Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Vesi- ja ympäristötekniikan Laboratorio. Diplomityö. Oulussa 21.11.2011. Tekijä: Heidi Takalo.

Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Vesi- ja ympäristötekniikan Laboratorio Diplomityö Pohjaveden haavoittuvuusanalyysi (DRASTIC) Kalajoen Kourinkankaan (A) ja Sievin Lähteenkankaan pohjavesialueilla, menetelmän herkkyysanalyysi sekä haavoittuvuusanalyysi osana pohjavesialueiden suojelusuunnitelmia. Oulussa 21.11.2011 Tekijä: Työn valvoja: Heidi Takalo Prof. Bjørn Kløve Työn ohjaajat: FM Jarkko Okkonen DI Päivi Hautaniemi

OULUN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta Osasto Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Tiivistelmä opinnäytetyöstä Laboratorio Vesi- ja ympäristötekniikan laboratorio Tekijä Takalo Heidi Maria Työn valvoja Bjørn Kløve, Professori Työn nimi Pohjaveden haavoittuvuusanalyysi (DRASTIC) Kalajoen Kourinkankaan (A) ja Sievin Lähteenkankaan pohjavesialueilla, menetelmän herkkyysanalyysi sekä haavoittuvuusanalyysi osana pohjavesialueiden suojelusuunnitelmia Oppiaine Työn laji Aika Sivumäärä Vesi- ja geoympäristötekniikka Diplomityö Marraskuu 2011 83 s., 4 liitelehteä Tiivistelmä Pohjaveden haavoittuvuusanalyysi (engl. drastic) on Yhdysvalloissa kehitetty (Aller et al. 1985) ja standardoitu (US EPA) menetelmä pohjaveden pilaantumispotentiaalin arviointiin. Haavoittuvuusanalyysissa pohjavesimuodostuman haavoittuvuusherkkyys arvioidaan seitsemän hydrogeologisen parametrin perusteella: veden etäisyys maanpinnasta (engl. Depth to water), muodostuvan pohjaveden määrä (engl. net Recharge), maaperä (engl. Aquifer media), pintamaa (engl. Soil media), maanpinnan kaltevuus (engl. Topography), vadoosi vyöhyke (engl. Impact of the vadose zone) ja hydraulinen johtavuus (engl. hydraulic Conductivity). Parametrien perusteella voidaan päätellä maanpäällä tapahtuvan kontaminaation kulkeutumisherkkyys pohjaveteen. Kun analyysityökaluna käytetään ArcGISohjelmistoa, saadaan tulokseksi pohjaveden haavoittuvuutta visualisoiva haavoittuvuuskartta. Kartta on priorisoitu drastic indeksin mukaan, joka on pohjaveden haavoittuvuutta ilmaiseva numeerinen arvo. Haavoittuvuusanalyysi on paljon käytetty menetelmä Yhdysvalloissa ja ympäri maailmaa (Niknam et al. 2006, Remesan & Panda 2008, Kabera & Zhaohui 2008, Kaur & Rosin 2009, Asghari Moghaddam et al. 2010). Tiettävästi Suomessa haavoittuvuusanalyysia on aiemmin sovellettu yhdessä tutkimuksessa (Lavapuro et al. 2008). Tässä työssä haavoittuvuusanalyysi tehtiin Kalajoen Kourinkankaan (A) ja Sievin Lähteenkankaan pohjavesialueille. Herkkyysanalyysissa tutkittiin mallin herkkyyttä eri muuttujille. Lisäksi työssä pohdittiin, voidaanko haavoittuvuusanalyysia hyödyntää osana pohjavesialueiden suojelusuunnitelmia. Haavoittuvuusanalyysi kuvaa vain geologisia ja hydrogeologisia olosuhteita, eikä huomioi pohjavesialueella sijaitsevia riskitoimintoja, pohjaveden virtaussuuntia tai vedenottamoiden sijaintia. Jos haavoittuvuusanalyysilla selvitetty pohjavesialueen luonnollinen haavoittuvuus on alhainen lähellä vedenottamoa, on haitta-aineen aiheuttaman riskin suuruus käytännössä indeksin arvoa suurempi, koska haitta-aineen kulkeutuessa ottamolle sille voi nopeasti altistua suuri määrä vedenkäyttäjiä. Vastaavasti pohjavesialueella sijaitsevat riskitoiminnot voivat alhaisen haavoittuvuuden alueellakin aiheuttaa suuren riskin etenkin haitta-ainekuormituksen jatkuessa pidempään. Työn tulosten perusteella ehdotan pohjavesialueiden suojelusuunnitelmamenettelyn ja haavoittuvuusanalyysin yhteensovittamista. Säilytyspaikka Oulun yliopisto, Tiedekirjasto Tellus Muita tietoja

UNIVERSITY OF OULU Faculty of technology Abstract of thesis Department Department of Process and Environmental Engineering Author Takalo Heidi Maria Name of the thesis Laboratory Water Resources and Environmental Engineering Laboratory Supervisor Bjørn Kløve, Professor Groundwater Vulnerability Assessment Using DRASTIC Model in Kourinkangas (A) and Lähteenkangas, Sensitivity Analysis and DRASTIC in Groundwater Protection Plans. Subject Level of studies Date Number of pages Water and Geoenvironmental Engineering Abstract Diploma thesis November 2011 83 p., 4 appendices DRASTIC is a standardized (US EPA) system for evaluating the groundwater pollution potential. The method was developed by Aller et al. (1985) in the United States of America. Hydrogeologic factors which affect and control groundwater movement includes depth to water, net recharge, aquifer media, soil media, topography, impact of the vadose zone and hydraulic conductivity of the aquifer. These factors, which form the acronym DRASTIC, are used to infer the potential for contaminants to enter groundwater. These settings form the basis for the entire system and create units which can be graphically displayed on a map. The relative ranking scheme uses a combination of weights and ratings to produce a numerical value, called the drastic index, which helps prioritize areas with respect to groundwater contamination vulnerability. DRASTIC has been the one of the most commonly used aquifer sensitivity assessment method (Niknam et al. 2006, Remesan & Panda 2008, Kabera & Zhaohui 2008, Lavapuro et al. 2008, Kaur & Rosin 2009, Asghari Moghaddam et al. 2010). The first objective of this study was to evaluate the aquifer vulnerabilities of Kourinkangas (A) in Kalajoki and Lähteenkangas in Sievi. The second objective was to carry out sensitivity analysis and the final objective was to consider if the existing groundwater protection plan method used in Finland could be combined with the drastic method. ArcGIS has been used to overlay and calculate different layers and obtain the vulnerability maps. The drastic index estimates the intrinsic vulnerability of the aquifer to pollution on the basis of determinable geologic and hydrologic parameters. It does not, however, indicate a variety of other parameters such as risk factors situated in the groundwater area, groundwater flow directions nor the positions of the groundwater supplies. Hence, the realistic vulnerability is actually higher close to water supply because large amount of population could be rapidly exposed to the contaminant which reaches the water table. Similarly, the vulnerability depends on the risk factor situated in the groundwater area. These risk factors are estimated in the groundwater protection plan. Based on the results of this study I recommend the drastic method to be utilized in the groundwater protection plans. Library location University of Oulu, Science and Technology Library Tellus Additional information

Alkusanat Diplomityö on tehty Oulun yliopiston Vesi- ja ympäristötekniikan laboratoriossa. Diplomityöntekoa rahoitti Maa- ja vesitekniikan tuki ry. Työn ohjaajia FM Jarkko Okkosta ja DI Päivi Hautaniemeä haluan kiittää asiantuntevista neuvoista ja motivoivista keskusteluista työhön liittyen. Työn valvojaa, professori Bjørn Kløveä kiitän työn tarkistamisesta. Vesikolmio Oy:n Juha Väntäselle kiitokset kirjoittamattomista tiedoista liittyen tutkimusalueisiin. Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskuksesta kiitän Aarne Miettusta ja Hanna Hentilää avusta aineiston keruussa. Kiitos vanhemmilleni ja veljilleni siitä, että voin aina luottaa tukeenne. Kiitos opiskelukavereilleni Tytille, Ninnalle ja Katjalle siitä, että meistä tuli ystäviä. Kiitos perheelleni Juha-Matille, Tomakselle ja Iidalle siitä, että olen onnellinen. Oulussa 21.11.2011 Heidi Takalo

Sisällysluettelo Tiivistelmä Abstract Alkusanat 1 Johdanto... 7 2 Pohjavesigeologia... 9 2.1 Pohjaveden muodostuminen... 9 2.2 Suomen pohjavesimuodostumat... 13 2.3 Pohjaveden laatu ja siihen vaikuttavat tekijät Suomessa... 14 2.4 Haitta-aineiden kulkeutuminen maaperässä... 16 3 Pohjavesialueiden suojelusuunnitelmat... 18 4 Tutkimusalueet... 20 4.1 Valintakriteerit... 20 4.1.1 Kourinkangas, Kalajoki... 21 4.1.2 Lähteenkangas, Sievi... 22 4.2 Aikaisemmat tutkimukset... 24 4.2.1 Kourinkangas A... 24 4.2.2 Lähteenkangas... 27 5 Menetelmä... 31 5.1 Haavoittuvuusanalyysi... 31 5.1.1 Veden etäisyys maanpinnasta (D)... 32 5.1.2 Muodostuvan pohjaveden määrä (R)... 33 5.1.3 Maaperä (A)... 33 5.1.4 Pintamaa (S)... 34 5.1.5 Maanpinnan kaltevuus (T)... 35 5.1.6 Vadoosi vyöhyke (I)... 36 5.1.7 Hydraulinen johtavuus (C)... 39 5.1.8 Painoarvo, luokkaväli, luokka-arvo ja drastic indeksi... 39

5.2 Drastic ArcGIS -ohjelmistolla... 42 5.3 Herkkyysanalyysi... 44 6 Tulokset... 46 6.1 Haavoittuvuusanalyysi... 46 6.2 Herkkyysanalyysi... 61 7 Pohdinta... 64 7.1 Haavoittuvuusanalyysi... 65 7.2 Herkkyysanalyysi... 65 7.3 Haavoittuvuusanalyysi pohjavesialueiden suojelusuunnitelmissa... 66 8 Johtopäätökset... 74 9 Lähdeluettelo... 76 10 Liitteet... 84

1 Johdanto Haavoittuvuusanalyysi (engl. drastic) on Yhdysvalloissa kehitetty (Aller et al. 1985) menetelmä pohjaveden pilaantumispotentiaalin arviointiin ja on Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston (United States Environmental Protection Agency, US EPA) standardoima. Menetelmä kehitettiin, jotta voitaisiin systemaattisesti tutkia hydrogeologisilta ominaisuuksiltaan vaihtelevien pohjavesimuodostumien pilaantumisherkkyyttä jo olemassa olevan tiedon perusteella. Drastic standardoitiin suunnittelijoiden ja viranomaisten tueksi arvioitaessa pohjaveden haavoittuvuutta maanpäällisille päästölähteille. Haavoittuvuusanalyysia voidaan hyödyntää esimerkiksi maan käytön suunnittelussa, selvitettäessä päästöjen vaikutusta pohjaveden laatuun tai ylipäätään hydrogeologisten tekijöiden ja pohjaveden laadun välisen yhteyden ymmärtämisessä. (Aller et al. 1985) Pohjaveden riskianalyysimenetelmänä haavoittuvuusanalyysi on suosittu sekä Yhdysvalloissa että ympäri maailmaa (Babiker et al. 2005, Niknam et al. 2006, Kabera & Zhaohui 2008, Asghari Moghaddam et al. 2010, Voudouris et al. 2010). Suomessa haavoittuvuusanalyysi on vähemmän tunnettu ja menetelmän käyttöönotto vaatiikin soveltamista Suomen oloihin sopivaksi. Suomessa haavoittuvuusanalyysia on sovellettu tiettävästi Virttaankankaan pohjavesialueella (Lavapuro et al. 2008). Pohjaveden haavoittuvuus eli pilaantumisherkkyys on suhteellinen ja dimensioton käsite, joka ei ole suoraan mitattavissa. Haavoittuvuusherkkyys riippuu esiintymän akviferityypistä, geologiasta ja hydrogeologiasta. (Asghari Moghaddam et al. 2010) Haavoittuvuusanalyysi arvioi pohjaveden pilaantumispotentiaalin seitsemän hydrogeologisen parametrin perusteella: veden etäisyys maanpinnasta, muodostuvan pohjaveden määrä, maaperä, pintamaa, maanpinnan kaltevuus, vadoosi vyöhyke ja hydraulinen johtavuus. Parametrien perusteella voidaan päätellä maanpäällä tapahtuvan kontaminaation kulkeutumisherkkyys pohjaveteen. (Aller et al. 1987) Haavoittuvuusanalyysin käyttö suunnittelutyökaluna on aiheuttanut keskustelua muun muassa menetelmän tarkkuudesta ja todenmukaisuudesta (Rosen 1994, Rupert 2001, Neukum et al. 2008, Frind et al. 2006, Luers et al. 2003). Aiemmissa tutkimuksissa (Liggett & Allen 2010) on selvitetty eritasoisten lähteiden vaikutusta 7

haavoittuvuusanalyysin tuloksiin. Tämän työn herkkyysanalyysissa testattiin mallin herkkyyttä muuttamalla muodostuvan pohjaveden määrää ja hydraulista johtavuutta. Pohjavesien suojelumenetelmänä Suomessa on käytetty koko pohjavesialueen kattavaa suojelusuunnitelmamenettelyä. Suojelusuunnitelmien tavoitteena on tehostaa pohjaveden laadun tarkkailua sekä varautua pohjavesivahinkoihin ja -onnettomuuksiin. Pohjavesialueiden suojelusuunnitelma sisältää pohjavesialueen tarkennetun hydrogeologisen kartoituksen, vedenottamoalueiden ja suojavyöhykkeiden määrittelyn, riskitekijöiden kartoituksen ja arvioinnin sekä ehdotukset tarvittavista suojelutoimenpiteistä ja toimenpiteistä vahinkotapauksissa. (Rintala et al. 2007) Tämän työn tavoitteena on selvittää Pohjois-Pohjanmaalla sijaitsevien Kalajoen Kourinkankaan (A) ja Sievin Lähteenkankaan pohjavesialueiden pilaantumispotentiaali haavoittuvuusanalyysilla. Herkkyysanalyysin tavoitteena on selvittää yksittäisen muuttujan vaikutusta haavoittuvuusanalyysin tuloksiin. Lisäksi työssä pohditaan, miten menetelmää voidaan hyödyntää pohjavesialueiden suojelusuunnitelmien yhteydessä. 8

2 Pohjavesigeologia 2.1 Pohjaveden muodostuminen Maapallolla oleva vesi kiertää jatkuvasti meren, ilmakehän ja mantereiden välillä (kuva 1). Vesihöyry kulkeutuu tuulten mukana merille ja mantereille aiheuttaen vesi- tai lumisateen muodossa sadantaa. Osa vedestä haihtuu maanpinnasta tai kasvillisuudesta takaisin ilmakehään vesihöyrynä. Osa kulkeutuu pinta- tai pohjavesivaluntana vesistöihin ja lopulta mereen. Veden kiertokulku tapahtuu auringon energian ja maan painovoiman vaikutuksesta. Tästä veden suuresta kiertokulusta maa- ja pohjavedet muodostavat yhden osan. Vesi imeytyy maa- ja kallioperään sadannasta ja pintavesistä tai kastelusta ja tekopohjaveden muodostuksesta. Suurin osa tästä maavedestä palaa takaisin ilmakehään haihtumalla maaperästä ja kasvien kautta, osa kulkeutuu maan pintakerroksissa vesistöihin ja osa suotautuu alaspäin pohjavesikerrokseen. (Airaksinen 1978, 15) Kuva 1. Pohjavesi osana veden kiertokulkua (Korkkaniemi & Salonen 1996, 19). 9

Pohjavesi varastoituu maa- ja kallioperän avoimeen tilaan, kuten halkeamiin ja huokostilaan (Korkka-Niemi & Salonen, 1996). Maa- ja kallioperän huokoset, yleisesti sanottuna ontelot, voidaan jakaa kahteen pääryhmään. Alkuperäiset eli primaariset huokoset ovat muodostuneet geologisten prosessien tuloksina samanaikaisesti kuin maa- ja kallioperä. Sekundaariset ontelot ovat halkeamia, huokosia, rakoja tai erikokoisia tiehyeitä, jotka ovat kehittyneet maan tai kallion muodostumisen jälkeen geologisten tai kemiallisten prosessien tuloksina. (Airaksinen 1978, 38) Maa- ja kallioperässä oleva avoin tila voi olla veden osittain tai täysin kyllästämä. Maan kyllästysasteen, vedenpaineen ja veden liikkuvuuden sekä sitoutumisen mukaan maaperä voidaan jakaa neljään vyöhykkeeseen (kuva 2). (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 35) Kuva 2. Maaperän vesivyöhykkeet (Airaksinen 1978, 45). 10

Juurivyöhyke käsittää maakerroksen, johon kasvien juuret yltävät. Maanpinnan haihdunnan ja kasvien transpiraation vuoksi juurivyöhykkeessä tapahtuu veden liikettä myös ylöspäin. (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 35) Haihdunnan johdosta sadeveden mukana tulleet kemialliset ainesosat rikastuvat. Juurivyöhykkeessä on hygroskooppista, kapillaari- ja vajovettä. Välivyöhyke jatkuu juurivyöhykkeen alareunasta kapillaarivyöhykkeeseen. (Airaksinen 1978, 44) Se voi olla paksuudeltaan kymmeniä metrejä tai puuttua kokonaan, jos veden pinta nousee juurivyöhykkeeseen (Korkka- Niemi & Salonen 1996, 36). Kapillaarivyöhyke eli pohjavesivyöhykkeen kapillaarinen reunus jatkuu pohjavedenpinnasta kapillaarisen nousun verran ylöspäin (Airaksinen 1978, 46). Kapillaarivyöhykkeen paksuus riippuu keskimääräisestä raekoosta. Hienorakeisessa, tasalaatuisessa maalajissa se voi olla yli 3 metriä kun taas karkearakeisissa maalajeissa se voi puuttua lähes kokonaan. (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 36) Juuri-, väli- ja kapillaarivyöhykkeet muodostavat yhdessä maavesi- eli osittain kyllästyneen vyöhykkeen. Pohjavesivyöhyke alkaa pohjavedenpinnasta ja päättyy alhaalla vettä läpäisemättömään kerrokseen. Pohjaveden käytön kannalta tämä vyöhyke on tärkein. (Airaksinen 1978, 44 46) Suomessa maa- ja pohjavesien muodostumiseen vaikuttavat sadanta, haihdunta ja kokonaisvalunta. Vuosisadanta on Etelä- ja Keski-Suomessa yleensä 600 750 mm ja Pohjois-Suomessa 550 700 mm. (Kuusisto 1987, 46) Keskimääräinen vuosihaihdunta on Etelä- ja Keski-Suomessa 350 400 mm ja Pohjois-Suomessa 150 300 mm. Haihdunta pienenee tasaisesti pohjoiseen siirryttäessä. (Airaksinen 1978, 21) Vuotuinen keskivalunta on Suomessa keskimäärin 320 mm (Kuusisto & Seppänen 1987, 16). Hydrologiassa maanpinnalle tulevan veden jakautumista kuvataan vesitaseyhtälöllä (Mälkki 1999, 22): P Q E S (1) missä P on sadanta Q on valunta E on haihdunta ja S on alueelle varastoituneen vesimäärän muutos. Veden imeytymiseen vaikuttaa muun muassa sateen määrä ja kesto, maaston muoto ja kaltevuus, maanpinnan laatu ja kasvillisuus, varsinkin maa- ja kallioperän 11

vedenjohtavuus (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 26). Maaperän vedenläpäisevyyteen vaikuttavat maa-aineksen huokoisuus, maaperämuodostumien rakenne ja kerrosjärjestys. Maalajien huokoisuus on suoraan verrannollinen raekokoon ja lajittuneisuuteen ja kääntäen verrannollinen kokoonpuristumiseen. (Kauranne 1972 ks. Heikkinen 2000, 48) Hydraulinen johtavuus eli vedenläpäisevyyskerroin on kullekin maa-ainekselle ominainen parametri, joka kuvaa veden virtausvastusta huokoisessa väliaineessa (kuva 3). Sen suuruus riippuu huokoisen väliaineen ja nesteen ominaisuuksista. (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 41 43) Kuva 3. Luonnon vedenjohtavuuksia (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 43). Pohjavesi virtaa suuremmasta painekorkeudesta pienempään. Liike kuluttaa energiaa ja pohjaveden pinnan hydraulinen korkeus (H) laskee veden kulkeman matkan (L) kasvaessa. Hydraulinen korkeusero (H) tietyllä matkalla (L) osoittaa virtauksen aiheuttamaa energiatason alenemaa. Tätä sanotaan hydrauliseksi gradientiksi (I). (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 41). Pohjaveden laminaarista virtausta kuvaamaan käytetään empiiristä Darcyn lakia (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 42): Q K A I (2) missä Q on virtaama [m 3 s -1 ] K on hydraulinen johtavuus [m s -1 ] A on maakerroksen poikkipinta-ala [m 2 ] ja I on hydraulinen gradientti. 12

2.2 Suomen pohjavesimuodostumat Suomessa pohjavettä muodostuu kaikkialla. Pohjavesimuodostumaksi eli akviferiksi sanotaan pohjavettä johtavaa ja varastoivaa, täysin vedellä kyllästynyttä vyöhykettä, josta saadaan käyttökelpoinen määrä vettä. Sade- ja pintavedet kerääntyvät pohjaveden muodostumisalueeksi kutsutulta alueelta. (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 40, 52) Pohjavesialueeksi sanotaan aluetta, jossa arvioidaan olevan esimerkiksi yhteiskäyttöön soveltuvia pohjavesivaroja (Mälkki 1999, 102). Akviferit voidaan jakaa vapaisiin ja paineellisiin akvifereihin. Vapaan akviferin pinnalla on ilmakehän paine, eikä sen vedenpinta rajoitu vettä läpäisemättömään maakerrokseen. Vapaan akviferin vesi on vapaata pohjavettä. Jos akviferin yläpinta rajoittuu vettä läpäisemättömään maakerrokseen eli akvikluudiin, on kyse paineellisesta akviferista. Paineellisen akviferin pohjavettä kutsutaan salpavedeksi. (Appelo & Postma 1996, 328) Paineellisen akviferin pinnalla paine on ilmakehän painetta suurempi. Jos pohjavettä pidättävä kerros on ohut ja sen alla on vielä toinen vapaan pohjaveden taso, sanotaan akvikludin päällä olevaa vapaata pohjavettä orsivedeksi. (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 39) Suomen pohjavesivaroista suurin osa (95 %) on huokoisissa, karkearakeisissa sora- ja hiekka-akvifereissa (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 39). Hiekka- ja soramuodostumien vedenjohtokyky on kauttaaltaan hyvä. Näillä harju- ja kangasalueilla sadannasta pohjavedeksi imeytyy 30 60 %. (Airaksinen 1978, 24 25) Moreenimaat ovat Suomen laaja-alaisin maaperän kerrostumatyyppi. Moreenilla on yleensä heikko vedenjohtokyky ja sadannasta vain 10 30 % imeytyy maahan. Savimailla sadannasta pohjavedeksi imeytyy vain 0 10 %. Turvekerrostumiin imeytyy sadannasta vettä runsaimmin (80 90 %), koska pintavalunta on lähes olematon. Koska suoalueilla haihdunta on kuitenkin suurta, pohjavesivalunnan lopullinen osuus on noin 30 40 %. (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 27, 55) Suomen akviferit ovat yleensä pieniä ja kalliokynnysten rajaamia. Suurimmat vapaat akviferit ovat pitkittäisharjuissa ja Salpausselän laajoissa deltakerrostumissa. Pitkittäisharjujen korkeus on yleensä 10 50 metriä ja pituus parhaimmillaan satoja kilometrejä. Pohjaveden päävirtaussuunta on harjun pituussuunta. Harjuakviferit voivat olla antikliinisia eli vettä ympäristöönsä purkavia. Synkliiniseen harjuun pohjavesi virtaa ympäristöstään. Paineellista pohjavettä on pääasiassa harjujen liepeillä saven 13

salpaamana ja Pohjanmaan savipeitteisissä harjuissa varsinkin jokilaaksoissa. (Korkka- Niemi & Salonen 1996, 39 40, 56 57) 2.3 Pohjaveden laatu ja siihen vaikuttavat tekijät Suomessa Arvioitaessa pohjavesivaroja ja pohjaveden käyttöönottoa, on pohjaveden laadulla lähes yhtä tärkeä merkitys kuin sen määrällä. Maassa oleva vesi on peräisin sade- ja lumen sulamisvesistä, joten sadanta on tärkein pohjaveden laatuun vaikuttavista meteorologisista tekijöistä. (Airaksinen 1978, 168) Pohjaveden laatuun vaikuttavat myös geologiset tekijät kuten akviferin struktuuri eli rakenne. Maaperän tekstuurilla eli raekoostumuksella ja huokosominaisuuksilla on myös vaikutusta pohjaveden laatuun. (Airaksinen 1978, 169 170) Struktuuri ja tekstuuri määrittelevät pitkälti pohjaveden viipymän ja vesi-mineraaliaineksen reaktiopinta-alan suuruuden (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 70). Suomen pohjavedet ovat yleensä hieman happamia, hyvin pehmeitä, niukkasuolaisia ja usein ainakin lievästi metalliputkistoja syövyttäviä. Pohjaveden orgaanisen aineksen pitoisuudet sekä rauta- ja mangaanimäärät ovat pieniä. (Mälkki 1999, 115) Valtakunnallisella tasolla poikkeuksellista on pohjaveteen liuenneiden ainesten vähyys. Rannikon ja sisämaan väliset erot johtuvat suolaisen meriveden vaikutuksesta. Meren läheisyys nähdään Suomen rannikkoalueilla pohjaveden sisämaan vesiä korkeampina sähkönjohtavuusarvoina. Savesta, siltistä tai turpeesta koostuva kerros pohjavesiesiintymän päällä aiheuttaa tietynlaiset pohjavesigeologiset olot. Pohjavesi viipyy tällaisissa kerrostumissa tavallista pidempään, veden happi kuluu orgaanisen aineksen hajottamiseen ja kemialliset olot akviferissa muuttuvat hapettavista pelkistäviksi. Pohjanmaan ja lounaisrannikon alunamaat ja humuspitoiset vedet nostavat alueiden pohjavesien sulfaattipitoisuuksia. Korkeita alumiinipitoisuuksia on Suomen etelä- ja lounaisosien pohjavesissä. Korkeat alumiinipitoisuudet liittyvät todennäköisesti savipartikkelien kulkeutumiseen pohjaveteen. Alueellisesti paras puskuri- eli neutraloimiskyky on lounaisrannikon, Ahvenanmaan ja Peräpohjolan vesissä (kalkkikiviaines) ja heikoin Lapissa. Maan geologinen luonne selittää suuren osan Suomen alueellisista vaihteluista pohjavesien koostumuksessa, mutta myös ihmisen toiminta vaikuttaa pohjavesien laatuun. (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 87 90) 14

Ihmisen toiminnat, kuten maa- ja metsätalouden harjoittaminen, teollisuus, kaupunkirakentaminen ja liikenne voivat huonontaa pohjavesien laatua (kuva 4). Ihmisen toiminnan seurauksena maaperään pääsee haitta-aineita, jotka vaikuttavat pohjaveden ominaisuuksiin, mikäli maaperän luonnollinen puhdistuskyky ei kykene niitä pidättämään. Nykyään varsinkin erilaiset öljytuotteet ovat vakava uhka pohjavesien laadulle. Maahan imeytyvässä vedessä on bakteereja ja viruksia, myös patogeenisia. Näiden määrä voi kasvaa esimerkiksi lannoituksen ja jätevesilietteen levityksen johdosta tai huonosti sijoitettujen ja puutteellisesti hoidettujen kaatopaikkojen vaikutuksesta. (Airaksinen 1978, 174) Pohjaveden laatu voi huonontua, vaikka maaperään ei varsinaisesti päästetä haitta-aineita. Tällaisia pohjaveden likaantumisriskiä tai laadun huononemista aiheuttavia toimintoja ovat ojitus, maankaivuu sekä hiekan- ja soranotto. (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 142) Kuva 4. Pohjavedenlaatuun vaikuttavia tekijöitä (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 142). Suomen pohjavesialueista herkimpiä likaantumaan ovat parhaat muodostumamme, koska ne sijaitsevat yleensä karkearakeisten maalajien muodostamissa kerrostumissa. Näissä muodostumissa on suuri vedenläpäisevyys ja siten heikko puskurikyky. (Heikkinen 2000, 55) Erityisen kriittisiä haitta-aineiden kulkeutumisen kannalta ovat glasifluviaalisesta aineksesta muodostuneet harjut, deltat ja sandurit. Ne ovat vedenhankinnan kannalta tärkeimpiä pohjavesivarastojamme, koostuen hyvin vettä läpäisevistä sorista ja hiekoista. (Heikkinen 2000, 49) Suomessa veden laadusta ja sen 15

pysyvyydestä saadaan luotettava kuva vain pitkäaikaisella koepumppauksella (Peltokangas & Mäkelä 1990). 2.4 Haitta-aineiden kulkeutuminen maaperässä Haitta-aineiden kulkeutumista maaperässä säätelevät muun muassa advektio, dispersio, diffuusio, ja haihtuminen. Advektio on liuenneiden aineiden liikkumista veden virtauksen mukana. Advektiota huomattavasti vähämerkityksellisempi kulkeutumismekanismi on diffuusio. (Appelo & Postma 1996, 354 355) Diffuusiossa molekyylit pyrkivät tasoittamaan väliaineen konsentraatioeroja siirtyen väkevämmästä pitoisuudesta laimeampaan. Kun diffuusiolla tarkoitetaan konsentraatioerojen tasoittumista seisovassa vedessä, on dispersio aineen leviämistä ja jakautumista virtausten mukana. Dispersiota tapahtuu virtaussuunnassa ja sitä vastaan poikittaisessa suunnassa. (Appelo & Postma 1996, 349 350) Haihtuminen on merkittävä kulkeutumismekanismi (Appelo & Postma 1996, 297). Sen tehokkuus riippuu maaperän kosteudesta, lämpötilasta ja vedenläpäisevyydestä. Suuri maaperän kosteusprosentti ja korkea lämpötila lisäävät haihtumista. (Heikkinen 2000, 12) Advektioon, dispersioon, diffuusioon ja haihtumiseen vaikuttavat ennen kaikkea maaperän sisältämän veden määrä, maaperän rakenne ja lämpötila. Haitta-aineiden kulkeutuminen on nopeinta hyvin vettä läpäisevissä maissa kuten sora- ja hiekkamaissa, joissa veden virtaus on nopeaa ja reaktiot maaperän komponenttien kanssa vähäisiä. (Heikkinen 2000, 20) Haitta-aineen kulkeutumista maaperässä määrittelee yleensä sorptio (Appelo & Postma 1996, 339). Sorptiolla tarkoitetaan kaikkia niitä mekanismeja, joilla aineet pidättyvät nesteistä kiinteisiin aineisiin. Sorptio eli sidontakapasiteetti hidastaa tai estää kokonaan haitta-aineiden kulkeutumisen pohjaveteen vähentäen aineiden haitallisuutta. Sidontakapasiteetti on suoraan verrannollinen kappaleen ominaispinta-alaan. Toisin sanoen, mitä pienempi raekoko ja suurempi ominaispinta-ala, sitä parempi on haittaaineen pidätyskyky. Savimineraalit, orgaaninen aines, oksidit ja hydroksidit omaavat hyvän sidontakapasiteetin. Karkearakeisilla maalajeilla, kuten hiekalla ja soralla taas on pieni ominaispinta-ala ja pieni sidontakapasiteetti. (Appelo & Postma 1996, 142 149). 16

Pohjaveden kemiallinen koostumus riippuu muun muassa maa- ja kallioperän mineralogiasta, pohjaveden viipymästä ja virtausnopeudesta, sadeveden kemiasta, sekä merellisistä, biologisista ja antropogeenisista tekijöistä (Appelo & Postma 1996, 32 41) Suomessa pohjavesi on yleisesti ottaen elektrolyyttiköyhää eli siinä on vähän liuenneita aineita. Alueellisesti pohjaveden laadussa on kuitenkin runsaasti vaihteluita, riippuen lähinnä maa- ja kallioperän alkuainejakaumista. (Heikkinen 2000, 56 57) Haitta-aineiden puhdistuminen maaperässä ja pohjavedessä perustuu fysikaalisiin, kemiallisiin ja biologisiin prosesseihin sekä niiden yhteisvaikutukseen. Näihin prosesseihin vaikuttavat hydrogeologisten olosuhteiden lisäksi myös muut tekijät, kuten haitta-aineen laatu ja määrä, likaantumisen aste, kesto ja toistuvuus, pohjaveden laatu, lämpötila, Eh-potentiaali ja ph. Pohjaveden puhdistumiseen vaikuttavista tekijöistä tärkeimpiä ovat maaperän laatu, laimeneminen, viipymä maaperässä, pohjaveden ph ja veteen liuenneen hapen pitoisuus (taulukko 1). (Hatva & Suomela 1999, 21) Taulukko 1. Suuntaa antava arvio eri tekijöiden vaikutuksesta pohjaveden puhdistumiseen. (* pieni riippuvuus, ** kohtalainen riippuvuus, *** merkittävä riippuvuus, 0 ei riippuvuutta). (Hatva & Suomela 1999, 22) Laatutekijä Maaperän laatu Laimeneminen Viipymä Pohjaveden ph Pohjaveden happipitoisuus Orgaaninen aines ** *** *** ** 0 Typpiyhdisteet * *** * * *** Rauta * 0 *** ** *** Mangaani * 0 *** *** *** 17

3 Pohjavesialueiden suojelusuunnitelmat Pohjavesien suojelun edistämiseksi Suomessa on käytetty vuodesta 1991 alkaen joustavaa, koko pohjavesialueen kattavaa suojelusuunnitelmamenettelyä (Nylander 2001). Menetelmän joustavuuden, tehokkuuden ja käytännön läheisyyden vuoksi pohjavesialueiden suojelusuunnitelma on nykyisin keskeinen työväline pohjavesien suojelussa (Rintala et al. 2007, 7). Pohjavesialueet luokitellaan käyttökelpoisuuden ja suojelutarpeen mukaan kolmeen luokkaan: vedenhankintaa varten tärkeisiin (luokka I), vedenhankintaan soveltuviin (luokka II) ja muihin (luokka III) pohjavesialueisiin (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 128). Noin 6000 luokitellusta pohjavesialueesta suojelusuunnitelma on laadittu jo lähes tuhannelle (Rintala et al. 2007, 7). Pohjavesialueiden suojelusuunnitelmien tavoitteena on edistää pohjaveden laadun tarkkailua sekä varautua toimenpiteisiin pohjavesivahinkojen ja -onnettomuuksien varalta. Lähivuosina suojelusuunnitelmia tullaan laatimaan ainakin kaikille riskipohjavesialueiksi määritellyille pohjavesialueille. Pohjavesialueiden suojelusuunnitelma sisältää yleensä seuraavat pääkohdat (Rintala et al. 2007, 9): 1. Hydrogeologiset selvitykset ja tutkimukset 2. Vedenottamo- ja suoja-alueiden määrittely 3. Riskitekijöiden kartoitus ja riskinarviointi 4. Toimenpidesuositukset riskien vähentämiseksi 5. Toimenpiteet vahinkotapauksissa. Hydrogeologisissa selvityksissä ja tutkimuksissa tehdään alueen hydrogeologisten ominaispiirteiden yksityiskohtainen tarkastelu (Rintala et al. 2007, 22). Vedenottamo- ja suoja-alueiden määrittelyssä kartoitetaan pohjavesialueen raja. Tätä rajaa pidetään myös suojelualueen rajana (Rintala et al. 2007, 27). Kohdan 3 riskitekijöitä ovat pohjaveden laatua vaarantavat toiminnot, joiden yhteydessä käsitellään, kuljetetaan tai varastoidaan pohjaveden laadun kannalta haitallisia aineita. Riskitekijöitä ovat esimerkiksi eläinsuojat sekä lannan ja tuorerehun säiliöt, lietelannan, virtsan, kuivaamattoman puhdistamolietteen ja sakokaivolietteen levitys, lannoitteiden 18

ja torjunta-aineiden käyttö, viemärit, jätevesien sadetus, maahanimeytys tai muu maaperään pääsy, hulevesien maahanimeytys, öljysäiliöt, vaarallisten aineiden kuljetukset, teiden kunnossapito, maa-ainesten otto ja mahdollisesti pilaantuneet maaalueet. (Rintala et al. 2007, 32) Riskitekijöiden kartoituksessa hyödynnetään jo olemassa olevia viranomaistietoja sekä suoritetaan tiedusteluita ja selvityksiä suoraan tutkittavan alueen maastokohteissa (Mälkki 1999, 184). Suojelusuunnitelmien riskinarviointi on ollut melko subjektiivista ja se on perustunut enimmäkseen asiantuntijanäkemyksiin. Pohjavesialueiden riskinarviointiin liittyy useita erilaisia tekijöitä, minkä vuoksi perinteisillä riskianalyysimenetelmillä ei kyetä määrittelemään alueen kokonaisriskiä. Eri osaalueiden riskien arvioimiseksi voidaan kuitenkin käyttää useita erityyppisiä menetelmiä. (Rintala et al. 2007, 35) Joissakin pohjavesialueiden suojelusuunnitelmissa toiminnot on jaettu jatkotutkimus- ja kunnostustarpeen perusteella riskiluokkiin käyttämällä riskipisteytystä. Pisteytysmenetelmä on yleensä karkea, koska riskitekijöistä löytyy harvoin riittävän yksityiskohtaisia lähtötietoja riskinarviointia varten. Pisteytyksen avulla voidaan kuitenkin nostaa esiin kiireellisimmät tutkimuksia ja kunnostuksia vaativat kohteet. Jatkotutkimus- ja kunnostustarve voidaan arvioida esimerkiksi yksinkertaisen pisteytysmenetelmän avulla, jossa pisteytetään toiminnan sijainti- ja päästöriski. (Rintala et al. 2007, 35) Sijaintiriskin suuruuteen vaikuttavat muun muassa kohteen etäisyys vedenottamosta, pohjaveden syvyys ja pohjaveden virtaussuunta. Sillä pyritään arvioimaan, miten vakavia seurauksia pohjaveden likaantumisella tai pilaantumisella olisi. Sijaintiriskin arviointi perustuu pohjavesialueen hydrogeologisen kartoituksen tuloksiin. Päästöriskinarvioinnissa pyritään selvittämään miten vaarallista haitta-aine on, kuinka paljon ja miten helposti sitä voi tai on voinut päästä maaperään ja pohjaveteen. Alustavassa riskiluokituksessa kohde saa pisteitä jokaisesta muuttujasta ja kohteen lopullinen pistemäärä voi olla joko pisteiden summa tai kaavalla laskettu painotettu arvo. Riskikohteet jaetaan pisteytyksen pohjalta riski- tai kiireellisyysluokkiin. (Rintala et al. 2007, 35) 19

4 Tutkimusalueet 4.1 Valintakriteerit Pohjaveden haavoittuvuusanalyysiin valittiin Kalajoen Kourinkangas ja Sievin Lähteenkangas (kuva 5). Valinta tehtiin olemassa olevan aineiston, alueiden hydrogeologian ja alueilla sijaitsevien riskikohteiden perusteella. Kourinkankaan ja Lähteenkankaan pohjavesialueille on tehty kattavasti aiempia tutkimuksia ja selvityksiä, joita tässä työssä hyödynnetään (Vesihallitus 1974, Huttunen 1987, Oy Vesikolmio 1994, Oy Vesi-Hydro Ab 1994, Breilin 2000, Breilin 2001, Väisänen 2004, Tiehallinto 2009, Aittola & Ruonaniemi 2011a, 2011b). Kourinkankaan pohjavesialueelle on tehty lisäksi pohjaveden virtausmalli (Seppälä 2004) ja Lähteenkankaalle virtauskuvaselvitys (Maa ja Vesi Oy 1992). Pohjaveden virtausmallista nähdään kulkeutuuko pohjaveteen päässyt haitta-aine kohti vedenottamoa ja aiheuttaa siten riskin vedenkäyttäjille vai kulkeutuuko se pohjaveden mukana vedenottamolta poispäin, jolloin haitta-aineen aiheuttama riski on pienempi. Valitut pohjavesialueet poikkeavat hydrogeologialtaan toisistaan, jolloin voidaan tarkastella hydrogeologisten ominaisuuksien vaikutusta tutkimuksen tuloksiin paremmin. Alueilla sijaitsee lisäksi erilaisia riskitekijöitä, joiden sijoittumista suhteessa haavoittuvuusanalyysin tuloksiin työssä voidaan tutkia. 20

Kuva 5. Kourinkankaan ja Lähteenkankaan pohjavesialuerajaukset (Hertta-tietokanta 2011). 4.1.1 Kourinkangas, Kalajoki Kourinkankaan pohjavesialue sijaitsee Kalajoen kaupungin lounaisosassa (liite 1), Rahjan kylässä (karttalehdet: 241309 ja 241312). Alue on luokiteltu vedenhankintaa varten tärkeäksi pohjavesialueeksi (Hertta-tietokanta 2011). Pohjavesimuodostuma jakaantuu pohjois- (A) ja eteläosaan (B). Haavoittuvuusanalyysi tehtiin pohjoisosalla. Alueen kokonaispinta-ala on noin 9,47 km 2 ja pohjaveden varsinaisen muodostumisalueen pinta-ala noin 6,38 km 2. Antoisuudeksi on arvioitu 3600 m 3 /d (Hertta-tietokanta 2011). Alueen hydrogeologiaa kuvataan Ympäristöhallinnon Hertta-tietokannassa (2011) seuraavasti: Kourinkangas on rantavoimien voimakkaasti muokkaama luode-kaakkosuuntainen pitkittäisharju, jota peittävät laajalle levinneet hiekkakerrostumat. Harju on osittain kerrostunut kallioperän heikkousvyöhykkeeseen ja sen aines on pääosin hiekkalajitteita. Harjun ydinosaa on vaikea paikantaa johtuen suurista kerrospaksuuksista. Muodostuma rajoittuu pohjoisessa Pohjanlahteen ja muilta 21

osin moreeni- ja suoalueisiin. Pohjavedet purkautuvat Pohjanlahteen sekä Siiponjokeen. Pohjaveden päävirtaussuunta on pohjoisluoteeseen. Muodostuman rakenne on veden saannin kannalta hyvä. Kourinkankaan A pohjavesialueella on Vesikolmio Oy:n omistamat Siipo II ja Hiekkasärkkäin vedenottamot, joissa vedenotto on jatkuvaa (kuva 6). Vesikolmio Oy:n Vesipostin uudempi vedenottamo toimii varavedenottamona ja vanhempi Vesiposti on poistettu käytöstä. (Aittola & Ruonaniemi 2011a) Kuva 6. Vesipostin (ylhäällä) ja Hiekkasärkkäin (alhaalla) vedenottamoiden ympäristöä. (Kuva: Heidi Takalo) 4.1.2 Lähteenkangas, Sievi Lähteenkankaan pohjavesialue sijaitsee Sievin kunnan keskiosassa Kiiskilän kylässä (liite 2) (karttalehdet: 234208 ja 234211). Lähteenkangas on luokiteltu vedenhankintaa varten tärkeäksi pohjavesialueeksi. Lähteenkankaan pohjavesialueen kokonaispinta-ala on noin 3,42 km 2 ja pohjaveden varsinaisen muodostumisalueen pinta-ala noin 2,3 km 2. Pohjavesimuodostuman antoisuudeksi on arvioitu 1600 m 3 /d. (Hertta-tietokanta 2011) Ympäristöhallinnon Hertta-tietokannassa (2011) Lähteenkankaan pohjavesialueen 22

hydrogeologiaa kuvataan seuraavasti: Muodostuma on luode-kaakkosuuntaisen pitkittäisharjujakson osa, joka jakaantuu kahteen osa-alueeseen. Vedenjakaja sijaitsee muodostuman luoteispäässä ja sen sijainti vaihtelee vedenotosta riippuen. Esiintymän aines on pääosin hiekkalajitteita ja se painuu kaakkoisosastaan hienojakoisten sedimenttien alle. Pohjaveden päävirtaussuunta on kaakkoon ja pohjavettä purkautuu Lähteenkankaan lähteestä sekä ympäröiville soille ja pelloille. Muodostuman rakenne on veden saannin kannalta hyvä. Riskitekijöitä lisäävät kuitenkin maa-aineksenotto sekä peltoviljely alueen vettä hyvin läpäisevällä muodostumisalueella. Muodostuman reunamilla esiintyy orsivesikerros, joka on noin neljä metriä varsinaisen pohjavesipinnan yläpuolella. Lähteenkankaan pohjavesialueen eteläkärjessä sijaitsee Vesikolmio Oy:n Lähteenkankaan vedenottamo (kuva 7). Kuva 7. Lähteenkankaan vedenottamon ympäristöä. (Kuva: Heidi Takalo) 23

4.2 Aikaisemmat tutkimukset 4.2.1 Kourinkangas A Kourinkankaan pohjavesialueella on tehty useita tutkimuksia, joista löytyy pohjaveden pinnankorkeustietoja ja kairaustuloksia (Väisänen 2004, Breilin 2000 ja 2001, Oy Vesi- Hydro Ab 1994, Hertta-tietokanta 2011). Kourinkankaan pohjavesialueelle on tehty myös pohjaveden virtausmalli (Seppälä 2004). Pohjavesimalli on tehty Yhdysvaltain geologisen tutkimuslaitoksen (USGS) kehittämällä MODFLOW-koodilla (Mcdonald & Harbaugh, 1988). Mallin tuloksena on saatu pohjaveden etäisyys maanpinnasta, pohjaveden virtausnopeus ja -suunta. Kourinkankaalla pohjavedellä on kaksi pääpurkautumisaluetta, Siiponjoki ja merenranta. Pohjavesialueen vedenjakaja-alueen eteläpuolella pohjaveden päävirtaus suuntautuu kohti Siiponjokea ja pohjoispuolella kohti merta (kuva 8). Pohjaveden virtausnopeus on suurimmillaan Hiekkasärkät-ottamon länsipuolella 1 3,7 m/d. Hiekkasärkät-ottamolle vesi tulee pääosin etelästä päin, mutta vettä alkaa virrata ottamolle myös pohjoisesta, mikäli ottamoilta otetaan lupien sallimat maksimimäärät vettä. (Seppälä 2004) Kartoista on poistettu vedenottamot Vesikolmio Oy:n pyynnöstä. 24

Kuva 8. Pohjaveden päävirtaussuuntaa osoittavat virtausnuolet Kourinkankaan A pohjavesialueella. (Pohjakartta Maanmittauslaitos lupanro 7/MML/09) Pohjavesialueiden suojelusuunnitelmassa (Aittola & Ruonaniemi 2011a) on tarkat kuvaukset Kourinkankaan pohjavesialueella sijaitsevista riskikohteista, ympäristölupia vaativista toiminnoista, maaperän ja pohjaveden kunnostustoimenpiteistä sekä riskien vaikutuksista pohjaveden laatuun. Seuraavissa kappaleissa on lueteltu pääpiirteittäin Kourinkankaan A pohjavesialueella sijaitsevat riskitoiminnot (liite 3). Kourinkankaan A pohjavesialueella on taaja-asutusta. Alueen taloudet ovat kunnallisen viemäröinnin piirissä. Lisäksi pohjavesialueella on asutusta palvelevia toimintoja: neljä hotellia, viisi ruokapaikkaa, uimahalli ja vesipuisto. (Aittola & Ruonaniemi 2011a, 19) 25

Alueella on kaksi huoltoasemaa. ABC-asema sijaitsee Hiekkasärkkien alueella valtatien E8 varressa. Samalla kiinteistöllä sijaitsee Neste Markkinointi Oy:n automaattiasema. Lastaus Heikki Kärjä Oy:llä on lisäksi polttoaineen jakelupiste. (Aittola & Ruonaniemi 2011a, 21 22) Pohjavesialueen 20 muuntamosta kymmenessä on öljynkeräysallas (Aittola & Ruonaniemi 2011a, 32). Etelänkylässä sijaitsee lentokenttä, jossa on normaalia ilmailutoimintaa ja moottoriurheilua. Valmisbetoniasema sijaitsee Kourinkankaan pohjavesialueen koillisrajalla. Hiekkasärkillä on Kalajoen Lämpö Oy:n biolämpökeskus. Hiekkasärkät Golf Oy:lle on myönnetty vesilain mukainen vedenottolupa golfkentän alueen pohjaveden pumppaamiselle ja kastelulle. (Aittola & Ruonaniemi 2011a, 24 26) Maa-ainesten ottamistoiminnan vaikutus pohjaveden laatuun on yleisesti havaittu alueilla, joilla ottamisalueiden osuus pohjaveden muodostumisalueen kokonaispintaalasta on yli 10 %. Kourinkankaan A pohjavesialueella ottamisalueiden osuus on 4,6 % muodostumisalueen pinta-alasta (Hertta-tietokanta 2011). Lisäksi Kourinkankaan pohjavesialueella on useita vanhoja maa-ainesten ottopaikkoja (Oy Vesi-Hydro Ab 1994). Liikenteestä aiheutuvat pakokaasupäästöt ja liukkaudentorjuntaan käytettävä natriumkloridi sekä mahdolliset vaarallisten aineiden kuljetukset hyvin läpäisevällä pohjaveden muodostumisalueella aiheuttavat pohjavesien pilaantumisvaaraa. Liikenteen päästöt leviävät kapealle alueelle tien ympäristöön. Niiden kulkeutumista maaperässä ja vaikutusta pohjaveteen ei ole juurikaan tutkittu. Kourinkankaan pohjavesialueella on useita vilkkaasti liikennöityjä teitä. Valtatie E8 kulkee pohjavesialueella 4,8 km matkan (kuva 9). Liikennemäärä tieosuudella on noin 7500 autoa/vrk (kvl + kvl raskasliikenne v. 2008). Vaarallisten aineiden kuljetuksia tieosuudella kuljetetaan 1000 2000 tn/viikko. Tieosuudelle on rakennettu bentoniittimatto -pohjavesisuojausrakenne vuosina 1996 1997. (Aittola & Ruonaniemi 2011a, 31) 26

Kuva 9. Valtatien E8 pohjavesisuojaus (vihreällä) ja Kourinkankaan pohjavesialue (katkoviiva) (Tiehallinto 2009). 4.2.2 Lähteenkangas Vesikolmio Oy:n Lähteenkankaan havaintoputkista on mitattu pohjaveden pinnankorkeuksia kuukausittain vuosina 2007 2011. Havaintopisteiden maanpinnankorkeuksien ja havaintojakson keskiarvojen erotuksista saadaan pohjaveden etäisyys maanpinnasta. Pohjaveden pinnankorkeustietoja ja kairaustuloksia löytyy lisäksi useista lähteistä (Vesihallitus 1974, Maa ja Vesi Oy 1987, 1992, Oy Vesikolmio 1994, Herttatietokanta 2011). Lähteenkankaan pohjavesiesiintymän kapea ydinosa kulkee Reisjärvi-Sievi maantien varressa ja osittain sen alla. Ydinosa sisältää sora- ja hiekkakerroksia, joiden paksuus vaihtelee 10 metristä 20 metriin. (Maa ja Vesi Oy 1987) Ympäristön maaperä on moreenia, jonka päällä on silttikerroksia. Paikoitellen siltin päällä on ohuita hiekkakerroksia. (Maa- ja Vesi Oy 1992) 27

Lähteenkankaan pohjavesimuodostuma on verraten loivapiirteinen kohoten korkeimmillaan Hietakankaan kohdalla noin viisi metriä ympäröivää maastoa korkeammalle (Maa ja Vesi Oy 1987). Alueella tehtyjen koepumppausten perusteella hydraulinen yhteys harjun ydinosassa on varsin hyvä. Muodostuman hiekkaisilla reunaalueilla hydraulisen johtavuuden taas todettiin olevan melko pieni. (Maa ja Vesi Oy 1992) Lähteenkankaan vedenläpäisykyky on aivan pintakerroksia lukuun ottamatta hyvä, noin 200 530 l/min (Vesihallitus 1974). Lähteenkankaan virtauskuvaselvityksen (Maa ja Vesi Oy 1992) mukaan harjun kapea ydinosa kerää vettä ympäristöstä ja syöttää päävirtausta vedenottamolle. Muodostuma kerää vettä länsiluoteispuolella olevan Kortonevan suoalueen suunnalta. Pohjaveden päävirtaussuunta on Hietakankaalla lähes pohjois-eteläsuuntainen (kuva 10). Pisteiden 38 ja 39 välinen vedenjakaja-alue on välillä 150 450 metriä pisteestä 38 luoteeseen harjun kulkusuunnassa. Pisteet 106 ja 107 kuuluvat todennäköisesti harjun ytimen ja vedenottamon valuma-alueeseen. Pohjavesi virtaa pisteestä 110 poispäin. Pisteen 109 pohjaveden virtaussuunta ei ole tiedossa. Virtaussuunta riippuu siitä, onko vedenjakaja pisteiden 109 ja 110 vai pisteiden 108 ja 109 välissä. (Maa ja Vesi Oy 1992) 28

Kuva 10. Vesikolmio Oy:n havaintopisteet ja pohjaveden päävirtaussuuntaa osoittavat virtausnuolet Lähteenkankaan pohjavesialueella. (Pohjakartta Maanmittauslaitos lupanro 7/MML/09) Pohjavesialueiden suojelusuunnitelmassa (Aittola & Ruonaniemi 2011b) on tarkat kuvaukset Lähteenkankaan pohjavesialueella sijaitsevista riskikohteista, ympäristölupia vaativista toiminnoista, maaperän ja pohjaveden kunnostustoimenpiteistä sekä riskien vaikutuksista pohjaveden laatuun. Seuraavissa kappaleissa on lueteltu pääpiirteittäin Lähteenkankaan pohjavesialueella sijaitsevat riskitoiminnot (liite 4). 29

Lähteenkankaan pohjavesialue on pääasiassa haja-asutusaluetta, jolla pohjaveteen kohdistuvien riskien määrä on pieni. Alueella on kuitenkin yksittäisiä kohteita, joiden toiminnot voivat aiheuttaa pohjaveden laadun vaarantumista. Lähteenkankaan pohjavesialuetta halkoo seututie 760. (Aittola & Ruonaniemi 2011b) Alueen pääasiallisin maankäyttömuoto on metsätalous, noin 59 % / 64 % pohjavesialueesta/muodostumisalueesta. Peltoviljelyä on 29 % / 20 % ja maa-ainesten ottotoimintaa 4 % / 5 %. (Hertta-tietokanta 2011) Pohjavesialueella sijaitsee lisäksi neljä entistä maa-aineksenottoaluetta. Maa-ainesten ottamistoiminnan vaikutus pohjaveden laatuun on yleisesti havaittu alueilla, joilla ottamisalueiden osuus pohjaveden muodostumisalueen kokonaispinta-alasta on yli 10 %. (Aittola & Ruonaniemi 2011b) Alueella sijaitsevilla kiinteistöillä on kaksi öljysäiliötä (tiedot saatu Jokilaaksojen pelastuslaitokselta). Pohjavesialueen kolme muuntamoa ovat suojaamattomia. Lisäksi muodostumisalueella on kaksi lypsykarjatilaa ja kolme lopettanutta tilaa. Alueen pohjoisreunalla sijaitsee vanha ampumarata. (Aittola & Ruonaniemi 2011b) 30

5 Menetelmä 5.1 Haavoittuvuusanalyysi Drastic-menetelmässä pohjaveden pilaantumispotentiaali arvioidaan seitsemän hydrogeologisen parametrin perusteella (kuva 11): veden etäisyys maanpinnasta (engl. Depth to water), muodostuvan pohjaveden määrä (engl. net Recharge), maaperä (engl. Aquifer media), pintamaa (engl. Soil media), maanpinnan kaltevuus (engl. Topography), vadoosi vyöhyke (engl. Impact of the vadose zone) ja hydraulinen johtavuus (engl. hydraulic Conductivity). Termien englanninkieliset vastineet on esitetty kunkin parametrin yhteydessä, koska vakiintuneita termejä ei vielä suomenkielisenä löydy. Parametrien perusteella voidaan päätellä maanpäällä tapahtuvan kontaminaation kulkeutumisherkkyys pohjaveteen. (Aller et al. 1987, 17) Kuva 11. Parametrien D, R, A, S, T, I ja C sijainti maaperässä. (Alkuperäinen kuva: Richard Franklin & Robert Turner, Geological Survey of Canada. Muokannut Cyrille Medard de Chardon.) 31

Haavoittuvuusanalyysissa käytetään seuraavia oletuksia (Aller et al. 1987, 42): 1. Kontaminaatio tapahtuu maanpinnalla. 2. Kontaminaatio kulkeutuu sadeveden mukana kohti pohjavettä 3. Kontaminaatiolla on sama nopeus kuin sitä kuljettavalla vedellä 4. Tutkimusalue on vähintään 40 hehtaaria. 5.1.1 Veden etäisyys maanpinnasta (D) Haavoittuvuusanalyysissa veden syvyydellä tarkoitetaan joko vapaan akviferin pohjavedenpintaa tai salpa-akviferin ylärajaa (Aller et al. 1985, 15). Koska tämän tutkimuksen pohjavesimuodostumat ovat vapaita akvifereja, keskitytään jatkossa vain tällaisten esiintymien analysointiin. Haavoittuvuusanalyysissa veden etäisyys maanpinnasta on tärkeä suure, koska se määrittelee kerrospaksuuden eli matkan, joka haitta-aineen on kuljettava päästäkseen pohjaveteen. Kerrospaksuudesta saadaan myös viitteitä ajasta, jonka kontaminaatio on kosketuksissa ympäröivään maa-ainekseen. Yleensä veden syvyyden kasvaessa kulkeutumisajat pidentyvät ja kontaminaation konsentraatio laimenee. (Aller et al. 1985, 15 16) Pohjaveden pinnankorkeus myötäilee pääpiirteissään maaston pinnan topografiaa, mutta siihen vaikuttavat myös maaperän vedenläpäisevyys ja kerrospaksuus (Kauranne et al. 1972, Salmi 1990 ks. Heikkinen 2000, 56). Suomessa pohjaveden pinta on tavallisesti 2 4 metrin syvyydellä, paitsi ympäristöstään kohoavilla harjualueilla, missä se voi olla jopa 30 50 metrin syvyydellä. Pohjaveden pinnan korkeus vaihtelee vuodenaikaisrytmin mukaisesti. Ylimmillään pinta on keväisin lumien sulaessa ja syksyisin pienen haihdunnan vuoksi. Kesäisin pohjaveden pinta laskee haihdunnan ja talvisin lumikerroksen johdosta. Vaihtelua tapahtuu noin 0,1 1,0 m/a. (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 37 38) Pohjaveden pinnankorkeuden muutokset vaikuttavat oleellisesti maaperän hapetus-pelkistysoloihin ja siten myös haitallisten aineiden pidättymiseen maaperässä (Appelo & Postma 149, 262). 32

5.1.2 Muodostuvan pohjaveden määrä (R) Muodostuvan pohjaveden määrällä (engl. net recharge) tarkoitetaan sitä määrää sadevedestä ja lumien sulamisvedestä, joka suotautuu pohjavedeksi (mm/a). Suotautuva vesi liuottaa ja kuljettaa haitta-aineita kohti pohjavettä. (Aller et al. 1985, 16) Veden imeytymiseen vaikuttaa ennen kaikkea maa- ja kallioperän vedenjohtavuus, mutta myös sateen määrä ja kesto, maaston muoto ja kaltevuus, maan pinnan laatu, kasvillisuus, päällystäminen ja mahdollinen viemäröinti muuttavat imeytymisolosuhteita paikallisesti (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 26). Harju- ja kangasalueilla sadannasta voi muodostua pohjavedeksi 30 60 prosenttia (Airaksinen 1978, 26). Haavoittuvuusanalyysissa pohjaveden haavoittuvuusherkkyys kasvaa muodostuvan pohjaveden määrän kasvaessa (Aller et al. 1985, 16). 5.1.3 Maaperä (A) Haavoittuvuusanalyysissa maaperällä (engl. aquifer media) tarkoitetaan pohjavesivyöhykkeen maalajia, raekoostumusta, halkeamia ja huokoisuutta (Aller et al. 1985, 16 17). Pohjaveden laadun kehitys riippuu akviferin hydrogeologisista ominaisuuksista. Laatuun vaikuttavat muun muassa akviferiaineksen koostumus ja ominaispinta-ala, pohjaveden varastoituminen, kierto ja viipymä. (Mälkki 1999, 110) Mitä pidempi on veden viipymä maa- ja kallioperässä ja mitä suurempi on veden ja mineraaliaineksen välinen reaktiopinta-ala, sitä paremmat ovat edellytykset veden ja mineraali-aineksen välisille reaktioille (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 70). Jos vesi virtaa nopeasti muodostuman läpi, jää veden ja maarakeiden välinen reaktioaika lyhyeksi, mikä heikentää maaperän suodatuskykyä ja siten haitta-aineen pidättymistä (Heikkinen 2000, 55). Haitta-aineiden kulkeutumisnopeus on suoraan verrannollinen maaperän vedenläpäisevyyteen (Heikkinen 2000, 48). Yleisesti ottaen akviferin pilaantumispotentiaali kasvaa rae- ja huokoskoon ja siten vedenläpäisevyyden kasvaessa (Aller et al. 1985, 16). Yksittäisissä, pienissä akvifereissa, joissa lisäksi veden virtaus on hidasta, haitta-aineiden laimentuminen on vähäisempää kuin suurissa akvifereissa, jolloin haitta-aineiden pitoisuudet voivat kohota suuriksi. Suomessa moreenialueisiin varastoituneen pohjaveden määrä on pienempi ja veden virtaus hitaampaa kuin sora- ja hiekka-alueiden pohjavesivarastoissa. (Heikkinen 2000, 56) 33

5.1.4 Pintamaa (S) Haavoittuvuusanalyysissa maaperä jaetaan kolmeen vyöhykkeeseen: pintamaahan (engl. soil media), osittain kyllästyneeseen eli vadoosiin vyöhykkeeseen ja pohjavesivyöhykkeeseen. Haavoittuvuusanalyysi ei huomioi pintamaan biologista toimintaa, vain pinnan rapautuneen maa-aineksen maanpinnasta noin metrin syvyyteen. (Aller et al. 1985, 17) Kasvillisuus vaikuttaa veden imeytymiseen, haihduntaan ja pintavaluntaan. Haavoittuvuusanalyysissa tekijät huomioidaan arvioitaessa muodostuvan pohjaveden määrää (kpl 5.1.2) ja maanpinnan kaltevuutta (kpl 5.1.5). Haitta-aineiden pidättyminen on tehokkainta maaperän pintaosassa, jossa vallitsevat useimmiten hapekkaat olot (Heikkinen 2000, 56). Yleisesti ottaen pohjaveden pilaantumispotentiaali on sitä alhaisempi, mitä enemmän maaperässä on orgaanista ainesta ja hienoainesta (Aller et al. 1985, 17). Toisaalta hienorakeisten maalajien, erityisesti savien vedenläpäisevyyttä voivat oleellisesti lisätä kuivakutistumisen vaikutuksesta muodostuvat halkeamat (Soveri 1964 ks. Heikkinen 2000, 48). Sadeveden imeytyessä luonnontilaiseen maaperään sen koostumus muuttuu nopeasti erilaisten biologisten ja kemiallisten prosessien seurauksena. Vajoveden laatu vaihtelee tästä syystä huomattavasti maannoksen eri kerroksissa. Yli 2,5 metrin syvyydellä vajovedessä vielä tapahtuvat laadun vaihtelut ovat pieniä ja vesi on laadultaan pohjaveden kaltaista. (Hatva et al. 1993, 26) Pohjaveden pilaantumisriskiä lisää maannoskerroksen poistaminen esimerkiksi soranoton yhteydessä (Sandborg 1993 ks. Heikkinen 2000, 56). Paljaan sorapinnan alapuolella useiden vajoveteen liuenneiden aineiden pitoisuudet ovat selvästi korkeampia kuin luonnontilaisilla alueilla. Vajoveden mukana huuhtoutuu sekä sadeveden mukana tulleita että maa-ainekseen aiemmin kiinnittyneitä suoloja ja orgaanista ainesta. Kun luonnontilaisilla sora-alueilla maannoskerroksen voidaan silmämääräisesti todeta ulottuvan noin 0,3 0,5 metrin syvyydelle maanpinnasta, ulottuvat maaperässä tapahtuneet kemialliset muutokset eli niin sanottu maannosvyöhyke noin 1,5 2,5 metrin syvyydelle maanpinnasta. (Hatva et al. 1993, 26) Monet lika-aineet ja mikrobit pidättyvät verraten hyvin maannoskerrokseen tai hajoavat biologisen toiminnan seurauksena kuten bakteerit, virukset, typpiyhdisteet, orgaaninen aines ja raskasmetallit. Paljaan sorapinnan alapuolella lika-aineet kulkeutuvat helposti maaperään ja pohjaveteen. (Hatva et al. 1993, 28) 34

5.1.5 Maanpinnan kaltevuus (T) Maaston muoto ja kaltevuus (engl. topography) vaikuttavat veden imeytymiseen ja pintavalunnan määrään (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 26). Kalteva pinnanmuodostus suosii pintavaluntaa ja siten rajoittaa pohjaveden muodostumista. Myös maaperän vedenvastaanottokyky vaikuttaa imeytyvän veden määrään. Esimerkiksi pohjoismaisissa ilmasto-olosuhteissa tasaisilla hiekka-soramuodostuma-alueilla pintavaluntaa ei yleensä esiinny lainkaan. (Mälkki 1999, 22 23) Haitta-aineiden kulkeutumista tapahtuu maan pinnalla pintavalunnan mukana (Heikkinen 2000, 11). Maanpinnan kaltevuus kontrolloi veden viipymää maanpinnalla ja sitä, virtaako haitta-aine valunnan mukana pois vai imeytyykö se veden mukana maaperään (Aller et al. 1985, 18 19). Kuvassa 12 on maanpinnan kaltevuuden merkitys haavoittuvuusanalyysissa haitta-aineiden imeytymiselle veden mukana kohti pohjavettä. Topografian perusteella saadaan myös viitteitä pohjaveden pinnankorkeuden vaihteluista, sillä pohjaveden pinta seuraa yleensä loivasti maanpinnan muotoa (Airaksinen 1978, 50). Maanpinnan jyrkkyys merkitsee yleensä suuria pohjaveden virtausnopeuksia (Aller et al. 1985, 19). Tässä työssä haavoittuvuusanalyysin korkeusaineistona käytetään Maanmittauslaitoksen (2011) korkeusmallirasteria (digital elevation model, DEM). Korkeusmallin ruutukoko on 25 x 25 metriä ja korkeustiedon tarkkuus noin 2 metriä. Korkeusmalli 25 m on luotu peruskartan korkeuskäyrien ja rantaviivaelementtien avulla. Malli ilmoittaa maanpinnan korkeuden merenpinnasta desimetrin tarkkuudella, vaikka alkuperäisessä peruskartassa korkeuskäyriä on 2,5 tai 5 metrin välein. (Maanmittauslaitos 2010) 35

Kuva 12. Maanpinnan kaltevuuden vaikutus pohjaveden haavoittuvuuteen haavoittuvuusanalyysissa (Aller et al. 1985, 11). 5.1.6 Vadoosi vyöhyke (I) Maaperän osittain vedellä kyllästyneessä vyöhykkeessä (engl. vadose zone) olevaa vettä sanotaan vadoosiksi vedeksi eli maavedeksi. Maavesivyöhyke jakautuu juuri-, väli- ja kapillaarivyöhykkeisiin. (Airaksinen 1978, 46) Kapillaarivesi on kiinnittynyt maarakeiden pinnoille ja väliin pintajännitysvoimien avulla. Pohjaveden pinnan lähellä kapillaarivesi täyttää melkein kaiken huokostilan, ylempänä vain pienimmät huokoset. (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 31) Syvyyden kasvaessa haihdunta ja biologinen hajoaminen yleensä vähenevät, mutta mekaaninen suodattuminen, neutraloituminen, dispersio ja kemialliset reaktiot vaikuttavat haitta-aineen konsentraatioon ja kulkeutumiseen ennen pohjavesikerrosta (Aller et al. 1985, 19). Haitta-aineen kulkeutumista sääteleviä tekijöitä ovat advektio, 36

dispersio, diffuusio, haihdunta sekä kulkeutuminen komplekseissa tai kolloideissa. Niihin vaikuttavat ennen kaikkea maaperän sisältämän veden määrä, maaperän rakenne, lämpötila sekä komplekseja ja kolloideja muodostavien komponenttien määrä. (Heikkinen 2000, 20) Haitta-aineiden kulkeutuminen voi hidastua tai estyä täysin, mikäli ne pidättyvät maaperään (Heikkinen 2000, 21). Toisaalta maaperän sidontakapasiteetti on rajallinen ja voi saavuttaa kyllästysrajan pitkäaikaisen tai kasvaneen kuormituksen vuoksi, jolloin haitta-aineet eivät enää sitoudu maaperään, vaan kulkeutuvat virtausten mukana pohjavesiin (Harmsen 1977, Stigliani 1995, Schulin et al. 1995 ks. Heikkinen 2000, 15). Haavoittuvuusanalyysissa pohjaveden pilaantumispotentiaalia arvioidaan myös vadoosin vyöhykkeen maalajin perusteella (kuva 13). 37

Kuva 13. Pohjaveden haavoittuvuus vadoosin vyöhykkeen maalajista riippuen haavoittuvuusanalyysissa (Aller et al. 1985, 12). 38

5.1.7 Hydraulinen johtavuus (C) Vedenläpäisevyyskerroin on tärkein yksittäinen parametri, jolla pohjavesigeologisia olosuhteita voidaan kuvata ja se on kullekin ainekselle ominainen (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 43). K-arvo säilyy yleensä vakiona, kun taas hydraulinen gradientti vaihtelee lähinnä sateiden jaksollisuudesta riippuvan tulovirtaaman vaihteluiden mukaan. Hydraulinen johtavuus kertoo yleisluonteisesti myös pohjaveden liikkumisedellytyksistä. (Mälkki 1999, 40) Haavoittuvuusanalyysissa korkeampi hydraulinen johtavuus vastaa korkeampaa pohjaveden pilaantumispotentiaalia, koska nopeasti virtaava vesi kuljettaa ja levittää kontaminaatiota tehokkaammin (Aller et al. 1985, 20). Samassakin akviferissa on tavallisesti suuria vaihteluita virtausnopeuksissa kerrostumien epäjatkuvuuksien ja aineksen heterogeenisuuden vuoksi. Luonnon hydraulinen gradientti vaihtelee sekin suuresti. (Korkka-Niemi & Salonen 1996, 43 44) Hydraulisen johtavuuden arvot vaihtelevat harjuissa yleisimmin rajoissa 1 10-2 10 10-2 m/s (Mälkki 1999, 73). Tässä työssä Lähteenkankaan pohjavesivyöhykkeen hydraulinen johtavuus on arvioitu Suomen ympäristökeskuksen (2010, taulukko 1) mukaan akviferin maalajin perusteella. 5.1.8 Painoarvo, luokkaväli, luokka-arvo ja drastic indeksi Haavoittuvuusanalyysissa hydrogeologisten parametrien ominaisuudet luokitellaan luokkaväleihin (engl. range), joita vastaavat määrätyt luokka-arvot (engl. rating). Jokaista hydrogeologista tekijää painotetaan lisäksi määrätyllä painoarvolla (engl. weight). Hydrogeologisten parametrien luokka- ja painoarvojen tulojen summista saadaan siten drastic indeksi (engl. drastic index). Drastic indeksi vaihtelee 23 ja 230 välillä, jolloin suurin arvo viittaa helpoimmin haavoittuvaan alueeseen ja päinvastoin. Kun pohjavesialue priorisoidaan drastic indeksin mukaan, saadaan pohjavesialueen haavoittuvuuskartta. (Aller et al. 1985) Seuraavissa kappaleissa on tarkemmat kuvaukset haavoittuvuusanalyysin termeistä. 39

Painoarvo Jokainen drastic -tekijä saa painoarvon välillä 1-5. 5 edustaa pilaantumispotentiaalille merkittävintä ja 1 vähiten merkitsevää tekijää. Painoarvot ovat vakiot riippumatta tutkimusalueesta (taulukko 2). (Aller et al. 1985, 8) Taulukko 2. Haavoittuvuusanalyysin hydrogeologisten parametrien painoarvot. (Aller et al. 1985, 8) Hydrogeologinen tekijä Painoarvo Veden etäisyys maanpinnasta (D) 5 Muodostuvan pohjaveden määrä (R) 4 Maaperä (A) 3 Pintamaa (S) 2 Maanpinnan kaltevuus (T) 1 Vadoosi vyöhyke (I) 5 Hydraulinen johtavuus (C) 3 Luokkaväli ja luokka-arvo Tekijöiden D, R, T ja C havaintoarvot jaetaan luokkaväleihin (taulukko 3). Jokaista luokkaväliä vastaa tietty luokka-arvo sen perusteella, millainen vaikutus havainnolla on pohjaveden haavoittuvuuteen. Luokka-arvo on välillä 1 10, jolloin 10 merkitsee helpoimmin haavoittuvaa ja 1 vähiten haavoittuvaa ominaisuutta. Tekijät A, S ja I saavat luokka-arvon vastaavasti maaperätietojen perusteella. Parametreille A ja I on annettu tyypillisen luokka-arvon (engl. typical rating) lisäksi luokka-arvon vaihteluväli, jolloin analyysin tekijä voi arvioida tarkemmin maaperäominaisuuksien vaikutusta haavoittuvuuspotentiaaliin (Aller et al. 1985, 8). 40

Luokka-arvo Taulukko 3. Haavoittuvuusanalyysin luokka-arvot ja luokkavälit. (Aller et al. 1985) 41 Luokkaväli Veden etäisyys maanpinnasta (D) Muodostuvan pohjaveden määrä (R) Maaperä (A) Pintamaa (S) Maanpinnan kaltevuus (T) Vadoosi vyöhyke (I) Hydraulinen johtavuus (C) [m] [mm/a] [%] [m/d] Savi, ei 1 >30,5 0 51 >18 Siltti / savi 0,04 4,08 kuivumisrakoilua 2 23 30,5 Massiivinen savi 4,081 12,24 3 15,3 22,9 52 102 Metamorfinen / magmaattinen 4 Rapautunut metamorfinen / magmaattinen Savinen hiesu 12,1 18 Liuske Silttinen hiesu Metamorfinen / magmaattinen 5 9,2 15,2 Hiesu 6,1 12 6 103 178 Kerroksellinen hiekkakivi, kalkkikivi ja liuske / massiivinen hiekka- ja kalkkikivi Hiekkainen hiesu Kalkkikivi / hiekkakivi / kerroksellinen kalkkija hiekkakivi ja liuske / silttinen ja savinen hiekka ja sora 12,241 28,56 28,561 40,8 7 4,6 9,1 Savi, jossa kuivumisrakoilua 8 179 254 Hiekka ja sora Hiekka ja sora 40,81 81,59 9 1,6 4,5 >254 Basaltti Hiekka 2,1 6 Basaltti 10 0 1,5 Karstinen kalkkikivi Sora / Ohut tai puuttuu 0 2 Karstinen kalkkikivi >81,59

Drastic indeksi Drastic indeksi saadaan aiemmin esitetyn periaatteen mukaisesti kaavalla (Aller et al. 1985, 8): D D r w R R A A S S T T I I C C Di (3) r w r w r w r w r w r w missä r on luokka-arvo w on painoarvo ja Di on drastic indeksi. 5.2 Drastic ArcGIS -ohjelmistolla Haavoittuvuusanalyysin datan käsittelyssä voidaan hyödyntää ArcGIS paikkatietoohjelmistoa. Ohjelmiston käytöstä analyysityökaluna on huomattavaa etua, koska sen avulla voidaan käsitellä suurta datamäärää ja suorittaa analyysi laajoille alueille, mikä ilman ohjelmistoa ei olisi mahdollista. ArcGIS -ohjelmistoa haavoittuvuusanalyysin työkaluna ovat hyödyntäneet Asghari Moghaddam et al. (2010), Niknam et al. (2006), Kabera & Zhaohui (2008), Babiker et al. (2005), Musálem Castillejos (2010) ja useat muut. Tässä työssä käytettiin ArcGIS 10 -versiota. Lähtöaineisto koottiin useista eri lähteistä. Uusia maastotutkimuksia silmävaraisia maastotarkasteluja lukuun ottamatta ei tätä työtä varten tehty. Pohjaveden etäisyys maanpinnasta saatiin kokoamalla numeerinen data havaintopisteittäin Excel -taulukkoon. Datapisteet paikannettiin ArcMapiin xykoordinaatein. Pisteiden avulla veden etäisyys maanpinnasta saatiin kartoitettua koko tutkimusalueelle interpoloimalla Topo to Raster -toiminnolla. Muodostuvan pohjaveden määrälle, maaperäominaisuuksille ja hydrauliselle johtavuudelle luodut vektorimuotoiset karttatasot konvertoitiin rasterimuotoon. Maanpinnan kaltevuus laskettiin Maanmittauslaitoksen (2011) korkeusmallista ArcMap:n Slope-toiminnolla. Parametrit luokiteltiin uudelleen haavoittuvuusanalyysin luokka-arvojen mukaan Reclassify-toiminnolla. Työssä käytettiin pikselikokoa 25 m x 25 m ja koordinaatistona peruskoordinaatistoa. Drastic indeksin mukainen haavoittuvuuskartta luotiin ArcMap:n Weighted sum -työkalulla yhtälön 3 mukaisesti (kuva 14). 42

Kuva 14. Haavoittuvuusanalyysin työvaiheet. 43

Topo to Raster -interpolointimenetelmä perustuu Michael Hutchinsonin (1988, 1989) kehittämään ANUDEM -ohjelmaan (Australian National University's Digital Elevation Model). Menetelmä on suunniteltu luomaan hydrologisesti mahdollisimman todenmukainen korkeusmalli (ArcGIS Desktop Help 10.0). Korkeusmallin luonnissa keskeisenä elementtinä on niin sanottu drainage enforcement -algoritmi, jonka avulla interpoloitavasta korkeusmallista poistetaan aineistoon kuulumattomat (määrittelemättömät) kuopat ja painanteet (Goodchild & Mark 1987). 5.3 Herkkyysanalyysi Herkkyysanalyysilla testataan mallin muuttujien vaikutusta haavoittuvuusanalyysin tuloksiin. Herkkyysanalyysilla pyritään selvittämään reagoiko malli ollenkaan ja kuinka herkkä se on muuttujien vaihtelulle. Tässä työssä herkkyysanalyysi tehdään Lähteenkankaan pohjavesialueelle. Herkkyysanalyysin muuttujiksi valittiin muodostuvan pohjaveden määrä (R) ja hydraulinen johtavuus (C). Termit valittiin, koska Lähteenkankaan haavoittuvuusanalyysin parametrit on määritelty mittaustuloksiin perustuen, lukuun ottamatta termejä R ja C. Herkkyysanalyysissa käytetään muuttujien minimi-, maksimi- ja keskiarvoja. Lähteenkankaan hydraulisen johtavuuden minimi- ja maksimiarvot ovat Suomen ympäristökeskuksen (2010) taulukon 1 mukaisia. Muodostuvan pohjaveden määrän minimiarvona käytetään arvoa, joka on 30 % sadannasta ja maksimiarvona 60 % sadannasta. Taulukossa 4 on muuttujien R ja C minimini-, maksimi- ja keskiarvot sekä näitä vastaavat haavoittuvuusanalyysin luokka-arvot. 44

Taulukko 4. Herkkyysanalyysin muuttujien R ja C minimi-, maksimi- ja keskiarvot, näitä vastaavat luokka-arvot (r) sekä työn haavoittuvuusanalyysissa käytetyt luokkaarvot (r haav ). R C [mm a -1 ] / r [m a -1 ] / r Hk Mr Si min 180 / 8 0,1 / 1 0,01 / 1 0,0001 / 1 max 360 / 9 100 / 10 10 / 2 1 / 1 avg 270 / 9 50,05 / 8 5,005 / 2 0,0005 / 1 r haav 9 10 2 1 Herkkyysanalyysi suoritettiin aiemmin esitetyn haavoittuvuusanalyysin mukaisesti, mutta muiden muuttujien pysyessä vakioina käytettiin parametrien R ja C yhdistelmiä Rr min Cr min, Rr min Cr max, Rr min Cr avg, Rr max Cr min, Rr max Cr max, Rr max Cr avg, Rr avg Cr min, Rr avg Cr max ja Rr avg Cr avg (taulukko 5). Taulukko 5. Herkkyysanalyysin muuttujien luokka-arvoista muodostuvat yhdistelmät. Hk Mr Si Rr min /Cr min 8/1 8/1 8/1 Rr min /Cr max 8/10 8/2 8/1 Rr min /Cr avg 8/8 8/2 8/1 Rr max /Cr min 9/1 9/1 9/1 Rr max /Cr max 9/10 9/2 9/1 Rr max /Cr avg 9/8 9/2 9/1 Rr avg /Cr min 9/1 9/1 9/1 Rr avg /Cr max 9/10 9/2 9/1 Rr avg /Cr avg 9/8 9/2 9/1 Koska Rr max =Rr avg, käytetään herkkyysanalyysissa molempien tunnuksena Rr max,avg. 45

6 Tulokset 6.1 Haavoittuvuusanalyysi Kourinkangas A Kourinkankaalla pohjaveden etäisyys maanpinnasta vaihtelee noin kahdesta metristä yli 13 metriin (Seppälä 2004). Seppälä (2004) käyttää pohjavesimallissaan Kourinkankaalla muodostuvan pohjaveden määränä arvoa 0,0012 m/d. Se vastaa vuotuisena sadantana arvoa 440 mm ja on keskimääräisestä sadannasta noin 65 %. Määrä vastaa haavoittuvuusanalyysin luokka-arvoa 9. Kuvassa 15 on Kourinkankaan A veden etäisyys maanpinnasta ja muodostuvan pohjaveden määrä. Kuva 15. (a) Veden etäisyys maanpinnasta ja (b) muodostuvan pohjaveden määrä Kourinkaan A pohjaveden muodostumisalueella. 46

Kourinkankaan harjumuodostuman aineksen kuvataan olevan pääosin hiekkalajitteita (Hertta-tietokanta 2011, Oy Vesi-Hydro Ab 1994). Kuvassa 16 on tässä työssä käytetyt akviferin, pintamaan ja vadoosin vyöhykkeen maaperäkartat. Pintamaa on Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) kartoittama (Huttunen 1987). 47

Kuva 16. Kourinkankaan pohjavesimuodostuman (a) akviferin (b) pintamaan ja (c) vadoosin vyöhykkeen maaperäkartat. 48

Kuvassa 17 on Kourinkankaan A pohjavesialueen maanpinnan kaltevuus ja akviferin hydraulinen johtavuus. Kuva 17. Kourinkankaan pohjavesialueen (a) maanpinnan kaltevuus ja (b) akviferin hydraulinen johtavuus. Taulukossa 6 on tässä haavoittuvuusanalyysissa käytetyt luokka-arvot. 49

Luokka-arvo Taulukko 6. Haavoittuvuusanalyysin luokka-arvot ja luokkavälit. (Aller et al. 1985) 50 Luokkaväli Veden etäisyys Muodostuvan Maaperä (A) Pintamaa (S) Maanpinnan Vadoosi vyöhyke (I) Hydraulinen maanpinnasta (D) pohjaveden määrä (R) kaltevuus (T) johtavuus (C) [m] [mm/a] [%] [m/d] 1 >30,5 0 51 >18 Siltti 0,04 4,08 2 23 30,5 Siltti 4,081 12,24 3 15,3 22,9 52 102 Siltti 12,1 18 4 12,241 28,56 5 9,2 15,2 Moreeni Moreeni, turpeet 6,1 12 6 103 178 28,561 40,8 7 4,6 9,1 8 179 254 Hiekka ja sora Hiekka ja sora 40,81 81,59 9 1,6 4,5 >254 Hiekka, 2,1 6 Hiekkamoreeni 10 0 1,5 0 2 >81,59

Kuvassa 18 on haavoittuvuusanalyysin drastic -tekijät taulukon 6 mukaisin luokkaarvoin. Veden etäisyys maanpinnasta (D) ja vadoosi vyöhyke (I) saavat haavoittuvuusanalyysissa painoarvon 5. Kuva 18. Haavoittuvuusanalyysin drastic-parametrit luokka-arvoina Kourinkankaan A pohjavesialueella. Taulukkoon 7 on koottu haavoittuvuusanalyysin parametrien osuus drastic indeksistä Kourinkankaan A pohjavesialueen haavoittuvimmalla alueella (merkitty raksilla kuvaan 18). 51

Taulukko 7. Haavoittuvuusanalyysin drastic indeksi pisteessä 7125740, 2491230 Kourinkankaalla A. Luokka-arvo (r) Painoarvo (w) r w D 9 5 45 R 9 4 36 A 8 3 24 S 9 2 18 T 10 1 10 I 8 5 40 C 10 3 30 Drastic indeksi 203 Kuvassa 19 on Kourinkankaan A pohjavesialueen haavoittuvuuskartta. Drastic indeksi vaihtelee 146 ja 203 välillä. 52

Kuva 19. Kourinkankaan A pohjavesialueen haavoittuvuuskartta. (Pohjakartta Maanmittauslaitos lupanro 51/MML/11) 53

Lähteenkangas Lähteenkankaalla pohjaveden etäisyys maanpinnasta vaihtelee alle metristä yli seitsemään metriin (Maa ja Vesi Oy 1992, Oy Vesikolmio 1994, Hertta-tietokanta 2011). Muodostuvan pohjaveden määräksi on arvioitu noin 1600 m 3 /d ja muodostumisalueen pinta-alaksi 2,3 km 2 (Hertta-tietokanta 2011). Imeytyvän pohjaveden määräksi saadaan silloin noin 250 mm/a, joka on yli 40 % keskimääräisestä vuotuisesta sadannasta. Kuvassa 20 on Lähteenkankaan veden etäisyys maanpinnasta ja muodostuvan pohjaveden määrä. Kuva 20. (a) Veden etäisyys maanpinnasta ja (b) muodostuvan pohjaveden määrä Lähteenkankaan pohjaveden muodostumisalueella. Kuvassa 21 on tässä työssä käytetyt akviferin, pintamaan ja vadoosin vyöhykkeen maaperäkartat. 54

Kuva 21. (a) Akviferin, (b) pintamaan ja (c) vadoosin vyöhykkeen maaperäkartat Lähteenkankaan pohjaveden muodostumisalueella. 55

Kuvassa 22 on Lähteenkankaan maanpinnan kaltevuus ja akviferin hydraulinen johtavuus. Kuva 22. (a) Maanpinnan kaltevuus ja (b) akviferin hydraulinen johtavuus Lähteenkankaan pohjaveden muodostumisalueella. Kuvassa 23 on haavoittuvuusanalyysin drastic -tekijät taulukon 6 mukaisin luokkaarvoin. Pohjaveden pinta on Lähteenkankaalla osin hyvin lähellä maanpintaa ja parametrin D luokka-arvo on pääosin 9 ja 10. Maanpinnankaltevuus (T) ja hydraulinen johtavuus (C) saavat luokka-arvoiksi pääosin 10. Parametrin T painoarvo on 1 ja C:n 3. 56

Kuva 23. Haavoittuvuusanalyysin drastic-parametrit luokka-arvoina Lähteenkankaan pohjaveden muodostumisalueella. Taulukkoon 8 on koottu haavoittuvuusanalyysin parametrien osuus drastic indeksistä Lähteenkankaan pohjavesialueen haavoittuvimmalla kohdalla (merkitty raksilla kuvaan 23). 57

Taulukko 8. Haavoittuvuusanalyysin drastic indeksi pisteessä 7084940, 2530430 Lähteenkankaalla. Luokka-arvo (r) Painoarvo (w) r w D 10 5 50 R 8 4 32 A 8 3 24 S 9 2 18 T 10 1 10 I 8 5 40 C 10 3 30 Drastic indeksi 204 Kuvassa 24 on Lähteenkankaan pohjavesialueen haavoittuvuuskartta. Drastic indeksi vaihtelee 97 ja 204 välillä. 58

Kuva 24. Lähteenkankaan pohjavesialueen haavoittuvuuskartta. (Pohjakartta Maanmittauslaitos lupanro 51/MML/11) 59

Edellä olevissa Kourinkankaan A ja Lähteenkankaan haavoittuvuuskartoissa (kuvat 19 ja 24) on korostettu pohjavesialueiden sisäisiä haavoittuvuussuhteita, jolloin paikalliset erot drastic indeksissä erottuvat hyvin. Haavoittuvuuskarttaa voidaan verrata millä tahansa pohjavesialueella tehdyn haavoittuvuusanalyysin tuloksiin, joten on tärkeää esittää tulokset myös vertailtavassa muodossa (kuva 25). Kuva 25. (a) Kourinkankaan A ja (b) Lähteenkankaan haavoittuvuuskartat. (Pohjakartta Maanmittauslaitos lupanro 51/MML/11) 60

6.2 Herkkyysanalyysi Herkkyysanalyysissa testattiin muodostuvan pohjaveden määrän (R) ja hydraulisen johtavuuden (C) merkitystä haavoittuvuusanalyysin tuloksiin. Muodostuvan pohjaveden määrän minimiarvolla (Rr min ) drastic indeksin ala-arvo on 97 ja yläarvo vaihtelee 177 204 välillä. Maksimiarvolla (Rr max,avg ) drastic indeksin ala-arvo on 101 ja yläarvo vaihtelee 181-208 välillä (kuva 26). Vertailukelpoinen kuva pohjavesialueen haavoittuvuudesta saadaan esittämällä haavoittuvuuskartat samassa skaalassa (kuva 27). 61

Kuva 26. Herkkyysanalyysin haavoittuvuuskartat. Alin haavoittuvuuskartta (Haav.) on työn aiemman haavoittuvuusanalyysin haavoittuvuuskartta. (Pohjakartta Maanmittauslaitos lupanro 51/MML/11) 62

Kuva 27. Herkkyysanalyysin haavoittuvuuskartat. Alin haavoittuvuuskartta (Haav.) on työn aiemman haavoittuvuusanalyysin haavoittuvuuskartta. (Pohjakartta Maanmittauslaitos lupanro 51/MML/11) 63

7 Pohdinta Haavoittuvuusanalyysissa pohjavesimuodostuma pisteytetään hydrogeologisten parametrien perusteella. Pisteistä koostuu drastic indeksi, jonka perusteella arvioidaan pohjavesialueen haavoittuvuusherkkyyttä. Menetelmä on hyvin ohjeistettu, mutta tutkimuksen tekijälle jää tulkinnan varaa etenkin maaperäominaisuuksien luokkaarvojen osalta. Kun termit luokitellaan maaperän perusteella, luokka-arvoon vaikuttavat muun muassa maalaji, raekoko, halkeamat ja huokoisuus. Luokka-arvot määritellään yleensä saatavilla olevan aineiston (kairaustiedot, luotaukset ym.) perusteella. Tulosten tulkinnassa on tärkeä tiedostaa lähtöaineiston tarkkuus. Lähtöaineiston rajallisuuden lisäksi on huomioitava myös itse menetelmän asettamat rajoitukset. Haavoittuvuusanalyysissa kontaminaation ajatellaan kulkeutuvan pohjaveteen sadeveden mukana ja haitta-aineen nopeudeksi oletetaan sitä kuljettavan veden nopeus. Todellisuudessa haitta-aineiden kulkeutuminen ei ole yhtä selväpiirteistä kuin puhtaan veden. Kulkeutumiseen vaikuttavat useat lisätekijät, kuten aineiden pidättyminen maarakeisiin, aineen liukeneminen ja pidättyminen maaperään. (Aller et al. 1987, 42 43) Haavoittuvuusanalyysi ei huomioi pohjaveden muodostumis- tai purkautumisalueita. Jos pohjaveden purkautumisalueilla hydraulinen gradientti (eli painekorkeus) viettää ylöspäin, drastic-menetelmä voi yliarvioida pilaantumispotentiaalin arvon. Jos vastaavasti hydraulisen gradientin suunta on alaspäin, voi kontaminaatio kulkeutua pohjaveteen haavoittuvuusanalyysin arviota helpommin. (Aller et al. 1987) Haavoittuvuusanalyysissa kontaminaation kulkeutumisnopeus arvioidaan vain hydraulisen johtavuuden yhteydessä, joten kontaminaation kulkeutumisaika on arvioitava erikseen. Silloin on tunnettava pohjaveden virtaussuunta ja kulkeutumismatka päästölähteestä pisteeseen, jossa kontaminaatio aiheuttaa riskin vedenkäyttäjille. Haavoittuvuusanalyysi ei ota kantaa myöskään haitta-aineen ominaisuuksiin, määrään, myrkyllisyyteen tai konsentraatioon. Menetelmä arvioi pohjavesialueen pilaantumispotentiaalin vain geologisten ja hydrologisten parametrien perusteella. (Aller et al. 1987, 172 173) 64

7.1 Haavoittuvuusanalyysi Haavoittuvuusanalyysin merkittävimmät tekijät ovat veden etäisyys maanpinnasta (D) ja vadoosivyöhyke (I), joiden painoarvo on 5. Etenkin Lähteenkankaalla, jossa pohjavedenpinta on osin hyvin lähellä maanpintaa, termi D nostaa muodostuman haavoittuvuutta huomattavasti. Lähteenkankaalla merkittäväksi tekijäksi nousee lisäksi akviferin maaperä, sillä tässä työssä myös hydraulinen johtavuus on arvioitu akviferin maalajin perusteella. Edellisen perusteella Lähteenkankaan drastic indeksin vaihtelevuuteen vaikuttaa termin veden etäisyys maanpinnasta lisäksi maaperäominaisuudet. Lähteenkankaan pohjavesimuodostuma on haavoittuvin Reisjärvi-Sievi maantien varressa, joka seuraa harjun ydinosaa (kuva 24). Harjun ydinosan maaperä on ympäristöään karkeampaa lajittunutta soraa ja hiekkaa, jossa vedenläpäisykyky on hyvä. Esiintymän reuna-alueilla drastic indeksi on alhaisempi, mikä johtuu ympäristön moreeni- ja silttikerroksista. Drastic indeksi vaihtelee Lähteenkankaalla 97 204 välillä. Koska Kourinkankaan hydrogeologisissa olosuhteissa ei ole huomattavaa vaihtelua, pysyttelee drastic indeksin arvo pääosin 160 200 välillä koko muodostuman alueella (kuva 25). Tällä on merkitystä esimerkiksi maankäytön suunnittelulle, mikäli haavoittuvuusanalyysilla pyritään tuottamaan informaatiota tätä varten. Kourinkankaalla vaihtelua drastic indeksiin aiheuttavat lähinnä veden etäisyys maanpinnasta ja hydraulinen johtavuus (kuva 18). Muodostuma on haavoittuvin lentokentän seudulla ja sen länsipuolella (kuva 19). Alhaisimmillaan haavoittuvuus on Kourinkankaan A eteläpuoliskossa länsi- ja lounaisosissa. Kourinkankaalla drastic indeksi vaihtelee 146 203 välillä. Drastic indeksi voi vaihdella 23 230 välillä (Aller et al. 1985). 7.2 Herkkyysanalyysi Haavoittuvuusanalyysi kehitettiin käytettäväksi koko Yhdysvaltain alueella (Aller et al. 1987), jossa hydrogeologiset, fysikaaliset ja ilmastolliset tekijät vaihtelevat huomattavasti (Liggett & Allen 2010). Siten myös haavoittuvuusanalyysin hydrogeologisille parametreille osoitetut luokka-arvot vastaavat laajaa olosuhdeskaalaa. 65

Haavoittuvuusanalyysin luokka-arvoja voidaan muokata kasvattamalla luokkaarvoasteikkoa, jolloin hydrogeologisia ominaisuuksia voidaan kuvata tarkemmin ja erot alueen haavoittuvuudessa saadaan paremmin esille (Ligget & Allen 2010). Aiemmissa tutkimuksissa eritasoisten lähtöaineistojen käyttäminen ei juuri vaikuttanut haavoittuvuusanalyysin tuloksiin (Liggett & Allen 2010). Sen sijaan tässä työssä tehdyn herkkyysanalyysin mukaan jo kahden muuttujan muokkaaminen vaikuttaa analyysituloksiin. Esimerkiksi muodostuvan pohjaveden määrän (R) luokka-arvon kasvu yhdellä aiheuttaa drasic indeksin ala-arvoon neljän yksikön eron (kuva 26). Ero drastic indeksin yläarvossa käyttämällä termien miniarvoja (Rr min Cr min ) tai maksimiarvoja (Rr max,avg Cr max ) on 31 yksikköä. Muodostuvan pohjaveden määrän ja hydraulisen johtavuuden minimiarvoilla (Rr min Cr min ) Lähteenkankaan pohjavesialueen haavoittuvuus poikkeaakin merkittävästi alkuperäisestä Lähteenkankaan haavoittuvuuskartasta (kuva 27). Kun analysoitavan alueen hydrogeologiassa ei ole huomattavaa vaihtelua, eivät pohjavesialueen sisäiset erot haavoittuvuusherkkyydessä tule esiin. (Liggett & Allen 2010) Tällä on merkitystä maankäytön ohjaukselle ja paikalliselle suunnittelulle. Haavoittuvuuskarttaa voidaan tarkentaa laajentamalla jokaisen seitsemän hydrogeologisen parametrin luokka-arvoasteikkoa. Toisaalta luokka-arvojen muokkaamisen on huomattu lisäävän epävarmuutta tuloksissa. (Liggett & Allen 2010) Alkuperäisten luokka-arvojen noudattaminen haavoittuvuusanalyysissa takaa, että eri alueiden haavoittuvuuskartat ovat keskenään vertailtavia. On hyvä käyttää alkuperäisiä luokka-arvoja ja tarvittaessa kartoittaa haluttu alue tarkemmin muokatuilla luokkaarvoilla. 7.3 Haavoittuvuusanalyysi pohjavesialueiden suojelusuunnitelmissa Haavoittuvuusanalyysi kuvaa vain geologisia ja hydrogeologisia olosuhteita, eikä huomioi pohjavesialueella sijaitsevia riskitoimintoja, pohjaveden virtaussuuntia tai vedenottamoiden sijaintia. Jos drastic indeksin arvo on alhainen lähellä vedenottamoa, on haitta-aineen aiheuttaman riskin suuruus käytännössä indeksin arvoa suurempi, koska haitta-aineen kulkeutuessa ottamolle sille voi nopeasti altistua suuri määrä 66

vedenkäyttäjiä. (Aller et al. 1987, 172) Vastaavasti pohjavesialueella sijaitsevat riskitoiminnot voivat alhaisen haavoittuvuuden alueellakin aiheuttaa suuren riskin etenkin haitta-ainekuormituksen jatkuessa pidempään, koska maaperän sidontakapasiteetin ylittyessä haitta-aineet eivät enää pidäty maaperään (Harmsen 1977, Stigliani 1995, Schulin et al. 1995 ks. Heikkinen 2000, 15). Siksi ehdotan pohjavesialueiden suojelusuunnitelmamenettelyn ja haavoittuvuusanalyysin yhteensovittamista. Pohjavesialueiden suojelusuunnitelmissa haavoittuvuusanalyysia voidaan hyödyntää riskinarvioinnissa yhdistämällä haavoittuvuus- ja riskikohdekartat. Silloin huomioidaan riskikohteiden sijainti suhteessa pohjavesimuodostuman luonnolliseen haavoittuvuuteen. Karttaan voidaan lisätä myös pohjaveden virtaussuunnat ja vedenottamot, jolloin voidaan arvioida kuinka todennäköisesti kontaminaatio kulkeutuu pohjaveden mukana vedenottamoille ja sitä kautta käyttäjille. Kuviin 28 ja 29 on koottu Kourinkankaan A ja Lähteenkankaan pohjavesialueiden haavoittuvuuskartat (kuvat 19 ja 24), pohjaveden päävirtaussuuntaa osoittavat virtausnuolet (kuvat 8 ja 10) sekä pohjavettä vaarantavat riskikohteet (liitteet 3 ja 4). Vedenottamot on poistettu kartoista Vesikolmio Oy:n pyynnöstä. Karttoihin merkittyjen kohteiden sijainnit ovat viitteellisiä. 67

Kuva 28. Kourinkankaan A haavoittuvuuskartta, pohjavettä vaarantavat riskikohteet ja pohjaveden päävirtaussuuntaa osoittavat virtausnuolet. (Pohjakartta Maanmittauslaitos lupanro 51/MML/11, 7/MML/09) 68

Kuvan 28 karttaan merkityt ABC-huoltoasema ja D-asema (kohteet 1 ja 2) sijaitsevat valtatien 8 varressa Hiekkasärkkien alueella. Kohteet kuuluvat samaan kiinteistöön ja ovat osittain haavoittuvuuskartan riskialttiimmalla alueella. Kalajoen Lämpö Oy:n Biolämpökeskus (kohde 4) sijaitsee Kalajoen kaupungin hiekkasärkillä. ABChuoltoasema (kohde 1), D-asema (kohde 2) ja lämpölaitos (kohde 4) sijaitsevat Hiekkasärkät-ottamon pohjoispuolella. Mikäli ottamoilta otetaan lupien sallimat maksimimäärät vettä, pohjavesi alkaa virrata ottamolle myös pohjoisesta (Seppälä 2004). Huoltoaseman ja D-aseman alueilla on tehty maaperän ja pohjaveden kunnostustoimenpiteitä (Finnish Consulting Group 2011). Lentokenttä (kohde 3) sijaitsee kartan haavoittuvimmaksi merkityllä alueella. Ympäristöluvan mukaan alueelle on sijoitettu 4 000 litran maanpäällinen säiliö 100- oktaanista lentobensiiniä lentotoimintaa varten (Aittola & Ruonaniemi 2011a). Lentokentän alueella pohjaveden virtaus suuntautuu kohti pohjoista purkautuen mereen. Osittain hiekkasärkkien vedenottamoalueella sijaitsee vanha soranottoalue (kohde 5), joka on kunnostettu ja maisemoitu. Nykyisin alueella kasvaa tiheä taimisto, joka estää ajoneuvoliikenteen alueella. (Aittola & Ruonaniemi 2011a) Kourinkankaan pohjavesialueella sijaitsee Vattenfall Oy:lta saatujen tietojen mukaan 20 muuntamoa, joista kymmenessä on öljynkeräysallas. Muut muuntamot ovat suojaamattomia pylväsmuuntamoita. Tällainen sijaitsee myös Hiekkasärkkäin vedenottamon aitauksen sisäpuolella. Kuvan 28 karttaan on merkitty myös pohjavesialueella kulkevan valtatien 8 pohjavesisuojaus. 69

Kuva 29. Lähteenkankaan haavoittuvuuskartta, pohjavettä vaarantavat riskikohteet ja pohjaveden päävirtaussuuntaa osoittavat virtausnuolet. (Pohjakartta Maanmittauslaitos lupanro 51/MML/11, 7/MML/09) 70

Kuvaan 29 merkitty ampumapaikka (kohde 1) sijaitsee Reisjärventien länsipuolella, lähellä harjun ydinosan haavoittuvinta aluetta. Alueen pinta-ala on noin 1200 m 2 (30 m x 40 m). Alueella tehtyjen maaperän ja pohjaveden haitta-ainetutkimusten perusteella maaperän merkittävimmät haitta-aineylitykset tapahtuivat lyijyn, kromin, vanadiinin ja elohopean osalta. Pohjavesinäytteiden haitta-ainepitoisuudet olivat alhaisia, reilusti alle talousveden laatusuositusten. (Finnish Consulting Group 2011) Pohjaveden puhdistustoimet yleensä aloitetaan, jos vesi ei täytä Sosiaali- ja terveysministeriön määrittelemiä talousveden laatuvaatimuksia (Rintala et al. 2007, 21). Maa-aineksenottoalueet (kohde 2) sijaitsevat osin kartan haavoittuvimmalla alueella. Lähteenkankaalla pohjaveden haavoittuvuutta nostaa pohjaveden alhainen syvyys, jolloin maa-aineksenotto vähentää entisestään pohjavettä suojaavan maakerroksen paksuutta. Huolta ovat aiheuttaneet myös seututien 760 varressa sijaitsevat pohjavesikaivot (Väisänen 2011). Tiessä ei ole pohjavesisuojausta, jolloin onnettomuuden sattuessa riski pohjaveden saastumiselle on suuri. Pohjaveden päävirtaus suuntautuu seututien suuntaisesti kaakkoon kohti Lähteenkankaan vedenottamoa, jolloin pohjaveteen päässeet haitta-aineet kulkeutuvat veden mukana kohti ottamoa ja sieltä veden käyttäjille. Lähteenkankaan pohjavesialueella sijaitsevissa muuntamoissa ei ole suojausta. Vanhojen muuntamoiden uusiminen puistomuuntamoiksi merkitään vuonna 2011 tehtävän pohjavesialueiden suojelusuunnitelman toimenpidelistalle (Aittola & Ruonaniemi 2011b). Tässä työssä haavoittuvuusanalyysi kattaa pohjaveden muodostumisalueen. Mikäli haavoittuvuusanalyysi ulotetaan laajemmalle alueelle, voidaan haavoittuvuuskartta huomioida myös pohdittaessa uusien riskitekijöiden sijoittamista pohjavesialueen ulkopuolelle. Tähän mennessä laaditut suojelusuunnitelmat ovat painottuneet pääosin riskitekijöiden kartoitukseen. Hydrogeologisten ominaisuuksien selvittäminen on jäänyt vähemmälle johtuen pohjavesiselvitysten korkeahkoista kustannuksista sekä toisaalta suunnitelmien laatijoiden koulutustaustasta. (Rintala et al. 2007, 14) Koska pohjavesialueiden rakenneja hydrogeologiaa on tutkittu yleensä riittämättömästi, suojelusuunnitelmien kehittämistarpeiksi on ehdotettu pohjavesiselvitysten lisääminen ja pohjavesiolosuhteiden mallintaminen tärkeillä pohjavesialueilla (Rintala et al. 2007, 25). 71

Geologisten tekijöiden mahdollinen ympäristön tilaan kohdistuva vaikutus tulisi ottaa huomioon jo suunniteltaessa alueiden käyttöä (Nenonen 2001). Kun pohjavesialueiden suojelusuunnitelmissa pisteytetään riskikohteet (Rintala et al. 2007), haavoittuvuusanalyysissa pisteytetään pohjavesimuodostuma, jonka oletetaan toimivan pohjavettä suojaavana puskurina riskikohteiden aiheuttamia päästöjä vastaan (Voudouris et al. 2010). Pohjavesialueiden suojelusuunnitelmissa haavoittuvuusanalyysilla huomioidaan pohjavesimuodostuman luonnollisen haavoittuvuuden merkitys riskinarvioinnissa. Samalla tuotetaan tietoa pohjavesialueen hydrogeologisista ominaisuuksista (kuva 30). Kuva 30. Haavoittuvuusanalyysi osana pohjavesialueiden suojelusuunnitelmamenettelyä. Kuvaan 30 on koottu pohjavesialueiden suojelusuunnitelmiin yleensä sisältyvät pääkohdat. Kaaviokuvassa haavoittuvuusanalyysi on lisätty riskitekijöiden kartoituksen 72

rinnalle, jolloin se on osa riskinarviointia. Haavoittuvuusanalyysi hyödyntää pohjavesialueiden suojelusuunnitelmien hydrogeologisia selvityksiä ja tutkimuksia ja vastaavasti haavoittuvuusanalyysilla tuotetaan tietoa pohjavesimuodostuman hydrogeologisista ominaisuuksista. 73

8 Johtopäätökset Haavoittuvuusanalyysi on Yhdysvalloissa kehitetty menetelmä pohjavesialueen pilaantumispotentiaalin arviointiin. Menetelmä arvioi pohjaveden pilaantumispotentiaalin hydrogeologisten tekijöiden perusteella. Kalajoen Kourinkankaan (A) ja Sievin Lähteenkankaan pohjavesialueille tehdyt haavoittuvuusanalyysit osoittavat, että drastic -menetelmää voidaan hyödyntää myös Suomen olosuhteissa. Pohjaveden haavoittuvuusanalyysi kannattaa ulottaa pohjaveden muodostumisalueen sijasta laajemmalle alueelle, kuten pohjavesialueelle. Silloin haavoittuvuuskarttaa voidaan hyödyntää paremmin maankäytön suunnittelussa. Haavoittuvuuskartan esittämistapa on hyvä vakiinnuttaa alusta alkaen ja käyttää kartan selitteenä samoja värikoodeja tietyille drastic indeksin arvoväleille, jolloin eri pohjavesialueiden haavoittuvuuskarttojen vertailu on helpompaa. Lisäksi menetelmän työvaiheista kannattaa tehdä tarkka ohje, jotta haavoittuvuusanalyysin tekijästä riippumatta eri alueiden haavoittuvuuskartat ovat mahdollisimman vertailukelpoisia. Mikäli pohjavesialueen hydrogeologiassa ei ole huomattavaa vaihtelua, eivät pohjavesialueen sisäiset erot haavoittuvuusherkkyydessä tule esiin. Haavoittuvuuskarttaa voidaan tarkentaa laajentamalla hydrogeologisten parametrien luokka-arvoasteikkoa. Alkuperäisten luokka-arvojen noudattaminen haavoittuvuusanalyysissa kuitenkin takaa, että eri alueiden haavoittuvuuskartat ovat keskenään vertailtavia. Onkin hyvä käyttää alkuperäisiä luokka-arvoja ja tarvittaessa kartoittaa haluttu alue tarkemmin muokatuilla luokka-arvoilla. Haavoittuvuusanalyysi kuvaa vain geologisia ja hydrogeologisia olosuhteita, eikä huomioi pohjavesialueella sijaitsevia riskitoimintoja, pohjaveden virtaussuuntia tai vedenottamoiden sijaintia. Jos drastic indeksin arvo on alhainen lähellä vedenottamoa, on haitta-aineen aiheuttaman riskin suuruus käytännössä indeksin arvoa suurempi, koska haitta-aineen kulkeutuessa ottamolle sille voi nopeasti altistua suuri määrä vedenkäyttäjiä. Vastaavasti pohjavesialueella sijaitsevat riskitoiminnot voivat alhaisen haavoittuvuuden alueellakin aiheuttaa suuren riskin etenkin haitta-ainekuormituksen jatkuessa pidempään. 74

Pohjavesialueiden suojelusuunnitelmiin haavoittuvuusanalyysilla saadaan lisätietoa pohjavesialueiden hydrogeologisista ominaisuuksista ja pohjavesiolosuhteista. Yhdistämällä pohjavesialueiden suojelusuunnitelmien riskikohdekartta ja haavoittuvuusanalyysin haavoittuvuuskartta, voidaan riskinarvioinnissa huomioida ulkoisten riskitekijöiden lisäksi pohjavesimuodostuman luonnollinen haavoittuvuus. Lisäämällä karttaan pohjaveden virtausnuolet ja vedenottamot, voidaan edelleen arvioida haitta-aineen todennäköisyyttä kulkeutua paitsi pohjaveteen, myös ottamoille ja sitä kautta vedenkäyttäjille. Työn tulosten perusteella ehdotan pohjavesialueiden suojelusuunnitelmamenettelyn ja haavoittuvuusanalyysin yhteensovittamista. 75

9 Lähdeluettelo Airaksinen, J. U. 1978. Maa- ja pohjavesihydrologia. Oulu. Pohjoinen. 248 s. ISBN 951-9099-73-5. Aittola, M. & Ruonaniemi, J-P. 2011a. Kourinkankaan A ja B sekä Hollannin pohjavesialueiden suojelusuunnitelma, Kalajoki. 139-P13965. Finnish Consulting Group. Aittola, M. & Ruonaniemi, J-P. 2011b. Isokankaan, Pitkäkankaan, Lähteenkankaan ja Markkulan pohjavesialueiden suojelusuunnitelma, Sievi. 199-P13965. Finnish Consulting Group. Aller, L., Bennett, T., Lehr, J. H. & Petty, R. J. 1985. DRASTIC: A Standardized System for Evaluating Ground Water Pollution Potential Using Hydrogeologic Settings. National Water Well Association, Worthington, Ohio / EPA Ada. Oklahoma. EPA/600/2-85/018. Aller, L., Bennett, T., Lehr, J. H., Petty, R. & Hackett, G. 1987. DRASTIC: A Standardized System for Evaluating Ground Water Pollution Potential Using Hydrogeologic Settings. National Water Well Association, Dublin Ohio / EPA Ada, Oklahoma. EPA/600/2-87/035. Antikainen, A. & Hiltula, J. 2007. GIS ja kvantitatiiviset menetelmät. Johdatus ArcGIS 9.2 -ohjelmiston käyttöön. Oulun yliopiston maantieteen laitoksen opetusmoniste no. 39. Oulun yliopistopaino. Oulu 2007. 186 s. + liitteet 2 kpl. Appelo, C. A. J. & Postma, D. 1996. Geochemistry, groundwater and pollution. 1996 A.A. Balkema, Rotterdam. 479 s. ArcGIS Desktop Help 10.0 Copyright 1995 2010 ESRI. 76

Asghari Moghaddam, A., Fijani, E. & Nadiri, A. A. 2010. Groundwater Vulnerability Assessment Using GIS-Based DRASTIC Model in the Bazargan and Poldasht Plains. Journal of Environmental Studies, 35 (52), s. 16 18. Babiker, I. S., Mohamed, M. A. A., Hiyama, T. & Kato, K. 2005. A GIS-based DRASTIC model for assessing aquifer vulnerability in Kakamigahara Heights, Gifu Prefecture, central Japan. Science of the Total Environment, 345, s. 127 140. Backman, B., Lahermo, P., Väisänen, U., Paukola, T., Juntunen, R., Karhu, J., Pullinen, A., Raunio, H. & Tanskanen, H. 1999. Geologian ja ihmisen toiminnan vaikutus pohjaveteen. Seurantatutkimuksen tulokset vuosilta 1969 1996. Geologian tutkimuskeskus. Tutkimusraportti 147. Espoo 1999. 261 s. Breilin, O. 2000. Kourinkankaan harjualueen rakenneselvitys. Geologian tutkimuskeskus. 8 s. + liitteet 7 kpl. Breilin, O. 2001. Kourinkankaan pohjavesialueen jatkotutkimukset. Geologian tutkimuskeskus. Loppuraportti 31.8.2001. 4 s. + liitteet 8 kpl. Chandra Sekhar, M. & Karuna Kumar, K. 1999. The use of DRASTIC modelling indices for the assessment of groundwater pollution potential. Impacts of Urban Growth on Surface Water and Groundwater Quality (Proceedings of IUGG 99 Symposium HS5, Birmingham, July 1999). IAHS Publ. no. 259, 1999. Childs, C. 2004. Interpolating Surfaces in ArcGIS Spatial Analyst. ESRI Education Services. [verkkodokumentti]. [viitattu 13.5.2011]. Saatavissa: http://www.esri.com/news/arcuser/0704/files/interpolating.pdf Finnish Consulting Group. 2011. Ampumapaikka, Myllyoja, Sievi. Maaperän haittaainetutkimus. Sievin kunta. FCG Finnish Consulting Group. 21.6.2011. 5 s. + liitteet 3 kpl. 77

Franklin, R. & Turner, R. Geological Survey of Canada. Modified by Cyrille Medard de Chardon. [verkkodokumentti]. [viitattu 4.2.2011]. Saatavissa: http://www.sfu.ca/personal/dallen/visualization/drastic/drastic_page.html Frind, E. O., Molson, J. W. & Rudolph, D. L. 2006. Well vulnerability: a quantitative approach for source water protection. Ground Water 44. s. 732 742. Goodchild, M. F. & Mark, D. M. 1987. The Fractal Nature of Geographic Phenomena. Annals of the Association of American Geographers, 77 (2). s. 265 278. Hatva, T., Hyyppä, J., Ikäheimo, J., Penttinen, H. & Sandborg, M. 1993. Soranoton vaikutus pohjaveteen. Raportti V: Soranotto ja pohjaveden suojelu. Vesi- ja ympäristöhallinnon julkaisuja sarja B15. 119 s. Hatva, T. & Suomela, T. 1999. Pohjaveden suojelu erityisesti vedenhankintaa silmälläpitäen. Vesi- ja Viemärilaitosyhdistys. Helsinki 1999. 134 s. + liitteet 2 kpl. Heikkinen, P. 2000. Haitta-aineiden sitoutuminen ja kulkeutuminen maaperässä. Espoo, Geologian tutkimuskeskus, Tutkimusraportti 150. 74 s. ISBN 951-690-767-9. Hertta-tietokanta. 2011. OIVA - ympäristö- ja paikkatietopalvelu. Ympäristötiedon hallintajärjestelmä Hertta. [verkkodokumentti]. [viitattu 3.3.2011]. Saatavissa: http://wwwp2.ymparisto.fi/scripts/oiva.asp Hutchinson, M. F. 1988. Calculation of hydrologically sound digital elevation models. Paper presented at Third International Symposium on Spatial Data Handling at Sydney, Australia. Hutchinson M. 1989. A new procedure for gridding elevation and stream line data with automatic removal of spurious pits. Journal of Hydrology, 106 (3). s. 211 232. Huttunen, T. 1987. Maaperäkartta 1:20 000. Lehti 2413 12 Kalajoki. Geologian tutkimuskeskus. 78

Kabera, T. & Zhaohui, L. 2008. A GIS Based DRASTIC Model for Assessing Groundwater in Shallow Aquifer in Yuncheng Basin, Shanxi, China. Research Journal of Applied Sciences, 3 (3). s. 195 205. Kaur, R. & Rosin, K. G. 2009. Ground Water Vulnerability Assessment Challenges and Opportunities. Division of Environmental Sciences, Indian Agricultural Research Institute, New Delhi-110012, India. Tecnical Papers included in the special session on Ground water in the 5th Asian Regional Conference of INCID, 9.11.2009. 12 s. Korkka-Niemi, K. & Salonen, V-P. 1996. Maanalaiset vedet -pohjavesigeologian perusteet. Ensimmäinen painos. Turku, Turun yliopiston täydennyskoulutuskeskus, 1996. 181 s. Turun yliopiston täydennyskoulutuskeskuksen julkaisuja A:50. ISBN 951-29-0825-5. Kuusisto, E. 1986. Sadanta. Teoksessa: (toim) Mustonen, S. 1986. Sovellettu Hydrologia. Helsinki. Vesiyhdistys r.y. s. 29 47. Kuusisto, E. & Seppänen, H. 1987. Johdanto. Teoksessa: (toim) Mustonen, S. 1986. Sovellettu Hydrologia. Helsinki. Vesiyhdistys r.y. s. 11 19. Lavapuro, M., Lipponen, A., Artimo, A. & Katko, T. S. 2008. Groundwater sustainability indicators: testing with Finnish data. Boreal Environment Reserch, 13. s. 381 402. Liggett, J. E. & Allen, D. M. 2010. Evaluating the sensitivity of DRASTIC using different data sources, interpretations and mapping approaches. Environmental Earth Sciences, 62 (8) s. 1577 1595. Lobo-Ferreira, J. P. 2011. The European Union experience on groundwater vulnerability assessment and mapping. [verkkodokumentti]. [viitattu 19.7.2011]. Saatavissa: http://www.teriin.org/teri-wr/coastin/papers/paper1.htm 79

Luers, A. L., Lobell, D. B., Sklar, L. S., Addams, C. L. & Matson, P. A. 2003. A method for quantifying vulnerability, applied to the agricultural system of the Yaqui Valley, Mexico. Global Environmental Change 13 (4). s. 255 267. Maa ja Vesi Oy. 1987. Lähteenkankaan vedenottamon suoja-aluesuunnitelma 26.6.1987. Vesikolmio Oy. 14 s. Maa ja Vesi Oy. 1992. Sievinharjun kunnostussuunnitelma 23.11.1992. Sievin kunta. 28 s. Maanmittauslaitos. 2010. [verkkodokumentti]. [viitattu 10.3.2011]. Saatavissa: http://www.maanmittauslaitos.fi/digituotteet/korkeusmalli-25-m Maanmittauslaitos. 2011. Kartat Maanmittauslaitos lupanro:t 51/MML/11 ja 7/MML/09. Aineiston kopiointi ilman Maanmittauslaitoksen lupaa on kielletty. Mcdonald, M. G. & Harbaugh, A. W. 1988. A modular three-dimensional finitedifference groundwater flow model. USGS Techniques of Water Resources Investigations, book 6, Chapter A1. 586 s. Musálem - Castillejos, K. 2010. Assessing integrated watershed management and groundwater vulnerability to pollution in priority watersheds of the Yacyreta dam in Paraguay. A Dissertation for the Degree of Doctor of Philosophy. University of Wales (Bangor University) and Tropical Agricultural Research and Higher Education Center (CATIE). Turrialba, Costa Rica - Bangor, United Kingdom. 177 s. Mälkki, E. 1999. Pohjavesi ja pohjaveden ympäristö. Tampere. Tammer-paino Oy. 304 s. ISBN-951-26-4515-7. Nenonen, J. 2001. Maa-aineksen oton ja kallioperän vaikutus pohjaveden happamoitumiseen ja metallipitoisuuksiin Pohjois-Pohjanmaalla; Jolosharjun tapaus, teoksessa: Salonen, V-J. & Korkkaniemi, K. (toim.), Kirjoituksia pohjavedestä. Turun yliopisto, Geologian laitos, s. 221 226. ISBN 951-29-2170-7. 80

Neukum, C., Hötzl, H. & Himmelsbach, T. 2008. Validation of vulnerability mapping methods by field investigations and numerical modeling. Hydrogeology Journal 16 (4). s. 641 658. Niknam, R., Mohammadi, K. & Majd, V. J. 2006. Tehran Aquifer Vulnerability Assessment Using ARCGIS and Drastic Index. 7 th International Congress on Civil Engineering, TMU, Tehran, Iran. 6 s. Nylander, E. 2001. Pohjavesialueiden suojelusuunnitelmat Uudenmaan ympäristökeskuksen toimialueella. Teoksessa: Kirjoituksia pohjavedestä. Toim. Salonen, V-P. & Korkka-Niemi, K. 2001. Turun yliopisto. Geologian laitos 2001. s. 189 192. Nystén, T. & Gustafsson, J. 2001. Tiesuola pohjavedessä nyt ja ensi vuosikymmeninä, teoksessa: Salonen, V-J. & Korkkaniemi, K. (toim.), Kirjoituksia pohjavedestä. Turun yliopisto, Geologian laitos, s. 215 219. ISBN 951-29-2170-7. Oy Vesi-Hydro Ab. 1994. Pohjavesialueiden maankäytön yleissuunnitelma. Kourinkangas - Kurikkala - Uusi-Somero. Kokkolan vesi- ja ympäristöpiiri. Himangan kunta. Kalajoen kunta. Oy Vesikolmio. 31.05.1994. 46 s. + liitteet 5 kpl. Oy Vesikolmio. 1994. Lähteenkankaan ja Kiiskilän pohjavedenottamoiden sekä Pitkäkangas-Ahonpään ja Isokankaan pohjavesiesiintymien suoja-alueiden määrääminen, Sievi, Kiiskilä ja Kangaskylä. 4s. Peltokangas, J. & Mäkelä, J. 1990. Pohjavesiesiintymien hydraulisten ominaisuuksien määrittämisestä pohjavesiselvitysten yhteydessä. Vesitalous 31 (2) s. 20 24. Remesan, R. & Panda, R. K. 2008. Remote Sensing and GIS Application for Groundwater Quality and Risk Mapping. The 3 rd International Conference on Water Resources and Arid Environments (2008) and the 1 st Arab Water Forum. 81

Rintala, J., Hyvärinen, V., Illmer, K., Nylander, E., Pulkkinen, P., Rantala, P. & Siiro, P. 2007. Pohjavesialueiden suojelusuunnitelmat osana vesienhoidon järjestämistä -taustaselvitys. Suomen ympäristökeskuksen raportteja 7/2007. Suomen ympäristökeskus. [verkkodokumentti]. [viitattu 10.3.2011]. Saatavissa: http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=64783&lan=fi Rosen, L. 1994. A study of the DRASTIC methodology with emphasis on Swedish conditions. Ground Water 32 (2). s. 278 285. Rupert, M. G. 2001. Calibration of the DRASTIC ground water vulnerability mapping method. Ground Water 39. s. 625 630. Seppälä, M. 2004. KOURINKANGAS Kalajoki. Pohjaveden virtausmalli. Lounais- Suomen ympäristökeskus 2004. 8 s. + liitteet18 kpl. Suomen ympäristökeskus. 2010. Pohjavesimallinnuksessa tarvittavat lähtotiedot. [verkkodokumentti]. Päivitetty 18.5.2010 [viitattu 31.3.2011]. Saatavissa: http://www.environment.fi/default.asp?contentid=197253&lan=fi Tiehallinto. 2009. Pohjavesisuojauksen kuvaus. Valtatie 8, Kalajoki - Kourinkankaan pohjavesialue. Tuukkanen, T. 2011. RiverLifeGIS -paikkatietotyökalun soveltuvuus turvemetsätalouden ojaeroosioriskin arviointiin. Diplomityö. Oulun yliopisto. Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto. Vesi- ja ympäristötekniikan laboratorio. 144 s. Vesihallitus. 1974. Kalajokialueen pohjavesitutkimus. Sievi, lähteenkangas. Kokkolan vesipiirin vesitoimisto, TN:o 6 Kov 4:3. Voudouris, K., Kazakis, N., Polemio, M. & Kareklas, K. 2010. Assessment of Intrinsic Vulnerability using the DRASTIC Model and GIS in the Kiti Aquifer, Cyprus. European Water 30. s. 13 24. E.W. Publications 82

Väisänen, J. 2004. Kalajoen pohjavesitutkimus. Kourinkangas, Kalajoen kaupunki, Rahja, Por3 ja Por 4. Vesikolmio Oy. Pohjois-Pohjanmaan ympäristökeskus. 12 s. + liitteet 13 kpl. Väisänen, J. 2011. Vesihuoltopäällikkö. Vesikolmio Oy. Sievi 20.4.2011. Suullinen tiedonanto pohjavesialueiden suojelusuunnitelmien työryhmäkokouksessa. 83

10 Liitteet LIITE 1 Kalajoen Kourinkankaan pohjaveden muodostumisalue, pohjavesialue ja Vesikolmio Oy:n havaintopisteet. (Pohjakartta Maanmittauslaitos lupanro 7/MML/09) LIITE 2 Sievin Lähteenkankaan pohjaveden muodostumisalue, pohjavesialue ja Vesikolmio Oy:n havaintopisteet. (Pohjakartta Maanmittauslaitos lupanro 7/MML/09) LIITE 3 Kalajoen Kourinkankaan A pohjavesialueen pohjavettä vaarantavat riskikohteet ja suojelualueet. (Aittola & Ruonaniemi 2011a) LIITE 4 Sievin Lähteenkankaan pohjavesialueen pohjavettä vaarantavat riskikohteet ja suojelualueet. (Aittola & Ruonaniemi 2011b) 84

LIITE 1

LIITE 2

LIITE 3

LIITE 4