Etelä-Savon ELY keskus Pertunmaan kunta Kuortin pohjavesialueen rakennetutkimus

Transkriptio

1 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Itä-Suomen yksikkö Kuopio /2014 Etelä-Savon ELY keskus Pertunmaan kunta Kuortin pohjavesialueen rakennetutkimus

2

3 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Geologinen rakenneselvitys Sisällysluettelo Kuvailulehti 1 JOHDANTO Yleistä 1.2 Aikaisemmat tutkimukset 2 2 MAASTOTUTKIMUKSET Maastokartoitus Havaintoputkiasennukset ja kairaukset Painovoimamittaukset Menetelmän perusteista Mittaustulosten käsittely ja tulosten tulkinta Maatutkaluotaus 4 3 MALLINNUKSET JA VISUALISOINTI Maaperän 3D-malli 6 4 TULOKSET Kallioperän koostumus, rakenne ja korkokuva Tutkimusalueen geologisesta rakenteesta ja syntyhistoriasta Pohjavedenpinnan taso, virtaussuunnat, pohjavesivyöhykkeen paksuus ja pohjavettä suojaavan irtomaakerroksen paksuus 11 5 YHTEENVETO 14 KIRJALLISUUSLUETTELO LIITTEET Liite 1. Tutkimuspistekartta 1: Liite 2. Maaperän korkokuvakartta 1: Liite 3. Kallionpinnan korkokuva 1: Liite 4 Kallionpinnan viistokuva Liite 5. Pohjavedenpinta 1: Liite 6. Pohjavesivyöhykkeen paksuus 1: Liite 7. Irtomaakerroksen paksuus 1: Liite 8. Maaperän 3D -rakennemalli Liite 9. Painovoimaprofiilit Liite 10. Kairauspöytäkirjat ja havaintoputkikortit

4 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Geologinen rakenneselvitys JOHDANTO Yleistä Geologian tutkimuskeskuksen GTK) Itä-Suomen yksikkö on tehnyt geologisen rakenneselvityksen Pertunmaan kunnassa sijaitsevalle Kuortin ) vedenhankintaa varten tärkeälle pohjavesialueelle. Hanke on toteutettu yhteystyössä Etelä-Savon ELY -keskuksen ja Pertunmaan kunnan kanssa. GTK:ssa tutkimuksen organisoinnista vastasi geologi Jari Hyvärinen. Mallinnuksista ja raportoinnista vastasi geologi Anu Eskelinen. Painovoimamittauksista tulkintoineen ja maatutkaluotauksista vastasi ympäristögeofyysikko Juha Mursu. Kairausten ohjelmoinnista vastasi geologi Arto Hyvönen. Kuva 1. Kuortin pohjavesialueen sijainti.

5 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Geologinen rakenneselvitys Tässä raportissa selvitetään tutkimusalueen kallionpinnan korkokuvaa, pohjavedenpinnan tasoa, harjun syntyvaiheita sekä maaperäkerrostumien rakenteen ja aineksen vaihtelua kairauksiin, painovoimamittauksiin, maatutkaluotauksiin ja pohjaveden pintatietoihin perustuen. Kallio- ja pohjavesipintamallit 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 pohjaveden suojelua sekä pohjavettä uhkaavissa onnettomuustilanteissa tarvittavien toimenpiteiden suorittamista ja ennakoimista. Rakennetutkimuksella tuotettua tietoa voidaan jatkossa hyödyntää myös pohjaveden mahdollisten virtausmallien laadinnassa. 1.2 Aikaisemmat tutkimukset Tutkimuksen tausta-aineistona on käytetty seuraavia tutkimusraportteja Suunnittelukeskus Oy Pertunmaa, pohjavesitutkimus kk:n ja Kuortin alueet 1969 Mikkelin vesipiirin vesitoimisto Lisäselvitykset Pertunmaan kunnan kirkonkylän ja Kuortin vedenottamoiden suoja-aluesuunnitelmien liitteeksi. Insinööritoimisto Paavo Ristola Oy Neste A-24 Pertunmaa. Pohjavesitutkimus B. Neste Markkinointi Oy. Suunnittelukeskus Oy Kaivonpaikkatutkimukset Kuortin pohjavesialueella. 551-C3206. Pertunmaan kunta. Lisäksi käytettävissä olivat tutkimusalueen kallioperäkartta 1: ), maaperäkartta 1:20 000) ja maastokartat. 2 MAASTOTUTKIMUKSET 2.1 Maastokartoitus Tutkimusalueelle tehtiin maastokäynti Maastokartoituksella muodostettiin yleiskäsitys tutkimusalueen geologisista ja hydrogeologisista olosuhteista. Alueella ei ole tuoreita maaperäleikkauksia, joten sedimentologisia leikkaushavaintoja ei voitu tehdä. Uusien havaintoputkien korkeustiedot mitattiin VRS-GPS laitteistolla ja alueen havaintoputkista mitattiin vesipinnat. Kaikista havaintoputkista ei mittauksia voitu tehdä, koska käytettävissä olleet avaimet eivät käyneet kaikkien putkien lukkoihin tai havaintoputki oli tuhoutunut. 2.2 Havaintoputkiasennukset ja kairaukset Huhtikuussa 2014 tutkimusalueella tehtiin maaperäkairauksia ja havaintoputkiasennuksia seitsemässä tutkimuspisteessä Destia Oy:n GM200 monitoimikairakoneella. Kahteen kairauspisteeseen asennettiin pohjaveden havaintoputket. Kairauspisteiden ja havaintoputkien sijainnit on esitetty liitteessä 1. Maaperäkairausta ja kalliovarmistusta tehtiin seitsemässä tutkimuspisteessä yhteensä 145 metriä ja havaintoputkea asennettiin 68 metriä. Halkaisijaltaan 60 mm pohjavesiputket ovat suuritiheyksistä polyeteeniä PEH) ja ne soveltuvat jatkossa pohjaveden pinnan tarkkailun lisäksi pohjaveden laadun tarkkai-

6 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Geologinen rakenneselvitys luun. Kairaajat havainnoivat maaperän kerrosrakennetta silmämääräisesti. Maaperä- ja pohjavesinäytteitä ei tämän tutkimuksen yhteydessä otettu. Havaintoputkikortit ja kairauspöytäkirjat ovat liitteessä 10. Kuva 2. Maaperäkairausta, maalajihavainnointia ja kalliovarmistusta GM200 kairauskalustolla. Kuva J.Torniainen, Destia Oy. Tutkimusalueella tehtiin maaperäkairauksia GTK:n kevyellä GM50 kairakalustolla lokakuussa 2014 kuudessa tutkimuspisteessä. Kairauspisteiden maalajitietoja hyödynnettiin maaperän 3D -rakennemallin laatimisessa. GM50 kairausten kairauspöytäkirja on liitteessä Painovoimamittaukset Menetelmän perusteista Painovoimamittausten avulla voidaan tutkia tiheydeltään ympäristöstä poikkeavien muodostumien paksuutta ja tilavuutta. Koska maapeitteen tiheys on huomattavasti pienempi kuin kallioperän tiheys, voidaan painovoimamittauksia käyttää maapeitteen paksuuden arviointiin. Menetelmän tarkkuus on parhaimmillaan noin +/- 10 % maapeitteen paksuudesta. Painovoima-mittausten avulla ei pystytä erottelemaan eri maalajeja eikä myöskään pystytä määrittämään pohjavedenpinnan tasoa. Maapeitteen paksuutta määritettäessä painovoimamittauslinjat pyritään sijoittamaan maastoon siten, että niiden alku- ja loppupäät ovat kalliopaljastumilla tai pisteillä, joissa kalliopinnan sijainti tunnetaan. Lisäksi mittauslinjat pyritään suunnittelemaan siten, että ne kulkevat kalliotasoltaan tunnettujen pisteiden kautta ja mielellään myös siten, että mittauslinjat kulkevat toistensa yli. Näin voidaan arvioida painovoimakentän alueellista vaihtelua, joka on perustasona paikallisille painovoimavaihteluille. Maanpinnan tarkka korkeustieto mittauslinjan matkalta on tunnettava. Korkeus mitataan yleensä letkuvaa'alla tai VRS- GPS -mittauksilla. Kun maapeitteen ja kallion välinen tiheysero tunnetaan, voidaan painovoima-

7 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Geologinen rakenneselvitys anomaliasta laskea maapeitteen paksuus. Maapeitteen todellista paksuutta on hyvä kontrolloida kairauksilla, koska sekä alueellinen painovoimataso että ainesten tiheydet voivat muuttua Mittaustulosten käsittely ja tulosten tulkinta Painovoimamittaustulokset redukoitiin Bouguer-anomaliaksi keskitiheydellä 2670 kg/m 3. Tämän jälkeen Bouguer-anomalialle tehtiin ns. topografinen korjaus Geosoftin Oasis montaj 7.5 ohjelmistolla. Topografisella korjauksella pyritään poistamaan maanpinnan topografiavaihtelun aiheuttamia painovoimaanomalioita. Korjauksessa käytettiin Maanmittauslaitoksen DEM 10 -korkeusaineistoa johon oli lisätty painovoimamittauksen yhteydessä havainnoidut korkeusarvot. Painovoimamittausaineiston tulkinta tehtiin Encomin ModelVision Pro 13 ohjelmistolla. Paikallisesta painovoima-anomalian vaihtelusta tulkittiin maapeitteen paksuus olettaen, että painovoimavaihtelu aiheutuu pääasiassa maa-aineksesta. Tulkinnassa malli sidotaan pisteissä, joissa kallion pinnan taso tunnetaan kairaus tai kalliopaljastuma). Tulkinnassa maa-ainekselle käytettiin tiheyttä 1800 kg/m 3 ja kalliolle 2670 kg/m 3. Painovoimamittauksia tehtiin kymmenellä linjalla yhteensä 5,9 kilometriä. Painovoimamittausten tulokset on esitetty profiileina liitteessä Maatutkaluotaus Maatutkaluotaus on sähkömagneettinen tutkimusmenetelmä, joka perustuu maankamaraan lähetettyjen radioaaltojen takaisin heijastuvan osan rekisteröintiin. Maatutkaluotauksella saadaan jatkuvaa profiilitietoa maaperän rakenteesta. Menetelmä on parhaimmillaan harjualueilla, jossa sillä saadaan tietoa jopa yli 30 metrin syvyydeltä kallionpinnan korkokuvasta, pohjavedenpinnan tasoista, maalajien laadusta ja maaperän kerrosten rakenteesta. Näillä tiedoilla on merkittävä osuus alueilla, joilla on vähän maaperäleikkauksia. Tutkimusalueella luodattiin GTK:n maatutkakalustolla huhtikuussa 2014 kaikkiaan 8,8 linjakilometriä liite 1). Maatutkaluotauksissa käytettiin Ramac ProEx maatutkakalustoa ja suojaamattomia Rough Terrain letkuantenneja, joiden taajuudet ovat 25 ja 100 MHz. 25 MHz:n antennin syvyysulottuvuus on parempi, kun taas 100 Mhz:n antennilla saadaan yksityiskohtaisempaa tietoa muodostuman pintaosista. Maatutkalinjojen tulkinnat tehtiin GeoDoctor ohjelmistolla ja tutkimuslinjoille tehdyt korkeuskorjaukset perustuvat Maanmittauslaitoksen DEM 10 -korkeusaineistoon. Yksittäisiä maatutkaprofiileita ei raportissa esitetä vaan tutkaprofiileilta tulkittuja pohjavesi- ja kallionpintoja on hyödynnetty mallinnuksissa. 3 MALLINNUKSET JA VISUALISOINTI Maastotutkimusten ja käytettävissä olleiden muiden tutkimusaineistojen tulokset käsiteltiin ArcMap ohjelmistolla ja sen laajennusosilla. Tulosten esikäsittelyn jälkeen syntyneestä aineistosta tehtiin mallinnukset alla kuvatulla tavalla. Mallinnusten tulokset on visualisoitu ArcGIS ohjelmistolla 1: mittakaavaisille karttapohjille A3-koossa. Kaikki mallinnusten korkeustasot ovat N60 korkeusjärjestelmässä.

8 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Geologinen rakenneselvitys Maanpinnan korkeusmalli muodostettiin Maanmittauslaitoksen DEM10-aineistosta, johon yhdistettiin painovoimamittauksien yhteydessä mitatut korkeustiedot sekä VRS-GPS laitteistolla mitatut maanpinnan korkeudet. Maanpinnan korkeusmallista muodostettu vinovalaistu korkokuva on esitetty maaperäkarttaan yhdistettynä liitteessä 2. Kallionpinnan korkeusmalli liite 3) muodostettiin kairaustietojen, painovoimamittausten, maatutkaluotausten ja kalliopaljastumien avulla. Nyt tehdyissä kairauksissa tehtiin kolmen metrin kalliovarmistus, joten kallionpinnan korkeustietoja voidaan näiden tutkimuspisteiden osalta pitää luotettavina. Pistemäisistä korkeustiedoista interpoloitiin pintamalli ArcMap -sovelluksen avulla. Mallin solukokona käytettiin 5 metriä ja mallin interpoloinnin ulottuvuus tunnetulta pisteeltä on 150 metriä. Pohjavedenpinnan korkeusmallin liite 5) laskennassa käytettiin pohjavesiputkien ja luonnonvesipintojen mittaustietoja sekä maatutkaluotauksista tulkittua pohjavedenkorkeustietoa. Kaikista niistä alueen havaintoputkista, jotka saatiin avattua, mitattiin pohjaveden pinnankorkeus maastokäynnin yhteydessä toukokuussa Muista havaintoputkista hyödynnettiin ympäristöhallinnon POVET tietojärjestelmästä saatavia pinnankorkeustietoja. Pistemäisestä tiedostosta interpoloitiin 5 metrin solukoolla pintamalli Arc- Map-sovelluksen avulla. Mallin interpoloinnin ulottuvuus tunnetulta pohjaveden havaintopisteeltä on 200 metriä. Pohjavedellä kyllästyneen maapeitteen paksuus liite 6) saatiin vähentämällä interpoloitu kallionpinta pohjavedenpinnasta ArcMap-sovelluksen Raster calculator toiminnolla. Pohjavedenpinnan yläpuolisen irtomaakerroksen paksuus liite 7) saatiin maanpinnan korkeusmallin ja pohjavedenpinnan korkeusmallin erotuksesta. Pohjavedenpinnan yläpuoleisen maakerroksen paksuutta tarkasteltiin ainoastaan niillä alueilta, joilta oli luotettava arvio pohjavedenpinnan sijainnista. Erotus laskettiin ArcMap-sovelluksen Raster calculator toiminnolla. Mallit kallionpinnan sekä pohjavedenpinnan korkeuksista on muodostettu interpoloimalla. Menetelmän luonteesta johtuen kyse on vain arviosta tunnettujen havaintopisteiden esimerkiksi kairaukset) ulkopuolella. Pintamalleja tarkasteltaessa onkin aina huomioitava mittaus ja mallinnusmenetelmien rajoitukset. Kallionpinnan korkeustaso on varmuudella selvillä ainoastaan kairauspisteissä ja avokallioilla. Painovoimalinjojen mittauspisteille tulkitut syvyydet antavat kuitenkin 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. Yleisesti ottaen kaikkien mallien tarkkuus on sitä parempi mitä lähempänä alue sijaitsee mitattuja pohjaveden ja kallion pinnantasoja. Kuortin tutkimusalueelta ei ollut käytettävissä laserkeilausaineistoa. Maanpinnan korkeusmalli on laskettu Maanmittauslaitokset DEM10 aineistosta, johon on yhdistetty mitattuja maanpinnan korkeusarvoja mm. painovoimamittaukset, VRS-GPS -mittaukset). Kaikissa alueelle aiemmin tehdyissä kallioon ulottuneissa kairauksissa ei ollut mitattu maanpinnan korkeustasoa. Näille pisteille maanpinnan korkeus on poimittu em. korkeusmallista, mikä aiheuttaa virhettä kallionpinnan korkeustasoihin. Osassa kairauspisteissä myös sijainti oli määritetty vanhoilta tutkimuskartoilta.

9 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Geologinen rakenneselvitys Maaperän 3D -rakennemalli Tutkimusalueelta laadittiin havainnollinen maaperän 3D -rakennemalli, jossa eri päämaalajiyksiköt on mallinnettu erillisinä tilavuuskappaleina kallionpintaan saakka. Mallin laatimisessa ja päämaalajiyksiköiden määrittämisessä käytettiin harjualueelle tehtyjä kairauksia, joiden perusteella tutkimusalueelle laadittiin maalajipoikkileikkauksia kuva 3). Varsinainen 3D-maalajitilavuuskappaleiden mallintaminen perustuu maalajipoikkileikkausten välisiin interpolointeihin IDW), jotka tehtiin käyttäen ArcGIS:n ArcHydroGroundwater laajennusosaa AHGW) sekä pohjaveden virtausmallinnusohjelmaa GMS 10 Groundwater Modelling System). Koska Kuortin alueelta ei ollut käytettävissä tarkkaa maanpinnan korkeusmallia laserkeilausaineistoa), noudattavat rakennemallissa interpoloidut eri maalajikappaleiden rajapinnat suurelta osin peruskartan korkeuskäyrästön korkeuksiin sidottua tarkkuutta. Tarkempaa maanpinnan korkeustietoa oli käytettävissä vain pistemäisesti painovoimamittauslinjojen kohdilla. Kuva 3. Tutkimusalueen maalajipoikkileikkaukset. Pohjoinen kuvan oikeassa yläkulmassa.

10 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Geologinen rakenneselvitys Maaperän 3D rakennemallinnuksen tulokset on esitetty liitteessä 7. Mallin 3D pdf esitys on toimitettu hankkeen yhteistyökumppaneille. Mikäli erillisen pohjaveden virtausmallin laadinta osoittautuu tarpeelliseksi, voidaan rakennemallissa esitettyjä maalajitietoja käyttää virtausmallinnuksessa tausta- tai lähtöaineistona esim. harjualueen vedenjohtavuusvyöhykkeiden rajauksessa).

11 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Geologinen rakenneselvitys TULOKSET 4.1 Kallioperän koostumus, rakenne ja korkokuva Kuortin tutkimusalue kuuluu Savon liuskealueen eteläisimpään osaan ja sen kallioperä muodostuu liuskeista ja gneisseistä kuva 4). Nämä kivilajit kuuluvat Hämeestä Savoon kaareutuvaan svekofenniseen liuskevyöhön. Mäntyharjun kartta-alueella, johon Kuortin tutkimusalue kuuluu, liuskeiden kulku on lähes lännestä itään eli samansuuntainen kuin Hämeen liuskevyöhykkeessä. Alueen kallioperän synty liittyy noin 1900 miljoonaa vuotta sitten tapahtuneeseen svekofenniseen orogeniaan. Kivet ovat alkuperältään turbidiittivirtauksista kerrostuneita hiekka-, siltti- ja savisedimenttejä, jotka ovat kohonneessa lämpötilassa ja paineessa metamorfoituneita fylliiteiksi, kiilleliuskeiksi, kiillegneisseiksi ja migmatiiteiksi. Simonen 1982, Kähkönen 1998) Kuva 4. Tutkimusalueen kallioperä yhdistettynä maanpinnan korkeusmalliin. Suomen kallioperä DigiKP. Digitaalinen karttatietokanta [Elektroninen aineisto]. Espoo. Geologian tutkimuskeskus [viitattu ]. Versio 1.0.

12 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Geologinen rakenneselvitys Kallioperän korkokuvan mallinnus perustuu kairauksiin, kalliopaljastumiin sekä painovoimamittausten ja maatutkaluotausten tulkintoihin. Mallinnettu kallionpinnan korkokuva on esitetty liitteessä 3 ja kallionpinnan viistokuvat liitteessä 4. Kuortin tutkimusalueella kallionpinta on korkeimmillaan alueen luoteisosassa tasolla +120 m mpy N60). Tällä alueella on lukuisia kalliopaljastumia ja alueella oleva vanha maa-ainesalue rajautuu pohjoisosastaan kallioleikkaukseen. Tutkimusalueen länsiosassa kallioalueet ovat tasolla +115 m mpy N60) eteläosassa tasolla m mpy N60). Alimmillaan kallionpinta on pohjavesialueen eteläosassa Multamäen ja Kangaslammin välisellä alueella tasolla m mpy N60). Tällä alueella on lounaskoillinen suuntainen kallioperän painanne, johon harju on kerrostunut. Myös Kangaslampi sijaitsee tässä painanteessa. Pohjavesialueen keski- ja pohjoisosassa kallio on tasolla m mpy N60). Kuva 5. Kalliopaljastuma entisellä maa-ainestenottoalueella Kuortin vedenottamon pohjoispuolella. Kuva A.Eskelinen Kallio on paljastuneena pohjavesialueella sekä luontaisesti että maa-ainesten oton seurauksena kuva 5). Monin paikoin kallio nousee pohjavesipinnan yläpuolelle ja jakaa pohjavesialuetta pienempiin osaalueisiin ja rajoittaa pohjaveden virtausta liite 5 ja liite 6).

13 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Geologinen rakenneselvitys Tutkimusalueen geologisesta rakenteesta ja syntyhistoriasta Kuortin pohjavesialueen geologisen rakenteen ja syntyhistorian selvitys perustuu alueella aiemmin tehtyihin tutkimuksiin sekä geomorfologiseen karttatulkintaan, joita on täydennetty maastohavainnoilla, maatutkaluotausten sedimentologisella tulkinnalla ja kairaustiedoilla. Tutkimusalueen sisäisen rakenteen tulkintaa vaikeuttaa tuoreiden maaperäleikkausten puute. Kuortin pohjavesialue on osa lähes pohjois-eteläsuuntaista katkonaista harjujaksoa, joka alkaa etelässä Jaalasta Toiselta Salpausselältä ja jatkuu tutkimusalueen pohjoispuolella Pertunmaan keskustaajaman kautta Jousanharjulle. Harjujakso päättyy Suontee järveen. Tutkimusalueella harju on noin 1,7 km pitkä ja noin 500 metriä leveä. Harjumuodostuma rajautuu pohjoisessa, lännessä, etelässä ja kaakossa kallio- ja moreenimaastoon, idässä Kangaslampeen ja hienosedimenttikerroksiin. Maisemallisesti harju ei eroa ympäröivästä maastosta, koska merkittävin osa harjusta on ollut maa-ainesten ottotoiminnan piirissä. Kuortin pitkittäisharjumuodostuma on syntynyt sulavalta jäätiköltä virtaavan veden kuljettamasta ja lajittelemista kiviaineksesta. Harjun suunta kuvastaa sulavan jäätikön virtaussuuntaa ja aineksen kerrostuminen on tapahtunut jäätikkötunnelissa tai railossa. Virtausta ja aineksen kerrostumista on ohjannut harjun länsipuolinen kallioalue. Karkein lajittunut aines karkea hiekka, sora ja kivinen sora) on kerrostunut kallioperän lounas-koillinen suuntaiseen painanteeseen. Koska Kuortin alueella ei ole tuoreita maaleikkauksia, muodostuman synnyn aikaisista olosuhteista ei voi tehdä tarkempia päätelmiä. Myöskään maatutkaluotausprofiileilta ei ollut tulkittavissa harjun syntyolosuhteita selvittäviä sedimenttirakenteita. Kuvassa 6 on esitetty leikkausprofiili harjun pituussuunnassa etelä-pohjoissuuntaisesti. Leikkausprofiilin sijainti on esitetty liitteessä 2. Kaaviollisessa leikkauksessa voidaan havaita kallioperän pinnanmuotojen jakavan pohjavesimuodostuman pienempiin osa-alueisiin. Leikkaukseen tulkitut maalajit perustuvat alueella tehtyjen kairausten maalajihavaintoihin.

14 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Geologinen rakenneselvitys Kuva 6. Painovoimamittausten, kairausten ja maatutkaluotausten perusteella laadittu kaaviollinen leikkaus maaperän rakenteesta ja kallionpinnan korkokuvasta harjun pituussuuntaisessa poikkileikkauksessa A-A. Leikkauksen sijainti on esitetty liitteessä Pohjavedenpinnan taso, virtaussuunnat, pohjavesivyöhykkeen paksuus ja pohjavettä suojaavan irtomaakerroksen paksuus Tutkimusalueen havaintoputkista, tulkituista maatutkaluotauksista ja luonnonvesipinnoista saatujen tasotietojen perusteella interpoloitu pohjaveden pinnankorkeusmalli on esitetty liitekartassa 5. Liitekartassa 6 on esitetty pohjaveden kyllästämän maapeitteenpaksuus ja liitekartassa 7 pohjavettä suojaavan irtomaakerroksen vajovesivyöhykkeen) paksuus. Kuortin pohjavesialue on osa pitkää ja katkonaista, lähes pohjois-eteläsuuntaista harjujaksoa, joka kulkee pohjoisesta Jousanharjulta Pertunmaan kuntakeskuksen kautta Kuorttiin. Pohjavesialueella sijaitsee vedenottamo, josta nykyään otetaan suurin osa Pertunmaan kunnan vedestä. Luvan mukaisilla ja nykyisillä vedenottomäärillä, osa vedenottamolta käyttöön saatavasta vedestä on Kangaslammesta rantaimeytyvää vettä. Pohjavesimuodostuman antoisuudeksi on arvioitu 300 m³/d. Kuortin pohjavesialueella on rautapitoisia horisontteja, jotka häiriintyvät liian voimakkaan vedenoton seurauksena ja pohjaveden rautapitoisuus kohoaa. Kohonneita rauta- ja mangaanipitoisuuksia on todettu pohjavesialueella tehdyissä vedenhankintatutkimuksissa. Lisäksi vedenottamolla ja pohjavesialueella on todettu kohonneita liuotinaineiden pitoisuuksia, joiden päästölähde ei ole toistaiseksi selvinnyt POVET).

15 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Geologinen rakenneselvitys Kuva 7. Kuortin vedenottamoalue. Kuva A.Eskelinen Vaihtelevalla tasolla oleva kallionpinta jakaa Kuortin pohjavesimuodostuman erillisiin pohjavesialtaisiin joiden välinen virtaus on vähäistä tai sitä ei esiinny ollenkaan kuva 6). Pohjavesimuodostuman eteläosassa pohjavesi on useammassa havaintoputkessa tasolla +95,6 m mpy N60). Tältä alueelta pohjavedet virtaavat itä-koilliseen kohti Kangaslampea. Suora yhteys pohjoiskoilliseen kohti vedenottamoa katkeaa nyt tehtyjen tutkimusten perusteella pohjavesipinnan yläpuolelle kohoavaan kallionpintaan. Myös maaperässä voi olla pohjaveden virtausta estäviä hienoaineskerroksia, jotka hidastavat pohjaveden virtausta kohti vedenottamoa. Alimmillaan pohjavesi on Kangaslammin länsi-luoteispuolella, missä myös Kuortin vedenottamo sijaitsee. Vedenottamon alueella kuva 7) pohjavesi on tasovälillä +94, ,9 m mpy N60). Vedenottamon etelä-kaakkoispuolella, noin metrin etäisyydellä ottokaivoista, pohjavesi on tasolla +95, ,1 m mpy N60). Kangaslammen vesipinta on noin tasolla +95 m mpy N60). Havainto on POVET -tietojärjestelmästä Vedenottamon länsipuolella olevassa havaintoputkessa pohjavesi on tasolla +98,2 m mpy N60). Pohjavesialueen pohjoisosassa olevassa havaintoputkessa pohjavesi on tasolla +101,5 m mpy N60). Tutkimusalueen pohjoisosaan tehdyistä maatutkaluotauksista voidaan pohjavesi tulkita noin tasolle +102 m mpy N60).

16 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Geologinen rakenneselvitys Pohjaveden virtaus suuntautuu muodostuman eteläosasta itä-koilliseen kohti Kangaslampea. Suora virtaus koilliseen kohti vedenottamo todennäköisesti estyy kalliokynnyksen vuoksi. Vedenottamon pohjoispuolella sijaitsee kalliokynnys, jonka eteläpuolelta vedet virtaavat vedenottamoa kohti ja pohjoispuolelta pohjois-koillisen suuntaan. Vedenottamon länsi- ja lounaispuolelta virtaus suuntautuu kohti vedenottamoa. Huonosta virtausyhteydestä tai kallion rajoittamasta virtauksesta liite 9, painovoimalinja 6) kertoo kuitenkin pohjavesipintojen huomattava ero vedenottamon +94,9 m mpy) ja sen länsipuolisen havaintoputken +98,2 m mpy) välillä. Havaintopaikkojen etäisyys on noin 120 metriä ja vesipintojen ero 3,3 metriä viittaa huonoon hydrauliseen yhteyteen havaintopaikkojen välillä. Myös aiemmissa vedenhankintatutkimuksissa on todettu, että koepumppauksella ei ole ollut vaikutusta Kuortintien länsipuolelle Mikkelin vesipiirin toimisto 1978). Luonnontilassa pohjavesi purkautuisi idässä Kangaslampeen ja siitä koilliseen lähtevän pelto-ojan lähteisiin. Nykyisellä vedenotolla Kangaslammista tapahtuu kuitenkin rantaimeytymistä ja virtaus suuntautuu vedenottamon suuntaan. Pohjavedellä kyllästyneen maapeitteen paksuus liite 5) on suurimmillaan metrin luokkaa muodostuman keskiosissa Kangaslammin länsi- ja lounaispuolella. Kuortin vedenottamon alueella ja vedenottamon lounaispuolella pohjavedellä kyllästyneen maapeitteen paksuus on metrin luokkaa. Pohjavesialueen luoteisosassa kallio on laajalla alueella pohjavesipinnan yläpuolella. Myös vedenottamon pohjoispuolella kallio on pohjavesipinnan yläpuolella estäen pohjavesivirtauksen pohjoisesta kohti vedenottamoa. Pohjavettä suojaavan irtomaakerroksen paksuus liite 6) on suurimmillaan Kangaslammin länsi- ja luoteispuolella m luokkaa. Kuortin vedenottokaivojen alueella, entisellä maa-ainestenottoalueella, irtomaakerroksen paksuus on alle viisi metriä. Maa-ainesten oton seurauksena harjun ydinalueella on laajemmillakin alueilla pohjavettä suojaavan irtomaakerroksen paksuus alle viisi metriä. Harjun liepeillä pohjaveden yläpuolisen irtomaakerroksen paksuus on alle viisi metriä.

17 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Geologinen rakenneselvitys YHTEENVETO Geologian tutkimuskeskuksen Itä-Suomen yksikkö on tehnyt geologisen rakenneselvityksen Pertunmaan kunnassa sijaitsevalle Kuortin vedenhankintaa varten tärkeällä pohjavesialueella ). Tutkimuksissa selvitettiin alueen kallionpinnan korkokuvaa, pohjavedenpinnan tasoa ja virtaussuuntia, harjumuodostuman syntyvaiheita sekä maaperäkerrostumien rakenteen ja aineksen vaihtelua. Tutkimusmenetelminä käytettiin kairauksia, painovoimamittauksia, maatutkaluotauksia ja maastokartoituksia. Kallio- ja pohjavesipintamallit yhdessä maaperämuodostumien syntyvaiheiden tulkinnan kanssa luovat perustan alueen vedenjohtavuuksien ja pohjaveden virtauskuvan määrittelylle. Tutkimusten perusteella alueen kallionpinnan ja pohjavedenpinnan tasosta, pohjavedellä kyllästyneen maapeitteen paksuudesta ja pohjavettä suojaavan irtomaakerroksen paksuudesta on saatu selkeä kuva. Kallionpinta on Kuortin pohjavesialueella korkeimmillaan alueen luoteisosassa tasolla +120 m mpy N60). Tällä alueella on lukuisia kalliopaljastumia ja alueella oleva vanha maa-ainesalue rajautuu pohjoisosastaan kallioleikkaukseen. Tutkimusalueen länsiosassa kallioalueet ovat tasolla +115 m mpy N60) eteläosassa tasolla m mpy N60). Alimmillaan kallionpinta on pohjavesialueen eteläosassa Multamäen ja Kangaslammin välisellä alueella tasolla m mpy N60), missä on lounas-koillinen suuntainen kallioperän painanne, johon harju on kerrostunut. Pohjavesialueen keski- ja pohjoisosassa kallio on tasolla m mpy N60). Vaihteleva kallionpinta jakaa Kuortin pohjavesialueen useisiin pienempiin osa-alueisiin. Etelä-lounaassa sijaitsevassa pohjavesialtaassa pohjavedenpinta on tasolla +95,6 m mpy N60). Tältä alueelta pohjavedet virtaavat itä-koilliseen kohti Kangaslampea. Vedenottamoalueella ja sen lähiympäristössä pohjavesi on tasolla +94,5 +96,1 m mpy N60) ja pohjavesi virtaa kohti ottokaivoja. Vedenottotilanteissa myös Kangaslammista tapahtuu rantaimeytymistä. Pohjavesialueen pohjoisosassa pohjavesi on tasolla +101, m mpy N60) ja pohjavesivirtaa pohjoiseen sekä itään, missä purkautumista tapahtuu pelto-ojien lähteisiin. Suurimmat pohjavesivarastot sijaitsevat pohjavesimuodostuman keskiosassa Kangaslammen länsi- ja lounaispuolella, missä sijaitsevat sekä nykyiset vedenottokaivot että tutkitut vedenottopaikat. Ohuimmat pohjavedellä kyllästyneet maapeitteet sijaitsevat pohjavesimuodostuman luoteis- ja pohjoisosassa, missä kallio on myös monin paikoin pohjavesipinnan yläpuolella. Irtomaakerroksen paksuus on suurimmillaan Kangaslammin länsi- ja luoteispuolella metrin luokkaa. Maa-ainesoton seurauksena laajoilla alueilla harjun ydinalueilla pohjavettä suojaavan irtomaakerroksen paksuus on alle viisi metriä. Myös vedenottamon kohdalla irtomaakerroksen paksuus on alle viisi metriä. KIRJALLISUUS Simonen, A Suomen geologinen kartta 1: : kallioperäkarttojen selitykset/lehdet 3123 ja Mäntyharjun ja Mikkelin kartta-alueiden kallioperä Kähkönen, Y Svekofenniset liuskealueet merestä peruskallioksi. Teoksessa Lehtinen, M., Nurmi, P. & Rämö, T.toim.) Suomen kallioperä.

18 LIITE 1 Lintula Ukonvuori Harjulampi Punainensilta KUORTIN POHJAVESIALUEEN RAKENNETUTKIMUS Tutkimuspistekartta Pohjaveden havaintoputki Jokiranta Kuusimäki. GTK Sillankorva Kairaus Maatutkaluotauslinja Painovoimamittauslinja Vedenhankintaa varten tärkeä pohjavesialue Lammasvuori Noitalansuo Korpela GTK Kuortinkartano Multamäki. KP-parkkipaikka GTK3P3 GTK6P Kangaslampi Mäntylä Tattarimäki Kuortti Koiralampi. KP5 Kankaala. KP4-peltihalli Jokela Heinilä Rekola Pinnunjoki Jokipelto Kpa Mallasmäki Keskisenmutka Karttatuloste GTK Pohjakartta Maanmittauslaitos ja HALTIK Pohjavesialuerajat SYKE 0 0,25 0,5 0,75 1 km mittakaava 1:

19 Lintula Harjulampi Ukonvuori Kuusimäki Punainensilta Jokiranta KUORTIN POHJAVESIALUEEN RAKENNESELVITYS Maaperän korkokuvakartta Kalliomaa Ka) Hiekkamoreeni Mr); Soramoreeni SrMr) Sillankorva Hiekka Hk) ,5 LIITE A' karkea Hieta KHt) hieno Hieta HHt) Korpela Ct Kuortinkartano Multamäki Jokela Kankaala Koiralampi Heinilä Saraturve Ct) pintamaalajina Kalliohavainto Vedenhankintaa varten tärkeä pohjavesialue Ritvala 2009 Vuorela Rekola Mäntylä Kuortti Kangaslampi Koivurinne Kuntop. 0, Noitalansuo Männistö 0, Saraturve Ct) Rahkaturve St) 0 12 A Kpa Mallasmäki Karttatuloste GTK Pohjakartta Maanmittauslaitos ja HALTIK Pohjavesialuerajat SYKE , ,25 0,5 mittakaava 1: ,75 1 km

20 Lintula Lammasvuori Tattarimäki Ukonvuori Kuortinkartano Kuortti Koiralampi Keskisenmutka Jokiranta Noitalansuo Multamäki Mallasmäki Kankaala Kpa Harjulampi >. > Kuntop.... > > > Jokela > > > Kuusimäki Kangaslampi Heinilä. Rekola Korpela Pinnunjoki Punainensilta Sillankorva Jokipelto Mäntylä Vuorela Koivurinne KUORTIN POHJAVESIALUEEN RAKENNESELVITYS Kallionpinnan korkokuva Kallionpinnan taso m mpy N60) Havaintopisteet. > Alle Yli 115 Vedenhankintaa varten tärkeä pohjavesialue Painovoimamittauspiste Kairauspiste kalliovarmistus) Maatutkaluotauksesta tulkittu kallionpinta Maaperäkartoituksen kalliohavainto Karttatuloste GTK Pohjakartta Maanmittauslaitos ja HALTIK Pohjavesialuerajat SYKE 0 0,25 0,5 0,75 1 km mittakaava 1: LIITE 3

21

22 LIITE 5 Lintula Ukonvuori Harjulampi Punainensilta KUORTIN POHJAVESIALUEEN RAKENNESELVITYS Pohjavedenpinta Pohjavedenpinnan taso m mpy N60) Kirkkoaidanniittu 98 Jokiranta. 97 Sillankorva Alle > & Lammasvuori Noitalansuo g > > & & & > Kuntop. Korpela Mäntylä & Yli 100 Pohjavedenpinnan korkeuskäyrät katkoviivalla 0,5 m käyräväli) Pohjaveden virtaussuunta Pohjaveden virtausta rajoittava kallioperän rakenne Vedenhankintaa varten tärkeä pohjavesialue Tattarimäki Kuortinkartano 98 Multamäki. Kuortti Koiralampi &. Kankaala 95 Jokela Rekola Heinilä Pinnunjoki Jokipelto Havaintopisteet Pohjaveden havaintoputki. Kairauksen yhteydessä havainnoitu pohjavesipinta > Maatutkauksesta tulkittu pohjavesipinta Mallasmäki Kpa Keskisenmutka Karttatuloste GTK Pohjakartta Maanmittauslaitos ja HALTIK Pohjavesialuerajat SYKE ,25 0,5 0,75 1 km mittakaava 1:

23 Lintula Ukonvuori Harjulampi Punainensilta LIITE 6 KUORTIN POHJAVESIALUEEN RAKENNESELVITYS Pohjavesivyöhykkeen paksuus Jokiranta Kuusimäki. Sillankorva Pohjavedellä kyllästyneen maaperän paksuus metriä) Kallio pohjavesipinnan yläpuolella > Lammasvuori Noitalansuo > > > Kuntop. Korpela yli Tattarimäki Kuortinkartano Multamäki. Kuortti Koiralampi Heinilä. Jokela Kankaala 95.4 Kangaslampi Rekola Pinnunjoki Jokipelto Mäntylä Pohjaveden virtausta rajoittava kallioperän rakenne Havaintopisteet Vedenhankintaa varten tärkeä pohjavesialue Pohjaveden havaintoputki. Kairauksen yhteydessä havainnoitu pohjavesipinta > Maatutkauksesta tulkittu pohjavesipinta Kpa Keskisenmutka Mallasmäki Karttatuloste GTK Pohjakartta Maanmittauslaitos ja HALTIK Pohjavesialuerajat SYKE ,25 0,5 0,75 1 km mittakaava 1:

24 Lintula Ukonvuori Harjulampi Punainensilta LIITE 7 KUORTIN POHJAVESIALUEEN RAKENNESELVITYS Pohjaveden yläpuolisen irtomaapeitteen paksuus Jokiranta Kuusimäki. > Sillankorva Irtomaapeitteen paksuus metriä) Alle Lammasvuori Noitalansuo > > > Kuntop. Korpela Koivurinne Yli 20 Vedenhankintaa varten tärkeä pohjavesialue Havaintopisteet Tattarimäki Kuortinkartano Multamäki. Kuortti Koiralampi Heinilä. Jokela Kankaala 95.4 Kangaslampi Rekola Pinnunjoki Jokipelto Mäntylä 2009 Vuorela Ritvala Pohjaveden havaintoputki. Kairauksen yhteydessä havainnoitu pohjavesipinta > Maatutkauksesta tulkittu pohjavesipinta Kpa Keskisenmutka Mallasmäki Karttatuloste GTK Pohjakartta Maanmittauslaitos ja HALTIK Pohjavesialuerajat SYKE 0 0,25 0,5 0,75 1 km 100 mittakaava 1:

25

26 LIITE 9

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36 KAIRAUSPÖYTÄKIRJA GM200, DESTIA OY LIITE 10 Tutkimuspaikka Kuortti Tunnus GTK5 Koordinaatit kkj3) x= y= ,4 m sora 5,4-8,6 m kallio Tunnus GTK Koordinaatit kkj3) x= y= ,0 m sora 2,0-3,0 m hiekka 3,0-9,4 m sora 9,4-12,4 m kallio pohjavesi n. 3.5 m syvyydellä Tunnus KP5 Koordinaatit kkj3) x= y= ,0 m sora 2,0-6,2 kallio pohjavesi n. 1.5 kallio Tunnus KP4-peltihalli Koordinaatit kkj3) x= y= ,4 m täyttömaa 1,4-8,2 m sorainen hiekka 8,2-12,0 m kallio pohjavesi n. 2.0 m syvyydellä Tunnus KP-parkkipaikka Koordinaatit kkj3) x= y= ,8 m HHk 2,8-32,6 m kallio

37 MITTAUS- JA ASENNUSKORTTI 2014 Projekti: GTK Kairakone: GM 200 HAVAINNOT Putken numero: Kuortti P 3 Asentaja: J.Torniainen Syvyys putkenpäästpinnan taso Pohjavesi- Pvm. Asiakkaan viite: Puhelin: Puhelin: Asennuspäivä: ,95 95, ,90 95,12 X: ,28 Koordinaatit: Y: ,74 Z: 99,02 Koordinaattijärjestelmä: ETRS-TM35IN, N60 Huom. TASOTIEDOT JA RAKENNE Putken yläpään taso: 100,02 Siivilän alapään taso: 74,02 Putkimateriaali: PEH Putken halkaisija, mm: 60,00 Siivilän rako, mm: Vandaaliputken materiaali: 0.3 Teräs Maanpäällinen putki 1,00 Jatkoputken pituus: 3,00 Siivilän pituus: 22,00 Putken kokonaispituus: 26,00 Wmax = 95,12 Wmin = 95,07 Putki maanpinnasta: 1,00 Maalajit Lisäosat Kyllä X) Syvyys [m] Maalaji Routapanta x 0-25,0 Sr Vandaaliputki x Jatkoputken pituus: 3,0 25,0-28,0 KALLIO Lukko x Suodatinsukka Siivilän pituus: 22,0 Huomautukset Toimivuustesti 1min 3min 5min 10min Maalajit ovat aistinvaraisia Destia Oy Y-tunnus

38 MITTAUS- JA ASENNUSKORTTI 2014 Projekti: GTK Kairakone: GM 200 HAVAINNOT Putken numero: Kuortti P 6 Asentaja: J.Torniainen Syvyys putkenpäästpinnan taso Pohjavesi- Pvm. Asiakkaan viite: Puhelin: Puhelin: Asennuspäivä: ,07 95,49 Huom. Koordinaatit: Koordinaattijärjestelmä: X: ,87 Y: ,85 Z: 108,56 ETRS-TM35IN, N60 TASOTIEDOT JA RAKENNE Putken yläpään taso: 109,56 Siivilän alapään taso: 67,16 Putkimateriaali: PEH Putken halkaisija, mm: 60,00 Siivilän rako, mm: Vandaaliputken materiaali: 0.3 Teräs Maanpäällinen putki 1,00 Jatkoputken pituus: 13,40 Siivilän pituus: 28,00 Putken kokonaispituus: 42,40 Wmax = 95,49 Wmin = 95,49 Putki maanpinnasta: 1,00 Maalajit Lisäosat Kyllä X) Syvyys [m] Maalaji Routapanta x 0-30 Hhk Vandaaliputki x Jatkoputken pituus: 13, Sr Lukko x KarkeaHk Suodatinsukka 37-42,2 Mr 42,2-45 KALLIO Siivilän pituus: 28,0 Huomautukset Toimivuustesti 1min 3min 5min 10min Maalajit ovat aistinvaraisia Destia Oy Y-tunnus

39 Kuortti GM KP1 x=469848,77: y= ,73 Syvyys/m Maalaji Muuta 1,00 Ht Kuivaa 4,00 SrHk Kairattu täryllä. 6,00 KHk Kivetön, märkää. 11,70 Hk Painui helposti. 13,20 Mr? Kovaa. 13,20 KaLo ritys n. 3 m siirtymä, 13 m KaLo Pohjavesi 1.78 m mittarilla) KP2 x=469900,73: y= ,45 Syvyys/m Maalaji Muuta 1,00 HkSr Kiviä. 7,00 SrHk 7,00 Kalo? yritys n. 3 m siirtymä, 5 m Ki. Pohjavesi 3.4 m mittarilla) KP3 x=470050,99: y= ,85 Syvyys/m Maalaji Muuta 6,00 SrHk 7,20 KHk 7,20 KaLo? yritys n. 3 m siirtymä, 5.2 m Ki. Pohjavedestä ei havaintoa. KP4 x=470064,50: y= ,42 Syvyys/m Maalaji Muuta 1,00 KHk Kuivaa 3,00 KHk Pyörittämällä ja painamalla. 5,00 KHk Täryllä. Kiviä 6,00 KHk Tiivistä, kivistä kuivaa. 6,00 eps. ritys 5.1 m, kolmas yritys 4.4 m Pohjavedestä ei havaintoa. KP 5 x=469973,12: y= ,69 Syvyys/m Maalaji Muuta 2,60 Ht Kuivaa. 3,00 SrHk Märkää. 4,70 KHk 4,70 e.p.s Rapakallio? vaalea kivilaji) itys, n. 3 m siirtymä 4.4 m, e.p.s Pohjavesi 2.3 m mittarilla) KP6 x=470015,06: y= ,36 Syvyys/m Maalaji Muuta 5,30 SrHk Märkää 5,30 e.p.s Rapakallio? vaalea kivilaji) itys, n. 3 m siirtymä 5.7 m, e.p.s Pohjavesi 0.37 m mittarilla)