MAATUTKALUOTAUSTUTKIMUSRAPORTTI. Sastamala/Urjala

Transkriptio

1 1 MAATUTKALUOTAUSTUTKIMUSRAPORTTI Sastamala/Urjala Linjalla 2, noin pisteellä 56 GWI / /päivitetty Geo-Work Infra Oy terho.makinen@maatutkalla.fi tel (0) Linjalantie 16, Nuppulinna

2 2 SISÄLLYSLUETTELO 1. MAATUTKALUOTAUSRAPORTTI: Sastamala/Urjala 1.1 Tehtävä 1.2 Maastotyöt 1.3 Mittauskalusto 1.4 Tulostus 1.5 Pohjavesialueiden luotauksen tulkinnasta 1.51 Menetelmä 1.52 Profiilitulkinta 1.6 Tulkinnat: Sastamala/Urjala 2. Luotauslinjakartat 3. Luotausprofiilit

3 3 1. MAATUTKALUOTAUSRAPORTTI: Sastamala/Urjala 1.1 Tehtävä Geo-Work Infra Oy suoritti Mitta Oy/ Markku Karhun tilauksesta maatutkaluotauksia Sastamalassa. Tässä projektissa tutkittiin kolme erillistä linjaa:linja L01 Jeltinkangas-Kallionkulma, Linja L02 Jeltinkangas-Pynnänkangas ja Linja L03 Roismala. Tarkoituksena oli selvittää Pirkanmaan ELY-keskukselle maa- ja kallioperäolosuhteita pohjaveden kulkeutumisen selvittämiseksi. Tähän päivättyyn raporttiin on päivitetty linjojen L001 ja L002 profiilikuvien tulkintoja ja kohdan 1.6. tekstejä Mitta Oyltä 14.1 saatujen kairaustietojen perusteella. 1.2 Maastotyöt Maatutkaluotaukset paikalla suoritettiin Linjat luodattiin tilaajan laatimien suunnitelmien mukaisesti. Kuljetut reitit paikannettiin senttimetriluokan Trimble R10 paikantimella, muutamalle pisteelle linjalla L02 korkoja jouduttiin peitteisen maaston vuoksi tarkistamaan Maanmittauslaitoksen maastomallista. Reittien sijainti teillä ja poluilla helpotti luotausten toteuttamista. Korkeusjärjestelmänä tuloksissa on N2000 ja koordinaattijärjestelmänä on TM35FIN. 1.3 Mittauskalusto 1.4 Tulostus Mittauskalustona oli amerikkalaisen Geophysical Survey System Inc:n (GSSI) valmistama SIR-3000 maatutka. Antennina käytettiin GSSI:n 100 MHz:n antennia. Tutkaa käytettiin rinkkatutkana, ja luotaukset tehtiin kävellen minimoiden häiriölähteet. CF-levykkeelle taltioitu tutkatulos siirretään tietokoneelle tulostusta ja tulkintaa varten. Tulkinta ja tulostus tapahtuu jälkikäsittelynä GeoDoctor signaalinkäsittelyohjelmalla. Profiilikuvat on tulostettu 1:300-1:600(32-48m) pysty- ja 1:2000 (500m) vaakamittakaavassa. Lisäksi jokainen linja on tulostettu yhtenä kokonaisena profiilikuvana. Maatutkaprofiilit ovat aika-asteikossa. Kartoitettujen pisteiden numerot näkyvät linjakartalla ja profiilikuvissa. Ylimpänä kuvissa näkyy mustalla viivalla maanpinta topografia huomioituna, sen alla vihreällä suuntaa-antavia maaainesrajapintoja, sinisellä pohjaveden taso ja punaisella moreeni/kalliopinta.

4 4 1.5 Pohjavesialueiden luotauksen tulkinnasta Tässä kappaleessa pyritään selvittämään maatutkaluotauksen periaatetta hyvin yksinkertaisesti ja lyhyesti, mutta mahdollisimman selkeästi, jotta tulkinnan periaatteista pääsisi kiinni. Tämä lähinnä sen takia, että mikäli tulosta joudutaan myöhemmin tarkastelemaan uudelleen kairauksien ym. uusien tutkimuksien valossa pystyy myös tilaaja mahdollisesti suorittamaan tulkinnan täydentämistä ja parantamista. Maatutkaluotausten tulkinta perustuu ensisijaisesti vuosien tuomaan kokemukseen, nämä tulokset on käyty läpi yhdessä vanhemman konsultin Leevi Koposen kanssa. Tässä yhteydessä on vielä mainittava, että tutkatulos on aina varmasti oikein, tulkitsija voi tehdä virheitä Menetelmä Maatutka (GPR, Ground Penetrating Radar) lähettää antenniyksikkönsä avulla lyhyitä (1-6 nanosekunnin pituisia) sähkömagneettisia pulsseja mitattavaan kohteeseen, maaperään. Nämä pulssit (sähköaallot) etenevät kohteen väliaineessa noin valon nopeudella ja aina väliaineen sähköisesti muuttuvasta rajapinnasta osa lähetetystä aaltoenergiasta palautuu takaisin. Tämän takaisin palautuneen aaltoenergian voimakkuus (amplitudi) ja edestakaiseen matkaan kulunut aika (nanosekuntia) rekisteröidään tutkalaitteiston avulla näytölle ja tallentimelle. Kun tämä tapahtuma suoritetaan liikkeessä, saadaan rekisteröityä kohteesta poikkileikkaus kohtisuoraan antennin lähetyspintaa kohden. Eli vedettäessä tutkan antennia maalla, saadaan maaperän kerrosjärjestyksestä maatutkan informaatioon perustuva poikkileikkauskuva. Tulostettavien havaintopisteiden väli määritellään mittapyörän mittaaman matkaan perusteella ja se on ollut tässä tehtävässä 30 kpl/m. Myös rajapintojen voimakkuus ja syvyys (aika ns) on havaittavissa tulostuneelta maatutkaprofiililta Profiilitulkinta Rajapinta- ja maa-ainestulkinta on tehty Geo-Doctor -ohjelmistolla. Leikkauskuvan yläreunaan on merkitty profiilin tunnusnumero, sidontapisteet ja juokseva paalulukema. Topografiakorjatuissa leikkauskuvissa on korkeustasoa ilmaisevat asteikkoviivat. Profiilissa on maanpintaa eli 0-tasoa ilmaiseva viiva ja aika asteikkoviivat. (HUOM! Syvyysasteikko on tarkka vain kuiville hiekka- ja sorakerrostumille, joskin pohjaveden alaisissa tulkinnoissa kosteus on pyritty huomioimaan eri dielektrisyysarvolla).

5 5 Profiililla hienomman lajittuneen materiaalin tunnusmerkkinä ovat rauhalliset rakenteet, tummat yhtenäiset välikerrokset. Nämä tummat siistit välikerrokset tulevat hienommista / silttisistä kerroksista, jotka pidättävät itseensä ympäristöään enemmän kosteutta. Näissä kerroksissa sähkönjohtokyky muuttuu huomattavasti muuhun ympäristöön nähden. Tällainen kerros (rajapinta) heijastaa runsaasti sähkömagneettista energiaa takaisin, jolloin se rekisteröityy voimakkaana amplitudina. Tasarakeinen hiekkainen materiaali näyttää profiililta hyvin vaalealta, eikä siinä juurikaan näy rakenteita. Aivan kuten luonnossakin, se on puhtaan näköistä eikä siinä ole pohjaveden lisäksi muita kerroksia, joissa olisi suuria johtavuuden muutoksia. Tämä materiaali sijaitsee yleensä silttisten kerroksien välissä. Mikäli tällaisessa materiaalissa on pohjaveden pinnan taso, on se selvästi havaittava taso. Karkean materiaalin (hksr,sr) tunnistaa yleensä profiililta sekaisesta kuvasta, jossa on runsaasti kulmikasta parabeliä ja jyrkkiä rakenteita. Yleiskuvaltaan materiaali on levoton ja hieman "puuromainen". Mikäli karkea materiaali sijoittuu harjuytimeen ja luotauslinja on poikittain jäätikön virtaussuuntaa kohti, reunustavat tällöin karkeaa materiaalia yleensä lievehiekat. Nämä lievehiekkojen rakenteet nousevat molemmilta puolilta karkeamman materiaalin kylkeen. Sorainen materiaali voi joskus sekoittua myös karkeaan moreeniainekseen tai päinvastoin. Yleensä kuitenkin moreeni sisältää enemmän hienoa ainesta, joka tekee siitä profiilikuvalla selvästi tummemman kuin sorasta. Moreenilla pohjaveden pintaa ei ole havaittavissa, ainoastaan heijasteiden paksuudesta voidaan saada viitteitä siitä. Tämä johtuu siitä, että materiaalissa on kapillaari-ilmiö eikä siinä ole selvää kuivan ja märän rajapintaa. Profiileille on kirjainsymboleilla kuvattu maalajeja ja lajittuneessa materiaalissa suuntaa antavaa karkeusastetta: Sa Savi Si Siltti SiHk Siltti hiekka hhk Hieno hiekka Hk Hiekka srhk Sorainen Hiekka HkSr Hiekkainen sora Mr Moreeni Ka Kallio KI Kiviä Tulkintaa luettaessa on huomioitava, että kirjainsymbolit ovat merkitty tukemaan ja selventämään tulkintaa ja antavat viitteen keskimääräisestä karkeusasteesta kyseisellä alueella. Esimerkiksi samalla hiekkaiseksi merkityllä kohdalla voi vertikaalisesti esiintyä myös

6 6 jotain silttikerroksia ja mahdollisesti myös ohut sorainen välikerros, mutta kuitenkin pääasiassa kokonaisuus on hiekka. Samoin maaaineksessa voi myös olla joukossa kiviä. Moreenin/kalliopinnan ollessa epävarma/kairaamaton, käytetään tekstiä MR/KA?, varmempana pidettävä tai varmistettu kallio on merkitty tekstillä KA?. Harjun lievealueilla saattaa paikoin olla ohuelti savea, joka näkyy profiileissa huomattavana savikerroksen alapuolisten rakenteiden vaimenemisena. Savikerros ei itse erotu erillisenä rajapintana vaan se on tulkittava alapuolisten rakenteiden vaimenemisen perusteella. Ohut siltti tai savikerros ei välttämättä erotu porakonekairauksissa. 1.6 Tulkinnat: Sastamala/Urjala Linja L01-Jeltinkangas-Kallionkulma (Urjala) Linja kulkee Jeltinkankaan hiekkaisessa harjumaastossa, pääosin harjumuodostuman eteläpuolella. Paikoin luotauslinja näyttäisi kulkevan suunnilleen harjuytimen poikki, ainakin pisteiden 92 ja 99 kohdalla ja mahdollisesti myös ja 115 kohdilla. Pohjavesitaso on selkeimmin tulkittavissa paaluvälillä m (pistenumerot ) ja referenssikairaustietojen perusteella lisäksi väleillä pl (ydinharjukohtia leikaten) sekä Referenssikairausten perusteella kalliopintatasoissa tuli pieniä muutoksia lähinnä pohjavesitasotulkintojen lisäännyttyä, mutta aiemmat tulkinnat kalliopinnoista pitivät mielestämme kohtuullisen hyvin paikkansa. Loppupäässä pohjavesitaso näyttäisi pysähtyvän kallioon. Alkuosassa linjaa kalliopinta on hieman vaikeammin tulkittava ja maapeitteen laatu vaihtelee karkeasta sorasta silttiseen moreeniin. Varmimmat kalliotulkinnat lienevät paaluväleillä , ja Linja L02-Jeltinkangas-Pynnänkangas (Urjala) Tällä linjalla pohjavesi on tulkittavissa suhteellisen selkeästi laajalla alueella, referenssikairausten perusteella pohjavesitulkintaa venytettiin hiukan laajemmalle alueelle. Sinänsä kairaustulokset tukivat hyvin jo aiemmin tehtyjä pohjavesipinnan ja kalliopinnan tulkintoja. Maa-aines vaikuttaisi olevan lähinnä karkeaa hiekkaa (khk) tai karkeahkoa moreenia. Paaluvälillä mahdollinen kalliopinta on tulkittu punaisella viivalla, kuten muuallakin, mutta erityisesti tällä kohdin kallion si-

7 7 jaan voi kyse olla kivisestä hiekkamoreenista. Varmimpina kalliotulkintoina voinee pitää paaluvälejä ja Linja L03-Roismala (Sastamala) Roismalan alueella kuvan tulkinta on haasteellisinta, tutkakuvaan tulee vahvaa radiohäiriötä, joka estää kuvan tulkinnan pintamaita syvemmälle lähes koko matkalla. Tämä johtuu käytettävän tutkakaluston (100MHz-antenni) taajuusalueen olevan radiokanavien alueella ja seikka korostuu joskus radiomastojen tms läheisyydessä. Toisaalta tutkakuvalle tyypillistä on, että karkean lajittuneen maaaineksen alueella näkyvyyttä riittää paremmin eli mikäli kyseessä olisi selkeä pohjavesialue, tulisi kokemuksemme mukaan kuvan olla parempi. Alueella on päädytty tulkitsemaan moreeni/kalliorajapintoja suhteellisen lähelle maanpintaa. Varmimpana kalliopaikkana on pidettävä paaluväliä Tilaajan harkinnan mukaan tällä linjalla voi olla syytä edelleen varmistaa tulkintoja referenssikairauksilla, nyt niitä ei ollut kaytettävissä. Maatutkaluotausten tulkinta tehdään Geo-Work Infra Oyssä vankkaan kokemukseen perustuen, maastohavaintojen ja profiilikuvien visuaalisen vaikutelman perusteella ja on aina suuntaa-antava. Kaikkia tulkintoja voidaan tarkentaa mahdollisten referenssikairausten perusteella. Kalliopinnat on pyritty tulkitsemaan ylimpään mahdolliseen rajapintaan, joten kallio voi joskus olla oleellisestikin tulkittua alempana. Referenssikairausten paikkoja voidaan tarvittaessa suunnitella yhteistyössä tilaajan kanssa. Noudatamme konsulttitoiminnan yleisiä KSE 2013-ehtoja. Tuusulassa Terho Mäkinen Toimitusjohtaja, Maanmittausinsinööri (AMK) Geo-Work Infra Oy

8 LINJA L01> Päiväys Mittakaava 1: m

9 LINJA L02> Päiväys Mittakaava 1: m 35

10 1 2 LINJA L03> Päiväys Mittakaava 1: m

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31