Hämeen alueen kallioperän topografiamalli

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Hämeen alueen kallioperän topografiamalli"

Kaarlo Matti Haapasalo
6 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Kalliorakentaminen ja sijoituspaikat Espoo 98/2016 Hämeen alueen kallioperän topografiamalli Mira Markovaara-Koivisto

3 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Ylätunnisteen lisäteksti Sisällysluettelo Kuvailulehti 1 JOHDANTO Sijainti Tutkimuksen tarkoitus 1 2 Käytetty aineisto 1 3 Pinnankorkeuden interpolointimenetelmät 3 4 YHTEENVETO 9

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Ylätunnisteenlisäteksti 1 1 JOHDANTO 1.1 Sijainti Tutkimusalue sijaitsee Hämeessä Loimaan, Forssan ja Hämeenlinnan alueella.

4 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Ylätunnisteenlisäteksti 1 1 JOHDANTO 1.1 Sijainti Tutkimusalue sijaitsee Hämeessä Loimaan, Forssan ja Hämeenlinnan alueella. Alueeksi määriteltiin 102,5 km x 82,5 km ala, joka näkyy alla olevassa kuvassa (Kuva 1.1). Alue sijaitsee UTM-karttalehdillä M33, M34, M41 ja M42 ja KKJ-kartoilla 2022, 2024, 2042, 2111, 2112, 2113, 2114, 2131 ja Kuva 1.1 Suorakaide rajaa tutkimusalueen Loimaan, Forssan ja Hämeenlinnan alueella. 1.2 Tutkimuksen tarkoitus Työn tarkoituksena oli tehdä kallionpinnan topografiamalli sekä maanpeitteen paksuuden malli lentogeofysiikan aineistojen tulkinnan tueksi Hämeen alueelta. Tutkimus liittyy Etelä- Suomen malmipotentiaalihankkeen Hämeen vyöhykkeen tutkimuksiin. 2 KÄYTETTY AINEISTO Kalliopinnan topografiamallin lähtötiedoiksi koottiin GTK:n tietokannoista erilaisia suoria kallionpintahavaintoja, tulkittuja kallionpintahavaintoja, sekä syvyyssuuntaisia havaintoja, joissa kallionpintaa ei saavutettu. Suoria kallionpintahavaintoja saatiin kallionäytekairauksista, paljastumahavainnoista, maaperäkartoituksista, uurrehavainnoista ja tutkimuskaivannoista. Tulkittuja kallioperähavaintoja saatiin gravimetrisistä tulkinnoista, kalliovarmistamattomista

5 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Ylätunnisteenlisäteksti 2 maaperäkairauksista ja turvetutkimuksista. Lisäksi Pekka Huhdalta saatiin käyttöön laaja moreenikairaustieto, jossa on arvioitu loppuiko kairaus kallioperään, rapakallioon tai johonkin maakerrokseen. Kalliohavaintojen lisäksi mallissa otettiin huomioon nekin syvyyshavaintopisteet, jotka loppuivat maaperään. Nämä pisteet antavat tietoa siitä, että kallio sijaitsee syvemmällä kuin havaintosyvyys. Maaperään loppuvia havaintoja olivat maalajihavainnot, pohjatutkimusrekisteri, tutkimuskaivannot ja turvetutkimukset. Kaikki mallissa huomioidut tutkimuspisteet on esitetty kuvassa Kuva 2.1. Kuva 2.1 Maaperä- ja kalliohavainnot, joihin kallionpintamalli sekä siitä johdettu maaperän paksuusmalli perustuvat. Pistemäinen maaperätieto oli harvassa savikoilla, koska tietoa on kerätty lähinnä infraa rakentaessa ja moreenigeokemiaa tutkittaessa. Koska kallionpinnan syvyys määritettään ympäröivien pisteiden perusteella, savikkojen alainen kallionpinta jää tämän takia ylemmälle tasolle ja savikon paksuus aliarvioidaan.

6 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Ylätunnisteenlisäteksti 3 3 PINNANKORKEUDEN INTERPOLOINTIMENETELMÄT Kallionpinnan korkeuden interpolointi tehtiin ArcMap-ympäristössä Topo to raster- ja TINtyökaluilla. Topo to raster-työkalu on kehitetty hydrogeologian mallinnustarpeisiin, ja se säilyttää vedenjakajien ja uomien jatkuvuuden. Topo to raster-työkalulla tehty kallionpinnan topografiamalli tehtiin 100 x 100 m 2 solukoolla. TIN-työkalu taas kolmioi pinnan tarkasti havaintopisteisiin. Tuotettu pintamalli on siten kolmioitu tiheämmin siellä missä havaintopisteitä on runsaammin. Kummallakin menetelmällä tehtiin ensiksi kallionpinnan topografiamalli, joka perustui varmoihin kallionpintahavaintoihin. Sen jälkeen maaperään loppuneet pisteet jaettiin kallion topografian ylä- ja alapuoliseen ryhmään. Pinnan alapuolelle jääneet pisteet otettiin mukaan uuden kalliopinnan topografiamallin lähtöarvoiksi, jotta malli saatiin painumaan alemmaksi näissä pisteissä. Viimeiseksi luotua topografiamallia verrattiin maanpinnan korkeuteen eli laserkeilaukseen perustuvaan korkotietoon. Niissä kohdissa, joissa topografiamalli nousi maanpinnan yläpuolelle, sitä laskettiin maanpinnan tasoon. Kummallakin menetelmällä tehdystä mallista tehtiin pistetiedosto, joka sisältää xyz-koordinaatit. Kuva 3.1 esittää tätä Topo to raster-työkalulla tehtyä pistetietoa, joka on muutettu takaisin rasteriksi maanpintakorjauksen jälkeen. Kuva 3.2 esittää samoin rasterimuunnosta TIN-työkalulla tehdystä pistetiedosta maanpintakorjauksen jälkeen.

7 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Ylätunnisteenlisäteksti 4 Kuva 3.1 Topo to raster-työkalulla tehty Hämeen alueen kallionpinnan korkomalli harmaasävyllä esitettynä DigiKP:n päällä. Tummat sävyt kalliopinnan matalimmissa kohdissa.

8 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Ylätunnisteenlisäteksti 5 Kuva 3.2 TIN-työkalulla tehty Hämeen alueen kallionpinnan korkomalli. Tummat sävyt kalliopinnan matalimmissa kohdissa.

9 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Ylätunnisteenlisäteksti 6 Koska lentogeofysiikan aineistojen tulkinnassa tarvitaan myös tieto maanpeitteen paksuuksista, laskettiin myös ne tutkimusalueella. Laskenta tehtiin vähentämällä maanpinnan korkeusarvosta kalliopinnan syvyys. Kuva 3.3 esittää maanpeitteen vahvuutta käyttäen laskuissa Topo to raster-työkalulla interpoloitua kallionpinnan topografiaa. Kuva 3.4 esittää maanpeitteen vahvuutta käyttäen laskuissa TIN-työkalulla interpoloitua kalliopinnan topografiaa.

10 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Ylätunnisteenlisäteksti 7 Kuva 3.3 Topo to raster-työkalulla tehty Hämeen alueen maaperän paksuus harmaasävyllä esitettynä Maaperäkartan päällä. Tummat sävyt paksuimpien maakerrosten kohdalla.

11 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Ylätunnisteenlisäteksti 8 Kuva 3.4 TIN-työkalulla tehty maaperän paksuus harmaasävyllä esitettynä Maaperäkartan päällä. Tummat sävyt paksuimpien maakerrosten kohdalla.

12 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Ylätunnisteenlisäteksti 9 4 YHTEENVETO Geologian tutkimuskeskuksen tietokannoista löytyy paljon tietoa kallioperän pinnankorkeudesta, kun hyödynnetään muihinkin tutkimuksiin kerätyt havaintopisteet. Timanttikairatuista kallionäytteenottopisteistä saadaan helposti laskettua kallionpinnan syvyys ottamalla huomioon maakairauksen pituus ja kairauskulma. Näin lasketulle kallionpinnan korkeustiedolle on myös laskettava trigonomisesti uudet x- ja y-koordinaatit käyttäen kairareiän suuntatietoja. Jos maaperän paksuuden laskisi tästä pisteestä suoraan, tulee käyttää maaperän korkeutena uuden pisteen korkeusasemaa, ei kairauspisteen. Tässä vaiheessa voi muuten syntyä suuriakin laskuvirheitä, jos esimerkiksi on kairattu kukkulan tai harjun juurelta sen alle (ks. Kuva 4.1). Kuva 4.1 Maaperän paksuuden laskeminen suoraan kallionpinnan syvyydestä voi johtaa virheisiin. Olisi myös helppoa olla hyödyntämättä ne tutkimuspisteet, joissa tiedetään, että kallionpinta on syvemmällä kuin tutkittu piste. Kallionpinnan topografiaa ja siitä johdettua maaperän paksuutta laskettaessa tulisi vaivaakin nähden käyttää kaikki saatavilla oleva tieto hyväkseen.

Samankaltaiset tiedostot

PAINOVOIMAMITTAUKSET JA KALLIONPINNAN SYVYYSTULKINNAT

1 (24) PAINOVOIMAMITTAUKSET JA KALLIONPINNAN SYVYYSTULKINNAT Tuire Valjus Menetelmän perusteista Painovoimamittausten avulla voidaan tutkia tiheydeltään ympäristöstä poikkeavien muodostumien paksuutta