HAVAINTOPUTKIEN SLUG-TESTIT JA MEREEN KULKEUTUVAN FOSFORIMÄÄRÄN ARVIOINTI

Transkriptio

1 LIITE RAPORTTI YARA SUOI, UUSIKAUPUKI HAVAITOPUTKIE SLUG-TESTIT JA EREE KULKEUTUVA FOSFORIÄÄRÄ ARVIOITI Kuva Timo Friman

2 Raportti SISÄLTÖ JOHDATO TULOKSET Slug-testi Pohjaveden pinnankorkeus ja virtaus Fosforin ja fosfaatin pitoisuus moreenikerroksessa LASKETA JOHTOPÄÄTÖKSET LITTEET LIITE SLUG-TESTIE TULOKSET LIITE HAVAITOPUTKIE SIJAITIKARTTA, VIRTAUSSUUAT LIITE POHJAVEDE LAATU HAVAITOPUTKISSA

3 Raportti JOHDATO Yaran tuotantolaitoksella, Uudessakaupungissa (Hanko saari), sijaitsevan kipsikasan eristeseinän ulkopuolella olevissa, moreenikerrokseen siivilöidyissä havaintoputkissa tutkittiin maaperän vedenjohtavuutta slug-testien avulla Testi tehtiin seitsemään putkeen Tutkimuksien tarkoituksena on selvittää savikerroksen alla olevan moreenin hydraulinen johtavuus Hydraulisen johtavuuden, pohjaveden kaltevuuden (gradientti), pohjaveden fosforipitoisuuden ja moreenikerroksen poikkipinta-alan avulla voidaan arvioida moreenikerroksessa mereen kulkeutuvan fosforin määrää ereen kulkeutuvaa fosforimäärää on aiemmin laskettu tilanteessa, jossa louhesalaojan ja tiivisteseinämän rakentaminen oli osittain vielä kesken Sen jälkeen on asennettu lukuisia uusia havaintoputkia, jotka on siivilöity moreenikerrokseen Silloin arvioitiin mereen kulkeutuvan keskimäärin, kg fosforia (fosfaattifosfori) vuorokaudessa Uusien havaintoputkien vedenjohtavuusmittausten, vedenpinta- ja vedenlaatuhavaintojen perusteella saadaan tarkempi käsitys moreenin kautta mereen kulkeutuvasta fosforimäärästä Kaikki korkeudet on ilmoitettu -jäjestelmässä TULOKSET Slug-testi Slug-testit tehtiin seitsemästä pohjavesiputkesta (Liite ) Taulukossa on esitetty Bouwer & Rice menetelmällä lasketut hydraulisen johtavuuden arvot havaintoputkille PLUK, PLUK, PLUK, PLUK ja PE ja Van Der Kampin menetelmällä saatu K-arvo putkelle PLUK Tuloksena saatu K-arvo edustaa putken siiviläosan ympärillä olevaa ainesta (Kuva ) ja myös osittain siiviläosuuden alla olevan kallion K- arvoa Liitteessä on esitetty ko laskentamenetelmien mukaiset suoran sovitukset Havaintoputkesta PLUK ei saatu K-arvoa, sillä pohjavedenpinnan taso ei palautunut lainkaan TAULUKKO Lasketut hydraulisen johtavuuden arvot ja putkitiedot Havaintoputki K-arvo (md) K-arvo (ms) Pohjaveden pinta, m Varsi Siivilä PLUK E- PLUK E- PLUK E- PLUK E- PLUK PLUK E- PE E- Seitsemän tutkimuspisteen perusteella hydraulinen johtavuus vaihtelee jonkin verran Havaintoputkessa PLUK johtavuus on niin pieni, ettei mallisovitusta k-arvon laskemiseksi voitu tehdä Putkessa PLUK on kairaustietojen mukaan noin metrin syvyydellä kalliossa ruhje, josta johtuen K-arvo on selkeästi suurempi kuin muissa havaintoputkissa Putkessa PLUK moreenikerroksen vedenjohtavuus on noin kymmenkertainen muihin pisteisiin verrattuna

4 Raportti Pääosin K-arvot vaihtelevat välillä,e-,e- ms, joka vastaa suhteellisen hyvin vettä läpäisevän moreenin K-arvoa (Kuva ) Putkessa PLUK K-arvo on,e-, joka vastaa rakoilleen graniitin K-arvoa Kuva aaperän ja kallioperän keskimääräisiä K-arvoja (ms) Pohjaveden pinnankorkeus ja virtaus Pohjaveden pinnan tason korkeutta on tarkasteltu vuosilta moreenikerrokseen siivilöityjen havaintoputkien kohdalla Pinnan tasoa on tarkasteltu sekä eristeseinän sisä- että ulkopuolisissa havaintoputkissa (SK=sisäpuolella, UK=ulkopuolella) Liitteessä on esitetty syyskuun pohjaveden pinnat kunkin putkiparin kohdalla ja pohjaveden virtauksen suunta Havaintoputki PE sijaitsee eristeseinän ulkopuolella (noin paalulla ), eikä sillä ole sisäpuolella olevaa putkiparia Vedenkorkeuksien erotuksesta voidaan päätellä pohjaveden virtaussuunta moreenissa kullakin paalulla oin paalulla pohjaveden virtaus on kipsikasalta meren suuntaan ja paalulla päinvastainen, eli virtaus suuntautuu kohti louhesalaojaa Tämä on ymmärrettävää, sillä moreenin päällä ei ole savikerrosta eristeseinän loppupäässä paalulta PL eteenpäin Pohjaveden virtausnopeuteen vaikuttaa K-arvon lisäksi pohjaveden kaltevuus, gradientti Gradientti saadaan kunkin putkiparin pintojen erotuksesta ja putkien etäisyydestä toisiinsa Taulukossa on esitetty kunkin putkiparin vuosien pohjaveden pinnankorkeuden keskiarvo, minimi ja maksimi TAULUKKO Pohjaveden pinnankorkeus eristeseinän sisä- ja ulkopuolella Havaintoputkista paalulla PL ja PL on vain yksi pinnanmittaushavainto () Havaintoputki ka min max PLSK - - PLUK - - PLSK PLUK PLSK PLUK PLSK PLUK - - -

5 Raportti PLSK PLUK PLSK PLUK PE - - Suurin ero pinnankorkeudessa on putkien välillä paalulla PL, PL ja PL Paalulla PL virtaus on kipsikasalta meren suuntaan Havaintoputkissa paalulla PL ja PL virtaus on mereltä kipsikasan suuntaan Pohjaveden virtaukseen vaikuttaa myös merenpinnan korkeus Vedenkorkeus vaihtelee yleisesti kaikilla meriveden korkeuden mittauspaikoilla Suurimman ja pienimmän havaitun vedenkorkeuden välinen ero meressä on yleensä yli kaksi metriä Yleisesti merenpinta on korkeimmillaan joulukuussa ja matalimmillaan huhti toukokuussa Lähimmällä, Rauman, havaintoasemalla merenpinta on vaihdellut vuosien aikana tasolla -, +, (Ilmatieteen laitos) erenpinnan vaihtelu on yleisesti nopeampaa kuin pohjavedenpinnan vaihtelu erenpinnan tason ollessa alempana kuin pohjaveden pinnan taso, on virtaus kipsikasalta meren suuntaan Jos meriveden pinnan taso nousee nopeasti, pohjaveden virtaus meren suuntaan hidastuu tai saattaa jopa pysähtyä hetkellisesti Fosforin ja fosfaatin pitoisuus moreenikerroksessa Liitteessä on esitetty laskennassa käytettyjen havaintoputkien vuosien tarkkailutulokset Taulukkoon on laskettu kunkin putkiparin keskiarvo vuosien kokonaisfosfori- ja fosfaattipitoisuuksista Suurimmat pitoisuudet on havaittu paalulla PL ( mgl ja mgl) ja pienimmät paalulla PL ( mgl ja mgl) TAULUKKO Vuosina otettujen näytteiden kokonaisfosfori- ja fosfaattipitoisuuksien keskiarvot (moreenikerros) Putkista paalulla PL ja PL on otettu vain yksi näyte () Paalu PL PL PL PL PL PL PL fosfaatti-p mgl kokonais-p mgl LASKETA ereen kulkeutuvan fosforin määrän laskemiseen on käytetty ainoastaan sitä aluetta, jossa pohjaveden virtaussuunta on kipsikasalta mereen päin Alue kattaa eristeseinän länsipäässä noin metrin pituisen alueen Laskennassa on käytetty paalulla PL, PL ja PL sijaitsevien havaintoputkien havaintoja ja mittaustuloksia Aiemmin tehtyjen tutkimusten perusteella tiedetään, että moreenikerroksen paksuus vaihtelee eristeseinän alueella välillä, metriä Laskennassa käytetty metrin pituinen alue on jaettu moreenikerroksen paksuuden vaihtelun perusteella kolmeen osaan, josta kutakin osaa edustaa yhden putkiparin havainnot ereen päätyvä fosforimäärä on laskettu kokonaisfosforipitoisuuksista Laskennat voidaan tehdä myös

6 Raportti fosfaattifosforin pitoisuudesta, sillä se ei poikkea juuri kokonaisfosforipitoisuudesta Fosfaattifosforipitoisuuksista laskettu fosforimäärä on seuraavassa esitetty suluissa Paalulla PL sijaitsevien havaintoputkien alueen laajuudeksi eristeseinän suunnassa on määritelty metriä, jossa moreenikerroksen paksuus on keskimäärin noin yksi metri ereen päätyvän kokonaisfosforin määräksi saadaan, kga (, kga) Paalulla PL sijaitsevien havaintoputkien alueen laajuudeksi on määritelty metriä, jossa moreenikerroksen paksuus on keskimäärin, metriä ereen päätyvän kokonaisfosforin määräksi on saatu, kga (, kga) Paalulla PL sijaitsevien havaintoputkien alueen laajuudeksi on määritetty metriä, jossa moreenikerroksen paksuus on keskimäärin, metriä ereen päätyvän kokonaisfosforin määräksi on saatu, kga (, kga) Yhteensä fosforia päätyisi laskelmien mukaan mereen vuodessa kg, eli keskimäärin, kg vuorokaudessa JOHTOPÄÄTÖKSET oreenissa kipsikasalta mereen kulkeutuvan fosforin määrää voidaan arvioida, kun tiedetään moreenin K-arvo, moreenin pohjavedessä havaittu fosforipitoisuus, moreenikerroksen pinta-ala ja pohjaveden virtausnopeus Tutkittujen havaintoputkien hydraulisen johtavuuden välillä on jonkin verran eroja Slug-testien perusteella lasketut K-arvot vastaavat pääosin karkearakeisen moreenin tai siltin K-arvoa Poikkeuksena havaintoputki PLUK, jonka K-arvo on selkeästi suurempi ja vastaa rakoilleen graniitin K-arvoa Tämä johtuu putken kallio-osuudella havaitusta ruhjeesta Lisäksi putkessa PLUK on havaittu korkeampi K-arvo md Tätä tukevat myös kairaushavainnot, joiden mukaan moreenin yläpuolella on silttihiekkakerros kun muissa havaintoputkissa moreenin yläpuolinen kerros on pääosin savea Fosforipitoisuus vaihtelee moreeniin asennetuissa putkissa välillä mgl Suurin pitoisuus on havaittu paalulla PL ereen kulkeutuvan fosforin määrän laskennassa on käytetty paaluilla sijaitsevien moreeniin asennettujen putkien havaintoja ja mittaustuloksia Paalulla PL fosforin määrä on pieni, yhteensä, kga Alue kattaa metriä leveän osuuden metrin tarkasteltavasta alueesta ja moreenikerroksen pinta-ala on noin m Virtausnopeus (, m d) ja fosforipitoisuus ovat tällä kohtaa pieniä, joten fosforin mereen kulkeutuva määrä on selkeästi pienin Paalulla PL fosforin määrä on suurempi, yhteensä, kga oreenikerroksen johtavuus on kymmenkertainen verrattuna paalujen PL ja PL johtavuuteen, mutta virtausnopeus (, m d) ja fosforipitoisuus kohtalainen Tarkasteltava alue on laajuudeltaan pienin, sen leveys on noin metriä ja moreenikerroksen pinta-ala on noin m Paalulla PL fosforin mereen kulkeutuva määrä on selkeästi korkein,, kga Tämä johtuu pääasiassa siitä, että pohjaveden fosforipitoisuus on korkea Lisäksi pohjaveden virtausnopeus (, m d) on tällä tarkasteltavalla osuudella suurempi kuin kahdella edellä mainitulla Osuuden leveydeksi on arvioitu noin metriä ja pinta-alaksi noin m

7 Raportti Yhteensä fosforia arvioidaan kulkeutuvan mereen kga (, tonnia vuodessa), eli noin, kgd Tämä on vain noin puolet aiemmin lasketusta fosforikuormituksesta (, kgd) Laskelma on tarkentunut uusien vedenjohtavuusmittausten, uusien havaintoputkien ja niistä saatujen fosforipitoisuuksien myötä Päivittäinen mereen kulkeutuva fosforimäärä riippuu pohjaveden virtausnopeuden ja virtauksen suunnan vaihtelusta, joka on riippuvainen pohjaveden pinnan ja merenpinnan tason vaihtelusta ja keskinäisestä suhteesta Ts merenpinnan laskiessa pohjavedenpinnan kaltevuus kasvaa ja sen mukana fosforia kulkeutuu hetkellisesti enemmän mereen Vastaavasti merenpinnan noustessa, mereen kulkeutuva fosforimäärä pienenee ämä tilanteet vaihtelevat, mutta laskelmaa voidaan pitää varsin luotettavana ja hyvin keskimääräistä mereen päätyvää kuormitusta kuvaavana Vantaalla marraskuuta Pöyry Finland Oy Elina Anttonen Hydrogeologi Jukka Ikäheimo Johtava asiantuntija

8 Liite LIITEKARTTA PL SS PLSK -, , , US -, PLSK +, PLSK -, +, -, Olemassa oleva geosein G Listty uudet pohjavesiputket, nimetty putkia uudelleen JTTU F Listty mittaukset TAS E Listty mittaukset ja tarkkailuputket TAS D Listty mittaus JTTU C Listty eristeseinlinjan korjausmittaukset JTTU B Listty mittaukset JTTU A Listty mittaukset JTTU Tunn Lukum uutos imim - Pohjaveden virtaussuunta moreeniin siivilöidyissä putkissa -, , + Paineputki vanhasta eristysojasta (sijainti ohjeellinen) + Tyn aikana listty savisulku -, Pvm Tark Kosakyl KortteliTila Pvm Viranomaisen arkistointimerkintj varten Rakennustoimenpide Piirustuslaji Juoksnro Tilaaja, suunnittelukohteen nimi ja osoite Piirustuksen sislt ittakaavat TARKEPIIRUSTUS : Eristeseinlinja pl - Korkeusjrjestelm Eristeseinlinja pl - Louhesalaoja pl - YARAUOI OY KIPSIKASA ERISTESEI UUSIKAUPUKI Suun Pohjavedenpinta, syyskuu Tyn ja piirustuksen n:o uutos PAJTTU Piirt JJIS PYRY FILAD OY Itkonniemenkatu, KUOPIO Puhtaan sadeveden purku Hyv TonttiReknro Puh, Fax Puhtaan sadeveden purku Pivys -, PLUK Y= -, +, PE UK +, PE +, -, + + Pumppaamo + + PE UK PL + K + Pohjavesiputki x S o So Z= ry st ie Ym p S o Oj a Z= Oj a X= +, Y= Pohjavesiputki PE - +, X= Y= S - Pohjavesiputki Loppusijoitusalue +, Tilavuus n m Pohjavesiputki o S S So v Pj e ll si ve e ll ai ht pu -P B,r iti lˆ +, Z= PE UK a oj la Sa Pohjavesiputki +, Pohjavesiputki» +, P) (P - + Z= PE itattu eristeseinlinja Oja PL UK + + Vanerisein+savisein Ylpinta tasolla PL + PL SS + +US , Salaoja ittaus + PL SK PUPPAAO +, PE PL US , PL UK Kipsisein PE + + PL SS PL SS , , PL SK , PL UK X= + PL SS PL US PL K PL+ US +, , PE Paineviemri PL UK PE Puhtaan sadeveden purku PE , PL US , + Olemassa oleva geosein PE TUULIYLLY + Olemassa oleva betonipato Venttiilikaivo + - Y= + + X= Oj a Louhesalaoja V S So-pumppaamo PE PL K +, Pohjavesiputki UK Uusilinja korkeus VJ+ - Liitos viemrilinjaan PEH, VJ Venttiilikaivo , Kaivo HYV TARK Pvm WWEBA- G

9 LIITE BOUWER RICE JA VA DER KAP EETELIE SOVITETUT SUORAT Kuva Havaintoputken PLUK Bouwer & Rice menetelmän sovitettu suora Kuva Havaintoputken PLUK Bouwer & Rice menetelmän sovitettu suora

10 Kuva Havaintoputken PLUK Bouwer & Rice menetelmän sovitettu suora Kuva Havaintoputken PLUK Bouwer & Rice menetelmän sovitettu suora

11 Kuva Havaintoputken PLUK Van Der Kamp menetelmän sovituspiste Kuva Havaintoputken PE Bouwer & Rice menetelmän sovitettu suora

12 YARA, Uusikaupunki LIITE Eristeseinälinjan kallioon ulottuvat havaintoputket Yhteenvetotaulukko tarkkailutuloksista Pöyry Finland Oy fosfaatti-p kokonais-p F Cl SO ph vesipinta mgl mgl mgl mgl mgl +taso PLSK pp PLUK - pp PLSK pp + PLUK pp + PLSK pp + <, ei näytettä

13 YARA, Uusikaupunki LIITE Eristeseinälinjan kallioon ulottuvat havaintoputket Yhteenvetotaulukko tarkkailutuloksista Pöyry Finland Oy fosfaatti-p kokonais-p F Cl SO ph vesipinta mgl mgl mgl mgl mgl +taso PLUK vanha pp + uusi pp + ei näytettä PLSK - pp + PLUK - pp + PLSK - pp + PL UK - pp PL SK - pp +, PL UK - pp PE UK - Vanha pp + uusi pp