POHJAVEDEN VIRTAUSMALLINTAMINEN KOHDEALUEILLA

Samankaltaiset tiedostot
Riskinarviointimenetelmien vertailu kolmessa kohteessa mm. Suvilahdessa, VERIS-hanke

Passiivinäytteenotto pilaantuneiden pohjavesialueiden tutkimisessa ja seurannassa. Heidi Ahkola Suomen ympäristökeskus

RAPORTTI PÄIVITETTY OULUN VESI. Viinivaaran ja Kälväsvaaran pohjavesimallinnus Virtausmallisimulaatiot

Pohjaveden monitoroitu luontainen puhdistuminen (MLP) osana riskinarviointia ja -hallintaa

Pilaantuneiden maa-alueiden kärkihanke

Hallinnon sisäiset pilaantuneiden alueiden neuvottelupäivät

POHJAVESIALUEIDEN RISKIENKARTOITUS JA VIRTAUSMALLINNUS

MIKKELI RISKIPERUSTAINEN MAAPERÄN KUNNOSTUS

Talvivaaran kipsisakka-altaan vuodon pohjavesivaikutusten selvitys

Pintavesilaitoksen riskienhallinta paranee vedenlaatu- ja virtausmallinnuksen avulla

Hanhikankaan rakennetutkimus ja virtausmallinnus

Hydrologia. Pohjaveden esiintyminen ja käyttö

Pirkanmaan Ely-Keskuksen ja Ylöjärven kaupungin välinen aiesopimus Nikron alueen kunnostukseen liittyen

In situ kunnostusmenetelmän valinta MUTKU-PÄIVÄT

Ympäristökelpoisuustyön tulokset ehdotus uusiksi MARA:n raja-

Vesiyhdistyksen te täpäivä Jukka Ikäheimo Pöyry Finland Oy

PILAANTUNEEN MAAPERÄN JA POHJAVEDEN KUNNOSTUS MIKKELIN PURSIALASSA. Timo Massinen

Ojitetuille suometsäalueille soveltuvan hydrologisen mallin kehitys ja sovellus käyttäen automaattista kalibrointia

Pohjavesialueen virtausmallinnus riskinhallinnan tukena, tapaus Pursiala

TAVOITTEENASETTELU KULKEUTUMISRISKIN ARVIOINNISSA. Jussi Reinikainen, SYKE

Pilaantuneiden maa-alueiden kokeiluhanke

Pilaantuneiden maa-alueiden kärkihanke

OULUN VESI Vedenhankintaratkaisun tarkentaminen

Talousvesien mikrobiologisten riskien tunnistaminen ja hallinta (Polaris-projekti)

ENTINEN ÖLJYVARASTOALUE ÖLJYSATAMANTIE 90, AJOS, KEMI

Olkiluodon pohjavesi- ja rakomallinnus. Rakoiluseminaari

TEOLLISEN YMPÄRISTÖN MUUTTAMINEN ASUINKÄYTTÖÖN

DH/Panfur. Demonstraatiohanke: klooratuilla liuottimilla pilaantuneen maaperän ja pohjaveden riskienhallinta

Riskinarvioinnin tarkastaminen

Tavasen Pälkäneen tutkimusten loppuraportin arvointi. Valkeakoski-opiston luentosali, Ari Nieminen, Valkeakoski

CASE HANASAARI HAASTAVA ALUERAKENNUSKOHDE

TOIMINNAN ILMOITUSVELVOLLISUUS JA VIRANOMAISEN TOIMIVALTA

Pilaantuneiden alueiden neuvottelupäivä Maaperä kuntoon-ohjelma

Pilaantuneiden maa-alueiden kokeiluhanke

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Pohjavesi -yksikkö Kuopio GTK/83/ /2018. Maatutkaluotaukset Kankaalassa Vuokatin pohjavesialueella

Kehtomaan pohjavesialueen luokitteluun liittyvä selvitys. pohjavesialue , SODANKYLÄ

CityGeoModel Jori Lehtikangas. Avoin geotietomalli kaupunkeihin. Geotekniikkainsinööri, DI Tampereen kaupunki

VANHA PORVOONTIE 256, VANTAA RUSOKALLION POHJAVESISELVITYS

SEKAPILAANTUNEEN TEOLLISUUSKIINTEISTÖN KUNNOSTUSMENETELMÄT POHJAVESIALUEELLA CASE YLÖJÄRVI JUKKA HUPPUNEN. Saurion vo. Kohde POHJAVEDEN SUOJELU

TERVEYS- JA YMPÄRISTÖRISKIEN ARVIOINTIMENETELMIEN VERTAILU VERIS-projekti. Auli Kuusela-Lahtinen, VTT

Jätehuoltotyöjärjestelmä käytännössä

KESTÄVÄT JA INNOVATIIVISET PIMA KUNNOSTUKSET -TYÖPAJA

Kohde käsittää vireillä olevan asemakaavan 8255 Hervantajärven kaupunginosassa Tampereen kaupungin kaakkoisosassa, Ruskonkehän eteläpuolella.

ROVANIEMEN ALUEEN ASEMAKAAVOITUS, POHJANOLOSUHTEIDEN MAAPERÄN SELVI- TYS - VENNIVAARA

Geoenergia ja pohjavesi. Asmo Huusko Geologian tutkimuskeskus GTK

TOIMIALATIEKARTTA KESTÄVÄN PIMA RISKIENHALLINNAN KEHITTÄMISEKSI Pilaantuneiden maa-alueiden kokeiluohjelman päätösseminaari Aura Nousiainen 1.10.

Tarvittaessa laadittava lisäselvitys pohjavesien ominaispiirteistä

Mikkeli, Pursiala Rakennemalli ja pohjavedenvirtausmalli Polaris-hanke Arto Hyvönen, geologi (GTK)

2. MAASTOTUTKIMUKSET Tutkimusalue ja poraustulokset Pumppaustulokset Vedenottoalueen suojelu 5 3. YHTEENVETO 5

YMPÄRISTÖLUPAVIRASTO Nro 50/2004/1 Dnro LSY-2004-Y-171 Helsinki Annettu

Alustava pohjaveden hallintaselvitys

HAUSJÄRVEN KUNTA PIHONKAARTEEN RAKEN- NETTAVUUSSELVITYS. Vastaanottaja Hausjärven kunta. Asiakirjatyyppi Raportti. Päivämäärä 30.6.

Seinäjoki/ Kunnostusojitus pohjavesialueilla. Tuomo Karvonen

GEOPALVELU OY TYÖ N:O SKOL jäsen

Ampumarata ympäristöturvallisuuden näkökulmasta. Outi Pyy, Suomen ympäristökeskus Turvallinen ampumarata -seminaari

MUTKU-päivät Käytöstä poistettujen kaivannaisjätealueiden tutkiminen Kari Pyötsiä Tampere Kari Pyötsiä Pirkanmaan ELY-keskus

IMEYTYSKAIVOJEN KÄYTTÖ TEKOPOHJAVESIHANKKEISSA. Ympäristö- ja yhdyskunta-alan messut 6. lokakuuta 2010 Riku Hakoniemi

Ilmansaasteiden haittakustannusmalli Suomelle IHKU

TAMPEREEN KAUPUNKI

Pohjois-Tammelan järvien tulvavesien ja alimpien vedenkorkeuksien tasaaminen, vesistömallinnus

KAICELL FIBERS OY Paltamon biojalostamo

MAAPERÄSSÄ ESIINTYVIEN HAITTA-AINEIDEN

Ovatko vesistöjen mikrobiologiset ja kemialliset saasteet uhka terveydelle? Ilkka Miettinen

VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA. Lauri Karppi j SATE.2010 Dynaaminen kenttäteoria DIPOLIRYHMÄANTENNI.

Pohjaveden suojelu Pohjois- Savossa

HOLLOLAN KUNTA, KUNTOTIE, RAKENNETTAVUUSSELVITYS

Elinkeino-. liikenne- ja ympäristökeskus

POHJAVEDEN IN SITU PUHDISTAMINEN UUDELLA MENETELMÄSOVELLUKSELLA

Puolustusvoimien vaatetuskorjaamo: maaperän ja pohjaveden in situ kunnostus Säkylässä

Konsernipalvelut/Tekniset palvelut

Kotirinteen kaava-alue Alueellinen pohjatutkimus Nummela POHJATUTKIMUSLAUSUNTO. Työ 3414/09

Perfluorattujen alkyyliyhdisteiden (PFAS) ympäristötutkimukset ja riskinarviointi - PFARA

Hankkeen taustaa. Viemäriverkoston vauriot pohjavesialueella VAURI-hanke. Janne Juvonen, SYKE Vesihuolto

MALLIT VESIJÄRJESTELMIEN TUTKIMUKSESSA

Asemakaava nro 8570 ID Tammelan stadion. Rakennettavuusselvitys

Päätös ympäristönsuojelulain (527/2014) 136 :n mukaisesta pilaantuneen maaperän ja pohjaveden puhdistamista koskevasta ilmoituksesta

Juurikankaan pohjavesialueen luokitteluun liittyvä selvitys Pohjavesialue INARI

POAKORI KEMIALLISESTI HUONOSSA TILASSA OLEVIEN POHJAVESIALUEIDEN KOKONAISVALTAINEN RISKINHALLINTA LIISA KOIVULEHTO, ESA ROUVINEN, KIMMO JÄRVINEN

Lankilan Metsäkulman alue Alueellinen pohjatutkimus POHJATUTKIMUSLAUSUNTO. Työ 3401/09

Kansallinen PIMA tutkimus- ja kunnostusohjelma. MUTKU-päivät 2017 Projektipäällikkö Kari Pyötsiä

Kristiinankaupungin kaupunki

Pohjavesinäytteenoton suunnittelu ja näytteenottomenetelmät

HÖGBERGET, MAA- AINESTOIMINNAN YVA LIITE: POHJAVESIMAL- LINNUS

Ohje teollisuuspäästödirektiivin edellyttämää perustilaselvitystä varten

Harjoitus 3: Hydrauliikka + veden laatu

Kaavoitus ja pohjavedet. Hydrogeologi Timo Kinnunen Uudenmaan ELY-keskus Luonnon- ja vesiensuojelun yksikkö

VOC-YHDISTEIDEN PUHDISTAMINEN MAA- JA POHJAVEDESTÄ INNOVOC-MENETELMÄLLÄ

Antti Pasanen, Anu Eskelinen, Jouni Lerssi, Juha Mursu Geologian tutkimuskeskus, Kuopio

POHJATUTKIMUSRAPORTTI

LAUSUNTO ALUEEN PERUSTAMISOLOSUHTEISTA

TUTKIMUSRAPORTTI Lintuvaara

PUTKI FCG 1. Kairaus Putki Maa- Syvyysväli Maalaji Muuta näyte m Sr Kiviä Maanpinta m Sr. Näytteenottotapa Vesi Maa

Geologiset rakenneselvitykset ja haavoittuvuusanalyysit pohjavesiyhteistarkkailun suunnittelun työkaluna

NURMIJÄRVEN KUNTA KLAUKKALA, LINTU- METSÄN ALUE RAKENNETTAVUUS- SELVITYS

SUVILAHTI: Kaasulaitoksen alueen kunnostus alkaa! Kari Koponen, FT

PFARA-projektin tuloksia

Kuva 1. Ilmakuvassa esitetty massanvaihtoalue.

JANAKKALAN KUNTA OMAKOTITALOTONTTIEN RAKENNETTAVUUSSEL- VITYS: TERVAKOSKI 601

POHJAVEDEN TARKKAILUSUUNNITELMA

PIUHA Pilaantuneiden teollisuusalueiden uudelleen käyttöönottohanke MUTKU Teija Tohmo

Transkriptio:

POHJAVEDEN VIRTAUSMALLINTAMINEN KOHDEALUEILLA Passiivinäytteenotto pilaantuneiden pohjavesialueiden tutkimisessa ja seurannassa - Seminaari 9. huhtikuuta 2019 Riku Hakoniemi

YLEISTÄ: MIKÄ ON POHJAVEDEN (NUMEERINEN) VIRTAUSMALLI Tietyn rajatun alueen pohjavesiolosuhteita kuvaava numeerinen malli. ( Pohjavesimalli -termiä käytetään usein synonyyminä) Virtausmallin rakenteen muodostavat solut solut muodostavat hilaverkon Soluille ja hilaverkolle annetaan dimensiot hilaverkon sijainti ja dimensiot vastaavat usein todellisia luonnonolosuhteita (esim. Irtomaapeitteen päällekkäiset kerrokset kuvataan erillisinä päällekäisinä hilaverkkoina). Soluille annetaan kohteen todellisia ominaisuuksia kuvaavia lukuarvoja (parametreja) esim. tehokas huokoisuus ja hydraulinen johtavuus (K-arvo). Lisäksi soluille voidaan antaa tiettyjä malliteknisiä erityisominaisuuksia esim. asetetaan pohjaveden pinnan +taso solussa vakioksi, tai asetetaan pohjavesi poistumaan solusta tietyllä +tasolla. RIKU HAKONIEMI 2

Todelliset olosuhteet Virtausmallin hilaverkko Virtausmallin rakennekerrokset Yksittäinen mallisolu 4 kerrosta RIKU HAKONIEMI 3

YLEISTÄ: HAITTA-AINEEN KULKEUTUMISEN MALLINTAMINEN Haitta-aineen kulkeutumisen mallintamisen alustana toimii pohjaveden numeerinen virtausmalli ( pohjavesimalli ), johon haitta-aineet lisätään. Numeerinen virtausmalli voidaan räätälöidä nimenomaan haitta-aineiden kulkeutumisen mallintamista varten, toisaalta myös olemassaolevia (muita käyttötarkoituksia varten laadittuja) virtausmalleja voidaan käyttää haittaaineiden kulkeutumisen mallintamiseen. Haitta-aineen kulkeutumisen mallintamisen alustana pohjaveden numeerinen virtausmalli Virtausmallia koskevat epävarmuudet heijastuvat suoraan haitta-aineiden kulkeutumismalliin. Tästä syystä on ensiarvoisen tärkeätä, että alustana toimiva virtausmalli on mahdollisimman luotettava (ts. kuvaa kohteen todellisia olosuhteita parhaalla mahdollisella tarkkuudella). RIKU HAKONIEMI 4

POHJANKORPI, KOUVOLA Klooratuilla liuottimilla pilaantuneen maaperän ja pohjaveden riskienhallinta (Pirkanmaan ELY-keskuksen toimeenpanema demonstraatiohanke). Demonstraatiohankkeeseen sisältyi PIMA-kohteen maaperän ja pohjaveden tutkiminen, riskienhallinnan suunnittelu sekä kunnostaminen. Pöyry toimi urakoitsijan (Nordic Envicon Oy) asiantuntijana pohjavesikysymyksissä. Pohjankorven pohjavesialueelle sijoittuvassa PIMA-kohteessa entinen pesula, jonka maaperässä ja pohjavedessä kloorattuja liuottimia. Kohteesta laadittiin 3D geologinen rakennemalli (ohjelmat: ArcGIS ja Surfer). Pohjaveden virtausmalliohjelmistona: Processing Modflow PCE:n (tetrakloorieteeni) kulkeutumista simuloitiin Modular Three-dimensional Multispecies Transport Model-ohjelmalla (MT3DMS). Kulkeutumismalli huomioi advektion, dispersion ja sorption. RIKU HAKONIEMI 5

CASE: POHJANKORPI, KOUVOLA RIKU HAKONIEMI 6

VIRTAUSMALLIN RAKENNE (POHJANKORPI, KOUVOLA) Kalliopinta ja sen päällä sijaitseva moreenikerros. RIKU HAKONIEMI 7

VIRTAUSMALLIN RAKENNE (POHJANKORPI, KOUVOLA) Kalliopinta ja sen päällä sijaitseva moreenikerros. + pohjaveden havaintoputket RIKU HAKONIEMI 8

VIRTAUSMALLIN RAKENNE (POHJANKORPI, KOUVOLA) Kalliopinta ja sen päällä sijaitseva moreenikerros. + pohjaveden havaintoputket + interpoloitu pohjaveden pinnan taso RIKU HAKONIEMI 9

VIRTAUSMALLIN RAKENNE (POHJANKORPI, KOUVOLA) Kalliopinta ja sen päällä sijaitseva moreenikerros. + pohjaveden havaintoputket + interpoloitu pohjaveden pinnan taso + hiekkakerros RIKU HAKONIEMI 10

VIRTAUSMALLIN RAKENNE (POHJANKORPI, KOUVOLA) Kalliopinta ja sen päällä sijaitseva moreenikerros. + pohjaveden havaintoputket + interpoloitu pohjaveden pinnan taso + hiekkakerros + savi / silttikerros RIKU HAKONIEMI 11

VIRTAUSMALLIN RAKENNE VALMIS (POHJANKORPI, KOUVOLA) Pesularakennus RIKU HAKONIEMI 12

VIRTAUSMALLIN KALIBROINTI - POHJAVEDEN PINNAN TASO (POHJANKORPI, KOUVOLA) Residuaalit -2 cm +2 cm RIKU HAKONIEMI 13

KULKEUTUMISMALLIN KALIBROINTI (POHJANKORPI - KOUVOLA) Ensimmäisessä vaiheessa kulkeutumismalli yritettiin kalibroida vuosina 2008 ja 2017 pohjavedestä mitattujen PCE-pitoisuuksien avulla. kulkeutumismallille annettiin PCE:n lähtöpitoisuudeksi pohjaveden havaintoputkista vuonna 2008 mitatut pitoisuudet (interpoloidut arvot mallisoluihin). suoritettiin 9 vuoden mittainen simulaatio, jonka jälkeen verrattiin kulkeutumismallin laskennallisia PCE-pitoisuuksia havaintoputkista vuonna 2017 mitattuihin pitoisuuksiin. Korrelaatio vuonna 2017 mitattujen pitoisuuksien ja kulkeutumismallin laskennallisten pitoisuuksien välillä heikko (PCE-bluumi olisi poistunut alueelta). Tämän perusteella kyseessä ei ollut yksittäinen päästö, vaan pohjaveteen kulkeutuu edelleen PCE:tä esim. vajovesivyöhykkeestä. Toisessa vaiheessa kohteeseen asetettiin pysyvä päästölähde pesularakennuksen pohjoisen ulko-oven läheisyyteen. laskennalliset pitoisuudet vastasivat hyvin todettuja pitoisuuksia, lukuun ottamatta pistettä PF2, jossa laskennallinen pitoisuus oli huomattavasti todettua pitoisuutta pienempi. Virtausmallilla tarkasteltiin, miltä alueelta pohjavesi virtaa pisteeseen PF2 (mikäli advektio määräävä tekijä kulkeutumisessa). Kun tälle virtausreitille rakennuksen pohjoisreunalle asetettiin toinen päästölähde, kalibrointi onnistui hyvin. alueella on siten hyvin todennäköisesti kaksi päästölähdettä. RIKU HAKONIEMI 14

KULKEUTUMISMALLIN KALIBROINTI (POHJANKORPI - KOUVOLA) RIKU HAKONIEMI 15

KULKEUTUMISMALLIN KALIBROINTI (POHJANKORPI - KOUVOLA) Jukin skitsi bluumista RIKU HAKONIEMI 16

PCE:N KULKEUTUMINEN PÄÄSTÖLÄHTEISTÄ RIKU HAKONIEMI 17

MASSAVIRRAT (MASS FLUX - MASS DISCHARGE) Kokonaismassavirta (Mass discharge, M d ) = yksittäisten massavirtojen (Mass flux) summa. Massavirta (Mass flux) µg mg g/m 2 /d kokonaismassavirta tietyssä poikkileikkauksessa = µg mg g/d Pohjaveden virtaussuunta Pohjaveden virtaussuuntaan nähden kohtisuora leikkaus RIKU HAKONIEMI 18

MASSAVIRRAT (MASS FLUX - MASS DISCHARGE) Kokonaismassavirta (M d ) = Virtaama (Q) x Pitoisuus (C). Virtausmalli laskee pohjaveden virtaaman (Q) mallialueen jokaiseen soluun ja kulkeutumismalli laskee haitta-aineen pitoisuuden (C) jokaiseen mallialueen soluun voidaan määrittää kokonaismassavirta (M d ) missä tahansa kohdin mallialuetta. Virtausmallinnuksen laskennalisia massavirtaamia voidaan hyödyntää esim. reaktiivisen seinämän sijoittamisessa. RIKU HAKONIEMI 19

KOKONAISMASSAVIRTA (MASS DISCHARGE) RIKU HAKONIEMI 20

NIKRO, YLÖJÄRVI Klooratuilla liuottimilla pilaantuneen maaperän ja pohjaveden riskienhallinta (Pirkanmaan ELY-keskuksen toimeenpanema demonstraatiohanke). Demonstraatiohankkeeseen sisältyi PIMA-kohteen maaperän ja pohjaveden tutkiminen, riskienhallinnan suunnittelu sekä kunnostaminen. Pöyry toimi urakoitsijan (Nordic Envicon Oy) asiantuntijana pohjavesikysymyksissä. Kohteesta laadittiin 3D geologinen rakennemalli (ohjelmat: ArcGIS ja Surfer). Pohjaveden virtausmalliohjelmistona: Processing Modflow PCE:n (tetrakloorieteeni) kulkeutumista simuloitiin Moludar Three-dimensional Multispecies Transport Model-ohjelmalla (MT3DMS). Tutkittiin reaktiivisen seinämän sijoittamisen vaikutuksia PCE-pitoisuuksiin ja bluumiin. RIKU HAKONIEMI 21

NIKRO, YLÖJÄRVI REAKTIIVINEN SEINÄMÄ RIKU HAKONIEMI 22

NIKRO, YLÖJÄRVI REAKTIIVINEN SEINÄMÄ REAKTIIVINEN SEINÄMÄ RIKU HAKONIEMI 23

MASSAVIRRAT: VIRTAUSMALLI VS. IFLUX Virtausmallisimulaatioiden suorittamisen jälkeen alueella on tutkittu pohjaveden virtausta ja PCE:n kulkeutumista passiivinäytteenottimien (iflux) avulla. Lisäksi alueelle on asennettu uusia pohjaveden havaintoputkia / otettu pohjavesinäytteitä. Virtausmallin rakennetta päivitään uusien kairaustietojen ja passiivinäytteenottomien sijainnin perusteella (maalajit, kalliopinnan taso, mallikerroksien sijainti suhteessa passiivinäytteenottimien sijaintiin). PCE-bluumin sijaintia tarkennetaan uusimpien pohjavesinäytetuloksien avulla = uusi PCE:n lähtökonsentraatio mallisoluihin. Suoritetaan simulaatioita, joissa tutkitaan PCE-bluumin kulkeutumista ja määritetään laskennalliset massavirrat. Virtaus- / kulkeutumismallin laskennallisia massavirtoja verrataan passiivinäytteenottimien avulla määritettyihin massavirtoihin. RIKU HAKONIEMI 24

JOHTOPÄÄTÖKSIÄ, AJATUKSIA JA ONGELMOINTIA Mikäli numeerinen pohjaveden virtausmalli on epäluotettava, haitta-aineen kulkeutumisen mallintamista ei välttämättä kannata suorittaa (riippuu siitä, miten virtausmalli toimii sillä alueella, jolla haitta-aineiden kulkeutumista mallinnettaan). Kulkeutumismallin kalibroinnin edellytyksenä on, että päästön luonne, sekä haittaaineen pitoisuudet ja spatiaalinen jakautuminen tunnetaan mahdollisimman hyvin (kertaluonteinen päästö / jatkuva päästö, yksi päästölähde / useita päästölähteitä, bluumin sijainti ja rajautuminen). Mihin kulkeutumismallin parametrit (dispersio, K d ) perustuvat (trial and error / automaattinen estimointi, taulukkoarvot / kirjallisuudesta, kenttäkokeet tai labrakokeet)? Miten numeerisen virtausmallin rakenteessa otetaan huomioon kulkeutumismallin tarpeet (solukoko, kerrosten lukumäärä, havaintoputkien siivilän sijainti jne.)? Mikäli numeerinen virtausmalli monimutkainen (esim. useita kerroksia), miten parametrisointi tapahtuu (mistä esim. eri kerroksien parametrit)? Virtausmallin / kulkeutumismallin pohjaksi tarvitaan tutkimustietoja (kairaukset, havaintoputket, pohjaveden laatu), toisaalta mallinnuksen tulokset saattavat osoittaa, että tutkimukset tulisi kohdentaa tietylle alueelle (olisiko järkevää laatia virtausmalli tutkimuksien alkuvaiheessa ja käyttää tutkimuksien kohdentamiseen?). RIKU HAKONIEMI 25

Kiitoksia yleisölle! Consulting. Engineering. Projects. Operations. www.poyry.com