. Rakennetulkinta Liite 4. Putkikortit Liite 5. Virtauskuva Osoite: Sähköposti: Y-tunnus Jokipellontie 10 P Puhelin tutkimus@pohjavesi.fi HELSINKI kotisivu:

6

7 1 MAATUTKALUOTAUSTUTKIMUSRAPORTTI Aapiskukko Pälkäne LKK08/ Geo-Work Oy tel (0) Heinäpellontie 25, Helsinki

8 2 SISÄLLYSLUETTELO 1 MAATUTKALUOTAUS Aapiskukko Pälkäne 1.1 Tehtävä 1.2 Maastotyöt 1.3 Mittauskalusto 1.4 Tulostus 1.5 Yleistä tulkinnasta 1.6 Tulkinnat 1.7 Aluetulkintaa 2. Maatutkaluotauksen teoriaa 2.1 Teoreettiset perusteet 3. Linjakartta 4. Luotausprofiilit

9 3 1. MAATUTKALUOTAUS Aapiskukko Pälkäne 1.1 Tehtävä Geo-Work Oy suoritti Neste Markkinointi Oy:n toimeksiannosta maatutkaluotauksia Pälkäneellä Aapiskukon polttoaineen jakeluaseman ympäristössä. Tutkimuksien tarkoituksena oli selvittää mahdollisuuksien mukaan maa-aineksen rakenteita ja paksuutta sekä pohjaveden pinnan tasoa. 1.2 Maastotyöt Maastotyöt paikalla suoritettiin Alueelle luodattiin 5 linjaa 100 MHz:n antennilla. Linjojen yhteispituus oli m. Linjojen pisteet mitattu Garminin GPS-paikantimella ja ne ovat TM35 FIN-koordinaattijärjestelmässä ja N2000 korkeusjärjestelmässä. Sidontapisteiden korkeudet on määritelty maanmittauslaitoksen aineiston perusteella. 1.3 Mittauskalusto Mittauskalustona oli amerikkalaisen GeophysicalSurvey System Inc:n (GSSI) valmistama SIR-3000 maatutka. Antennina käytettiin GSSI:n 100 MHz:n antennia. Kokonaisuus toimii ns. rinkkatutkana, jolloin antennia vedetään käsin. 1.4 Tulostus CF-levykkeelletaltioitu tutkatulos siirretään tietokoneelle tulostusta ja tulkintaa varten. Tulkinta ja paperitulostus tapahtuu jälkikäsittelynä GeoDoctor-signaalinkäsittelyohjelmalla tehdyn tulkinnan jälkeen lasertulostimella. Profiilikuvat on tulostettu 1:300/1:2000 mittakaavassa. 1.5 Yleistä tulkinnasta Savi- ja silttialueilla maatutkalla saadaan selville kovan maan tai kallion reuna n m:n syvyyteen saakka. Tätä syvyyttä pienentää jonkin verran maa-aineksen johtavuus. Moreenialueilla maapeitteen paksuuden määrittäminen onnistuu vaihtelevasti. Moreenin ja kallion rajapinnan erottaminen riippuu

10 4 moreenin laadusta ja kallion pinnan rikkonaisuudesta. Mitä lohkareisempi moreeni on rikkonaisen kallion päällä, sitä vaikeampi on rajapintaa erottaa tutkaprofiilista. Ohutpeitteisillä alueilla saattaa rikkonaisen kallionpinnan tulkita moreeniksi ja päinvastoin. Lajittuneet hiekka- ja sorakerrokset erottuvat hyvin muista maakerroksista. Erityisen korostuneet maarakenteet saattavat johtua täyttökerroksissa ja pohjamaassa olevasta hiilivedystä. Maaperän sähkönjohtavuudesta kertovana dielektrisyysarvona käytettiin tulkinnassa kokemusperäisesti arvoja Ilman tarkempia referenssikairauksia tulkintojen tulokset ovat suuntaa-antavia. Aapiskukon ja rauniokirkon väliselle alueelle on tehty muutamia kairauksia, joiden tulokset ovat olleet maatutkaluotausten tulkinnan tukena. 1.6 Tulkinnat Profiileihin on tulkittu lähinnä viitteellisenä hiekan ja siltin sekä saven rajapintoja. Lisäksi on pyritty tulkitsemaan pohjavesirajapinta. Yksittäisiä kohteita on tulkittu ^-merkillä. Näistä suurin osa on putkia tai kaapeleita, mutta osa voi olla kiviä tai lohkareita. 1.7 Aluetulkintaa Nesteen Aapiskukko-jakeluasema sijaitsee Pälkäneen keskustaajaman vieressä VT12:n länsipuolella hyvin massiivisen harjun reunassa. Kangasala Pälkäne Hauho pitkittäisharju on hyvin korkea ja reunoiltaan laaja-alainen. Aapiskukon alue ja rauniokirkolle ulottuva kumpare ovat luodattujen linjojen karkeimmat osuudet, joissa näyttäisi olevan paksulti hiekkaa ja hienoa hiekkaa, mutta hyvin nopeasti tämän karkeamman kumpareen reunoilla on paksut hienomman maaaineksen kerrostumat. Linjojen 1 ja 4 alkuosat ovat tälle harjulle tyypillisesti hyvin vähärakenteista hiekkaa. Muilta osin linjat ovat hyvin paksuilla hienon hiekan ja siltin peittämillä alueilla, jossa hienoainekerrosten paksuus on suuri eli yli 10 m. Paikoin pinnassa näyttäisi olevan myös savea. Pääosin pintaosien maa-aines on silttistä eli profiileissa on selviä rakenteita. Alueet, joissa nämä rakenteet puuttuvat, ovat savea tai savista silttiä.

11 5 Jakeluaseman alueella pohjavesi on lähes 30 m:n syvyydessä, joten se on käytetyn syvyysasteikon alapuolella. Jakeluaseman liittymän seudulla ja rauniokirkon läheisyydessä, linjan 4 alkuosalla, on paikoin viitteitä pohjavesirajapinnasta, mutta seudulla on jo niin paksut hienoaineskerrokset, että siitä pohjavesirajapintaa on vaikea erottaa. Silttikerroksiin ei edes muodostu erottuvaa pohjavesirajapintaa. Jakeluaseman alueella linjalla 1 ei näyttäisi olevan veden kulkua ohjaavia hienoaineskerroksia. Linjan 5 kohdalla on myös vähän karkeampaa hiekka ja pohjavesi näyttäisi olevan n. 89 mpy tasolla. Pohjavesi näyttäisi olevan n mpy tasolla. Työssä noudatetaan KSE 2013 ehtoja. Helsinki Leevi Koponen Geo-Work Oy

12 6 2. MAATUTKALUOTAUKSEN TEORIAA Maatutka on radiotaajuusaluetta käyttävä sähkömagneettinen luotauslaite. Siinä lähetinantennilla lähetetään väliaineeseen sähkömagneettisia pulsseja ja vastaanotinantennilla rekisteröidään väliaineen sähköisiltä rajapinnoilta takaisinheijastuneet aallot. Luotaus voidaan tehdä joko tutkittavan väliaineen pinnalta tai väliaineen sisältä. Ensimmäinen tapa on yleisimmin käytetty ja siinä mittauslaitteiston ei tarvitse välttämättä koskettaa tutkittavaa väliainetta. Jälkimmäistä tapaa käytetään reikätutkassa. Maatutkan kehitys on seurannut läheisesti muiden tutkamenetelmien teknistä ja tulkinnallista kehitystä. Pulssitutka kehitettiin 1920-luvun lopulla, mutta vasta 1950-luvun vaihteessa tehtiin ensimmäiset onnistuneet mittaukset luvun alussa tutkaluotausta sovellettiin maassa olevien kaapeleiden, putkien ja esineiden paikannukseen. Tämän jälkeen mittalaitteiden kehitys on ollut ja sovellukset ovat lisääntyneet. Tutkaa sovelletaan geologisten kohteiden lisäksi mm. tie- ja betonirakenteiden tutkimiseen, vesistö- ympäristö- ja arkeologisiin tutkimuksiin. Kivitutkimukset ovat maatutkan uusimpia sovelluskohteita. 2.1 Teoreettiset perusteet Maatutkaluotauksen periaate on melko yksinkertainen. Tutkalaitteen antenni lähettää väliaineeseen lyhytkestoisen sähkömagneettisen pulssin radiotaajuudella. Kun pulssi kohtaa väliaineessa sähköisen rajapinnan, osa aaltoenergiasta heijastuu takaisin osan jatkaessa etenemistään. Tutka-antennilla mitataan takaisin heijastuneen aallon lähtöhetkestä paluuhetkeen kulunut aika ja amplitudi. Tutkan liikkuessa tätä toistetaan nopeassa tahdissa ja muodostettavat tulostussignaalit eli pyyhkäisyt piirretään intensiteettipiirturilla tiheästi peräkkäin, jolloin tuloksena saadaan jatkuva profiili väliaineessa olevista sähköisistä rajapinnoista. Sähkömagneettisen aallon käyttäytyminen väliaineessa on esitetty monissa tutkaluotaukseen liittyvissä julkaisuissa. Yleistäen voidaan todeta, että aallon etenemisnopeuteen ja heijastumiseen vaikuttavat väliaineen dielektrisyys ja suskeptibiliteetti. Väliaineen sähkönjohtavuus vaikuttaa aallon vaimenemiseen ja sillä on vähäinen vaikutus heijastumiseen. Jos suskeptibiliteetin ja dielektrisyyden yhteisvaikutusta kuvataan suureella e, voidaan käytännön maatutkaluotauksessa pitäytyä yksinkertaisiin kaavoihin:

13 7 Aallon etenemisnopeus v=c/ e (1) Rajapinnan syvyys s=v*t/2 (2) Heijastuskerroin K=( e2- e1)/( e2+ e1) (3) Läpäisykerroin R=1-K (4) Vaimeneminen väliaineessa A=1635*б/ e (5) Aallonpituus l=1000*c/(f* e) (6) joissa c=valon nopeus tyhjiössä (0,3 m/ns) e= aallon etenemisnopeuteen vaikuttava suure t= kulkuaika väliaineessa (ns=10e-9 s) A= vaimeneminen väliaineessa (db) б= väliaineen sähkönjohtavuus (S/m) f= taajuus (MHz) Aallonpituus vaikuttaa ohuiden kerrosten erotuskykyyn. Maatutkaluotauksessa lähetetään puolitoista jaksoa sinimuotoista pulssia. Korkeataajuisilla antenneilla, 500 MHz:stä alkaen, saadaan hyvä ohuiden kerrosten erottelukyky. Toisaalta syvyysulottuvuus pienenee myös merkittävästi. Matalataajuisilla antenneilla erottelukyky on karkeampi, mutta syvyysulottuvuus on huomattavasti parempi kuin korkeataajuisilla antenneilla. Jos oletetaan väliaineen magnetoitumiskyky eli suskeptibiliteetti pieneksi, eli väliaineessa ei ole magnetoituvia ainesosia, em. kaavat 1-4 riippuvat pelkästään dielektrisyydestä. Kuivien aineiden dielektrisyys on noin 4. Ilman dielektrisyys on 1 ja veden 81. Veden ja ilman määrän vaihtelu huokoisessa väliaineessa vaikuttavat ratkaisevasti sähkömagneettisen aallon etenemisnopeuteen ja rajapinnalla tapahtuvaan aallon heijastumiseen. Sähkömagneettisen aallon vaimeneminen väliaineessa on suoraan verrannollinen väliaineen sähkönjohtavuuteen. Jokaisella sähköisellä rajapinnalla tapahtuu sen luonteesta riippuva jakautuminen heijastuvan ja läpäisevän aallon osiin. Lisäksi aalto edetessään leviää suuremmalle alalle, joten energia pintaalayksikköä kohden pienenee. Sähköä hyvin johtavissa väliaineissa (johtavuus yli 10nS/m) on vaimeneminen väliaineessa merkittävää. Jos väliaineen johtavuus on pieni, mutta sähköisiä rajapintoja on runsaasti, vähentävät moninkertaiset heijastukset maatutkauksen tunkeutumissyvyyttä. Kun johtavuus on pieni ja heijastavia rajapintoja vähän (esim. ehjä kallio), aalto vaimenee antennin ja heijastavan rajapinnan etäisyyden funktiona. Sähkömagneettinen aalto heijastuu

14 8 ja läpäisee jokaisen rajapinnan myös ylöspäin saapuessaan. Koska antennien keilakulma on n 45, antenni rekisteröi linjalla olevat heijastavat kappaleet ennen ja jälkeen niiden todellista paikkaa ja havaitsee myös sivulla olevat kohteet. Suoraan mittauslinjalla oleva aallonpituuteen nähden suuri kappale vaikuttaa alla olevien rajapintojen muotoon. Esimerkiksi järven pohjalla oleva kivi aiheuttaa tutkakuvassa järven pohjan "hyppäämisen ylös". Mittauslinjan sivulla oleva heijastava kohde näkyy tutkaprofiilissa yhdessä antennin alta saapuvien heijastuksien kanssa. Useimmiten sivuheijasteiden merkitys on mitätön. Jos välikerros on paksuudeltaan alle puolitoista aallonpituutta, vaikuttavat peräkkäiset heijastukset toisiinsa. Heijastuksen taajuus muuttuu ja peräkkäiset heijastukset saattavat vaimentaa toisensa. Ilmiö riippuu sähkömagneettisen aallon rajapintojen välissä kuluttamasta ajasta sekä rajapinnoilla tapahtuvasta vaihekulmien muutoksista. Kohdatessaan sähköisen rajapinnan korkeataajuinen sähkömagneettinen aalto taittuu ja heijastuu optiikan lakien mukaan. Koska aaltoa heijastavalla pinnalla täytyy olla myös tietty laajuus (pinta-ala), maatutkalla ei voida havaita pystyjä tai lähes pystyjä kapeita rakenteita, jos mittaus tehdään väliaineen pinnalta. Tämä koskee kuitenkin lähinnä tavanomaista maatutkaluotausta, jolloin mittaus tapahtuu tasolta ja lisäksi mittausnopeus on hyvin suuri pystyrakenteen kokoon nähden.

15 Linja 1> 793 Linja 2> Linja 3> Linja 4> Linja 5> : m

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32 PÄLKÄNEEN AAPISKUKON ALUEEN MAATUTKALUOTAUKSEN (GEO-WORK ) RAKENNETULKINTA Raportti Joni Mäkinen FT Maantieteen ja geologian laitos Turun yliopisto

33 1. Johdanto Tämä raportti on Neste Oy:n tilaama Geo-Work Oy:n tekemän maatutkaluotauksen rakennetulkinta, jonka tavoitteena on selvittää Pälkäneen Aapiskukon harjualueen rakennetta, pohjavesioloja sekä kallio- ja moreenipintojen tasoa. Selvitys liittyy Aapiskukon huoltoaseman sijaintiin pohjavesialueeseen nähden. Raportin maatutka-aineisto, referenssikairaustiedot ja pohjavesipintojen mittaustulokset on saatu Suomen Pohjavesitekniikka Oy:ltä (R. Reijonen). 2. Maatutkaluotaus ja sen tulkinta Maatutkaluotauksen toteutus ja menetelmä on kuvattu Geo-Work Oy:n erillisessä raportissa LKK08/ Tutkauksessa käytetty 100 MHz antenni antaa sedimenttikerroksista riittävän tarkan kuvan ja sen syvyysulottuvuus on hiekka- ja soravaltaisessa aineksessa yleensä hyvä eli noin 20 m. Linjojen sijainti näkyy liitteessä 1. Tutkaprofiilikuvissa 50 ns syvyysulottuvuus vastaa keskimäärin noin 3,5 m syvyyttä (Liite 1). Pohjavesipinnan alapuolella asteikon syvyysulottuvuus karkeasti ottaen puolittuu. Tutkaprofiilikuviin on lisätty käytetyt referenssikairaukset (Liite 1). Tulkinnan kannalta ongelmallisinta on kalliopinnan tarkka määrittely erityisesti silloin, kun kerrostumat ovat savi- tai silttirikkaita (heikentävät tutkasignaalin tunkeutuvuutta) tai kallion päällä on heikommin lajittunutta ja isokivistä moreenia tai kivistä harjuydintä sekä kalliopinnan ollessa rikkonaista. Profiilikuvissa (Liite 1) on esitetty moreeni/kalliopintatulkinta valkoisella pisteviivalla. Rakennetulkinta perustuu harjun syntyolosuhteiden ja maanpinnan muotojen tulkintaan yhdistettynä tutkakuvista ja kairauksista saatuihin tietoihin. Tutkalinjojen tarkempaa tulkintaa vaikeuttaa niiden suhteellisen vähäinen risteävyys. Pohjavesiputkien vesipinnan korkeudet on ilmoitettu tehtyjen mittausten mukaisesti (Suomen Pohjavesitekniikka Oy). Pohjavesiputkien 274, 385 ja 386 osalta ei ole saatavilla samanaikaista mittaustietoa muuhun aineistoon verrattuna, mutta Suomen Pohjavesitekniikka Oy on johtanut pohjaveden referenssipinnat laskennallisesti pohjavesiputkesta Spt mitattuun pinnan korkeuteen (N2000) nähden. 3. Harjun syntyolosuhteet ja päärakenne Isokangas-Syrjänharju kuuluu pitkään saumaharjujaksoon, joka on syntynyt mannerjäätikön sulamisvaiheessa kahden eri tavoin käyttäytyneen jäämassan väliin. Syrjänharju on selännemäinen, kun 2

34 taas Isokankaan alueella harjujakso kulkee suhteellisen korkealla sijaitsevan kalliomaaston halki ja muuttuu samalla laajemmalle leviäväksi muodostumaksi, jossa on havaittavissa deltamaisia laajentumia suppakuoppineen. Syrjänharjun kohdalla jään reunalle syntynyt delta on kerrostunut harjun ydinosan päälle ja sekä deltan jäänpuoleisessa proksimaaliosassa, että deltan reunalla esiintyy suppakuoppia ja piilosupparakenteita. Harjualue on jäätikön peräydyttyä jäänyt Yoldiameren alle, jonka korkein ranta alueella on noin 155 m tasolla (Eronen & Haila, 1990). Maankohoamisen myötä harju on altistunut rantaeroosiolle, millä on ollut suuri vaikutus harjudeltan nykyisiin pinnanmuotoihin. Spt1 = pohjavesiputki / kairaus (kuiva) = Mr + Kallio pv-pinnan yläpuolelle = Mr + Kallio lähellä pv-pintaa = Reunamoreeni? X = piilosupparakenne = hienon/silttisen aineksen reuna Kuva 1. Maatutka-aineiston rakennetulkinta (pohjakartta Geo-Work Oy ). 4. Alueen rakennetulkinta Syrjänharjun deltan karkeammat kerrostumat ovat näkyvissä tutkalinjan 1 alkuosasta linjapisteelle 800 ja kairaukselle Spt6, minkä jälkeen alkaa deltan hienommasta aineksesta koostuva distaaliosa (kuvat 1 ja 2). Distaaliosan hienon aineksen raja kulkee harjun itäreunan suunnassa pohjavesiputkelta Spt6 putkille Spt7 ja Spt8 (liite 1). Putkelta Spt6 hienoaineksen raja kääntyy kohti koillista 3

35 rauniokirkolle ja sieltä edelleen pohjoiseen päin tutkalinjojen 2 ja 3 väliin (kuva 1). Savikerrostumat alkavat suunnilleen linjalta 3 itään ja sijoittuvat tutkalinjojen 4 ja 5 loppuosiin. Linjan 1 alkuosasta deltan rakenteet suuntautuvat kohti itäkaakkoa-kaakkoa (kuva 1). Varsinkin linjan 1 alkuosassa on havaittavissa isoja häiriintyneitä maaperärakenteita, jotka viittaavat piilosuppiin. Piilosuppien alkuperäinen pinta on hävinnyt näkyvistä rantaeroosion ja -kerrostumisen myötä. Kuva 2. Deltan distaaliosan hienoa ainesta (hieno hiekka-siltti) tutkalinjalta 1. 4

36 Iso piilosupparakenne sijoittuu tutkalinjan 1 pisteiden ja pohjavesiputkien Spt1 ja 2 väliselle alueelle (kuvat 1 ja 3). Kuten Aapiskukon eteläpuolella, isoja piilosuppia on yleisesti alueilla, missä kalliopinta nousee jyrkähkösti. Aapiskukon eteläosan iso piilosupparakenne rajoittuu kaakossa noin 50 m kapeaan kivisestä hiekasta ja lohkareista (kihk+lo) koostuvaan selänteeseen tai reunamoreeniin (kuva 3), joka kulkee putkelta Spt5 todennäköisesti kairaukselle KPB (kuva 1). Selänne sijoittuu kahden kalliokohouman väliin (kuva 1). Kairauksessa Spt2 tavattu moreenivälikerros (kihkmr) liittyy reunamoreenimaisen selänteen proksimaaliosaan (kuva 3). Putki Spt3 sijaitsee viereisen kairauksen 298 ja tutkalinjan 2 perusteella moreenimaisen selänteen distaalipuolella kallion kupeessa pienessä piilosuppapainanteessa. Kuva 3. Iso piilosupparakenne moreenimaisen selänteen luoteispuolella. Huom. kairaus KPA on kuiva, tällä kohdin sijaitsee pohjavesivirtausta jakava kalliokohouma. Pohjaveden pinnan tasojen ja kairausten perusteella Aapiskukon itäpuolelle hahmottuu moreeni- ja kalliokynnys, missä kairauksissa KPB ja KPC ei ole tavattu pohjavettä (kuvat 1 ja 4). Kairausten välisessä putkessa 298 pohjavesi on lähes kalliopinnassa. Tämä kynnys jatkuu mahdollisesti suoraan Aapiskukon aseman alapuolitse luoteeseen, missä kalliopinta laskee pohjavesipinnan alapuolelle putkella HP386 (kuva 1). Putkelta HP386 koilliseen tutkalinjalla 2 moreeni- ja kalliopinta ovat 5

37 lähellä pohjavesipintaa (vrt. putki Spt4) tai nousevat mahdollisesti paikoin pohjavesipinnan yläpuolelle (kuva 1). Tutkalinjan 2 lopusta (kuvat 1 ja 4) kairauksen KPA (kuiva) suuntaan sijaitsee mahdollisesti toinen pohjavesipinnan yläpuolelle nouseva moreeni- ja kallioalue, jonka itäpuolella pohjavesi on lähellä moreeni- ja kalliopintaa (kuva 1). Kohouman länsipäässä kalliopinta laskee selvästi putken HP274 suuntaan (kuva 1). Kairauksen KPA (kuiva), pohjavesiputken HP274 sekä pohjavesiputkien Spt1, Spt2, Spt5 ja Spt6 pohjavesipintojen perusteella Tervapirtiltä noin 100 m kaakkoon sijaitsee pohjavesivirtausta sen länsi- ja itäpuolitse jakava moreeni- ja kalliokohouma. Aapiskukon kaakkoispuolelle tulkitun moreenimaisen selänteen ja rauniokirkon välisellä alueella pohjavesi on yleisesti lähellä moreeni- ja kalliopintaa. Kuva 4. Moreeni- ja kalliokynnys Aapiskukon itäpuolella tutkalinjalla 2. Spt5 putkelta tulkittu moreenimainen selänne ulottuu todennäköisesti linjalle 2 asti. 6

38 6. Johtopäätökset Aapiskukon asema sijoittuu mahdollisesti sen itäpuolen pohjavesivirtausta ohjaavan moreeni- ja kalliokynnyksen jatkeelle sekä osin sen eteläpuolella olevan ison piilosupparakenteen kohdalle. Piilosupparakenteella ja siitä luoteeseen olevalla suppavyöhykkeellä on todennäköisesti osin pohjavesivirtausta ohjaava vaikutus. Aapiskukon alueelta pohjavesivirtaus on eteläkaakkoon. Välittömästi Aapiskukon ja Tervapirtin alueen kaakkoiskulmassa on pohjavesivirtausta ohjaava moreenimainen (kihk+lo) selänne, joka sijoittuu kairausten Spt5 ja KPB väliselle alueelle jatkuen todennäköisesti kairauksen KPA ja pohjavesiputken HP274 väliselle alueelle. Kairauksen KPA ja pohjavesiputken HP274 välisellä alueella sijaitsee moreeni- ja kalliokohouma, joka ohjaa pohjavesivirtausta kohouman länsi- ja itäpuolitse. Aapiskukon suunnalta tuleva pohjavesivirtaus kulkee pohjavesipintatietojen perusteella kohouman itäpuolitse. Tervapirtin kaakkoispuolella olevan moreenimaisen selänteen ja Rauniokirkon välisellä alueella pohjavesi on lähellä moreeni- ja kalliopintaa. Pohjavesivirtaus on todennäköisesti moreeni- ja kalliokohoumien ohjaamana rauniokirkon länsipuolitse pohjavesiputken Spt6 suuntaan. Turussa Joni Mäkinen FT Viitteet Eronen, M. & Haila, H. (1990). Tärkeimmät muinaisrannat. Suomen Kartasto, vihko 124. Geologia, maaperä (kuva 17a), 17. Geo-Work Oy (2016). Maatutkaluotausraportti. Aapiskukko Pälkäne. LKK08/ Liitteet Liite 1. Maatutkalinjojen L1-L5 tulkinnat PowerPoint esityksenä. 7

39 SPT 1 HAVAINTOPUTKIKORTTI MP 0.45 m VP m JP 26 m Pp Mp Tilaaja NESTE OIL OYJ Paikka Pälkäne, Aapiskukko Asennus pvm Piste SPT 1, yläpiha Koordinaatit ETRS-TM35FIN Tekijä AJ, JR Kalusto Raskas porakone Putken materiaali PVC Putken ulko-/sisähalk. 60/52 mm Siiviläraot 0,3 mm MAAKAIRAUS Syvyysväli (m) Maalajiryhmä Huom hhk hhk kihk kisihk kihkmr Eks. Vp SP 11 m Pohja Huom. Vaaitus RTK GNSS-laitteella Korkeusjärjestelmä N2000 MP=maanpinta, VP=vedenpinta, JP=jatkoputki, SP=siiviläputki, Pp=muoviputken yläpää SUOMEN POHJAVESITEKNIIKKA OY/VELI REIJONEN OY

40 SPT 2 Korvaa vanhan putken MP 0.35 m VP m JP m Pp Mp HAVAINTOPUTKIKORTTI Tilaaja NESTE OIL OYJ Paikka Pälkäne, Aapiskukko Asennus pvm Piste SPT 2, Tervamökki Koordinaatit ETRS-TM35FIN Tekijä PR, JR Kalusto Raskas porakone Putken materiaali PVC Putken ulko-/sisähalk. 60/52 mm Siiviläraot 0,3 mm MAAKAIRAUS Syvyysväli (m) Maalajiryhmä Huom kisihk + Lo kihk kihkmr Vp kihk kisihk kihhk kihkmr Ka tai Lo Eks. SP 4 m Korvaa asennetun vaurioituneen putken, joka oli samalla paikalla. Huom. Vaaitus RTK GNSS-laitteella Pohja Korkeusjärjestelmä N2000 MP=maanpinta, VP=vedenpinta, JP=jatkoputki, SP=siiviläputki, Pp=muoviputken yläpää SUOMEN POHJAVESITEKNIIKKA OY/VELI REIJONEN OY

41 SPT 3 HAVAINTOPUTKIKORTTI MP 0.35 m VP m JP m Pp Mp Tilaaja NESTE OIL OYJ Paikka Pälkäne, Aapiskukko Asennus pvm Piste SPT 3, valtatien 12 toinen puoli Koordinaatit ETRS-TM35FIN Tekijä AJ, JR Kalusto Raskas porakone Putken materiaali PVC Putken ulko-/sisähalk. 60/52 mm Siiviläraot 0,3 mm MAAKAIRAUS Syvyysväli (m) Maalajiryhmä Huom. Vp Si Sa Si sihk hhk kihhk Ka tai Lo Eks. SP 2 m Pohja Huom. Vaaitus RTK GNSS-laitteella Korkeusjärjestelmä N2000 MP=maanpinta, VP=vedenpinta, JP=jatkoputki, SP=siiviläputki, Pp=muoviputken yläpää SUOMEN POHJAVESITEKNIIKKA OY/VELI REIJONEN OY

42 SPT 4 HAVAINTOPUTKIKORTTI MP 0.35 m VP m JP m Pp Mp Tilaaja NESTE OIL OYJ Paikka Pälkäne, Aapiskukko Asennus pvm Piste SPT 4, valtat. 12 itäpuoli, Koordinaatit ETRS-TM35FIN Tekijä AJ, JR Kalusto Raskas porakone Putken materiaali PVC Putken ulko-/sisähalk. 60/52 mm Siiviläraot 0,3 mm MAAKAIRAUS Syvyysväli (m) Maalajiryhmä Huom. Vp hhk sihk hhk kihhk Ka tai Lo Eks. SP 2.6 m Vedenjohtokyky m²/s. Pohja Huom. Vaaitus RTK GNSS-laitteella Korkeusjärjestelmä N2000 MP=maanpinta, VP=vedenpinta, JP=jatkoputki, SP=siiviläputki, Pp=muoviputken yläpää SUOMEN POHJAVESITEKNIIKKA OY/VELI REIJONEN OY

43 SPT 5 HAVAINTOPUTKIKORTTI MP 0.25 m VP m JP m Pp Mp Tilaaja NESTE OIL OYJ Paikka Pälkäne, Aapiskukko Asennus pvm Piste SPT 5, Tervapirtin kolmion eteläpääty Koordinaatit ETRS-TM35FIN Tekijä AJ, JR Kalusto Raskas porakone Putken materiaali PVC Putken ulko-/sisähalk. 60/52 mm Siiviläraot 0,3 mm MAAKAIRAUS Syvyysväli (m) Maalajiryhmä Huom. Vp kihk kihhk kova kisihk kihk + Lo Ka tai Lo Eks. SP 1.5 m Vedenjohtokyky < m²/s. Pohja Huom. Vaaitus RTK GNSS-laitteella Korkeusjärjestelmä N2000 MP=maanpinta, VP=vedenpinta, JP=jatkoputki, SP=siiviläputki, Pp=muoviputken yläpää SUOMEN POHJAVESITEKNIIKKA OY/VELI REIJONEN OY

44 SPT 6 HAVAINTOPUTKIKORTTI MP 0.40 m VP m JP m Pp Mp Tilaaja NESTE OIL OYJ Paikka Pälkäne, Aapiskukko Asennus pvm Piste SPT 6, Tervapirtistä n. 180 m kaakkoon Koordinaatit ETRS-TM35FIN Tekijä AJ, JR Kalusto Raskas porakone Putken materiaali PVC Putken ulko-/sisähalk. 60/52 mm Siiviläraot 0,3 mm MAAKAIRAUS Syvyysväli (m) Maalajiryhmä Huom. Vp kisihk hhk + Lo kisihk kihk kisihk SiMr Ka tai Lo Eks. SP 8.5 m Vedenjohtokyky m²/s. Pohja Huom. Vaaitus RTK GNSS-laitteella Korkeusjärjestelmä N2000 MP=maanpinta, VP=vedenpinta, JP=jatkoputki, SP=siiviläputki, Pp=muoviputken yläpää SUOMEN POHJAVESITEKNIIKKA OY/VELI REIJONEN OY

45