TUTKIMUSRAPORTTI, OSA III: POHJAVESIALUEEN GEOLOGISEN RAKENTEEN SELVITYS INKOON STORGÅRDIN POHJAVESIALUEELLA

Transkriptio

1 POHJAVESISELVITYKSET VÄLINEENÄ MAATALOUSELINKEINON KANNATTAVUUDEN EDISTÄMISESSÄ (POMAKE-HANKE) TUTKIMUSRAPORTTI, OSA III: POHJAVESIALUEEN GEOLOGISEN RAKENTEEN SELVITYS INKOON STORGÅRDIN POHJAVESIALUEELLA GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS UUDENMAAN LIITTO

2

3 JOHDANTO Yleistä Aikaisemmat tutkimukset MAASTOTUTKIMUKSET Maastokartoitus Havaintoputkiasennukset ja kairaukset Painovoimamittaukset Menetelmän perusteista Mittaukset ja tulosten tulkinta Maatutkaluotaukset Monielektrodivastusluotausmittaukset Menetelmän perusteista Tulkinta Pehmeikön paksuustulkinta Pohjavesinäytteenotto ja kenttämittaukset ALUEEN GEOLOGISESTA RAKENTEESTA JA HISTORIASTA 10 4 MALLINNUKSET JA VISUALISOINTI 14 5 TULOKSET Kallioperä Kallioperän rakenne Kallioperän korkokuva Pohjavesialueet ja -vyöhykkeet Pohjavesialue Pohjavesivyöhykkeen ja irtomaapeitteen paksuus Pehmeikön ja savikon paksuudet Monielektrodivastusluotausmittauksien tulosten tarkastelu Pohjaveden laatuanalyysi- ja kenttämittaustulokset YHTEENVETO 26 7 KIRJALLISUULUETTELO 29 LIITTEET Liite 1. Tutkimuskartta, mittauslinjat Liite 2. Maaperäkartta Liite 3. Kalliopinnan taso Liite 4. Pohjavedenpinnan korkeus Liite 5. Pohjavesivyöhykkeen paksuus Liite 6. Pohjavesivyöhykkeen yläpuolisen irtomaakerroksen paksuus Liite 7. Irtomaakerroksen kokonaispaksuus Liite 8. Pehmeikönpaksuus tulkinta Liite 9. Savikon paksuus Liitteet Painovoimamittausten tulkintalinjat, maapeitteen paksuus Liitteet Mittaus- ja asennuskortit

4 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 1 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue Liite 12. Inkoon kairaustulosten maalajihavainnot Liitteet Monielektrodivastusluotaus profiilit Liite 14. Pohjaveden laatutietoja Liite 15. Kallioperän rikkonaisuudesta Inkoon Torpissa ja Sipoon Hindsbyssä Kansikuva: Inkoon Storgårdin pohjavesialueen keskiosassa sijaitseva maatila. Kuva: T. Friman, GTK.

5 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 2 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue 1 JOHDANTO 1.1 Yleistä Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) Etelä-Suomen yksikkö on tehnyt geologisen rakenneselvityksen Storgårdin pohjavesialueelle ( ). Storgårdin pohjavesialue on I luokan pohjavesialue, joka sijaitsee Inkoossa (kuva 1). Hankkeen on rahoittanut EU:n Maaseuturahasto. GTK:ssa tutkimuksen organisoinnista ja toteutuksesta ovat vastanneet tutkija Timo Friman ja geologi Jussi Ahonen. Pohjavesialueen rakenteen mallinnuksista, niiden tulkinnoista ja tutkimuksen raportoinnista on vastannut tutkija Timo Friman ja painovoimamittauksista sekä niiden tulkinnasta geofyysikko Tuire Valjus. Vastusluotauksista ja niiden tulkinnasta on vastannut geofyysikko Taija Huotari-Halkosaari ja sähköisen lentoaineiston käsittelystä sekä tulkinnasta on vastannut geofyysikko Heikki Säävuori. Kallioperän ruhje- ja rikkonaisuusselvityksestä on vastannut geologi Matti Pajunen. Maatutkaluotauksista ja niiden tulkinnasta on vastannut maanmittausinsinööri Juha Majaniemi. Maaperäkairauksien valvonnasta vastasi tutkimusassistentti Janne Tranberg. Viljelijöiden haastatteluista ja haastatteluiden tulosten raportoinnista on vastannut Uudenmaan liiton projektikoordinaattori Harriet Lonka. Kuva 1. Tutkimusalueen sijainti. Kuva: T. Friman, GTK.

6 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 3 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue Tässä raportissa selvitetään tutkimusalueen kallionpinnan korkokuvaa, pohjavedenpinnan tasoa, harjujen syntyvaiheita sekä maaperäkerrostumien rakenteita ja aineksen vaihtelua kairauksiin, painovoimamittauksiin, maatutkaluotauksiin, vastusluotauksiin, sähköiseen lentoaineistoon ja pohjaveden pintatietoihin perustuen. Kallio- ja pohjavedenpintamallit yhdessä maaperämuodostumien syntyvaiheiden tulkinnan kanssa luovat perustan alueen vedenjohtavuuksien ja pohjaveden virtauskuvan hahmottamiselle sekä mm. vedenhankintapaikkojen ja pohjavesialuerajausten määrittelylle. Tiedot palvelevat myös maankäytön suunnittelua ja pohjavedensuojelua sekä pohjavettä uhkaavissa onnettomuustilanteissa tarvittavien toimenpiteiden suorittamista ja ennakoimista. Rakennetutkimuksella tuotettua tietoa voidaan jatkossa hyödyntää myös pohjaveden virtausmallien laadinnassa. 1.2 Aikaisemmat tutkimukset Tutkimuksen tausta-aineistona on käytetty sekä seuraavia geologisia selvityksiä että pohjaveden hankintaan ja suojeluun liittyviä hydrogeologisia ja teknisiä erillisselvityksiä: Aittola, M Inkoon pohjavesialueiden suojelusuunnitelma. FCG Suunnittelu ja Tekniikka Oy. 45 s., 18 liitettä. Heiska, V Maaperäselvitys ympäristölupaa varten. Rakennemittaus Veikko Heiska. 2 s., 23 liitettä. Kujansuu, R., Uusinoka, R., Herola, E. & Stén, C.-G Suomen geologinen kartta 1: Lehti 2014 Tammisaari. Tammisaaren kartta-alueen maaperä. Geologian tutkimuskeskus, Espoo. 92 s. Mussalo, R. & Natukka, A Pohjavesitutkimus Torpin tilalla, Inkoo. Insinööritoimisto Maa ja Vesi Oy. 4 s., 17 liitettä. Kallioperäkarttojen (1: ), maaperäkarttojen (1: ja 1:20 000) ja maastokartan (1:20 000) lisäksi käytettävissä oli pohjavedenpintahavaintoja alueella sijaitsevista pohjaveden tarkkailuputkista sekä GTK:n Lohjan Virkkalan alueen saviselvityksen maaperäkairaustietoja. Lisäksi käytettävissä oli Insinööritoimisto Oy Vesitekniikka AB:n vuonna 1969 tekemien kairauksien tiedot. 2 MAASTOTUTKIMUKSET 2.1 Maastokartoitus Tutkimusalueella tehdyillä maastokartoituksilla muodostettiin yleiskäsitys tutkimusalueen geologisista ja hydrogeologisista olosuhteista sekä kallioperän ruhjeista ja rikkonaisuudesta. Maastokartoituksilla tehtiin geomorfologiset pintahavainnot tutkimusalueen keskeisimmiltä osilta. Myös pohjavesialueella sijaitsevista mahdollisista kalliopaljastumista ja niiden laajuudesta tehtiin havaintoja (kuva 2).

7 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 4 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue Kuva 2. Kalliopaljastuma pohjavesialueen etelälaidalta Bäckängenistä. Kuva: J. Tranberg, GTK. 2.2 Havaintoputkiasennukset ja kairaukset Tutkimusalueella tehtiin toukokuussa kpl maaperäkairauksia, joista kolmeen asennettiin pohjavedenhavaintoputki (kuva 3). Kairauspisteet suunniteltiin painovoimamittausten tukipisteverkkoa ja pohjavedenpinnan havaintoverkkoa silmällä pitäen. Asennuskohteet tarkastettiin maastossa ennen kairausten aloitusta. Kairaukset ja pohjavesiputkien asennukset suoritti tilaustyönä Destia Oy. Maaperäkairausta ja kalliovarmistusta tehtiin yhteensä noin 79 metriä. Pohjavesiputkia asennettiin 3 kpl ja niiden yhteispituus on noin 63 metriä. Putket varustettiin suositusten mukaisesti (Arjas 2005) lukittavilla suojaputkilla. Halkaisijaltaan 52/60 mm:n kokoinen pohjavesiputki on materiaaliltaan korkeatiheyksistä polyeteeniä (PEH). Pohjavesiputkiin asennettiin siiviläputket pohjavesivyöhykkeeseen. Kairauksen yhteydessä havainnoitiin maaperän vallitseva kerrosjärjestys ja otettiin maanäytteitä. Havaintoputkikortit ja aistinvaraiset maaperänäytteiden maalajimääritykset ovat liitteinä ja yhteenveto pohjavesiputkiasennusten maalajihavainnoista on liitteenä 12. Maalajimäärityksissä on käytetty GEO-luokitusta (Korhonen et al. 1974).

8 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 5 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue Kuva 3. Pohjavedenhavaintoputki GTK1-14. Kuva: T. Friman, GTK. 2.3 Painovoimamittaukset Menetelmän perusteista Painovoimamittausten avulla voidaan tutkia tiheydeltään ympäristöstä poikkeavien muodostumien paksuutta ja tilavuutta. Koska maaperän tiheys on huomattavasti kallioperän tiheyttä pienempi (tiheysero noin kg/m 3 ), voidaan painovoimamittauksia käyttää myös maapeitteen paksuuden arviointiin. Painovoimamenetelmällä ei voida erotella maaperän eri kerroksia tai pohjavedenpinnan tasoa. Muilla tutkimusmenetelmillä tuotettuja maaperä- ja pohjavesitietoja (esim. kairaus, seisminen luotaus ja maatutkaluotaus) voidaan kuitenkin hyödyntää painovoimamittausten tulkinnassa. Maapeitteen paksuutta määritettäessä painovoimaprofiilit sijoitetaan maastoon siten, että niiden alku- ja loppupäät ovat kalliopaljastumilla tai pisteissä, joissa kallionpinnan tarkka korkeustaso tunnetaan. Lisäksi profiilit saattavat kulkea ristiin toistensa yli. Näin voidaan arvioida painovoimakentän alueellista vaihtelua, jota käytetään maapeitteen paksuustulkinnan perustasona. Kun maa- ja kallioperän välinen tiheysero oletetaan vakioksi ja mittauspisteiden korkeusasema tunnetaan, voidaan painovoima-anomaliasta laskea maapeitteen paksuus. Maaperän todellista paksuutta on kuitenkin tarpeellista kontrolloida riittävän tiheästi esim. kairaamalla, koska sekä kallion tiheydestä riippuva alueellinen painovoimataso että irtomaapeitteen tiheys voivat vaihdella mittauslinjalla ja siten vaikuttaa tulkintatulokseen. Tulos kuvaa yleensä hyvin kallionpinnan alueellisen topografian vaihtelua, vaikka maapeitteen tulkitussa paksuudessa saattaa paikoitellen olla epätarkkuutta. Maapeitteen paksuustulkintaa voidaan tarkistaa ja muuttaa, mikäli painovoimaprofiileille saadaan myöhemmin uutta kallionpintatietoa esimerkiksi uusista kairauksista.

9 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 6 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue Mittaukset ja tulosten tulkinta Mitattujen painovoimaprofiilien sijainti on esitetty liitekartassa 1. Painovoimalinjoja mitattiin 17 kpl, yhteensä noin 13 km. Linjat mitattiin noin 20 m pistevälein osin Scintrex SG3-Autografgravimetrillä ja osin Worden gravimetrillä. Maanpinnan tasojen määritykseen käytettiin letkuvaaitusta (LEVA). Painovoimalinjojen päät on sidottu kairauspisteisiin ja kalliopaljastumiin. Päätypisteiden korkeustaso on määritetty VRS-GPS -laitteistolla. Topografiaeroista johtuva painovoimatulosten vääristymä on korjattu käyttäen GTK:n 3D-topografiakorjausta, johon poimitaan mittauslinjan ympäristön maanpinnan taso Maanmittauslaitoksen (MML) 10 x 10 m:n digitaalisesta korkeusmallista. Mittaustuloksista on laskettu Bouguer -anomaliat keskitiheydellä 2670 kg/m 3. Tulkinnassa on käytetty Interpex MAGIX-XL -tulkintaohjelmaa. Tulkintaohjelmalla etsitään annetun mallin parametreja muuttamalla mitattua painovoimakäyrää parhaiten vastaava laskennallinen käyrä. Paikallisesta painovoima-anomalian vaihtelusta tulkitaan maapeitteen paksuus. Painovoimamittausten linjakohtaiset tulkinnat on esitetty liitteissä Malleissa on käytetty linjan pituudesta riippuen vaaka-akselin mittakaavana 1:5000 tai 1: ja pystyakselilla 1:1000. Leikkauskuvien y-koordinaatista puuttuu kaistanumero, joka on KKJ3. Korkeusjärjestelmä on N60. Vedenpinnan tasona on käytetty kairanreikien pohjavesitietoja ja se esitetään malleissa vaakaviivana. Pohjavedenpinnan yläpuoliselle, kuivalle maa-ainekselle on tulkinnassa käytetty tiheyttä 1600 kg/ m 3 ja pohjaveden kyllästämälle maa-ainekselle 1900 kg/m 3. Tulkinnan mukaan maapeitteen paksuudet vaihtelevat runsaasti. Maapeite on ohuimmillaan reilusti alle 10 m alueen keski- ja koillisosassa. Paksuimmat maapeitteet, m, tavataan alueen eteläisimmillä linjoilla sekä alueen länsiosassa. Näillä linjoilla kallion pinta on m merenpinnan tason alapuolella. Pohjavesi on useimmilla linjoilla lähellä maan pintaa ja pohjaveden kyllästämää maa-ainesta on paikoitellen runsaasti. 2.4 Maatutkaluotaukset Maatutkaluotaus on geofysikaalinen tutkimusmenetelmä, joka perustuu sähkömagneettisten pulssien lähettämiseen maaperään ja takaisin heijastuvien pulssien rekisteröintiin. Maatutkaluotauksella saadaan jatkuvaa profiilitietoa maaperän rakenteesta. Menetelmä on parhaimmillaan harjualueilla, jossa sillä saadaan tietoa jopa yli 30 metrin syvyydeltä kallionpinnan korkokuvasta, pohjavedenpinnan tasosta, irtainten maalajien laadusta ja maaperän kerrosten rakenteesta. Näillä tiedoilla on merkittävä osuus alueilla, joilla on vähän maaperäleikkauksia. Tutkimusalueella luodattiin toukokuussa 2014 GTK:n maatutkakalustolla 15 linjaa (f1-f15). Linjojen yhteispituus on noin 10,5 kilometriä. Luotauksissa käytettiin SIR-3000 maatutkalaitteistoa ja 100 MHz:n antennia (kuva 4), joka on tyypillisimpiä antenneja pohjavesitutkimuksissa. Mittausaikana käytettiin 400 nanosekuntia. Linjojen paikannus maastossa tehtiin GPS paikantimella. Maatutkaluotausten tuloksia on tässä raportissa hyödynnetty soveltuvin osin kallion- ja pohjavedenpinnan syvyyden määrityksessä ja muodostumien sisäisen rakenteen tulkinnassa (kuva 5).

10 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 7 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue Kuva 4. Maatutkaluotausta Storgårdin pohjavesialueen länsipäässä. Kuva: T. Friman, GTK. Kuva 5. Esimerkkikuva maatutkaluotausprofiilista (osa linjasta f7). Kuva: J. Majaniemi, GTK.

11 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 8 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue 2.5 Monielektrodivastusluotausmittaukset Menetelmän perusteista Monielektrodivastusluotaus (ERT=Electrical Resistivity Tomography) on sähköinen mittausmenetelmä, jossa pyritään maankamaran sähkönjohtavuusvaihteluiden perusteella määrittämään mittauslinjojen kohdalla mm. eri maalajityypit, pohjaveden pinnan taso sekä kallion päällä olevan maapeitteen paksuus. Mittausten tuloksia voidaan yleensä tarkentaa yhdessä kairauksien ja muiden geofysikaalisten menetelmien tulosten kanssa. Maaperän näennäiseen ominaisvastukseen vaikuttavia tekijöitä ovat mm. mitattavan maalajin raekoko, vesipitoisuus, kemiallisten epäpuhtauksien määrä vedessä sekä elektronisten johteiden määrä (Peltoniemi 1988). Menetelmän syvyysulottuvuus riippuu mm. käytetystä minimielektrodivälistä, laitteistosta sekä elektrodijärjestelmästä. Mitä huonommin maa-aines johtaa sähköä sitä karkeampaa se on. Maalajin ollessa veden kyllästämä sen sähkönjohtavuus kuitenkin kasvaa. Menetelmä antaa tulokset yleensä ominaisvastuksina, joka on johtavuuden käänteisarvo. On myös huomattava että vastusluotausmenetelmässä erotuskyky heikkenee nopeasti syvyyden kasvaessa läheltä pintaa sähkönjohtavuusjakauma saadaan määritettyä hyvin tarkasti, syvemmältä kuvautuvat vain riittävän paksut kerrokset. Monielektrodivastusluotaus (ERT=Electrical Resistivity Tomography) tehtiin Inkoossa 4 - kanavaisella ABEM Terrameter SAS4000 laitteella sekä Lund Imaging System kaapelijärjestelmällä. Elektrodijärjestelmänä eli mittauskonfiguraationa mittauksissa oli monigradienttijärjestelmä, joka on kaapelijärjestelmälle räätälöity mittauskonfiguraatio. Monigradienttijärjestelmä on eräänlainen Schlumberger- ja pooli-dipolijärjestelmän yhdistelmä. Järjestelmässä virran syöttö tapahtuu kahden ulomman elektrodin avulla ja maankamaraan syntynyttä potentiaalieroa mitataan neljällä elektrodiparilla virtaelektrodien välissä. Vastusluotaus on aina tehtävä niin, että mittauslinja on suora. Käytännössä mittaus tapahtuu niin, että elektrodijärjestelmä (esimerkiksi 81 kaapeleilla toisiinsa kytkettyä teräspiikkiä) maadoitetaan suoraan linjaan niin että elektrodien välimatka on vakio. Mittauksen aikana elektrodeja ei voi liikutella. Tutkimusalueella mitattiin 4 linjaa syyskuussa 2014 (liite 1). Minimielektrodivälin ollessa mittauksissa 5 metriä, saadaan yhdellä neljän kaapelin levityksellä mitattua 400 m pitkä linja, syvyysulottuvuuden ollessa tällöin lähes 70 m (maksimisyvyysulottuvuus neljällä kaapelilla). Lyhyemmällä minimielektrodivälillä mitatuissa linjoissa syvyysulottuvuus jää pienemmäksi. Linjaa voidaan aina haluttaessa myös jatkaa siirtämällä ensimmäinen kaapeli viimeiseksi (ns. roll-along tekniikka). Inkoon mittauksissa oli linjan 1 minimielektrodiväli 4 metriä. Muissa linjoissa minimielektrodiväli oli 5 metriä. Linjan 1 pituus oli 320 m, linjojen 2 ja 3 pituudet 400 m sekä linjan 4 pituus 490 m. Linjojen kokonaispituus oli yhteensä 1610 m. Linjat seurasivat maanpinnan todellista topografiaa, joten GPS:llä mitattu linjojen pituus on hieman lyhyempi kuin niiden todellinen pituus.

12 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 9 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue Tulkinta Mittaustulosten inversiotulkinta tehtiin Res2DInv-ohjelmalla (Loke & Barker 1996), jossa voidaan ottaa huomioon myös maanpinnan topografia. Kohteesta on olemassa Laser-korkeus aineistoa (LiDAR), joten topografiatiedot poimittiin kyseisestä aineistosta. Topografiatasona on käytetty N60-järjestelmää. Tulkintatulokset saadaan muunnettua xyz-muotoon, jonka jälkeen ne voidaan kuvantaa muilla ohjelmistoilla. Raportin ERT-tulkinnat on visualisoitu Geosoft Oasis Montaj ohjelmistolla. Mittaustulosten tulkinnan laskeminen perustuu geologisen rakenteen 2Doletukseen eli oletetaan, että rakenteet jatkuvat samanlaisina mittauslinjaa vastaan kohtisuoraan. Jos maankamarassa on todellisia 3D-objekteja, saattaa näistä syntyä ns. 3D-efekti tulkintaan. Mittausten ja tulosten tulkinnassa virhelähteitä ovat mm: 3D-objektit, huonot elektrodikontaktit sekä mahdollinen paikannuksen epätarkkuus. Kyseisessä kohteessa 3D-efektit ovat mahdollisia (mittaus havaitsee objektin linjan ulkopuolelta). Elektrodikontaktien kanssa ei ole yleensä ongelmia savikkoalueilla, joten siitä ei aiheudu merkittävää virhettä tulkintoihin. Paikannuksesta johtuva virhe on myös vähäinen helpohkojen olosuhteiden vuoksi (avoin paikka). Tyypillisesti tulkinnoista voidaan selkeästi erottaa toisistaan karkeat (hiekka) ja hienot lajitteet (savi) sekä kallio. Mikäli kallion päällä on esimerkiksi soraa, niin niiden erottaminen toisistaan on haasteellista. Inkoon tulkinnoissa käytettiin referenssitietona pohjavesiputkista ja kairauksista saatuja tietoja sekä painovoimatulkintoja. 2.6 Pehmeikön paksuustulkinta Tutkittavan alueen pehmeikön paksuustulkinnat perustuvat alueella suoritettuihin sähkömagneettisiin lentomittauksiin. Mittaukset suoritettiin käyttäen 200 m:n linjaväliä ja n. 40 m:n lentokorkeutta. Inkoon alueen mittaukset suoritettiin vuonna 1979 etelä-pohjoissuuntaisesti yhdellä mittaustaajuudella. Mittaukset suoritettiin 2 4 kertaa sekunnissa, jolloin pisteväliksi muodostui m. Mittaustulosten lisäksi rekisteröitiin tarkka lentokorkeus ja koordinaatit. Paksuustulkinta tehtiin GTK:ssa tehdyllä tulkintaohjelmalla. Sähkömagneettisen kentän mittaustulokseen sisältyy tieto maankamaran johtavuus-paksuus -tulosta. Kun johtavuus tai paksuus tunnetaan, voidaan toinen näistä laskea. Ohjelmassa käytetään maankamaran kerrosmallia, jossa alimman kerroksen muodostaa huonosti sähköä johtava kallioperä. Kallioperän päällä on tyypillisesti hieman paremmin johtava maakerros esimerkiksi moreenia, jonka paksuus ja johtokyky arvioidaan tulkintaa varten. Seuraavana kerroksena on yleensä tulkittava, hyvin johtava pehmeikkö, jonka johtavuutena käytetään alueella maastossa mitattua johtokykyä tai samantyyppiseltä pehmeiköltä aikaisemmin mitattua arvoa. Päällimmäisenä kerroksena on usein ns. kuivakuori, joka on selvästi pohjaveden pinnan alaista pehmeikköä huonommin johtava. Näiden lähtötietojen syöttämisen jälkeen optimoidaan pehmeikön paksuus vastaamaan lentomittauksissa havaittua sähkömagneettista kenttää. Tulkinnan onnistumisen edellytyksenä on, että lähtötiedot ovat riittävän lähellä todellisia arvoja ja että pehmeikön alla oleva kallioperä on pehmeikköä huonommin sähköä johtavaa. Suomessa kallioperä on usein hyvin resistiivinen eli huonosti sähköä johtava. Pehmeikkötulkinnan kannalta kallioperän ominaisuuksien suhteen hankalimpia alueita ovat grafiittia ja kiisuja sisältävät mustaliuskeet. Tulkintaa vaikeuttavia tekijöitä ovat mittausalueen ns. kulttuurihäiriöt, joita ovat sähkölinjat, rautatiet sekä suuret metalliset rakennelmat. Tulkinnassa täytyy myös huomioida alueen kallioperän magneettisten ominaisuuksien vaikutus sähkömagneettisiin mittaustuloksiin.

13 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 10 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue Sähkömagneettisiin lentomittauksiin perustuva pehmeikköjen paksuustulkintamenetelmä soveltuu parhaiten laajojen homogeenisten savikoiden keskimääräisen paksuuden arviointiin. Tulkinnan tarkkuutta heikentävät jyrkät muutokset pehmeikön paksuudessa ja johtokyvyssä sekä suurempi etäisyys lähimpään lentolinjaan. Parhaimmillaan tulkinta voi onnistua 1 2 metrin tarkkuudella, mutta yleensä pehmeiköt voidaan luokitella vain syvyysluokkiin. Tulkittu Inkoon alue edustaa rannikonläheisiä Litorinameren savikoita, joiden arvioituna keskimääräisenä johtokykynä on käytetty tulkinnassa 50 ms/m. Inkoon alueen kallioperä on amfiboliittia, gneissiä ja graniittia. Lentomittausaineiston perusteella alueen kallioperässä tulkintaa häiritsevien sähköisten johteiden määrä on vähäinen. Erilaiset kulttuurihäiriöt hankaloittavat kuitenkin tulkintaa. 2.7 Pohjavesinäytteenotto ja kenttämittaukset Pohjavesiputkista mitattiin pinnanmittauslaitteella vedenpinnan taso ja putken pohjan syvyys. Tämän jälkeen putkeen asennettiin ohjelmoitava Schlumberger 5 baarin CeraDiver paineanturi 8 10 metriä pohjaveden pinnan alapuolelle. Anturilla mitattiin vedenpinnan käyttäytymistä näytteenottopumppauksen ajan. Pumppaus tehtiin akkukäyttöisellä Proactive Supernova 100 näytteenottopumpulla, joka asennettiin kuhunkin putkeen n. 2 metriä paineanturin yläpuolelle. Pumppausvesi johdettiin läpivirtaussäiliön läpi. Tähän säiliöön asennettiin WTW:n Multiline 3430 ja 350i monitoimimittarit mittaamaan veden EC, O 2, ph, Redox ja T. Pumppausta jatkettiin niin kauan, että nämä kenttämittausparametrit vakioituivat. Tällöin voitiin arvioida veden pohjavesiputkessa vaihtuneen riittävästi ja mittaustulosten kuvaavan putken lähiympäristön pohjaveden laatua. Pumppauksen lopussa mitattiin CO 2 pitoisuus kenttätitrauksena ja otettiin 500 ml vesinäyte laboratorion anioni-määrityksiä varten. Anionimääritykset tehtiin tilaustyönä Labtium Oy:ssa. Näytteenotossa toimittiin GTK:n akreditoidun pohjavesinäytteenotto -laatukäsikirjan mukaisesti. Näytteenotto suoritettiin Inkoossa ALUEEN GEOLOGISESTA RAKENTEESTA JA HISTORIASTA Tämä selvitys perustuu alueella aiemmin tehtyihin tutkimuksiin ja selvityksiin sekä geomorfologiseen karttatulkintaan, jota on täydennetty paikalla tehdyillä maastohavainnoilla, kairaustiedoilla ja maatutkaluotauksilla. Tutkimusalue kuuluu I Salpausselän eteläpuoliseen, jäätiköstä poispäin olevaan alueeseen. Ennen Salpausselkien syntyä jäätikkö on virrannut suunnilleen luoteesta keskimäärin suunnassa 330. Jäätikön virtaus aiheutti kulutusmuotoja sekä raivasi virtaussuunnan mukaiset kallioperän ruhjeet puhtaiksi rapautumistuotteista ja muokkasi vanhoja maaperäkerrostumia. Ilmaston voimakas lämpeneminen jääkauden loppuvaiheessa aiheutti mannerjäätikön nopean sulamisen ja jäänreunan vetäytymisen. Jäätikön reuna oli noin vuotta sitten Etelä-Suomen rannikkoalueella. Jäänreuna vetäytyi pohjoisemmaksi, kunnes kylmenevissä ilmasto-olosuhteissa jäätikkö aktivoitui uudelleen ja muodosti I Salpausselän noin vuotta sitten. Tutkimusalue on ollut jääkauden jälkeisenä aikana veden peitossa. Tuhansien vuosien kuluessa Itämeren eri vaiheiden aikana Itämeren altaan vedenpinnan taso on vaihdellut runsaasti. Maankohoamisen vaikutuksesta yhä enemmän kuivaa maata on paljastunut veden alta. Veden syvyys alueella on ollut jääkauden jälkeen parhaimmillaan yli sata metriä (Kujansuu et al. 1993).

14 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 11 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue Inkoon alueen maaperää luonnehtivat laajat kalliopaljastumat ja ohuen maapeitteen alueet. Toinen alueella vallitseva piirre on hienolajitteisten maalajien eli saven ja siltin runsas esiintyminen. Kalliokohoumien välisissä painanteissa ja ruhjelaaksoissa on muutamien kymmenien metrien paksuudelta savea, silttiä ja moreenia. Kalliopaljastumien ja ohuen maapeitteen runsas esiintyminen alueella johtuu kallioperän pinnanmuotojen epätasaisuudesta ja toisaalta alun perin ohuesta moreenipeitteestä, jonka rantavoimat ovat osaksi pystyneet jääkauden jälkeen huuhtomaan pois kalliokohoumilta ja niiden alarinteiltä. Tutkimusalueella moreenimuodostumia ja pohjamoreenikerroksia esiintyy kairausten perusteella varsin vähän, lähinnä kalliokohoumien rinteillä. Jäätikköjokikerrostumat läntisellä Uudellamaalla Salpausselkien eteläpuolella ovat varsin hajanaisia. Tutkimusalueen jäätikköjokikerrostumat kuuluvat varsin epämääräiseen harjujaksoon, joka alkaa Inkoosta ja kulkee länsiluoteeseen Inkoon aseman kautta Svarvarbölen suuntaan. Jäätikön sulamisvedet kanavoituivat topografian määräämiä reittejä. Näin syntyneet jäätikköjokisysteemit toimivat vain lyhyitä jaksoja samalla kohdalla, jonka seurauksena harjut ovat varsin katkonaisia ja epämääräisiä. Lisäksi alueella on lajittuneesta aineksesta koostuvia kerrostumia, jotka eivät liity mihinkään selvään jäätikköjokilaaksoon. Kerrostumat ovat muodostuneet jäätikön alle kalliokohoumien suojasivun puolelle eli eteläpuolelle. Lisäksi alueella esiintyy myös rantakerrostumia, jotka koostuvat pääosin hiekasta. Hienolajitteiset kerrostumat eli savet ja siltit ovat muodostuneet maaston alavimpiin kohtiin, missä ne täyttävät maaston painanteita ja peittävät moreeni- ja jäätikköjokikerrostumia. Hienolajitteisilla kerrostumilla on selvästi topografiaa tasoittava vaikutus (kuva 6) (Kujansuu et al. 1993). Kuva 6. Inkoon Storgårdin pohjavesialueen maanpinnan korkeustason vaihtelu. Kuva: T. Friman, GTK. Länsi-Uudenmaan alueella Salpausselkien eteläpuolella esiintyy hyvin vähän antikliisia harjuja eli ympäristöönsä vettä purkavia pohjavesimuodostumia. Sen sijaan sykliiniset pohjavesimuodostumat ovat yleisimpiä. Storgårdin pohjavesialue lukeutuu myös synkliinisiin pohjavesimuodostumiin, joissa pohjavesi kertyy maaston alavissa kohdissa sijaitseviin harjuihin ympäröiviltä alueilta. Synkliiset pohjavesialueet, kuten Storgård, sijaitsevat suurimmaksi osaksi savi- ja silttikerrosten peittäminä. Storgårdin pohjavesialueen pohjavesi on pääosin Inkoojokilaaksoa peittävien siltti- ja savikerroksien alla olevissa hiekkakerrostumissa (kuva 7). Pohjavesi muodostuu laakson kallio- ja moreenirinteillä sekä rantakerrostumissa, joista se suotautuu savenalaisiin ker-

15 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 12 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue rostumiin. Paikoitellen hiekkakerrokset ulottuvat maanpintaan asti (kuva 8). Lännen puolella sijaitsevalta Varsin pohjavesialueelta pohjaveden virtaussuunta on kohti itä-kaakkoa eli kohti Storgårdin pohjavesialuetta. Tutkimusalueella sijaitsevat kalliopaljastumat edesauttavat pohjaveden muodostumista, vaikka Suomen kivilajit eivät varsinaisesti olekaan vettä johtavia. Kallionpinnalle satava ja kallionpinnalla virtaava vesi joutuu osittain suoraan kallion rakosysteemeihin ja osittain valuu paljastumaa reunustaviin maakerroksiin (Korkka-Niemi & Salonen 1996). Tutkimusalueen geologinen rakenne on havaittavissa kuvan 9 kallionpinnan ja kairauksien 3Dvisualisoinnista. Kallionpinnan topografia kontrolloi hyvin pitkälti tutkimusalueen geologista rakennetta. Lännestä itä-kaakkoon kulkeva kallioperän ruhje on täyttynyt pohjalta alueen poikki kulkevan harjun hiekoista, jotka ovat laakson pohjalla ja niiden päälle on kerrostunut paikoin runsaastikin hienoainesta, pääosin savea. Torpin alueella kallion päällä tavataan myös jonkin verran moreenia, mutta muuten moreenia esiintyy alueella varsin vähän. Vedenottamon ympäristössä aines on hiekkaista ja silttistä, mutta muuttuu savisempaan suuntaan kaakkoa kohden. Torpin ympäristössä on kalliomäen rinteessä myös hiekkaa ja paikoin soraa. Kalliomaat hallitsevat alueen korkeampia kohtia, jotka ovat käytännössä kokonaan kalliopaljastumia tai kallion päällä oleva maapeite on alle metrin paksuinen. 1. Kallio 2. Moreeni 3. Hiekka/Sora 4. Savi Kuva 7. Havainnepiirros kalliomäkien ympäröimästä savipeitteisestä harjusta. 1) Kallio, 2) Moreeni, 3) Sora ja hiekka, 4) Savi. Kuva: H. Kutvonen GTK.

16 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 13 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue Kuva 8. Inkoon harjun laki savikon keskellä, Inkoon aseman eteläpuolella. Kuva: T. Friman, GTK. Kuva 9. Inkoon Storgårdin pohjavesialueen kairauksia ja kallionpinnan korkokuva 3Desityksenä. Kuva: Timo Friman, GTK.

17 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 14 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue 4 MALLINNUKSET JA VISUALISOINTI Kairauksista, painovoimamittauksista, maatutkaluotauksista ja paljastumahavainnoista saadut kallionpinnan tasotiedot yhdistettiin ArcGIS -ohjelmistolla. Aineistosta laskettiin Topogridinterpolointimenetelmällä mallit tutkimusalueen kallionpinnan korkokuvasta. Pohjavesipintamallit tehtiin edellä mainitulla tavalla hyödyntäen pohjavedenpinnan tasotietoja, joita saatiin mm. havaintoputkista, maatutkaluotauksista ja luonnonvesipinnoista. Viimeksi mainituissa luonnonvesipinnoissa, kuten lähteissä, soilla, vesijätöillä ja vesistöissä pohjavedenpinta on samalla tasolla maanpinnan kanssa (Korkka-Niemi & Salonen 1996, Salonen et al. 2002). Pinta- ja pohjavesien korkeuserot ovat sitä vähäisemmät, mitä johtavampaa maaperä on. Useimmissa luonnontilaisissa olosuhteissa pohjavesi virtaa vesistöön (Salonen et al. 2002), vaikka päinvastainenkin tilanne on mahdollista (Mälkki 1999). Muodostuvan pohjaveden määrää voivat lisätä ympäröivistä vesistöistä tai suoalueilta imeytyvät pintavedet (Mäkinen 2005). Sadannan lisäksi pohjavettä muodostuu myös pintavesistä rantaimeytymisen avulla. Korkeimmillaan pohjaveden pinta on lumen sulamisen aikaan, mutta se laskee kesällä suuren haihdunnan vuoksi. Syyssateiden aikana pinta jälleen nousee, kun taas talvella sateen tullessa lumena ja roudan estäessä veden imeytymisen pinta laskee alimmalle tasolleen (Salonen et al. 2002). Pohjavedellä kyllästyneen maapeitteen paksuus on laskettu pohjavesi- ja kallionpintamallien erotuksena. Pohjavedenpinnan yläpuolisen irtomaapeitteen paksuus saatiin tutkimusalueen maanpinnan korkeusmallin ja pohjavedenpintamallin erotuksesta. Irtomaakerroksen kokonaispaksuus saatiin maanpintamallin ja kallionpintamallin erotuksesta. Mallien interpoloinnin ulottuvuutena tunnetuilta tasopisteiltä on käytetty kallionpinnan osalta 150 metriä ja pohjavesipinnan osalta 300 metriä. Saadut pintamallit on visualisoitu ArcGIS-ohjelmistolla. Tutkimusalueen mallinnukset ovat liitteissä 3 9. Pohjavedellä kyllästyneen maapeitteen paksuus voitiin visualisoida ainoastaan niillä alueilla, joilta oli käytettävissä sekä kallionpinnan että pohjavedenpinnan mallit. Pintamalleja tarkasteltaessa on aina huomioitava mittaus- ja mallinnusmenetelmien rajoitukset. Kallionpinnan korkeustaso on varmasti selvillä vain kairauspisteissä ja avokallioilla. Painovoimalinjojen mittauspisteille tulkitut syvyydet antavat ainoastaan yleiskuvan kallionpinnan korkeustasosta. Mallinnusohjelmisto tasoittaa interpoloimalla tunnettujen ja tulkittujen kallionpintapisteiden välit. Tästä johtuen interpoloidussa mallissa käytettyjen tasopisteiden välialueilla voi olla laajojakin kalliokohoumia tai -painanteita, joita ei pintamallissa voida havaita. Kallionpintamallin reuna-alueilla myös painovoimalinjojen ja kairauspisteiden puutteesta johtuva kalliopaljastumien korkeustasojen ylikorostuminen saattaa aiheuttaa mallin vääristymistä. Pohjavesialuerajojen sisäpuolella mallin tarkkuus on kuitenkin melko hyvä. Pohjavedenpintojen havaintoja oli koko tutkimusalueelta varsin runsaasti pohjavesiputkien, maatutkaluotauksen ja lukuisten luonnonvesipintojen ansiosta. Pohjavedenpinnan mallinnus perustuu pohjavesiputkista, maatutkaluotauksista ja luonnonvesipinnoista saatuihin pohjavedenpinnan korkeustietoihin. Pohjavedenpinnan laskentamallien voidaan olettaa pitävän varsin hyvin paikkansa, ja yleiskuvan pohjaveden virtauksesta voi muodostaa jo kolmella pohjavedenpinnan havainnolla (Korkka-Niemi & Salonen 1996).

18 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 15 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue Kalliopinnan taso saatiin tutkimusalueen ydinosassa selville melko kattavasti eri kairaustietojen ja painovoimamittauslinjaston ansiosta. Maanpintaan asti esiin tulevia kallioalueita ja pienempialaisia kalliopaljastumia on tutkimusalueella ja tutkimusalueen ympärillä runsaasti. Tutkimusalueen keskeisimmissä osissa kallionpintatiedot perustuvat suurilta osin painovoimamittauksista saatujen tietojen tulkintaan ja osin myös kairaustietoihin. Näillä alueilla laskentamalli on melko luotettava. Yleisesti kaikkien mallien tarkkuus on sitä parempi, mitä lähempänä alue sijaitsee mitattuja pohjaveden- ja kallionpintatasoja. Pohjavesialueen 3D-visualisoinnit on tehty käyttäen ArcGis -ohjelmistolla tehtyjä maanpinnan-, kallionpinnan- ja pohjavedenpinnanmalleja. Maanpinnan, kallionpinnan ja pohjavedenpinnan visualisoinneissa on käytetty ArcScene -ohjelmistoa ja Subsurface Viewer 3D-ohjelmistoa. Arc- Gis -ohjelmistolla tehty kallionpintamalli on muunnettu ASCII-muotoon ja tuotu Subsurface Viewer 3D-ohjelmistoon, jolla malli on myös visualisoitu, lisäksi mallia on muokattu kuvankäsittelyohjelmalla. 3D-kuvien kairaustiedot on tuotu Subsurface Viewer 3D-ohjelmistoon txt. - muotoisina bid.- ja blg. tiedostoina ja visualisoitu txt. -muotoisen gleg. -tiedoston avulla. 5 TULOKSET 5.1 Kallioperä Tutkimusalue edustaa tyypillistä Etelä-Suomen svekofennistä kallioperää. Kallioperä syntyi proterotsooisen saarikaarikompleksin monivaiheisessa vinossa törmäyksessä vasten Itä-Suomen arkeeista mannerta noin 1,9 1,8 miljardia vuotta sitten. Vuorijononpoimutuksen eri vaiheissa kivet kokivat eri syvyyksillä poimutus- ja siirrostapahtumia, jotka jättivät niihin tunnusomaiset jälkensä. Alueen kallioperä koostuu pääosin kiillegneissistä ja aluetta halkoo itä-länsi suunnassa amfiboliittinen vyöhyke. Alueen koillisosassa ja eteläpuolella kallioperä on graniittia (Koistinen, T.

19 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 16 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue 1991)(kuva10). Kuva 10. Inkoon Storgårdin tutkimusalueen kallioperäkartta. Kuva: T. Friman, GTK. Alueen topografia on melko jyrkkäpiirteistä kallioalueiden rajautuessa usein jyrkästi savikkoalueisiin. Tutkimusalueen eteläpuolen maastotutkimuksissa todettiin, että kallioalueiden yleinen topografia on huomattavilta osin vanhan svekofennisen duktiilin rakenteen seurausta. Vanhaa rakennetta ruhjovat nuoremmat duktiilit, sittemmin hauraasti deformoituneet siirrokset ja rakoiluvyöhykkeet, jotka erottuvat korkokuvassa kapeina laaksopainanteina Kallioperän rakenne Kuvaan 11 on koottu tutkimusalueen rakenteen tulkinta ja sen perusteella mahdollisia veden kulkeutumiselle soveliaita kanavia. Liitteessä 15 on laajempi selvitys alueen kallioperän synnystä ja rakenteesta.

20 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 17 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue Kuva 11. Arvioituja veden kulkeutumissuuntia kallioperässä (sinivihreät nuolet) ja niiden mahdollisia kasautumiskohtia (sinivihreät polygonit). Kallioperän heikkousvyöhykkeitä on kuvattu punaisin ja rakoilua ohjailevien tektonisten rakenteiden muotoja valkein katkoviivoin. Pohjana magneettinen kartta topografisella pohjalla. Kuva: M. Pajunen, GTK. Magneettisen aineiston perusteella Inkoojoen laakson kautta kulkee pitkä lineaarinen anomalia WNW-ESE suunnassa. Lännempänä se erottuu selvänä, anomalialuonteensa perusteella duktiiliksi tunnistettavana hiertovyöhykkeenä. Vyöhykkeestä ei ole suoranaisia maastohavaintoja, mutta korreloitaessa sitä muilta alueilta tunnettuihin vastaaviin vyöhykkeisiin, se on todennäköisesti monivaiheinen, myös hauraassa vaiheessa deformoitunut siirros. Alueen keskiosassa on suoraviivaisesti leikkautunut magneettinen anomalia, joka Koistisen (1991) kartalla on merkitty amfiboliitiksi. Tutkimusalueella hiertovyöhyke on kahden laajan D G+H -allas-doomirakenteen rajalla ja siihen liittyy varhaisia magneettisia anomalioita katkovia rakenteita. Magneettisen anomalian luonteen perusteella vyöhyke kaatuu tutkimusalueella etelälounaaseen. Hiertovyöhykkeen asemaan on tutkimusalueella vaikuttanut alueen NW-puolella olevan soikean vinosti länttä kohti kaatuvan (= S H akselitaso) D G+H -antiformirakenteen loivasti kaatuva SE-kylki. Rakenne on tulkittavista antiformiin liittyvän anomalian heikkenemisenä kohti etelä-kaakkoa. Tutkimusalueen luoteisosan magneettinen anomaliakuvio ei ole helposti tulkittavissa, mutta, kuten etelämpänäkin, heijastelee topografia tektonista rakennetta.

21 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 18 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue Alueella on laaja D G+H -synformi, jonka pituusakseli on liki NW-SE-suuntainen. D G+H - synformirakenteen E-osa on käytetyn aineiston perusteella vaikeasti tulkittavissa, joskin sitä näyttäisi kuvastelevan pääasiassa SE:hen kaatuva poimuttunut rakenne, joka rakenteensa perusteella voitaisiin tulkita osaksi NW-osan suurta synformisrakennetta. Näiden suurien allasdoomirakenteiden ja hiertovyöhykkeen välissä on tutkimusalueen länsiosassa pieni soikea rakenne, jonka asema on epäselvä. Hiertovyöhykkeen pohjoispuolella ja alueen itäpuolella on vastaavanlainen selkeästi tunnistettava soikea antiformiksi tulkittu rakenne, jonka eteläisen kyljen mukaiseksi hiertovyöhyke näyttäisi taipuvan. Tutkimusalueen länsipuolelta, hiertovyöhykkeen eteläpuolella, alueelle ulottuu laaja soikea rakenne, joka alueellisen korrelaation perusteella on tulkittu D G+H -antiformiksi. Tutkimusalueen eteläisintä osaa edustaa D G+H -synformiksi tulkitun alueen jatketta, joka ilmeisimmin on loiva-asentoinen. Sen eteläpuolella on voimakkaasti likimain E-W-suunnassa pilkkoutuneen alueen luonnehtima poimuttunut rakenne. Em. suurrakenteet kaatuvat etelään. Edellä kuvatuissa D G+H -allas-doomirakenteissa poimuttuu pääsääntöisesti S E -liuskeisuus. Kuten edellä todettiin, alueella tyypillinen, paikoin kiilarakenteinen vaaka ja loiva rakoilu, seurailee kyseistä liuskeisuutta. Inkoonjokilaakson N-puolella loivat rakorakenteet kaatuvat pääasiassa etelään kohti jokilaaksoa. Täten voisi tulkita myös veden virtauksen kalliorakenteissa olevan sen suuntaista. Inkoo-Salotien ja rautatien notko leikkaa synformirakennetta NE-suunnassa. On mahdollista, että laaksoon keräytyisi vettä alueen NW-puolelta valuen lopulta Inkoojokilaakson painanteiseen. Vastaavanlaisia rakenteita on myös idempänä, mutta niiden rakenteellinen asema ei ole aineiston perustella yhtä selvä. Hiertovyöhykkeen eteläpuolella veden virtaus kallioperässä on ilmeisimmin pääasiassa etelään, poispäin jokilaaksosta Kallioperän korkokuva Tutkimusalueella tehdyistä painovoimamittauksista tulkittiin kallionpinnan korkeustaso (kuva 12). Tulkinnan mukaan kallionpinnan vaihtelut ovat paikoin erittäin jyrkkäpiirteisiä, noin -29 metristä mpa. yli +52 metriin mpy. Keskimäärin kallionpinta on tasolla noin m mpy., ja suurimmalta osalta korkeustasolla m mpy. Tulkinnan mukaan maapeitteen paksuudet vaihtelevat runsaasti. Maapeite on ohuimmillaan reilusti alle 10 m alueen keski- ja koillisosassa. Paksuimmat maapeitteet, m, tavataan alueen eteläisimmillä linjoilla sekä alueen länsiosassa. Näillä linjoilla kallionpinta on m merenpinnan tason alapuolella. Pohjavesi on useimmilla linjoilla lähellä maan pintaa ja pohjaveden kyllästämää maa-ainesta on paikoitellen runsaasti. Painovoimamittausten tulkintaa tarkennettiin lisäämällä kairauksista, maastokäynneistä ja muista lähteistä saadut kallionpinnan tiedot. Näiden tietojen perusteella mallinnettiin kallionpinnan interpoloitu korkokuva, joka on liitteen 3 väripintakartassa.

22 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 19 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue Kuva 12. Väripintakuva painovoimamittausten perusteella tulkitusta kallionpinnantasosta. Kuva: T. Valjus, GTK. Kallionpinta on ylimmillään Storgårdin pohjavesialueella sen pohjoisosan kalliopaljastumilla, Tallbackan, Nybyn, Albergabergetin ja Torpskogennin alueilla, noin m mpy. Pohjavesialueen eteläpuolisilla kalliopaljastumilla, Nötterdalenin ja Kosackbergetin alueilla kallionpinta kohoaa myös noin metrin mpy. korkeuteen. Kallionpinta laskee pohjavesialuetta ympäröiviltä kalliopaljastumilta kohti Inkoon jokilaaksoa. Pohjavesialueen keskiosassa kallionpinta kohoaa selvästi muuta jokilaaksoa korkeammalle Bränbollstadin, Kalkullan ja Bäckängenin alueilla, joilla kallionpinnan korkeus on noin m mpy. Matalimmillaan kallionpinta on Storgårdin pohjavesialueen kaakkoisosassa Österängenin kaakkoispuolella ja lännessä Inkoon aseman eteläpuolelta Kalkullan länsipuolelle ulottuvalla alueella, noin m mpa. Kallionpinnan korkokuva myötäilee pääosin Inkoon joen laaksoa lukuun ottamatta alueen keskiosaa, jossa kallionpinta on selvästi korkeammalla. Kallionpinnan vaihtelut ovat hyvin jyrkkäpiirteisiä ja paikoin puolen kilometrin matkalla kallionpinnan korkeus vaihtelee jopa noin 70 metriä. Storgårdin pohjavesialueen Brännbollstadin vedenottamon alueella kallionpinta on m mpa., mutta aivan lähialueilla kallionpinnan korkeudet ovat pääosin m mpy. Storgårdin kallionpinnan vaihteluita kuvastaa hyvin 3D-kallionpintamalli kuvassa 13.

23 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 20 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue Kuva 13. Kallionpinnan korkeustason vaihtelut Storgårdin pohjavesialueella 3D-pintaesityksenä. Kuva: T. Friman, GTK. 5.2 Pohjavesialueet ja -vyöhykkeet Tutkimusalueen havaintoputkista, maatutkaluotauksista ja luonnonvesipinnoista saatujen tasotietojen perusteella interpoloitu pohjaveden pinnankorkeusmalli on esitetty liitekartassa 4. Liitteessä 5 on esitetty pohjaveden kyllästämän maapeitteen paksuus sekä pohjavedenpinnan yläpuolisten kallioalueiden sijainti. Liitteessä on myös esitetty pintamallien perusteella tulkittujen pohjaveden virtausta rajoittavien kalliokynnysten sijainnit. Liitteessä 6 on esitetty pohjavedenpinnan yläpuolisen irtomaapeitteen (vajovesivyöhykkeen) paksuus. Liitteessä 7 on esitetty irtomaapeitteen kokonaispaksuus. Pohjavedenpinnantasoja, virtaussuuntia ja pohjaveden virtauksen kannalta tärkeitä kerrostumia on käsitelty myös luvussa 3. Tutkimusalue koostuu luoteesta kaakkoon suuntautuneesta, savipeitteisestä ja paikoin katkeilevasta pitkittäisharjujaksosta. Pohjaveden muodostumisaluetta ei ole Storgårdin pohjavesialueella määritetty. Pohjavesialueen pohjavesi muodostuu jokilaakson karkeampien maalajien alueelta ja ympäröiviltä kallioalueilta. Pohjavesialue on synkliininen eli pohjavettä ympäristöstään keräävä. Storgårdin pohjavesialueen pinta-ala on noin 4,01 km². Pohjavettä arvioidaan muodostuvan 600 m³ vuorokaudessa. Alueella sijaitsee Inkoon Vesi liikelaitoksen vedenottamo Brännbollstad, jonka vedenottolupa on 400 m³ vuorokaudessa (POVET-tietokanta 2014). Lisäksi Torpin alueelle on tehty koepumppaus (Mussalo & Natukka 1958).

24 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 21 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue Pohjavesialue Pohjavesialueen pohjavedenpinnan korkeus on alueen länsiosassa Inkoon aseman läheisyydessä noin +12 m mpy. Siitä pohjavedenpinta laskee melko tasaisesti kohti kaakkoa niin, että vuonna 2014 asennetun uuden pohjavesiputken GTK4-14 ja sen eteläpuolella pohjavedenpinta on m mpy (Liite 4). Korkeimmillaan pohjavedenpinta on Torpmossenin suon länsipuollella noin +22 m mpy. Pohjaveden virtaus suuntautuu siis pääosin luoteesta kaakkoon, mutta paikallisesti myös pohjoisesta etelään esimerkiksi Falamyrarnan alueelta etelään vedenottamoa kohti. Brännbollstadin vedenottamolla pohjaveden pinnankorkeus on noin m mpy. Pohjavesi on valtaosassa pohjavesialuetta paineellista, koska hyvin vettä johtavien hiekkakerrosten päällä on paikoin hyvinkin paksu erittäin huonosti vettä johtava savipatja. Savipatjan takia pohjaveden pinta ei pääse nousemaan luonnolliselle korkeudelle. Kun saven läpi tehdään reikä, esimerkiksi pohjavesiputki tai kaivo, pohjaveden pinta hakeutuu sille luonnolliseen painekorkeuteen ja vettä saattaa jopa tulvia yli putken päästä. Brännbollstadin ja GTK2-14 pohjavesiputken välillä sijaitseva pohjavesiputki on esimerkki edellä mainitusta tilanteesta, jossa pohjavesi on paineellista ja vesi purkautuu putken yli eli pohjaveden painekorkeus on kyseissä pisteessä maanpinnan yläpuolella (kuva 14). Kuva 14. Pohjavesiputki, jossa paineellinen pohjavesi purkautuu putken pään yli. Kuva: T. Friman, GTK Pohjavesivyöhykkeen ja irtomaapeitteen paksuus Pohjavesivyöhykkeen paksuus vaihtelee tutkimusalueella nollasta (kallionpinta pohjavedenpinnan yläpuolella) noin 35 metriin (liite 5). Paksuimmillaan pohjavesivyöhyke on Inkoon aseman länsi- ja itäpuolella sekä pohjavesialueen kaakkoisosan eteläpuolella. Pohjavesivyöhykkeen paksuus näissä kohdissa on parhaimmillaan metriä. Brännbollstadin vedenottamon lähialueella pohjavesivyöhykkeen paksuus on noin metriä. Vedenottamoa ympäröivällä alueella

25 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 22 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue pohjavesivyöhykkeen paksuus on selvästi alhaisempi, lukuun ottamatta vedenottamon pohjois- ja länsipuolta. Pohjavesivyöhyke on selvästi paksuimmillaan kallioperän painanteissa. Inkoon jokilaaksoa ympäröivillä kallioalueilla kallionpinta on selvästi pohjavedenpintaa korkeammalla, joten pohjavesialueella on laajoja alueita, joissa ei ole lainkaan pohjavesivyöhykettä. Pohjavesialueen keskiosassa Brännbollstadin ja Kalkullan välillä on selvä kalliokynnys, joka jakaa pääsääntöisesti pohjavesialueen kahteen erilliseen osaan. Lännessä on Varsin pohjavesialueelta kaakkoon suuntautuva osa ja idässä vedenottamon pohjoispuolelta kaakkoon suuntautuva osa. Vedenottamon ja Bäckängenin välisellä alueella on tosin mahdollista, että nämä edellä mainitut kaksi pohjavesiallasta ovat yhteydessä toisiinsa niin, että läntisestä osasta voi virrata pohjavettä Kalkullan ja Bäckängenin väliltä Inkoon joen kautta itäiseen osaan ja sitä kautta myös Brännbollstadin vedenottamolle (kuva 15). Inkoon joelta pohjoiseen kohti vedenottamoa tehtiin maatutkaluotauslinja f7 (kuva 5), jonka pisteiden välillä on vettä johtavaa hiekkaista ainesta ja myös pohjavedenpinta on tulkittavissa kuvasta. Kuva 15. 3D-pintaesitys kallion- ja pohjavedenpinnoista, jossa näkyy pohjaveden virtausta rajoittavat tai ohjaavat kalliokynnykset. Kuva: T. Friman, GTK. Pohjavesimuodostuma purkaa todennäköisesti pohjavettä alueen halki virtaavaan Inkoon jokeen, mutta tulvatilanteissa ei ole mahdotonta myöskään tilanne, jossa pintavettä pääsee imeytymään pohjavesimuodostumaan. Liitteessä 6 on esitetty tutkimusalueen pohjavedenpinnan yläpuolisen irtomaapeitteen paksuus. Pohjavesi on tutkimusalueella keskimäärin 0 6 metrin syvyydessä. Pohjavettä suojaavan maakerroksen paksuus on alle metrin lähinnä Inkoon joen ja kallioalueiden sekä soistumien läheisyydessä. Paksuimmillaan pohjaveden yläpuolinen irtomaapeite on Brännbollstadin vedenottamon lounaispuolella, missä irtomaakerroksen paksuus on parhaimmillaan yli kymmenen metriä. Lisäksi Torpin alueella savikon ja kalliomäen välillä pohjaveden yläpuolinen irtomaapeite vaihtelee noin 5 10 metrin välillä.

26 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 23 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue Irtomaapeitteen kokonaispaksuus on esitetty liitteessä 7. Irtomaapeitteen paksuus tutkimusalueella on keskimäärin 0 10 metriä. Alueella on runsaasti kallioalueita, joilla irtomaapeitteen paksuus on käytännössä olematon. Valtaosassa tutkimusaluetta irtomaapeitteen kokonaispaksuus on alle 5 metriä. Paksuimmat irtomaapeitteen kokonaispaksuudet esiintyvät Inkoon aseman ympäristön peltoalueilla ja tutkimusalueen kaakkoiskulmassa sekä pohjavesialueen eteläpuolella. Parhaimmillaan irtomaapeitteen kokonaispaksuus näillä alueilla on metriä Pehmeikön ja savikon paksuudet Liitteessä 8 on esitetty pehmeikön paksuutta tutkimusalueella. Pehmeikön eli savi- ja silttikerrosten paksuus vaihtelee nollasta aina yli 15 metriin. Suurimmat pehmeikön paksuudet esiintyvät Varsin pohjavesialueen peltoalueilla ja Storgårdin pohjavesialueen eteläpuolella Hangontien varressa. Tutkimusalueella pehmeikön paksuus on keskimäärin 1 8 metriä. Ohuimmat pehmeikön paksuudet esiintyvät kalliomäkien reuna-alueilla. Liitteessä 9 on esitetty savikon paksuutta alueelle tehtyjen kairauksien läheisyydessä. Savikon paksuus tutkimusalueella on keskimäärin noin 2 5 metriä ja ohuimmat savipeitteen sijoittuvat kalliomäkien reuna-alueiden läheisyyteen sekä hiekkaisten harjumuodostumien alueelle. Suurimmat savikon paksuudet esiintyvät kairauksen GTK2-14 länsi- ja eteläpuolella, pohjavesialueen eteläpuolella Hangontien pohjoispuolella sekä tutkimusalueen kaakkoisosassa. Myös vedenottamon itäpuolella on paksumpia savikerroksia. Saven paksuudet ovat näillä alueilla parhaimmillaan noin 15 metriä. Yleisesti kaikkien mallien tarkkuus on sitä parempi, mitä lähempänä alue sijaitsee mitattuja pohjaveden- ja kallionpintatasoja. 5.3 Monielektrodivastusluotausmittauksien tulosten tarkastelu Mittausprofiilien tulkinnat on esitetty liitteissä Kaikissa tulkintojen visualisoinneissa on käytetty samaa väriskaalaa, joten tulokset ovat vertailukelpoisia keskenään. Linjalla 1 (liite 13.1) erottuu kallio (yli 1400 Ωm) selvästi johtavammasta pintakerroksesta, joka on savea (ominaisvastus noin 50Ωm tai alle). Linjalla 1 noin kohdassa näkyy lähellä pintaa huonosti johtava vyöhyke, joka on mahdollisesti kallio, jonka voi myös erottaa kohoumana Lidar-aineistosta (kuva 16) linjan 1 alkupäässä, joskin hieman linjan sivussa (3d-objekti). Kyseisessä kohdassa hieman syvempänä erottuva johtava vyöhyke voi myös olla 3d-efekti tai mahdollisesti rikkonainen kallio ehjän kallion alla. Linjan 2 luotaustuloksen tulkinnassa (liite 13.1) on paljon epäjatkuvuuksia ja täten epävarmuuksia. Kuvassa 16 nähdään, että kyseisen linjan koillispuolella keskivaiheilla on Lidar-aineistossa selkeä kohouma, joka voi olla joko kalliokohouma tai karkeampaa maalajia. Maanpinnan topografia näyttää nousevan kohti pohjoista myös linjan alkupäässä. Linjan loppupäässä n. 350 metrin kohdalla näyttää kallio nousevan lähes maanpintaan. Myös tässä kohtaa on linjan kohdalla kohouma topografiassa. Vastusluotaustulosten perusteella voisi päätellä, että kallio on siis lähellä maanpintaa tai maanpinnassa linjalla kohdissa m sekä m ja kohdassa 350 m. Syvemmällä kyseisissä kohdissa näkyvät johtavammat vyöhykkeet vaikuttavat 3D-efekteiltä. Painovoimatulkinnat eivät anna tähän suoraa ratkaisua, koska linja leikkaa vastusluotauslinjaa 2 lähellä linjan alkupäätä.

27 Pohjavesialueen geologinen rakenneselvitys 24 Inkoo, Storgårdin pohjavesialue Linjalla 3 (liite 13.2) tuloksista erottuu selkeästi resistiivinen kallio. Linjan keskivaiheilla kallio on myös pinnassa kohdassa m, mutta sen alapuolella näkyy taas erikoisempi johtava vyöhyke. Tämä on mahdollisesti lähtöisin rikkonaisesta kalliosta, muusta karkeammasta maalajista tai on 3D-efekti. Linjan kohdassa m on pinnassa hienomaa maalajia, mahdollisesti silttiä. Linjalla kohdassa 350 kallio nousee taas pintaan. Linja 3 sijaitsee kallio-osioiden välissä (linjan alkupäässä). Tämä saattaa olla syy 3D-tulokseen. Painovoimatulkinnoissa kallion pinta on tulkittu syvemmälle, joten on mahdollista, että kallion pinta on vasta johtavan vyöhykkeen alapuolella ja pintaosassa olisi mahdollisesti huonommin sähköä johtava vyöhyke. Kuva 16. Monielektrodivastusluotauslinjojen sijainti Lidar-aineiston kanssa. Pohjakartat: Maanmittauslaitos ja Hallinnon tietotekniikkakeskus. Kuva: T. Huotari-Halkosaari, GTK. Linja 4 (liite 13.2) ylittää peltoalueen. Sen eteläpuolella on linjan suuntainen topografisesti hieman korkeampi vyöhyke, jossa kallio on lähellä maanpintaan (kuva 16). Kyseisellä linjalla kallio erottuu selkeästi johtavasta savipinnasta (ominaisvastus alle 50 m). Linjan keskikohdassa näkyy kohta, jossa johtavampi vyöhyke näyttäisi jatkuvan lähes pystysuunnassa syvemmälle. Tässä kohtaa näyttää peruskartassa kulkevan juuri voimalinja, mutta vastusluotausmittaukset eivät yleensä häiriinny voimalinjoista, joten tässä kohtaa on mahdollisesti ruhje kalliossa. Painovoimalinja ei leikkaa ERT-linjaa juuri kyseisessä kohdassa, joten siitä ei saada vahvistusta tulkinnalle.