1 MAATUTKALUOTAUSTUTKIMUSRAPORTTI Ritvala, Valkeakoski TJM2017_33_V2/29.5.2017/PÄIVITETTY 11.7.2017 Geo-Work Oy terho.makinen@geo-work.com tel. +358 (0)50 557 9098 Linjalantie 16, 05430 Nuppulinna
2 SISÄLLYSLUETTELO 1. MAATUTKALUOTAUSRAPORTTI: Ritvala, Valkeakoski 1.1 Tehtävä 1.2 Maastotyöt 1.3 Mittauskalusto 1.4 Tulostus 1.5 Pohjavesialueiden luotauksen tulkinnasta 1.51 Menetelmä 1.52 Profiilitulkinta 1.6 Tulkinnat: Ritvala, Valkeakoski 2. Luotauslinjakartat 3. Luotausprofiilit
3 1. MAATUTKALUOTAUSRAPORTTI: Ritvala, Valkeakoski 1.1 Tehtävä Geo-Work Oy suoritti Mitta Oy/ Markku Karhun tilauksesta maatutkaluotauksia Ritvalan alueella Akaalla. Tarkoituksena oli selvittää Pirkanmaan ELY-keskukselle maa- ja kallioperäolosuhteita pohjaveden kulkeutumisen selvittämiseksi. 1.2 Maastotyöt Maastotyöt paikalla suoritettiin 18.5.2017. Linjat pyrittiin luotaamaan tilaajan laatimien suunnitelmien mukaisesti. Kuljetut reitit paikannettiin Garmin GPSMap 64S paikantimella, jonka tarkkuus on muutaman metrin luokkaa tasossa. Reittien sijainti osittain teillä ja poluilla paransi tarkkuutta ja helpotti luotausten toteuttamista. Linjapisteille laskettiin tarkemmat korot käyttäen Maanmittauslaitoksen tietokanta-aineistoa. Korkeusjärjestelmänä on N2000 ja koordinaattijärjestelmänä on TM35FIN. 1.3 Mittauskalusto 1.4 Tulostus Mittauskalustona oli amerikkalaisen Geophysical Survey System Inc:n (GSSI) valmistama SIR-3000 maatutka. Antennina käytettiin GSSI:n 100 MHz:n antennia. Tutkaa käytettiin rinkkatutkana, ja luotaukset tehtiin kävellen minimoiden häiriölähteet. CF-levykkeelle taltioitu tutkatulos siirretään tietokoneelle tulostusta ja tulkintaa varten. Tulkinta ja tulostus tapahtuu jälkikäsittelynä GeoDoctor signaalinkäsittelyohjelmalla. Profiilikuvat on tulostettu pääsääntöisesti 1:400/1:2000 (32m/500m) pysty- ja vaakamittakaavassa. Maatutkaprofiilit ovat aika-asteikossa.
4 1.5 Pohjavesialueiden luotauksen tulkinnasta Tässä kappaleessa pyritään selvittämään maatutkaluotauksen periaatetta hyvin yksinkertaisesti ja lyhyesti, mutta mahdollisimman selkeästi, jotta tulkinnan periaatteista pääsisi kiinni. Tämä lähinnä sen takia, että mikäli tulosta joudutaan myöhemmin tarkastelemaan uudelleen kairauksien ym. uusien tutkimuksien valossa pystyy myös tilaaja mahdollisesti suorittamaan tulkinnan täydentämistä ja parantamista. Maatutkaluotausten tulkinta perustuu ensisijaisesti vuosien tuomaan kokemukseen, nämä tulokset on käyty läpi yhdessä vanhemman konsultin Leevi Koposen kanssa. Tässä yhteydessä on vielä mainittava, että tutkatulos on aina varmasti oikein, tulkitsija voi tehdä virheitä. 1.51 Menetelmä Maatutka (GPR, Ground Penetrating Radar) lähettää antenniyksikkönsä avulla lyhyitä (1-6 nanosekunnin pituisia) sähkömagneettisia pulsseja mitattavaan kohteeseen, maaperään. Nämä pulssit (sähköaallot) etenevät kohteen väliaineessa noin valon nopeudella ja aina väliaineen sähköisesti muuttuvasta rajapinnasta osa lähetetystä aaltoenergiasta palautuu takaisin. Tämän takaisin palautuneen aaltoenergian voimakkuus (amplitudi) ja edestakaiseen matkaan kulunut aika (nanosekuntia) rekisteröidään tutkalaitteiston avulla näytölle ja tallentimelle. Kun tämä tapahtuma suoritetaan liikkeessä, saadaan rekisteröityä kohteesta poikkileikkaus kohtisuoraan antennin lähetyspintaa kohden. Eli vedettäessä tutkan antennia maalla, saadaan maaperän kerrosjärjestyksestä maatutkan informaatioon perustuva poikkileikkauskuva. Tulostettavien havaintopisteiden väli määritellään mittapyörän mittaaman matkaan perusteella ja se on ollut tässä tehtävässä 30 kpl/m. Myös rajapintojen voimakkuus ja syvyys (aika ns) on havaittavissa tulostuneelta maatutkaprofiililta. 1.52 Profiilitulkinta Rajapinta- ja maa-ainestulkinta on tehty Geo-Doctor -ohjelmistolla. Leikkauskuvan yläreunaan on merkitty profiilin tunnusnumero, sidontapisteet ja juokseva paalulukema. Topografiakorjatuissa leikkauskuvissa on korkeustasoa ilmaisevat asteikkoviivat. Profiilissa on maanpintaa eli 0-tasoa ilmaiseva viiva ja aika asteikkoviivat. (HUOM! Syvyysasteikko on tarkka vain kuiville hiekka- ja sorakerrostumille, joskin pohjaveden alaisissa tulkinnoissa kosteus on pyritty huomioimaan eri dielektrisyysarvolla).
5 Profiililla hienomman lajittuneen materiaalin tunnusmerkkinä ovat rauhalliset rakenteet, tummat yhtenäiset välikerrokset. Nämä tummat siistit välikerrokset tulevat hienommista/silttisistä kerroksista, jotka pidättävät itseensä ympäristöään enemmän kosteutta. Näissä kerroksissa sähkönjohtokyky muuttuu huomattavasti muuhun ympäristöön nähden. Tällainen kerros (rajapinta) heijastaa runsaasti sähkömagneettista energiaa takaisin, jolloin se rekisteröityy voimakkaana amplitudina. Tasarakeinen hiekkainen materiaali näyttää profiililta hyvin vaalealta, eikä siinä juurikaan näy rakenteita. Aivan kuten luonnossakin, se on puhtaan näköistä eikä siinä ole pohjaveden lisäksi muita kerroksia, joissa olisi suuria johtavuuden muutoksia. Tämä materiaali sijaitsee yleensä silttisten kerroksien välissä. Mikäli tällaisessa materiaalissa on pohjaveden pinnan taso, on se selvästi havaittava taso. Karkean materiaalin (khk,sr) tunnistaa yleensä profiililta sekaisesta kuvasta, jossa on runsaasti kulmikasta parabeliä ja jyrkkiä rakenteita. Yleiskuvaltaan materiaali on levoton ja hieman "puuromainen". Mikäli karkea materiaali sijoittuu harjuytimeen ja luotauslinja on poikittain jäätikön virtaussuuntaa kohti, reunustavat tällöin karkeaa materiaalia yleensä lievehiekat. Nämä lievehiekkojen rakenteet nousevat molemmilta puolilta karkeamman materiaalin kylkeen. Sorainen materiaali voi joskus sekoittua myös karkeaan moreeniainekseen tai päinvastoin. Yleensä kuitenkin moreeni sisältää enemmän hienoa ainesta, joka tekee siitä profiilikuvalla selvästi tummemman kuin sorasta. Moreenilla pohjaveden pintaa ei ole havaittavissa, ainoastaan heijasteiden paksuudesta voidaan saada viitteitä siitä. Tämä johtuu siitä, että materiaalissa on kapillaari-ilmiö eikä siinä ole selvää kuivan ja märän rajapintaa. Profiileille on kirjainsymboleilla kuvattu maalajeja ja lajittuneessa materiaalissa suuntaa antavaa karkeusastetta: Sa Savi Si Siltti SiHk Siltti hiekka hhk Hieno hiekka Hk Hiekka khk Karkea hiekka srhk Sorainen Hiekka HkSr Hiekkainen sora Mr Moreeni Ka Kallio Tulkintaa luettaessa on huomioitava, että kirjainsymbolit ovat merkitty tukemaan ja selventämään tulkintaa ja antavat viitteen keskimääräisestä karkeusasteesta kyseisellä alueella. Esimerkiksi samalla hiekkaiseksi merkityllä kohdalla voi vertikaalisesti esiintyä myös
6 jotain silttikerroksia ja mahdollisesti myös ohut sorainen välikerros, mutta kuitenkin pääasiassa kokonaisuus on hiekka. Samoin maaaineksessa voi myös olla joukossa kiviä. Moreenin/kalliopinnan ollessa epävarma/kairaamaton, käytetään tekstiä Mr/Ka, varmempana pidettävä kallio on merkitty tekstillä KA?. Harjun lievealueilla saattaa paikoin olla ohuelti savea, joka näkyy profiileissa huomattavana savikerroksen alapuolisten rakenteiden vaimenemisena. Savikerros ei itse erotu erillisenä rajapintana vaan se on tulkittava alapuolisten rakenteiden vaimenemisen perusteella. Ohut siltti tai savikerros ei välttämättä erotu porakonekairauksissa. 1.6 Tulkinnat: Ritvala, Valkeakoski Pohjavesitaso tutkituilla linjoilla erottuu linjoilla pääsääntöisesti vain hyvin heikosti. Pohjavesirajapinta on paikoin hyvinkin hienon maaaineksen takia vaikeasti erotettavissa ja tulkinta on tällöin tehty lähinnä sen alaisten rajapintojen korkeusaseman tarkentamiseksi. Toisaalta karkeammillakin maa-ainesosuuksilla vesipinnat näyttäisi olevan aika syvällä tai niitä ei erotu. Pohjavesirajapinta erottuu vain heikosti muutamilla linjoilla ja se on merkitty sinisellä rajapinnalla profiileihin. Pohjaveden heikko näkyminen ja toisaalta vaihtelevat tasot(?) johtunevat silttisistä/savisista (erityisesti L005 pl 1400-1700) materiaaleista ja mutta myös kalliopinnan tasoista (esimerkiksi linjalla 6). Maa-ainekset alueella ovat pääsääntöisesti harjualueelle tyypillisesti olleet pinnassa hienoa hiekkaa tai hiekkaa ja syvemmällä soraista hiekkaa tai soraa. Nyt tutkitulla alueella on laajoja maaaineksenottoalueita ja erityisesti näillä kohdin on pintahiekat jo otettu. Kalliotulkinnoista varmimpana pidettäviä on L002 alku ja loppu, L003 pl 0-100, L004 pl 530 ja 730, L005 pl 1800, L6 1200-1450, L7 loppuosa. Linjalla 4 näyttäisi olevan jyrkkäsuuntainen hienoaineskerros paalulla 900, joka hyvinkin voi toimia vettä pidättävänä rakenteena. Linjalla 7 kalliopinta erottuu hyvin heikosti, ja maa-aines voi olla hyvinkin karkeaa soraa harjuytimen kohdalla. Kaikkia tulkintoja voidaan tarkentaa tulevaisuudessakin uusien referenssikairausten perusteella. Noudatamme konsulttitoiminnan yleisiä KSE 2013-ehtoja. Tämä päivitys raporttiin on tehty kairauksien K3-K5 tulosten perusteella. Kalliopinnat näyttävät kairausten K4 ja K5 perusteella olevan huomattavan ylhäällä verrattuna aiempiin tulkintoihin. Tämän vuok-
7 si kaikki linjatulkinnat on käyty uudelleen läpi, huomioiden referenssikairauskohdat ja lopputuloksena on päädytty nostamaan kalliotulkintoja lähes kauttaaltaan oleellisesti aiemmasta (linjat L02 ja L03 pysyivät ennallaan). Aiemmat maa-ainesrajapinnoiksi ajatellut tulkinnat on pääosin muutettu mahdolliseksi kalliopinnaksi. Joskus profiilikuvan struktuuri poikkeaa totutusta ja on tehtävä tällainen koko aluetta koskeva tulkinnan muutos. Luonnollisesti kalliopinnan varmistamiseksi suosittelemme runsaampaa referenssikairausmäärää näin laajalle alueelle. Tuusulassa 11.7.2017 Terho Mäkinen Tutkimusinsinööri, Geo-Work Oy
1225 1224 1223 1222 1221 1226 L004> 1227 1220 1228 1219 L001> 1218 1229 1230 1231 1232 1233 L002> _ 1234 1235 1342 1236 1237 1343 1345 1346 1344 1238 1347 1239 1340 1339 1341 1349 1350 1240 1336 1335 1334 1337 1241 1338 L003> 1351 1242 1243 1244 1245 1246 www.geo-work.com 22.5.2017 1:5000 0 50 100 150 200 m
1239 1340 1339 1341 1240 1336 1335 1337 1338 L003> 1334 1241 L005> 1252 1242 1253 1243 1244 1245 1254 1246 1255 1247 1248 1249 1256 1250 1257 1258 1259 1260 1261 1262 1263 1264 1265 1266 1267 1268 www.geo-work.com 22.5.2017 1:5000 0 50 100 150 200 m 1269
1266 1267 1268 1269 1270 1271 L006> 1274 1276 1277 1273 1272 1275 1278 1279 1280 1281 1282 1352 1283 1284 1285 1286 1287 1288 1289 L007> 1324 1290 1325 1291 1326 1292 1327 1329 1328 1293 1294 1295 1296 1297 1298 1299 1300 1330 1301 1302 1331 1332 1333 1303 1304 1305 1306 13 www.geo-work.com 22.5.2017 1:5000 0 50 100 150 200 m
1289 007> 1324 1290 1325 1291 1326 1292 1327 1328 1293 1294 1295 1329 1296 1297 1298 1299 1300 L008> 1323 1330 1301 1331 1302 1322 1332 1333 1303 1304 1305 1306 1307 1308 1321 1320 1310 1319 1309 L009> 1311 1312 1313 1314 1315 1316 1317 www.geo-work.com 22.5.2017 1:5000 0 50 100 150 200 m 1318