Vastaanottaja Agnico Eagle Finland Oy Asiakirjatyyppi Raportti Päivämäärä 18.11.2015 KITTILÄN KAIVOS VESIVARASTOALTAAN VAHINGONVAARA- SELVITYS
KITTILÄN KAIVOS VESIVARASTOALTAAN VAHINGONVAARA-SELVITYS Tarkastus 18.11.2015 Päivämäärä 18.11.2015 Laatija Arto Reiman, Emmy Hämäläinen, Piia Sassi- Päkkilä Tarkastaja Niko Karjalainen Pasi Kreivi, Agnico Eagle Mines Limited Hyväksyjä Viite 1510022292 Ramboll Kirjastokatu 4 70100 KUOPIO P +358 20 755 611 F +358 20 755 6201 www.ramboll.fi
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys SISÄLTÖ 1. Johdanto 1 2. Vesivarastoallas 1 2.1 Perustiedot 1 2.2 Padot 1 2.3 Veden ja sedimentin laatu 2 2.4 Lähiympäristö 2 3. Rikastushiekka-altaat 3 4. Seurujoen vesistöalue 6 4.1 Seurujoen virtaama 6 4.2 Seurujoen vedenlaatu 7 4.3 Seurujoen ja Loukisen kalasto 7 5. Patomurtumamallinnus 8 6. Tulva-veden leviäminen ympäristöön 9 6.1 Vaarallisimmat murtumamekanismit 9 6.2 Vaarantuvat kohteet 9 7. Patomurtuman ympäristövaikutukset 11 7.1 Ympäristölle haitalliset aineet 11 7.2 Tulva-aallon vesistövaikutukset 12 8. Vahingonvaaran arvioiminen 18 8.1 Henkilövahingot 18 8.2 Ympäristövahingot 19 8.2.1 Tulva-aallon veden vaikutukset 19 8.2.2 Tulva-aallon kiintoaineen vaikutukset 19 8.3 Taloudelliset vahingot 20 9. Arvioinnin epävarmuustekijät 21 10. Yhteenveto 21 Lähteet 22 LIITTEET Liite 1 Liite 2 Seurujoen vedenlaatu Vesivarastoaltaan tulva-aaltolaskelma (Insinööritoimisto Pekka Leiviskä)
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 1 / 22 1. JOHDANTO Agnico Eagle Finland Oy:n toimeksiannosta Ramboll Finland Oy on laatinut Kittilän kaivoksen uudelle vesivarastoaltaalle tämän vahingonvaaraselvityksen. Vahingonvaaraselvityksessä kaivoksen seuranta- ja päästötarkkailun ja lähtötietojen perusteella selvitettiin vesivarastoaltaaseen kertyvän veden ja sedimentin laatua sekä alarinteessä altaan alapuolella sijaitsevien rikastushiekka-altaiden veden ja sedimentin laatua. Vesivarastoaltaan padoille tehtiin patomurtumamallinnus, laskettiin patomurtumavirtaamat ja laadittiin veden peittävyyskartat mahdollisessa vahinkotilanteessa Insinööritoimisto Pekka Leiviskän toimesta. Murtumamallinnuksen avulla selvitettiin mahdollisesti aiheutuvia henkilö- ja taloudellisia vahinkoja sekä ympäristövaikutuksia. 2. VESIVARASTOALLAS 2.1 Perustiedot Vesivarastoallas sijaitsee kaivospiirin sisällä, rikastushiekka-altaiden itäpuolella, Pikku- Rouravaaran länsirinteellä. Allas on tarkoitettu NP-vesien välivarastoksi. Allas on jaettu jakopenkereellä kahteen osaan. Pengerrakenteessa ei ole kalvoa, vaan veden virtausta allasosien välissä rajoittaa louhetukipenkereen keskellä oleva moreenisydän. Vesivarastoaltaan pohjoisosaan johdetaan vettä NP3-altaasta ja eteläosaan sulfaatinpoistolaitokselta. Sulfaatinpoistolaitos on suunniteltu rakennettavaksi vuonna 2016. Eteläosasta vettä pumpataan sekä prosessivedeksi rikastamolle että johdetaan pintavalutuskenttien kautta ympäristöön. Alla on esitetty altaan tilavuustiedot (Taulukko 1. Vesivarastoaltaan tilavuus tasossa HW +243,0 Taulukko 1. Vesivarastoaltaan tilavuus tasossa HW +243,0 Vesivarastoallas Tilavuus m 3 Kokonaistilavuus 1 350 410 NP-vesi, pohjoisosa 594 450 Puhdas vesi, eteläosa 755 960 Aikaisemmin vesivarastoaltaan aluetta on käytetty moreeninottoon. Vesivarastoaltaan alueella on tehty Geobotnian toimesta pohjatutkimuksia syksyllä 2013. Tutkimusten perusteella vesivarastoaltaan patolinjoilla maaperä todettiin kantavaksi ja heikosti vettä läpäiseväksi. Pohjamaa ei aiheuta painumis- tai stabiliteettiongelmia patorakenteille, eikä pohjanvahvistustarvetta todettu olevan. Altaan pohjamoreeni täytti lähes koko alueella luonnostaan pohjarakenteen mineraalieristeen vaatimukset. Kohtiin, joissa vaatimukset eivät täyttyneet, lisättiin moreenia. Moreenin päälle on asennettu bitumigeomembraani. (Geobotnia 2014) Altaan suunnittelusta on vastannut Geobotnia Oy. Rakentaminen toteutettiin 2013 2015 ja allas otettiin käyttöön marraskuussa 2015. Vesivarastoaltaan rakentamisen ulkopuolisena laadunvalvojana toimi KAT Oy:n Marko Talvensaari. 2.2 Padot Vesivarastoaltaassa on kolme pato-osaa: pohjoinen sivupato, CIL2 välipato (eli vesivarastoaltaan pääpato) ja eteläinen sivupato. Alla on taulukoitu vesivarastoaltaan padon korkeustasoja ja päämittoja (Taulukko 2 ja Taulukko 3).
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 2 / 22 Taulukko 2. Vesivarastoaltaan padon korkeustasot ja tilavuus HW-tasossa (NW- ja hätä-hw-tasot on arvioitu suunnitelmapiirustuksista) NW +231,0 Korkeustaso Tilavuus m milj. m 3 HW +243,0 1,35 hätä-hw +244,0 Taulukko 3. Vesivarastoaltaan patojen päämitat (suurin korkeus on arvioitu suunnitelmapiirustuksista) Patotyyppi Harjan Suurin Harjan alin Luiskan kaltevuudet leveys korkeus korkeustaso märkä kuiva m Pohjoinen sivupato Vyöhykepato 8,0 11,0 +245,0 1:2,5 1:2 CIL2 välipato Vyöhykepato 8,0 11,0 +245,0 1:2,5 1:2,5 Eteläinen sivupato Vyöhykepato 8,0 11,0 +245,0 1:2,5 1:2 m Vesivarastoaltaan sivupadot on rakennettu vyöhykepatoina, joissa ulkopuolelta lukien on louhepenger, suodatinkerrokset (karkeasuodatin, hienosuodatin ja suodatinkangas), moreenitiiviste ja bitumigeomembraani. Eteläisellä sivupadolla on neljä ylivuotoputkea tasolla +243,5. Välipato (CIL2/vesivarastoallas) muodostuu keskelle rakennetusta louhetukipenkereestä, jonka molemmin puolin ovat suodatinkerrokset, moreenitiiviste ja bitumigeomembraani. Vesialtaan moreenitiivisteeseen on asennettu kaksi kuitukaapelia luiskan juureen ja noin kolmasosalle tiivisteen kokonaiskorkeudesta. Kaapelit kiertävät koko altaan ja niiden avulla voidaan tarkkailla mahdollisia vuotoja. 2.3 Veden ja sedimentin laatu Vesivarastoaltaan pohjoisosan vesi on laadultaan vastaavaa kuin NP3-altaassa. Eteläosan vedenlaatu vastaa muuten pohjoisosan vedenlaatua, mutta veden sulfaattipitoisuus on alle 3000 mg/l. NP3-altaan veden ja sedimentin laatu on esitelty tarkemmin kappaleessa Rikastushiekka-altaat. Altaaseen varastoidaan vain vettä. NP3-altaan sisäpuolelta voi kulkeutua veden mukana vesivarastoaltaaseen vähäisiä määriä rikastushiekkaa, mutta hiekan määrä vesivarastoaltaan pohjasedimentin kannalta ei ole merkittävä. 2.4 Lähiympäristö Vesivarastoaltaan pohjois-, itä- ja eteläpuolta reunustaa metsäinen Pikku-Rouravaara sekä Rouravaara. Länsi- ja luoteispuolella sijaitsevat kaivoksen rikastushiekka-altaat, CIL, CIL2 ja NP3. CIL- ja CIL2-altaiden lounaispuolella, alarinteessä, sijaitsee Rouravaaran avolouhos, jonka tilavuutta käytetään kaivosvesien varastointiin. Lähimmät rakennukset, rikastamo ja toimistorakennus, sijaitsevat noin 1 km vesivarastoaltaasta lounaaseen. Kohteiden sijainnit on esitetty alla olevassa kartassa (Kuva 1). Mahdollisessa vahinkotilanteessa virtaussuunta vesivarastoaltaasta on suoraan CIL2- altaaseen, josta vesi voi mahdollisesti jatkaa matkaa CIL-altaaseen tai Seurujoen suuntaan. Seurujoen suuntaan mentäessä CIL2-altaan jälkeen virtaussuunnassa alavirrassa on Rimminvuoman kosteikkoalue, osittain vedellä täyttynyt Rouravaaran avolouhos, Rimmin tuuletusnousu ja pintavalutuskenttä 4, jonka kautta käsitellyt NP3-altaan prosessivedet johdetaan ympäristöluvan mukaisesti Seurujokeen.
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 3 / 22 Kuva 1. Kartta vesivarastoaltaan lähiympäristöstä 3. RIKASTUSHIEKKA-ALTAAT Alla on käsitelty rikastushiekka-altaiden veden ja sedimentin laatua, koska NP3-altaan veden ja sedimentin laatu vaikuttaa suoraan vesivarastoaltaan pohjoispuolen vedenlaatuun. Lisäksi mahdollisessa patomurtumatilanteessa vesivarastoaltaan vesi virtaa CIL2- altaaseen aiheuttaen vesien sekä kiintoaineen sekoittumista ja ylivuotoa CIL2-altaasta. Rikastushiekka-altaat sijaitsevat vesivarastoaltaan välittömässä läheisyydessä, Pikku- Rouravaaran ja Rouravaaran alarinteillä. Altaita on kolme: NP3-, CIL2- ja CIL-allas. NP3- altaaseen johdetaan rikastushiekkaa rikastamon neutralointipiiristä. CIL2-altaaseen johdetaan rikastushiekkaa rikastamon CIL-piiristä ja CIL2-altaasta selkeytynyt vesi pumpataan CIL-altaan kautta takaisin rikastamolle prosessivedeksi. CIL2-altaan tavoitemäärä vapaalle vedelle on 150 000 m 3. CIL2-altaan HW on tasolla +232 ja hätä-hw +233. Alla on esitetty NP- ja CIL-rikastushiekan haitta-ainepitoisuuksia ja hapontuottokykyä sekä vedenlaatua eri altaissa (Taulukko 4 -Taulukko 9). Rikastushiekan tulokset ovat vuoden 2014 keskiarvoja. Rikastushiekoista otetaan näyte päivittäin ja näistä vuorokausinäytteistä
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 4 / 22 kootaan neljä kertaa vuodessa kokoomanäytteet. Labtium Oy analysoi kokoomanäytteet ja taulukoissa esitetyt tulokset ovat vuoden 2014 neljän kokoomanäytteen tulosten keskiarvoja. CIL-rikastushiekan kohdalla kaikki kokoomanäytteet oli analysoitu kahdesti ja taulukoissa (Taulukko 7 ja Taulukko 8) esitetty tulos on näiden kahdeksan analyysituloksen keskiarvo. Taulukko 4. NP-rikastushiekan haitta-ainepitoisuuksien keskiarvot vuonna 2014 (Labtium) Haittaaineet mg/kg Antimoni 64,50 Arseeni 2065,00 Kadmium 0,52 Koboltti 35,03 Kromi 86,68 Kupari 288,50 Lyijy 8,58 Nikkeli 169,50 Sinkki 124,50 Vanadiini 53,95 Taulukko 5. NP-rikastushiekan hapontuottokyky vuonna 2014 (Labtium) Rikki % 2,25 Sulfidinen rikki % 0,14 Hiili % 3,71 Hiili, non carb % 0,53 Hiili, carb % 3,19 AP kg CaCO 3 /t 70,10 NP kg CaCO 3 /t 224,00 NPR NP/AP 3,21 Hapontuottokyky Ei happoa tuottava
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 5 / 22 Taulukko 6. NP3-altaan vedenlaatu (keskiarvot ajanjaksolta 14. 23.9.2015) Vedenlaatu Lämpötila C 11,3 ph 7,4 Sähkönjohtavuus ms/m 712,0 Sameus NTU 14,9 Väriluku mg Pt/l 33,0 Happipitoisuus mg/l 7,9 Hapen kyllästysaste % 71,9 Kiintoaine mg/l 15,3 COD Mn mg/l 4,9 Kloridi mg/l 30,5 Sulfaatti mg/l 6 290,0 Kokonaistyppi µg/l 29 600,0 Epäorg. typen summa µg/l 27 000,0 Nitraattityppi µg/l 6 990,0 Nitriittityppi µg/l 1 199,0 Ammoniumtyppi µg/l 18 700,0 Nitraatti- ja nitriittitypen summa µg/l 8 180,0 Fosfaatti-fosfori µg/l 10,6 Syanidi, kok. µg/l 23,9 Syanidi, WAD µg/l 11,4 Alumiini µg/l 210,6 Antimoni µg/l 48,0 Arseeni µg/l 41,8 Fosfori µg/l 15,0 Kupari µg/l 9,2 Magnesium µg/l 1 088 000,0 Mangaani µg/l 1 490,0 Natrium µg/l 314 000,0 Nikkeli µg/l 78,3 Rauta µg/l 444,0 Sinkki µg/l 171,9 Taulukko 7. CIL-rikastushiekan haitta-ainepitoisuuksien keskiarvot vuonna 2014 (Labtium) Haittaaineet mg/kg Antimoni 997,13 Arseeni 31505,00 Kadmium 4,04 Koboltti 45,55 Kromi 85,46 Kupari 441,63 Lyijy 134,88 Nikkeli 242,38 Sinkki 406,88 Vanadiini 39,35
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 6 / 22 Taulukko 8. CIL-rikastushiekan hapontuottokyky vuonna 2014 (Labtium) Rikki % 5,07 Sulfidinen rikki % 1,59 Hiili % 2,97 Hiili, non carb % 2,89 Hiili, carb % 0,14 AP kg CaCO 3 /t 158,38 NP kg CaCO 3 /t 15,01 NPR NP/AP 0,10 Hapontuottokyky Happoa tuottava Taulukko 9. CIL2-altaan vedenlaatu 2015 (keskiarvot ajanjaksolta 14.1. 2.9.2015) Vedenlaatu Lämpötila C 5,7 ph 8,8 Sähkönjohtavuus ms/m 643,3 Alkaliteetti mmol/l 2,7 Kiintoaine mg/l 10,5 Kloridi mg/l 18,7 Fluoridi mg/l 0,2 Sulfaatti mg/l 3 222,2 Kokonaistyppi µg/l 138 333,3 Nitraattityppi µg/l 28 000,0 Nitriittityppi µg/l 2 288,9 Ammoniumtyppi µg/l 28 777,8 Nitraatti- ja nitriittitypen summa µg/l 26 416,7 Syanidi, kok. µg/l 526,1 Syanidi, WAD µg/l 94,8 Antimoni µg/l 194,4 Arseeni µg/l 8 011,1 Kupari µg/l 46,9 Magnesium µg/l 218 888,9 Natrium µg/l 907 777,8 Nikkeli µg/l 12,1 Rauta µg/l 144,3 Sinkki µg/l 2,5 4. SEURUJOEN VESISTÖALUE 4.1 Seurujoen virtaama Kittilän kaivosalueen länsipuolella, noin 2,5 km päässä vesivarastoaltaasta, virtaa Seurujoki, josta kaivos ottaa puhtaan käyttöveden rikastamolle ja johon kaivos purkaa käsiteltyjä prosessivesiä ja kuivanapitovesiä ympäristöluvan mukaisesti. Seurujoki kuuluu Kemijoen päävesistöalueeseen. Seurujoen valuma-alue on noin 307 km 2 ja valuma-alueen järvisyysprosentti on 0,3 %. Valuma-alueen pinta-alasta noin 30 % on suota. Joki saa alkunsa Jakovaaran kaakkoispuolella sijaitsevasta Seurujärvestä, noin 18 km kaivosalueelta koilliseen. Noin 9 km päässä kaivosalueelta lounaaseen Seurujoki laskee Loukiseen, joka yhtyy Levitunturin kupeessa Ounasjokeen. Seurujoessa, noin 1,5 km kaivoksen jokivedenpumppaamolta jokea ylävirtaan, sijaitsee ELY-keskuksen ja kaivosyhtiön yhdessä asentama jatkuvatoiminen virtaamamittari. Alla on esitetty virtaamamittarin mittaamia Seurujoen virtaamatietoja (Taulukko 10). Lisäksi alla on esitetty Seurujoen keskivirtaamia ja keskialivirtaamia (Taulukko 11). Virtaamamittarin tietojen perusteella (Hertassa virtaamadataa vuosilta 2007 2015) Seurujoen virtaama on
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 7 / 22 maksimissaan yleensä kevättulvan aikaan toukokuussa. Ylivirtaamatilanne kestää yleensä muutamasta päivästä kahteen viikkoon. Toinen tulvahuippu ajoittuu syyssateiden aikaan, noin loka-marraskuulle. Myös tällöin virtaama on maksimitasolla vain muutamasta päivästä viikkoon. Seurujoen virtaama on alhaisimmillaan keskitalvella jääkannen aikaan ja kuivina kesinä heinä-elokuussa. Myös alivirtaamatilanteet ovat hetkellisiä. Seurujoen yli- ja alivirtaaman suuresta erosta ja pienestä järvisyydestä huolimatta, keskivirtaama edustaa hyvin Seurujoen tilaa ja joen virtaama vaihtelee kohtalaisen vähän. Taulukko 10. Seurujoen virtaamatietoja (Hertta 22.10.2015) Virtaama (m 3 /s) Keskiarvo Maximi Minimi 2012 4,8 39,0 1,5 2013* 3,7 22,9 1,1 2014 2,2 11,8 1,3 2015** 3,0 15,7 1,5 *) Virtaamamittari oli poissa käytöstä 5.7. 23.9.2013 **) Tulokset ovat ajanjaksolta 1.1. 21.10.2015 Taulukko 11. Keskivirtaamat (MQ) ja keskialivirtaamat (MNQ) (*Pöyry 2015, **Hertta 4.11.2015) Virtaama m 3 /s MQ MNQ Seurujoki (Rouravaara)* 4,4 2,2 Seurujoki (Lintula)* 4,75 2,4 Loukinen (+Seurujoki)* 10,45 5,7 Loukinen (+Kapsajoki)* 23,95 12,8 Ounasjoki, Kaukonen** 90,6 18,3 4.2 Seurujoen vedenlaatu Seurujoen vedenlaatu aikavälillä 15.1.2014 1.10.2015 on esitetty liitteessä 1. Liitteen tulokset ovat tarkkailupisteestä SK Seu 4, joka sijaitsee kaivoksen pohjoispuolella, kaivokselta ylävirtaan. Tulokset ilmentävät siis Seurujoen luonnontilaa. Ravinteiden (kokonaisfosfori ja -typpi) perusteella Seurujoki on luonnostaan karu. Sähkönjohtavuus ja rautapitoisuus ovat normaalilla sisävesien tasolla. Kiintoaineen, sameuden ja kemiallisen hapenkulutuksen (COD Mn ) perusteella jokivesi on kirkasta ja sisältää humusta vain vähän. Happamuudeltaan Seurujoen vesi on lievästi emäksinen. Happitilanne jokivedessä on hyvä. Metallipitoisuudet ovat pintavesille tyypillisiä. 4.3 Seurujoen ja Loukisen kalasto Agnico Eagle Finland Oy on velvoitettu suorittamaan Seurujoella kalataloustarkkailua sekä istuttamaan vuosittain Seurujokeen ja Nuutijoen alaosaan yhteensä 5 000 1-vuotiasta taimenta. Vuosina 2007 2009 taimenten lisäksi Seurujokeen istutettiin kesänvanhoja harjuksia. Lisäksi Kemijoen voimatalousrakentamisen velvoitehoitona Loukiseen istutetaan järvitaimenta ja pohjasiikaa. Vuonna 2014 Ramboll Finland Oy:n suorittamassa sähkökoekalastuksessa Seurujoelta ja Loukiselta saatiin taimenia, kirjoeväsimppuja, kivisimppuja, mutuja, mateita, harjuksia, haukia, kymmenpiikkejä ja pikkunahkiaisia. Lisäksi Seurujoella ja Loukisella on kalastuskirjanpitäjiä, joiden saalistietojen perusteella seurataan jokien kalakantoja. Kalastuskirjanpitäjien mukaan alueella kalastetaan pääosin lyhyillä jokiverkoilla, heittovavoilla ja pilkkiongilla. (Ramboll 2015) Lisäksi sähkökoekalastuksessa saatujen saaliiden perusteella oletetaan, että Seurujoessa ja Loukisessa on pienempiäkin kaloja, kuten särkiä ja ahvenia.
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 8 / 22 5. PATOMURTUMAMALLINNUS Vesivarastoaltaan patomurtumamallinnuksen toteutti Insinööritoimisto Pekka Leiviskä ja mallinnuksesta on erillinen raportti tämän selvityksen liitteessä 2. Maastomalliaineistona on käytetty maanmittauslaitoksen 1 m:n korkeuskäyrätietoja. Aineistoa on tarkennettu alueelle tehdyillä maastomittauksilla (tiet, maaston taitteet). Aluesuunnitelman mukaiset rakenteet (padot) on huomioitu suunnitelmien mukaisesti. Patomurtuman simuloinnissa ja muuttuvan virtauksen mallinnusohjelmistona on käytetty HEC-RAS ohjelmiston versiota 4.1.0. Alle on lyhyesti referoitu kyseistä murtumamallinnusta. Patomurtumamallinnuksessa tarkasteltiin kuutta eri murtumareittivaihtoehtoa. Mallinnuksessa oletettiin, että lähtötilanteessa kaikkien altaiden vesipinta/täyttö on HW-tasolla. Vesivarastoallas sijaitsee maastollisesti ylempänä kuin viereiset NP3-, CIL2- ja CIL- altaat. Vesivarastoaltaan alapuolisten altaiden kapasiteetti, ottaa vastaan vesivarastoaltaan patomurtumasta tulvivaa vettä, on siis HW-hätäHW -tasojen välinen varastotilavuus. Murtumareittivaihtoehdot ovat: VE1 Vesivarastoaltaan pato murtuu ja VE1_1 pohjoispuolen NP-vesi 0,59 milj. m 3 tyhjenee CIL2-altaaseen, VE1_2 eteläpuolen sulfaatinpoistolaitokselta tullut vesi 0,76 milj. m 3 tyhjenee CIL2-altaaseen tai VE1_3 koko allas (1,35 milj. m 3 ) tyhjenee CIL2-altaaseen. VE2 Vesivarastoallas tyhjenee CIL2-altaaseen ja tulva-aalto etenee NP3-altaaseen. Vaihtoehtoa pidetään epätodennäköisenä, koska NP3- ja CIL2-altaiden välipato on korotettu korkeuteen +237, jolloin CIL2-altaan muut padot ovat matalampia ja todennäköisempiä tulvaaallon etenemisreittejä. Tarkempia tarkasteluja vaihtoehdosta 2 ei ole pidetty aiheellisina. VE3 Vesivarastoallas tyhjenee CIL2-altaaseen ja tulva-aalto etenee CIL2-altaan pääpadon yli ylivirtausmekanismina kohti Seurujokea. VE4 Murtumamekanismi sama kuin vaihtoehdossa 3, mutta CIL2-altaasta tulva-aalto etenee pääpadon yli kohti Rouravaaran osittain vedellä täyttynyttä avolouhosta ja Seurujokea. Virtaukseen vaikuttaa CIL2-altaassa oleva louhepenger. VE5 Vesivarastoallas tyhjenee CIL2-altaaseen ja tulva-aalto etenee ylivirtausmekanismina CIL-altaaseen. VE6 Murtumamekanismi sama kuin vaihtoehdossa 5, mutta CIL-altaasta tulva-aalto etenee padon harjan yli kohti Rouravaaran osittain vedellä täyttynyttä avolouhosta. Yllä esitellyistä vaihtoehdoista kaksi mallinnettiin: vaihtoehdot 3 ja 6. Vesivarastoaltaan murtuessa murtumavirtaama on suurimmillaan noin 599 m 3 /s ja allas tyhjenee noin 105 minuutissa vuodon alkamishetkestä. CIL2-altaasta ylivirtaama on suurimmillaan noin 409 m 3 /s Seurujoen suuntaan ja 85 minuutissa kaikki ylivirtaus on tapahtunut. Vanhasta CIL-altaasta Rouravaaran avolouhokseen suuntautuva ylivirtaama on suurimmillaan 322 m 3 /s ja kokonaisvirtausaika noin 190 minuuttia.
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 9 / 22 6. TULVAVEDEN LEVIÄMINEN YMPÄRISTÖÖN 6.1 Vaarallisimmat murtumamekanismit Suurimman ylivirtaaman ja veden leviämisen alueelle aiheuttaa vesialtaan tyhjentyminen kokonaan CIL2-altaaseen ja CIL2-altaan murtumamekanismi Seurujoen suuntaan (vaihtoehto 3). Vesi leviää laajalti alapuoliselle alueelle edeten likimain samanlaiselle alueelle kuin NP3-altaan murtumamekanismissa. Tässä vaihtoehdossa vesi ei mene Rouravaaran avolouhokseen, koska avolouhosta kiertää pohjoispuolella maapenger. Vesialtaan murtumisen jälkeen murtumamekanismi etenee käytännössä nopeasti. Pisimmänkin reitin (vesiallas - CIL2-allas - vanha CIL-allas - Rouravaaran avolouhos) mukainen sarjamurtuma (vaihtoehto 6) kestää vain noin 15 minuuttia ja virtaama nousee suurimpaan arvoonsa jo tunnin kuluttua vesialtaan murtuman alkuhetkestä. Vesivarastoaltaan alapuoleisilla murtuma-aukon muodoilla ei ole kovin merkittävää vaikutusta syntyvään virtaamaan. Käytännössä eniten vaikusta on vesivarastoaltaan murtumamekanismin etenemisnopeudella ja korkeudella, johon murtuma-aukon pinta muodostuu. Mekanismi johtuu siitä, että altaiden mahdollisuus varastoida vettä oletettiin vähäiseksi. Mallinnuksessa oletettiin, että altaiden vesipinta on jo valmiiksi HW-korkeudessa. Mikäli vesipinnat ovat alempana, on mekanismi hieman hitaampi. Jos varastotilavuutta on riittävästi välillä altaan vedenpinta-hätähw, sarjamurtuman eteneminen pysähtyy ja riskiä alapuoliselle alueelle ei muodostu. 6.2 Vaarantuvat kohteet CIL2-allas CIL2-altaaseen sijoitetaan rikastushiekkaa rikastusprosessin CIL-piiristä. Aikaisemmin altaaseen on sijoitettu rikastushiekkaa prosessin neutralointipiiristä (NP-hiekkaa). Rikastushiekka johdetaan altaaseen nestemäisenä lietteenä. Syyskuun 2015 lopussa CIL2-altaassa oli NP-rikastushiekkaa noin 1,7 milj. m 3 ja CIL-rikastushiekkaa noin 0,797 milj. m 3. Vapaata vettä altaassa oli elokuun 2015 lopussa noin 0,175 milj. m 3 ja vapaata tilaa noin 0,189 milj. m 3. Altaan hätä-hw:n ja HW:n välinen tilavuus on noin 0,35 milj. m 3. Vesialtaan rikkoutumisesta aiheutuma tulva-aalto täyttää nopeasti CIL2-altaan ja ylivirtaava vesi ottaa mukaansa altaassa olevan vapaan veden sekä rikastushiekkaa. Rouravaaran avolouhos Rouravaaran avolouhoksessa ei suoriteta enää louhintaa ja avolouhos on osittain täyttynyt vedellä. Avolouhosta kiertää suojavalli, jonka harja on tasolla +216,0. Avolouhokseen mahtuu vettä vähintään 500 000 m 3, mutta todennäköisesti jopa suurempiakin määriä. Avolouhoksen tilavuus korkeustasolle +212 m on karkeasti arvioiden noin 1,6 Mm 3, mutta louhoksessa varastoidaan jonkin verran vettä (arvio 300 000-600 000 m 3 ). Mikäli sortumamekanismi tapahtuu CIL2-altaasta vanhan CIL-altaan suuntaan, vesi ja sen mukaansa ottama rikastushiekka purkautuvat Rouravaaran avolouhokseen täyttäen louhoksen. Todennäköisesti merkittävä osa veden mukana tulevasta rikastushiekasta laskeutuu louhokseen, vaikka osa tulvavedestä ylivirtaa louhoksesta Seurujoen suuntaan. Tulvaaalto jää kuitenkin pienemmäksi kuin CIL2-altaan murtumamekanismi suoraan Seurujoen suuntaan. Maanalaisen kaivoksen tuuletusnousut Maanalaisen kaivoksen ilmanvaihto tapahtuu kolmen tuuletusnousun kautta. Kaksi tuuletusnousuista sijaitsee vesivarastoaltaan läheisyydessä, joista toinen sijaitsee Rouravaaran avolouhoksen eteläpuolella ja toinen NP3-altaan länsipuolella.
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 10 / 22 Rouravaaran avolouhoksen eteläpuolisen tuuletusnousun yläreuna on tasossa +212,4. Patomurtumamallinnuksen mukaan tulvavesi voi nousta tällä kohtaa lukemiin +212,6, joten vettä pääse todennäköisesti jonkin verran ilmanvaihtokuilusta maanalaiseen kaivokseen. Rimmin tuuletusnousun alaosa on tasolla +222,4 (N60). Patomurtumasta purkautuva tulvavesi nousee Rimmin tuuletusnousun kohdalla noin tasolle +216,05, joten tuuletusnousulle ei aiheudu vaaraa. Pintavalutuskentät Kaivosalueen ja Seurujoen välissä sijaitsevat pintavalutuskentät 1, 2, 3 ja 4. Pintavalutuskentille johdetaan kaivosalueelta ympäristöön purettavat vedet. Pintavalutuskenttien tarkoituksena on sitoa vesien sisältämiä haitta-aineita. Mahdollinen pintavalutuskentille tuleva tulva-aalto saattaisi irrottaa pintavalutuskentille sitoutuneet haitta-aineet ja näin ollen lisätä Seurujokeen kohdistuvaa haitta-ainekuormitusta. Mallinnuksen mukaisesti patomurtumasta aiheutuva tulva-aalto huuhtoo kaikkia pintavalutuskenttiä. Vaikka tulvavesikorkeudet jäävät pintavalutuskentillä pääosin suhteellisen mataliksi ja virtausnopeudet ovat näin ollen pieniä, pintavalutuskentiltä todennäköisesti huuhtoutuu niille pidättyneitä haitta-aineita ja kiintoainetta Seurujokeen. Tiestö Sivukivialuetta kiertävä tie katkeaa pohjoisosaltaan, kuten myös selkeytysaltaille johtava tie. Rimpiportaalille johtava tie katkeaa ja samoin Rimmin tuuletusnousulle johtava tie. Monille alueille kulku kuitenkin järjestyy jotain toista kautta (kiertoteitse). Vettä voi nousta jonkin verran jokivesipumppaamolle johtavalle tielle, mutta mallinnuksen mukaan vesikorkeus ei estäisi liikennettä. Tulvavesi saattaa peittää noin 500 m matkan Kittilästä Pokkaan kulkevasta päätiestä (9552). Vettä voi tiellä olla paikoin jopa lähellä metrin syvyisesti. Myös Ketolan talolle vievä liittymä katkeaa tilapäisesti ja vettä voi liittymän kohdalla olla lähes metrin syvyisesti. Vaikka tulva-aalto on hetkellinen, voi teiden katkeaminen vaikeuttaa esimerkiksi hälytysajoneuvojen pääsyä kaivosalueelle tai Ketolan talolle. Rimpi-portaali Uutta vinotunnelia maanalaiseen kaivokseen rakennetaan CIL-altaiden länsipuolelle, noin 1,3 km päähän vesivarastoaltaasta. Tunnelin suulla maapinta on noin tasossa +216,0. Mallinnuksen mukaan tulvaveden korkeus vinotunnelin kohdalla olisi noin +215 +214,5 eli vesi ei todennäköisesti pääsisi tunneliin. Nykyinen maanalaisen kaivoksen vinotunneli Nykyinen vinotunneli sijaitsee noin 1 km päässä vesivarastoaltaasta Rouravaaran länsirinteen alaosassa. Tunnelin suulla maanpinta on alimmillaan noin tasossa +213,3. Mallinnuksen mukaan tulvaveden korkeus jää vinotunnelin alueella alle tason +213, joten vinotunneli ei ole suoraan tulvavaarassa. Jonkin verran tulvavettä voi vinotunneliin kulkeutua läheisen tien ali menevien rumpujen kautta. Jokivesipumppaamo Pumppaamo sijaitsee kaivospiirin ulkopuolella, Seurujoen rannalla, noin 2,3 km päässä vesivarastoaltaasta länteen. Pumppaamolle menee kaivosalueelta soratie, jonka tulva-aalto osittain peittää alleen. Itse pumppaamorakennus sijaitsee pienen mäen päällä (noin +211 tasolla).
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 11 / 22 Mallinnuksen mukaan tulvaveden korkeus pumppaamon kohdalla on +208,17, joten pumppaamolle ei aiheudu vaaraa. Rikastamo- ja konttorialue Rikastamo, kaivoskonttori, huoltotilat ja pysäköintialueet sijoittuvat noin kilometrin etelään rikastushiekka-alueesta. Maanpinta alueella on noin tasolla +215 +217. Alueet sijoittuvat sen verran etäälle ja ovat useiden tiepenkereiden rajaamia niin, ettei mallinnuksen mukaisesti vesialtaan patomurtumatilanteessa tulvavesi leviä näille alueille. Ketolan pellot Tulva-aalto nousee osittain Ketolan tilan suopelloille. Peltotiet voivat vaurioitua. 7. PATOMURTUMAN YMPÄRISTÖVAIKUTUKSET 7.1 Ympäristölle haitalliset aineet Syanidi Vesiliukoisuus vaihtelee. NaCN, jota yleisimmin käytetään malmien rikastuksessa, on vesiliukoinen yhdiste Erittäin myrkyllistä vesieliöille Myrkyllisyyttä lisäävät veden vähäinen happipitoisuus, matala ph ja korkea lämpötila Suositus pitoisuusrajaksi pintavesissä: 0,23 µg/l (PNEC, RIVM 2001) LC 50 kirjolohelle: 28 68 µg/l, 96 h (Kemikaalien ympäristötietorekisteri, Tukes/SYKE) Alumiini Myrkyllistä kaloille ja vesistön pieneliöille Ei kansallisia raja-arvoja pintavesien suojelemiseksi, koska monimuotoisuuden ja toksisuuteen vaikuttavien monien eri tekijöiden vuoksi arvoja ei pystytä määrittämään Usein veden ph-arvon ja alumiinin vaikutuksia on vaikea erottaa toisistaan Talousvesiasetuksessa suositeltavaksi raja-arvoksi on annettu 200 µg/l (STM 442/2014) LC 50 kirjolohelle: 560 µg/l, 28 vrk (Kemikaalien ympäristötietorekisteri, Tukes/SYKE) Arseeni Vesiliukoisuus lisääntyy huomattavasti veden ph:n ollessa <5 tai >8 Myrkyllistä vesieliöille Estää eliöiden aerobisen soluhengityksen ja altistaa syöpäriskille Suositus pitoisuusrajaksi pintavesissä: 24 µg/l (PNEC, RIVM 2001/Reinikainen 2007) LC 50 kirjolohelle 550 µg/l, 24 h (Kemikaalien ympäristötietorekisteri, Tukes/SYKE) Antimoni Myrkyllistä vesistön pieneliöille Suositus pitoisuusrajaksi pintavesissä: 113 µg/l (PNEC, EU-RAR) LC 50 kirjolohelle 660 µg/l, 28 vrk (Kemikaalien ympäristötietorekisteri, Tukes/SYKE)
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 12 / 22 Nikkeli Myrkyllistä kaloille ja vesistön pieneliöille Aiheuttaa korkeina pitoisuuksina terveysvaikutuksia myös ihmisille Ympäristönlaatunormi: 20 µg/l (AA-EQS) LC 50 kirjolohelle 50 µg/l, 28 vrk (Kemikaalien ympäristötietorekisteri, Tukes/SYKE) LC 50 kirjolohelle 35 500 µg/l, 96 h (Kemikaalien ympäristötietorekisteri, Tukes/SYKE) Sinkki Kertyy kaloihin ja rikastuu ravintoketjussa, eliöille haitallista suurina pitoisuuksina Myrkyllisyys vähenee veden kovuuden lisääntyessä Suositus pitoisuusrajaksi pintavesissä: 3,1 7,8 µg/l (PNEC, EU-RAR) LC 50 kirjolohelle 80 µg/l, 96 h (Kemikaalien ympäristötietorekisteri, Tukes/SYKE) Typpi Ei myrkyllinen Liiallinen typpipitoisuus altistaa vesistön rehevöitymiselle Sulfaatti Suurin osa sulfaateista liukenee helposti veteen Ei myrkyllinen, mutta eliöille haitallista suurina pitoisuuksina Aiheuttaa vesien suolaantumista ja altistaa rehevöitymiselle Runsaalla sulfaattipitoisuudella voi olla negatiivisia vaikutuksia kalojen lisääntymiseen LC 50 kirjolohelle 5 000-9 900 mg/l, 96 h. Myrkyllisyys on riippuvainen veden kovuudesta (CaCO 3 25 250 mg/l) (Singleton 2000) LC 50 -arvot ovat kemikaalien ympäristötietorekisteristä, jota Turvallisuus- ja kemikaalivirasto (Tukes) sekä Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) ylläpitävät. Rekisterin tarkoituksena on tarjota tietoa kemikaalien ympäristövaikutusten kannalta tärkeimmistä ominaisuuksista. Rekisteri sisältää useita eri LC 50 -arvoja samalle aineelle ja tässä arvioinnissa päädyttiin käyttämään kirjolohelle mitattuja LC 50 -arvoja siitä syystä, että kirjolohen katsotaan parhaiten edustavan Seurujoessa, Loukisessa ja Ounasjoessa esiintyvää kalakantaa. Vaikutusten arvioinnissa ei ole huomioitu eri metallien kumuloituvia yhteisvaikutuksia, koska niitä ei käytettävissä olevilla tiedoilla pystytty luotettavasti arvioimaan. Tästä aiheutuvaa epävarmuustekijää on pyritty pienentämään käyttämällä haitta-aineista, joiden pitoisuudet on kyetty arvioimaan, tiukimpia LC 50 -arvoja. 7.2 Tulva-aallon vesistövaikutukset Patomurtumamallinnuksissa todennäköisimpänä on pidetty murtumareittiä, jossa vesivarastoaltaan patomurtuman aiheuttama tulva-aalto etenee CIL2-altaan kautta Seurujokeen Rimminvuoman ja kaivoksen pintavalutuskenttien kautta. Koko vesivarastoallas (1,35 milj. m 3 ) tyhjenee CIL2-altaaseen, johon jää noin 0,35 milj. m 3 vettä, jonka jälkeen tulva-aalto etenee CIL2-altaan padon yli kohti Seurujokea. CIL2-altaasta tulva-aallon mukaan lähtee arviolta 0,15 milj. m 3 vettä sekä rikastushiekkaa. Lisäksi noin 0,2 milj. m 3 vettä arvioidaan jäävän ympäristöön rikastushiekka-altaiden ja Seurujoen väliin painateisiin. Seurujokeen päätyy siis arviolta 0,95 milj. m 3 vesivarastoaltaan ja CIL2-altaan vettä. Alla olevassa taulukossa (Taulukko 12) on esitetty tulva-aallon ainekuorma tilanteessa, jossa tulva-aalto koostuu vesivarastoaltaan ja CIL2-altaan vedestä. Ainekuorma on arvioitu vesivarastoaltaan ja CIL2-altaan vedenlaatutietojen ja vesimäärien perusteella.
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 13 / 22 Taulukko 12. Tulva-aallon ainekuorma Tulva-aallon ainekuorma kg Kiintoaine 22 215 Sulfaatti 6 490 304 Kokonaistyppi 60 722 Alumiini 284 Antimoni 94 Arseeni 1 258 Fosfori 20 Kupari 19 Mangaani 2 012 Nikkeli 108 Sinkki 233 Syanidi, kok. 111 Syanidi, WAD 30 Seuraavassa taulukossa on esitetty tulva-aallon haitta-ainepitoisuudet, jotka on laskettu vesivarastoaltaan ja CIL2-altaan vedenlaatutietojen perusteella, poikkeuksena kiintoainepitoisuus, joka on arvio tulva-aallon mukana Seurujokeen päätyvästä kiintoainepitoisuudesta (Taulukko 13). Taulukko 13. Tulva-aallon vedenlaatu Tulva-aallon vedenlaatu Kiintoaine mg/l 100 Sulfaatti mg/l 4 326 Kokonaistyppi mg/l 40 Alumiini µg/l 211 Antimoni µg/l 63 Arseeni µg/l 838 Fosfori µg/l 15 Kupari µg/l 13 Mangaani µg/l 1 490 Nikkeli µg/l 72 Sinkki µg/l 155 Syanidi, kok. µg/l 74 Syanidi, WAD µg/l 20 Pääasiallisesti tulva-aallon mukana Seurujokeen päätyvä kiintoaine on CIL2-altaan rikastushiekkaa. Rikastushiekka sisältää haitta-aineita, joiden vaikutus Seurujoen veden laadussa ei ilmene heti, koska haitta-aineiden liukeneminen rikastushiekasta jokiveteen on hidasta. Vesivarastoaltaan ph:ksi arvioidaan NP3-altaan vedenlaatutietojen perusteella noin 7,5. CIL2-altaan veden ph:n keskiarvo ajanjaksolla 14.1. 2.9.2015 on ollut 8,8. Näiden tietojen perusteella arvioidaan, että patomurtumasta aiheutuvan tulva-aallon ph on neutraali tai lievästi emäksinen, jolloin ph:lla ei arvioida olevan akuutisti toksisia vaikutuksia tai vaikutusta metallien käyttäytymiseen, eikä tarkempaa ph-tarkastelua ole koettu tarpeelliseksi tehdä. Tulva-aallon aiheuttamaa haitta-ainekuormitusta arvioitiin viidessä eri jokipisteessä: Rouravaara, Lintula, Loukinen, Kapsajoki ja Ounasjoki. Pisteiden sijainnit on esitetty alla olevassa karttakuvassa (Kuva 2).
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 14 / 22 2 km Kuva 2. Jokipisteet, joihin tulva-aallon aiheuttamaa haitta-ainekuormaa arvioitiin Pöyry Finland Oy on laatinut Kittilän kaivoksen NP3-altaalle patosortuman vesistövaikutusten arvioinnin 2015. Kyseisessä arvioinnissa NP3-altaasta syntyvän tulva-aallon kulkeutumista ja laimenemista Seurujoessa oli mallinnettu 3D-vesistömalli EFDC:llä (Environmental Fluid Dynamics Code). Pöyryn tekemän tulva-aaltomallinnuksen pohjalta arvioitiin vesivarastoaltaan patomurtumasta aiheutuvan tulva-aallon osuutta eri jokipisteissä sekä tulvaaallon kulkeutumisen ja laimenemisen kestoa Seurujoessa ja Loukisessa. Kyseisiä tietoja on koottu alla olevaan taulukkoon, poikkeuksena taulukossa olevat välimatkat ovat karttatarkastelun avulla tehtyjä arvioita veden kulkemasta matkasta jokiuomassa pisteestä Rouravaara kyseiseen jokipisteeseen (Taulukko 14). Taulukossa tulva-aallon aktiivisella vaikutusajalla tarkoitetaan aikaa, jona tulva-aallon aiheuttamat haitta-ainepitoisuudet ovat maksimissaan. Jokiveden totaalinen puhdistuminen on hidasta ja tulva-aallon sisältäviä haitta-aineita esiintyy alhaisempina pitoisuuksina aktiivisen vaikutusajan jälkeenkin. Pöyryn NP3-altaan patosortuman tulva-aaltomallinnukseen pohjautuen arvioitiin, että pisteessä Rouravaara vesivarastoaltaan patomurtumasta aiheutuvan tulva-aallon osuus on 99 % joen virtaamasta, pisteessä Lintula 98 %, pisteessä Loukinen 97 %, pisteessä Kapsajoki 62 % ja pisteessä Ounasjoki 4 % joen virtaamasta. Näitä prosenttiosuuksia käytettiin vesivarastoaltaan patomurtumasta aiheutuvan tulva-aallon haitta-ainepitoisuuksien laskennassa. Vesivarastoaltaan patomurtuman aiheuttama tulva-aalto olisi hieman pienempi (0,95 milj. m 3 ) kuin NP3-altaan patomurtumasta aiheutuva tulva-aalto (1,3 milj. m 3 ), joten haitta-ainepitoisuudetkin voivat todellisuudessa olla hieman arvioituja alhaisempia. Tulvaaallon aiheuttamat haitta-ainepitoisuuksien maksimilisäykset eri jokipisteissä laskettiin NP3-altaan ja CIL2-altaan vedenlaatutietojen sekä yllä arvioitujen prosenttiosuuksien perusteella. Haitta-ainepitoisuuksien maksimilisäykset on esitetty alla kuvaajissa (Kuvaaja 1). Kuvaajissa esitetyt haitta-ainepitoisuudet aiheutuvat tulva-aallosta joessa luonnostaan olevan haitta-ainepitoisuuden lisäksi. Kuvaajissa on lisäksi esitetty kunkin haitta-aineen LC50-pitoisuus kirjolohelle eli pitoisuus, jossa puolet altistuneista yksilöistä menehtyy. Seurujoen luontaiset haitta-ainepitoisuudet ovat tarkkailutulosten keskiarvoja aikaväliltä
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 15 / 22 15.1.2014 1.10.2015, tarkkailupisteestä SK Seu 4 eli Seurujoesta kaivoksen pohjoispuolelta ja kaivosvesien purkupisteiden yläpuolelta (liite 1). Taulukko 14. Tulva-aallon jokiuomassa kulkema matka pisteestä Rouravaara alemmille jokipisteille, tulva-aallolta matkan kulkemiseen kuluva aika ja tulva-aallon aktiivinen vaikutusaika jokipisteissä Välimatka Aika patomurtumasta Tulva-aallon vaikutusaika Jokipisteet km pisteen saavuttamiseen pisteessä Rouravaara 0 < 1 h 12 h Lintula 10 < 12 h 12 h Loukinen 20 12 h 48 h Kapsajoki 42 48 h 72 h Ounasjoki 55 72 h 84 h mg/l 6 000 5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0 Sulfaatti Sulfaatti LC50 µg/l 600 500 400 300 200 100 0 Alumiini Alumiini LC50 µg/l 700 600 500 400 300 200 100 0 Antimoni Antimoni LC50
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 16 / 22 µg/l 1 000 800 600 400 200 0 Arseeni Arseeni LC50 µg/l 14 12 10 8 6 4 2 0 Kupari Kupari LC50 µg/l 3 500 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500 0 Mangaani Mangaani LC50 µg/l 80 60 40 20 0 Nikkeli Nikkeli LC50 µg/l 200 150 100 50 0 Sinkki Sinkki LC50
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 17 / 22 µg/l 80 60 40 20 0 Syanidi, kok. Syanidi, kok. LC50 µg/l 25 20 15 10 5 0 Syanidi, WAD Kuvaaja 1. Tulva-aallon aiheuttama haitta-ainepitoisuuksien lisääntyminen eri jokipisteissä sekä haitta-aineiden LC 50-arvot kirjolohelle. Syanidin kohdalla LC 50-arvoon verrattiin syanidin kokonaispitoisuutta. Syanidin myrkyllisyyteen vaikuttaa veden lämpötila, joten LC 50-arvo vaihtelee välillä 28 68 µg/l. mg/l 120 100 80 60 40 20 0 Kiintoaine Kiintoaine Kirkas Ei haittaa kalastolle mg/l 50 40 30 20 10 0 Kokonaistyppi Kokonaistyppi Rehevä: Kok. N >0,6 mg/l
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 18 / 22 µg/l 30 25 20 15 10 5 0 Fosfori Fosfori Karu Rehevä Kuvaaja 2. Tulva-aallon aiheuttama kiintoaineen ja ravinteiden lisääntyminen eri jokipisteissä sekä vedenlaadun raja-arvot kyseisille aineille (Forsberg C., Ryding S.-O. 1980, Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistys ry 1999) 8. VAHINGONVAARAN ARVIOIMINEN 8.1 Henkilövahingot Tulva-aalto sijoittuu pääosin kaivospiirin alueelle, joten ulkopuoliset henkilöt eivät todennäköisesti ole vaarassa. Tulva-aalto saattaa kuitenkin peittää noin 500 m matkan Kittilästä Pokkaan kulkevasta päätiestä (9552) ja hetkellisesti tiellä kulkevat henkilöt saattavat olla vaarassa. Tulva-aalto ei ulotu kaivoksen rikastamo- ja konttorialueelle ja kaivosalueen päätiet pysyvät liikennöitävissä. Tulva voi estää hälytysajoneuvojen pääsyn kaivosalueelle tai läheiselle Ketolan talolle. Murtumahetkellä heti padon alapuolella mahdollisesti työskentelevät henkilöt voivat olla vaarassa. Tämä tulee huomioida kaivoksen omassa henkilöriskeihin kohdistuvassa arvioinnissa ja toimenpidesuosituksissa. Veden nousu heti padon alapuolella on 1-2 metriä ja veden virtausnopeus on kohtalaisen suuri (0,5-1 m/s). Tulva-aallon korkeat haitta-ainepitoisuudet (erityisesti syanidipitoisuus) aiheuttavat sekä virkistys- että terveyshaittoja Seurujoen vettä käyttäville ihmisille. Virkistyshaitta liittyy erityisesti ympäristön pilaantumiseen sekä virkistyskäytön rajoittumiseen. Terveyshaitalla tarkoitetaan päästön suoraa toksista vaikutusta elimistössä. Talousvesiasetuksessa laatuvaatimuksen raja-arvoksi on annettu syanideille 50 µg/l (STM 442/2014). Mallinnuksen mukaan talousvesiasetuksen raja-arvo ylittyy Kapsajokeen saakka. Agnico Eagle Finland Oy:n mukaan Seurujoen vettä ei käytetä talousvetenä, eikä Seurujoen ja Ounasjoen välillä sijaitse vedenottamoita. Patomurtuman jälkeen jokiveden käyttöä tulisi välttää, kunnes jokiveden laadun palautuminen normaaliksi on varmistettu vesinäytteiden avulla. Syanidille voidaan altistua hengitettynä, nieltynä tai ihokosketuksen kautta. Riippumatta altistustavasta on sen biokemiallinen vaikutusmekanismi samanlainen kehoon päästessään; syanidit estävät hapen siirtymisen. Tappavan annoksen määrästä suun kautta on annettu eri arvioita riippuen syanidin koostumuksesta. Tappavan annoksen määrä vaihtelee nieltynä annoksena välillä 50 200 mg, tai 1-3 mg/kg (henkilö paino) (Health Canada, 1979, International Cyanide Management Code). Suun kautta niellyn altistuksen terveysriski voidaan arvioida laskemalla juotu vesimäärä päivässä kerrottuna aineen pitoisuus vedessä (Komulainen ym. 2014). Tulva-aallon kokonaissyanidipitoisuus on laskennan mukaan 74 µg/l (0,074 mg/l). Näin ollen saadakseen tappavan määrän syanidia tulvavedestä ihmisen tulisi juoda sitä vähintään 676 litraa.
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 19 / 22 8.2 Ympäristövahingot 8.2.1 Tulva-aallon veden vaikutukset Seurujoen virtaama on vain noin 2,5 % tulva-aallon virtaamasta, joten Seurujoella ei ole kovin suurta laimennusvaikutusta tulva-aallon haitta-ainepitoisuuksiin. Haittaainepitoisuudet nousevat siis hetkellisesti huomattavan korkeiksi Seurujoessa ja Loukisessa, mikäli vesivarastoaltaan patomurtumasta syntyvä tulva-aalto päätyy Seurujokeen. Murtuma aiheuttaa todennäköisesti kalakuolemia Seurujoessa ja Loukisessa sekä hävittää pohjaeliöstöä Ounasjoelle asti, koska syanidi-, arseeni-, nikkeli-, sinkki- ja kuparipitoisuudet nousevat hetkellisesti vesieliöille tappavan myrkyllisille tasoille. Syanidin kokonaispitoisuus on pisteeseen Loukinen asti noin 72 µg/l ja pisteessä Kapsajoki noin 46 µg/l. Heikkoon happoon liukenevan WAD-syanidin pitoisuus on pisteeseen Loukinen asti noin 20 µg/l ja Kapsajoki-pisteessä 12 µg/l. Syanidin (NaCN) LC 50 -arvo (pitoisuus, jossa puolet altistuneista yksilöistä menehtyy) kirjolohelle on 28 68 µg/l, riippuen veden lämpötilasta. Arseenipitoisuus on pisteessä Loukinen 813 µg/l ja pisteessä Kapsajoki 520 µg/l. Arseenin LC 50 -arvo kirjolohelle on 550 µg/l. Nikkelipitoisuus on pisteeseen Loukinen asti noin 70 µg/l ja pisteessä Kapsajoki 45 µg/l. Nikkelin LC 50 -arvo kirjolohelle on 50 µg/l. Sinkkipitoisuus pisteessä Loukinen on 150 µg/l ja pisteessä Kapsajoki 96 µg/l. Sinkin LC 50 - arvo kirjolohelle on 80 µg/l. Kuparipitoisuus pisteessä Loukinen on 13 µg/l ja pisteessä Kapsajoki 8 µg/l. Kuparin LC 50 -arvo kirjolohelle on 11 µg/l. Lisäksi tulva-aallon kohonnut sulfaattipitoisuus aiheuttaa jokiveden suolaantumista. Suolaantuminen haittaa kalojen lisääntymistä. Korkea sulfaattipitoisuus myös altistaa joen rehevöitymiselle, koska hapettomissa oloissa ja kun käyttökelpoista hiiltä on läsnä, voi tapahtua sulfaatin pelkistystä. Tämä prosessi vaikuttaa suoraan tai epäsuorasti useiden muiden aineiden, kuten fosforin ja raudan, kiertoon. Raudan kierron tyrehtymisen on havaittu johtavan veden fosforipitoisuuden kasvuun ja näin ollen rehevöitymiseen sulfaattikuormituksen myötä. Myös fosfori- ja erityisesti typpipitoisuuksien lisääntyminen nostaa rehevöitymisriskiä. Muidenkin haitta-aineiden pitoisuudet nousevat hetkellisesti Seurujoessa ja Loukisessa korkealle, vaikka eivät todennäköisesti ylitä letaaleja pitoisuuksia. Tulvaaallon sisältämät metallit saostuvat jokien pohjasedimentteihin ja voivat aiheuttaa haittoja myös myöhemmin kalojen lisääntymiselle ja pohjaeliöstölle. Mikäli patomurtuma tapahtuu talviaikaan, Seurujoen ollessa jäässä, haitta-aineet kulkeutuvat jään päällä tulva-aallon mukana ja päätyvät jokiveteen sulissa koskikohdissa. Tällöin haitta-aineet voivat tuhota taimenten mädin. Lisäksi rikastushiekkaa ja haitta-aineita laskeutuu jään päälle ja mikäli näitä ei poisteta, jäiden sulaessa haitta-aineita päätyy uudestaan jokeen. Tulva-aallon saapuessa Ounasjoelle haitta-ainepitoisuudet ovat vähentyneet laimenemisen seurauksena niin, ettei tulva-aallon mukana kulkeutuvilla haitta-aineilla arvioida enää olevan merkittävää vaikutusta Ounasjoen kalakantaan tai vesieliöihin. 8.2.2 Tulva-aallon kuljettaman kiintoaineen vaikutukset Patomurtuman seurauksena ympäristöön kulkeutuu suuri määrä kiintoainetta, joka pääasiallisesti on CIL2-altaasta peräisin olevaa CIL-rikastushiekkaa. NP-rikastushiekkaa voi päätyä veden mukana NP3-altaasta vesivarastoaltaaseen pieniä määriä. Rikastushiekka sisältää VNA:ssa 214/2007 haitallisiksi määriteltyjä aineita. Kyseiset haitta-aineet, niiden pitoisuudet NP- ja CIL-rikastushiekassa ja VNA 214/2007 mukaiset ohjearvot haitta-aineiden pitoisuuksille on esitetty alla olevassa taulukossa (Taulukko 15). Taulukossa on esitetty sekä NP- että CIL-rikastushiekan pitoisuudet, mutta NP-rikastushiekalla ei arvioida olevan merkittävää vaikutusta tulva-aallon mukana kulkevaan kiintoaineeseen.
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 20 / 22 Taulukko 15. NP3- ja CIL2-altaan rikastushiekkojen haitta-ainepitoisuudet ja Valtioneuvoston asetuksen 214/2007 (ns. PIMA-asetus) mukaiset ohjearvot Rikastushiekka PIMA-asetus (VNA 214/2007) NP CIL Kynnys- arvo Alempi ohjearvo Ylempi ohjearvo mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg Antimoni 65 997 2 10 50 Arseeni 2 065 31 505 5 50 100 Elohopea - - 0,5 2 5 Kadmium 0,5 4,0 1 10 20 Lyijy 8,6 135 60 200 750 Kromi 87 85 100 200 300 Koboltti 35 46 20 100 250 Kupari 289 442 100 150 200 Nikkeli 170 242 50 100 150 Sinkki 125 407 200 250 400 Vanadiini 54 39 100 150 250 CIL-rikastushiekan antimoni-, arseeni-, kupari-, nikkeli- ja sinkkipitoisuudet ylittävät PIMAasetuksen mukaisen ylemmän ohjearvon. Erityisesti antimonin ja arseenin osalta ylitys on suuri. Kadmium-, lyijy- ja kobolttipitoisuudet ylittävät PIMA-asetuksen kynnysarvon. Lisäksi CIL-rikastushiekan sulfidisen rikin pitoisuuden keskiarvo vuonna 2014 oli 1,59 % (Taulukko 8), joten CIL-hiekka on happoa tuottavaa. Yllä esitettyjen tulosten perusteella, tulva-aallon mukana kulkeutuva kiintoaine ylittää pilaantuneille maille asetut haitta-aineiden pitoisuusrajat antimonin, arseenin, kadmiumin, lyijyn, koboltin, kuparin, nikkelin ja sinkin osalta ja olevan happoa tuottavaa. Patomurtuman sattuessa rikastushiekan arvioidaan pilaavan maaperä alueilla, jotka tulva-aalto peittää alleen ja onnettomuuden jälkeen maaperän puhdistamiseen on syytä varautua. Mikäli pilaantuneita maita ja rikastushiekkaa ei poisteta, haitta-aineet kulkeutuvat hitaasti pintavalunnan mukana Seurujokeen ja kuormittavat jokia pitkään patomurtuman jälkeen. Pitkäaikainen kuormitus vaikuttaa joen ekologiseen tilaan ja voi vaikuttaa myös raskasmetallien kertymiseen kaloihin ja näin ollen kalojen käytettävyyteen ihmisravintona. Rikastushiekan hienoin jae kulkeutuu tulva-aallon mukana Seurujokeen ja sen sisältämät haitta-aineet nostavat Seurujoen ja Loukisen haitta-ainepitoisuuksia tulva-aallon veden sisältämien haitta-aineiden lisäksi. Hienoaines myös samentaa vesiä ja suurissa määrin esiintyessään häiritsee kalojen kidusten toimintaa. 8.3 Taloudelliset vahingot Vesialtaan patomurtuman sattuessa myös rikastushiekka-altaiden padot vaurioituvat ylivuodon takia. Virtaava vesi vahingoittaa kaivosalueen teitä ja pintavalutuskentät vaurioituvat voimakkaasta virtauksesta ja veden mukana tulevasta rikastushiekasta. Taloudellisia vahinkoja kaivospiirin ulkopuolella voi aiheutua mm. tierakenteille, mikäli vesi virtaa tien yli. Tulva-aalto kuljettaa mukanaan hienoainesta, joka voi tukkia rumpuja ja salaojia. Rikastushiekkaa leviää tulva-aallon mukana läheiseen maastoon ja hiekkaa on tulva-aallon jälkeen pyrittävä keräämään pois alueelta. Läheisille Ketolan pelloille voi aiheutua vahinkoa, jos pellot ovat tulvan sattuessa viljeltyinä. Tulva-aallon haitta-ainepitoisuudet voivat aiheuttaa myös Seurujoessa ja Loukisessa olevien pyydysten (kalastusverkot) tai muiden esineiden limoittumisen. Maaperän ja jokiympäristön ennallistamistoimenpiteet aiheuttavat mittavia kuluja.
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 21 / 22 9. ARVIOINNIN EPÄVARMUUSTEKIJÄT Vahingonvaaran arvioinnin epävarmuustekijät liittyvät käytettyjen lähtötietojen oikeellisuuteen. Arviointi on tehty saatavilla olleiden suunnitelmapiirustusten pohjalta. Vesivarastoaltaan veden laatu on laskennallinen arvio NP3-altaan vedenlaatutiedoista, joka aiheuttaa osaltaan pientä epävarmuutta. Lisäksi on huomioitava, että ympäristövaikutusten arviointi pohjautuu tulva-aaltolaskelmien pohjalta saatuihin pitoisuustasoihin, jotka toteutuvat ainoastaan mallinnetun kaltaisessa onnettomuustilanteessa. Tulva-aallon haitta-ainepitoisuuksien arvioinnissa epävarmuutta aiheutui jokien virtaamatietojen epävarmuudesta. Mitatun datan puuttuessa virtaamatietoja jouduttiin arvioimaan eri jokipisteille. 10. YHTEENVETO Vesivarastoaltaan patomurtuma aiheuttaa tulva-aallon, joka virtaa CIL2-altaaseen. CIL2- altaasta tulva-aalto etenee altaan pääpadon harjan yli kohti Seurujokea tai sivupadon harjan yli CIL-altaaseen ja CIL-altaasta osittain Rouravaaran avolouhokseen ja osittain kohti Seurujokea. Tulva-aallon maksimivirtaama on noin 599 m 3 /s ja allas tyhjenee noin 105 minuutissa vuodon alkamishetkestä. Pisimmän murtumareitin kulkemiseen tulva-aallolta menee noin 15 minuuttia. Hetkellisesti tulva-aalto nostaa Seurujoen ja sitä alempien jokiosuuksien haittaainepitoisuuksia huomattavasti. Syanidi-, arseeni-, nikkeli-, sinkki- ja kuparipitoisuudet nousevat Seurujoessa ja Loukisessa kaloille ja pohjaeliöille letaaleille tasoille, josta seuraa kalakuolemia sekä muita ympäristövaikutuksia (huomattava vaara ympäristölle). CIL2-altaasta tulva-aallon mukaan lähtee rikastushiekkaa, jonka haitta-ainepitoisuudet lisäävät tulva-aallon ympäristövaikutuksia entisestään. Rikastushiekka pilaa maaperä alueilla, jotka tulva-aalto peittää alleen. Rikastushiekan sisältämät haitta-aineet pitkittävät ympäristöön kohdistuvia haittavaikutuksia ja voivat aiheuttaa muun muassa kalakuolemia ja hävittää pohjaeliöstöä vielä kauan patomurtumaonnettomuuden jälkeen. Tulva-aallolla ei arvioida olevan merkittävää vaikutusta Ounasjoen kalakantaan, mutta herkemmät pohjaeliöt saattavat häiriintyä tai hävitä. Korkeista syanidipitoisuuksista voi aiheutua vaaraa myös Seurujoen ja Loukisen vettä käyttäville ihmisille. Vedenkäyttöä tulisi välttää, kunnes jokivedenlaadun palautuminen normaaliksi on varmistettu vesinäytteillä. Tulva-aallon ei arvioida aiheuttavan merkittäviä taloudellisia vahinkoja kaivospiirin ulkopuolella Ketolan tilan peltoja, tilalle menevää tietä sekä paikallistietä 9552 lukuun ottamatta. Tulva-aallon ei arvioida vahingoittavan Ketolan tilan rakennuksia. Kaivospiirin sisällä tulva-aalto voi vahingoittaa CIL2- ja CIL-altaiden patorakenteiden lisäksi teitä sekä maanalaisen kaivoksen ilmanvaihtonousuja. Lisäksi patomurtumahetkellä rikastushiekkaaltaiden välittömässä läheisyydessä työskentelevät henkilöt voivat olla vaarassa. Ramboll Finland Oy Niko Karjalainen Piia Sassi-Päkkilä
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys 22 / 22 LÄHTEET Forsberg C., Ryding S.-O. 1980. Eutrophication Parameters and Trophic State Indices in 30 Swedish Waste-Receiving Lakes. Geobotnia 2014. Kittilän kaivoksen vesivarastoaltaan pohjatutkimukset. 31.1.2014. Health Canada 1979. Cyanide. Environmental and Workplace Health publications and Reports. Saatavilla: http://www.hc-sc.gc.ca/ewh-semt/pubs/water-eau/cyanidecyanure/index-eng.php. International Cyanide Management Code. Human Health Effects. Saatavilla: http://www.cyanidecode.org/cyanide-facts/environmental-health-effects Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistys ry 1999. Opasvihkonen vesistötulosten tulkitsemiseksi havaintoesimerkein varustettuna. Tampere. 11.11.1999. Komulainen, H., Kallio, A. & Tuomisto, J. 2014. Kaivostoiminnan ympäristöterveysriskit. Ympäristö ja Terveys 8(45): 56 65. Pöyry Finland Oy 2015. Rikastushiekka-altaan (NP3) patosortuman vahingonvaara-arvio. Patosortuman vesistövaikutusten arviointi. 16.2.2015. Ramboll 2015. Kittilän kaivoksen kalataloustarkkailun sähkökoekalastukset vuonna 2014. Tarkkailuraportti. 5.1.2015. Singleton 2000. Ambient Water Quality Guidelines for Sulphate. Ministry of Environment, Lands and Parks. Province of British Columbia. Marraskuu 2000.
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys LIITE 1 SEURUJOEN VEDENLAATU
Hav.piste pvm. Lämpö- Happi ph Sähkön- Kiintoaine Sameus Väri CODMn Kokonais- Nitriitti- Nitraatti- Nitraatti - Ammoniumtila johtavuus typpi typpi typpi nitriittitypen typpi liuk. liuk. liuk. summa liuk. pvm. 0 C mgo2/l % ms/m mg/l FNU mg Pt/l mg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l Seurujoki 4 SK Seu 4 ka 79-01 7.1 6.6 0.8 0.7 57.0 7.9 238.0 28.0 4.0 SK Seu 4 ka 2006 7.3 11.3 93.0 7.5 8.0 9.0 6.0 122.0 <10 <3 SK Seu 4 ka 2007 3.8 10.3 78.0 7.2 7.5 <1 0.8 38.0 6.0 140.0 12.0 10.0 SK Seu 4 ka 2008 2.7 10.5 77.0 7.2 6.6 1.1 0.8 48.0 8.2 178.0 17.0 18.0 SK Seu 4 ka 2009 5.3 10.9 82.0 7.2 7.8 0.9 0.6 45.0 7.2 171.0 12.0 6.0 SK Seu 4 ka 2010 3.9 10.5 80.0 7.4 8.0 <1 0.9 42.0 7.1 176.0 19.0 19.0 SK Seu 4 ka2011 3.7 10.6 80.0 7.3 8.0 <1 0.7 48.0 6.8 199.0 25.0 16.0 SK Seu 4 ka2012 3.6 10.6 79.0 7.4 8.5 <1 0.6 39.0 4.8 131.0 24.0 19.0 SK Seu 4 ka2013 3.1 11.8 87.5 7.5 9.0 1.1 0.8 28.3 4.0 123.4 1.0 22.3 23.1 3.9 SK Seu 4 15.1.2014-0.3 10.2 70 7.4 11 <2 0.65 10 1.4 72 2.0 51 53 4 SK Seu 4 27.2.2014 0.0 12.5 85 7.5 10 <2 0.42 10 1 75 <2 52 53 <4 SK Seu 4 17.3.2014-0.1 10.4 71 7.5 11 <2 0.5 7.5 1.2 82 <2 41 42 <4 SK Seu 4 14.4.2014 0.1 12.4 85 7.7 10 <2 0.72 7.5 1.1 79 <2 11 11 <4 SK Seu 4 20.5.2014 1.7 11.6 83 6.2 2 3.6 3.9 100 42 410 <2 <4 <4 4.3 SK Seu 4 9.6.2014 10.0 9.6 85 7 4.9 <2 0.65 90 17 300 <2 <4 <4 <4 SK Seu 4 14.7.2014 13.9 10.6 103 7.8 9.5 <2 0.46 20 2.6 86 <2 <4 <4 <4 SK Seu 4 18.8.2014 8.3 11.3 96 7.7 8 <2 0.64 50 7.8 140 <2 <4 <4 <4 SK Seu 4 8.9.2014 7.2 12.5 103 7.6 9.4 <2 0.42 20 3 65 <2 <4 <4 <4 SK Seu 4 13.10.2014 0.1 13.5 93 7.5 9.5 <2 0.58 20 2.9 74 <2 <4 <4 <4 SK Seu 4 20.11.2014 0.3 11.9 82 7.3 11 <2 0.48 7.5 1.1 90 <2 44 44 <4 SK Seu 4 8.12.2014 0.4 11.7 81 7.5 11 <2 0.37 5 1.1 90 <2 53 53 <4 SK Seu 4 14.1.2015-0.2 11.7 80 7.4 10 <2 0.41 7.5 1 81 <2 57 57 <4 SK Seu 4 13.2.2015 0.2 11.5 79 7.5 11 <2 0.31 7.5 0.51 86 <2 56 56 <4 SK Seu 4 9.3.2015 0.2 12.1 83 7.5 11 <2 0.34 7.5 0.95 84 <2 52 52 <4 SK Seu 4 8.4.2015 0.3 12.5 86 7.6 10 <2 0.52 7.5 0.82 61 <2 29 29 4.5 SK Seu 4 6.5.2015 2.8 12.1 89 7.3 6.9 <2 1.5 80 13 230 <2 <4 <4 <4 SK Seu 4 23.6.2015 12.6 10.6 100 7.6 7.6 <2 0.63 40 5.8 110 <2 <4 <4 <4 SK Seu 4 8.7.2015 7.3 11.3 94 7.7 7.5 <2 0.66 40 5.6 110 <2 <4 <4 <4 SK Seu 4 17.8.2015 10.0 11.3 100 7.7 8.2 <2 0.74 50 6.7 100 <2 <4 <4 <4 SK Seu 4 9.9.2015 7.1 11.6 96 7.4 8 <2 1.2 70 10 170 <2 <4 <4 <4 SK Seu 4 1.10.2015 5.4 11.4 90 7.4 7.2 <2 0.57 90 12 190 <2 <4 <4 <4 SK Seu 4 MIN 2014-0.3 9.6 70.0 6.2 2.0 3.6 0.4 5.0 1.0 65.0 2.0 11.0 11.0 4.0 MAX 2014 13.9 13.5 103.0 7.8 11.0 3.6 3.9 100.0 42.0 410.0 2.0 53.0 53.0 4.3 KA 2014 3.5 11.5 86.4 7.4 8.9 3.6 0.8 29.0 6.9 130.3 2.0 42.0 42.7 4.2
Vesivarastoaltaan vahingonvaara-selvitys LIITE 2 VESIVARASTOALTAAN TULVA-AALTOLASKELMA (INSINÖÖRITOIMISTO PEKKA LEIVISKÄ)
Agnico-Eagle Finland Oy, Kittilän kaivos Vesivarastoaltaan tulva-aaltolaskelma 12.11.2015 Insinööritoimisto Pekka Leiviskä www.leiviska.fi
2 Sisällysluettelo 1 YLEISTÄ... 3 2 ALUEEN KUVAUS... 4 2.1 Sijainti ja hydrologia... 4 2.2 Altaat ja patorakenteet... 4 3 LASKENTAMENETELMÄ JA MALLIT... 5 3.1 Maastomalliaineisto... 5 3.2 Patomurtumasimulointi... 5 3.3 Dynaaminen virtausmalli... 5 3.4 Maastomalli ja karttaohjelmisto... 6 4 PATOMURTUMAVIRTAAMAT... 7 4.1 Altaiden sijainti ja murtumareitit... 7 4.2 Murtuma VE1... 8 4.3 Murtuma VE2... 11 4.4 Murtuma VE3... 11 4.5 Murtuma VE4... 12 4.6 Murtuma VE5... 13 4.7 Murtuma VE6... 13 4.8 Yhteenveto murtumamekanismeista... 14 5 PATOMURTUMA-AALLON ETENEMINEN... 16 5.1 Veden nousukorkeudet ja peittämät alueet... 16 5.2 Ajallinen eteneminen... 16 5.2.1 Murtuma Seurujoen suuntaan VE3_02... 16 5.2.2 Murtuma Rouravaara avolouhoksen suuntaan VE6_02... 19 6 VAHINGONVAARA... 22
3 1 YLEISTÄ Tässä työssä on laadittu tulva-aaltolaskelma Agnico-Eagle Finland Oy:n Kittilän kaivokseen suunnitellulle vesivarastoaltaalle. Allas on suunniteltu veden varastointia varten ja se on jaettu kahteen osaan siihen rakennetun jakopadon avulla. Altaassa varastoitavan veden maksimitilavuus on yhteensä 1,35 milj.m 3. Vesivarastoaltaan murtumatapauksen ja sen alapuolisten CIL ja CIL2 altaiden sarjamurtuman veden leviämisen mallinnuksen laati Insinööritoimisto Pekka Leiviskä. Arvion alapuolisten CIL ja CIL2 altaiden sisältämien haitta-aineiden sekä rikastushiekan leviämisen alapuoliselle alueelle on laadittu erikseen Ramboll Finland Oy:n toimesta. Tässä työssä korkeustiedot on esitetty N60 + mukaisella korkeusjärjestelmällä.
4 2 ALUEEN KUVAUS 2.1 Sijainti ja hydrologia Kaivos sijaitsee Kittilän kunnan alueella Rouravaarassa noin 40 km Kittilän keskustasta koilliseen. Alue sijaitsee Kemijoen vesistössä (F = 51 127 km 2, L = 4,3 %) Ylä-Ounasjoen valuma-alueella. Kaivoksen vieressä virtaa Seurujoki. Sen koko valuma-alueen suuruus on F = 307 km 2 ja järvisyys L = 0,3 %. Seurujoki laskee Loukiseen (F = 1 717 km 2, L = 1,1 %) ja Loukinen edelleen Ounasjokeen Sirkan kylällä Levitunturin kohdalla. (Ekholm 1993) 2.2 Altaat ja patorakenteet Vesivarastoallas - HW +243 m, hätähw +244 m - jaettu välipadolla kahteen altaaseen; NP-vesi: 0,59 mij.m 3 ja puhdasvesi 0,76 milj.m 3. - kokonaistilavuus 1,35 milj.m 3. CIL1 allas - tällä hetkellä ei käytössä, sisältää vain CIL hiekkaa - HW +232, hätähw +233 - hätähw HW tilavuus noin 0,085 mij.m 3. CIL2 allas - vesimäärä noin 0,175 milj.m 3. (31.8.2015 tilanne) - vapaa tila 0,189 milj.m 3. - HW +232, hätähw +233 - edellisten perusteella teoreettinen kokonaisvesimäärä olisi 0,368 milj.m 3. - hätähw-hw tilavuus noin 0,35 milj.m 3. NP3 allas - korotettu harjakorkeuteen +237, HW +235 ja hätähw +236 - vapaa vesi on täällä hetkellä pääosin kaaripadolla erotetulla osalla (vp. 2.10.2015 +233,74) - vapaata vettä on noin 0,4-0,5 milj. m 3 - rikastushiekan pinta on tällä hetkellä noin tasolla +230,5 234,5.
5 3 LASKENTAMENETELMÄ JA MALLIT 3.1 Maastomalliaineisto Maastomalliaineistona on käytetty 20.10.2010 ja 1.2.2011 päivättyä alueen maastomallia. Malli sisältää pohja-aineistona maanmittauslaitoksen 1 m:n korkeuskäyrätiedot. Ne on määritetty ortokuvista fotogrammetrisesti. Aineistoa on tarkennettu alueella tehdyillä maastomittauksilla, jossa mm. tiet ja maaston taitteet on esitetty taiteviivoina. Lisäksi aluesuunnitelman mukaiset rakenteet on huomioitu suunnitelman mukaisin tiedoin. Osia maastomalliin on tuotu 7.6.2013 päivätystä 11290 tiesuunnitelma VE suunkartta ja leikka.dwg tiedostosta. Lisäksi aineistoa on täydennetty tiedoston AE_Kittilä_Aluekartta_030215.dwg mukaisilla aluerakenteilla. 3.2 Patomurtumasimulointi Patomurtuman simuloinnissa ja muuttuvan virtauksen mallinnusohjelmistona on käytetty HEC-RAS ohjelmiston versiota 4.1.0. Muodostuvan murtuma-aukon leveytenä ja murtuma-aukon laajenemiseen kuluvan ajan osalta käytettiin Froehlichin yhtälöä (Froehlich 1995): 0.32 0. 19 b 0.1803K V r H d K = 1.0 suotovirtausmurtuma, K = 1.4 ylivirtausmurtuma V r = Altaan tilavuus (m 3 ) H d = Veden syvyys murtuman alkuhetkellä (m) b = Murtuma-aukon keskimääräinen leveys (m) t f 0.53 Vr 0.00254 0. 9 H d 60 t f = Murtuma-aika minuuteissa (min) V r = Altaan tilavuus (m 3 ) H d = Veden syvyys murtuman alkuhetkellä (m) 3.3 Dynaaminen virtausmalli Muuttuvan virtaus mallinnettiin HEC-RAS 4.1.0-ohjelmistolla. Ohjelmiston patomurtumaominaisuuksia on vertailtu muihin tunnettuihin ohjelmistoihin ja niissä on todettu laskentaohjelmiston antavan lähes identtiset laskentatulokset verrattaessa tuloksia FLDWAV:n ja MIKE11 vastaaviin. (US Department of the Interior 2004).
6 3.4 Maastomalli ja karttaohjelmisto Maastomalli luotiin Autodeskin 3D Civil 2014 kolmiointia käyttäen. Laskentapoikkileikkaukset luotiin Autodeskin River Analysis -ohjelmistoa käyttäen. Laskennan tulokset on esitelty maastomallin avulla peruskarttapohjalla River Analysis ohjelmiston avulla. Kartta-aineiston viimeistelyyn käytettiin Autodeskin Autodeskin 3D Civil 2014 versiota.
7 4 PATOMURTUMAVIRTAAMAT 4.1 Altaiden sijainti ja murtumareitit Oheiseen kuvaan on koostettu tarkastellut murtumareitit vesivarastoaltaan alapuolisella alueella. Käytännössä reiteistä NP3 altaan suunta eli VE2 vaihtoehto ei tule kyseeseen, koska CIL2 ja NP3 altaan välinen patojakso on korotettu ja ylivirtausmurtuma voi jatkossa suuntautua vain vaihtoehtojen VE3,4 tai 5 suuntaan. NP3 Louhepenger 3 2 CIL2 Vesivarastoallas 1 4 5 6 CIL Kuva 1. Vesivarastoaltaan patomurtuman jatkomurtumatarkasteluvaihtoehdot. Lähtötilanteessa oletetaan altaiden vesipintojen/täyttöjen olevan HW tasolla. Varastoitumismahdollisuus alapuolisessa altaassa on HW - hätähw välinen veden varastotilavuus. Seuraavassa kuvassa on esitetty vesivarastoaltaan kuva siihen liittyvine keskeisine rakenteineen.
8 NP-vesi Jakopenger Välipato CIL2 altaaseen Puhdasvesiallas Kuva 2. Vesivarastoallas. 4.2 Murtuma VE1 Vesivarastoallas (HW +243) voi murtua useammalta eri kohdalta: pohjoisemman NP vesialtaan puolelta, vesimäärä 0,59 mij.m 3 eteläisemmältä puhdasvesialtaan puolelta, vesimäärä 0,76 milj.m 3 altaan jakopenkereen läheisyydestä, vesimäärä 1,35 mij.m 3. Tässä otettiin jatkotarkasteluun viimeksi mainittu vaihtoehto, jossa murtuman sijainti on jakopenkereen läheisyydessä ja johtaa molempien altaiden tyhjenemiseen. Vesivarastoaltaan alapuolisella alueella virratessaan CIL2 altaaseen vedenkorkeus muodostaa lähtötilanteessa seuraavan näköisen pituusleikkauksen.
9 Kuva 3. Vesivarastoaltaan ja CIL2 altaan pituusleikkaus. Seuraavaan taulukkoon 1 on koostettu murtuma-aukon muodostumiseen liittyviä keskeisiä tietoja. Taulukko 1. Murtuma-aukon leveys, murtuma-aika ja maksimivirtaama. Murtumatapaus [m] aukon *) [m] H d Murtuma- V r b t HQ Aika Aika **) f [min] [m 3 /s] maksimivirtaama tyhjä allas kynnyskork [m 3 ] [m] [hh:mm] [hh:mm] VE1_01 6 +237 1 350 000 23.6 53,9 259 0:55 3:10 VE1_02 10 +233 1 350 000 26,4 45,0 599 0:45 1:45 VE1_03 10 +233 1 350 000 26.4 31,2 733 0:35 1:30 H d = Veden syvyys murtuman alkuhetkellä (m) b = Murtuma-aukon keskimääräinen leveys (m) t f = Murtuma-aika minuuteissa (min) V r = Altaan tilavuus (m 3 ) *) Froehcilin yhtälöissä käytettiin kaikilla murtuma-aukon syvyyksillä laskennassa altaan kokonaistilavuutena sen maksimitilavuutta, vaikka pienemmillä murtuma-aukoilla purkautuva virtaama jää kuitenkin käytännössä pienemmäksi veden jäädessä muodostuvan kynnyksen alapuolelle. Todellinen vesimäärä on kuitenkin huomioitu itse purkautumismekanismilaskelmassa. **) Allas on tässä katsottu tyhjäksi, kun virtaama altaasta laskee alle 10 m 3 /s. Seuraavassa kuvassa on esitetty murtumamekanismin aiheuttama virtaama eri tilanteissa.
10 Kuva 4. Vesivarastoaltaan murtumavirtaama ajan funktiona tilanteissa VE1_01 03. Kuvassa on sinisellä käyrällä merkitty jatkolaskentaan valittu VE1_02. Murtumamekanismeista on jatkotarkasteluun valittu VE1_02. Siinä murtumamekanismin on oletettu olevan hieman Froechlichin yhtälön mukaista hitaampi (15 min) johtuen padon karkeasta louherakenteesta ja tiivistekalvon (geomembraani) vaikutuksesta. Seuraavassa kuvassa on esitetty tilanne, jossa on ajan funktiona tulostettu virtaama murtuma-aukosta Ve1_02 sekä vesivarastoaltaan vedenpinnan korkeus padon ala- ja yläpuolisella osalla.
11 Kuva 5. Vesivarastoaltaan virtaama (sininen) ja vedenpinnankorkeudet altaan padon ala- ja yläpuolella (violetti) ajan funktiona. 4.3 Murtuma VE2 Veden purkautuessa CIL2 altaaseen, ei ole todennäköistä että se jatkaa NP3 altaan suuntaan, koska välipato CIL2 ja NP3 altaan välissä on korotettu korkeuteen +237 (hätähw +236). Ylivirtaus tapahtuu matalampien patojaksojen mukaiseen suuntaan VE3,4 tai 5 suuntaan. - Ei karttaa eikä tarkempia laskelmia tarpeen tarkastella. 4.4 Murtuma VE3 Mekanismi ylivirtausmurtumana Seurujoen suuntaan. Vesi leviää laajalti alapuoliselle alueelle edeten likimain samanlaiselle alueelle kuin NP3 altaan murtumamekanismissa. Ei mene Rouravaara avolouhokseen.
12 Kuva 6. VE3_02 murtuman virtaamaa CIL2 altaasta Seurajoen suuntaan. Kartta murtumasta on esitetty liitteessä 1a ja laskentavedenkorkeudet liitteessä 2a. 4.5 Murtuma VE4 Tässä murtuman virtaamaa ja aukon kynnyksen muodostumista rajoittaa padon sisäpuolelle ajettu louhepenger. Sen patorakennetta vasten oleva osuus on noin tasolla +232,5 - +233,0 (ollen lähellä hätähw korkeutta +233). Murtumamekanismia tämä rajoittaa siten, että tarkastelu tehdään pohjan aukon osalta tasoon +232,5. Tällöin ajettu louhe painaa geomembraania vasten ja samalla estää aukon laajenemisen alaspäin. Tilanteessa geomembraanin oletetaan kestävän ylivirtaus ollen osin louheen suojaamana. Tässä tapauksessa virtaaman maksimi jää selvästi maltillisemmaksi suuruusluokaltaan kuin VE3 tapauksessa. Samoin mekanismi altaan tyhjenemiselle on siten hitaampi. Murtuma-aukosta vesi etenee Rouravaara avolouhokseen ja osin Seurujoen suuntaan. - Murtumamekanismia rajoittaa CIL2 altaan sisäpuolella oleva louhepenger. Käytännössä merkittävin osa virtaamasta tapahtuu padon harjan ylitse eikä louhepenkereen rajautuva murtumaaukko enää merkittävästi nosta virtaaman huippua. Maksimivirtaama padon ylitse nousee arvoon 388 m 3 /s.
13 Kuva 7. Murtumamekanismi VE4_02 CIL2 altaasta louhepenkereen rajoittamana osin Rouravaara avolouhokseen ja osin Seurujoen suuntaan. 4.6 Murtuma VE5 Mekanismi on käytännössä samankaltainen kuin VE3 vaihtoehdossa. Kts. VE3 kappaleesta 4.4. Tästä vesi jatkaa edelleen murtumana VE6. 4.7 Murtuma VE6 Käytöstä poistettuun CIL altaaseen suuntautuessaan tulva-aalto etenee edelleen ylivirtausmekanismilla Rouravaara avolouhokseen. Suurimmillaan virtaama nousee arvoon 322 m 3 /s. Maanpinta padon alapuolella on noin korkeudessa N60 + 216 m ja padon harja korkeudessa N60 + 234,00m. Seuraavassa kuvassa on esitetty murtumavirtaama CIL altaasta Rouravaara avolouhoksen suuntaan.
14 Kuva 8. Murtumavirtaama VE6_02 CIL altaasta Rouravaara avolouhokseen. Avolouhoksen tilavuus korkeustasolle +212 m on noin 1,6 milj. m 3. Tyypillisesti avolouhoksessa on nykyisin vettä noin 0,3 milj.m 3. Suurimmillaan vesimäärän on ollut noin 0,6 milj.m 3. Tässä tarkastelussa on oletettu että vettä on murtuman alkuhetkellä mainittu 0,6 milj.m 3 ja Rouravaaran louhoksen läpi virratessaan vesivarastoaltaan vedestä leikkautuu noin 1 milj.m 3. Kartta murtumasta on esitetty liitteessä 1b ja laskentavedenkorkeudet liitteessä 2b. 4.8 Yhteenveto murtumamekanismeista Murtumamekanismeja tarkasteltaessa huomattiin, ettei vesivarastoaltaan alapuoleisilla murtuma-aukon muodoilla ollut kovin merkittävää vaikutusta syntyvään virtaamaan. Oletuksena murtuma-aukoille oli että mekanismissa kestää 0:45 tuntia, jonka aika murtuma-aukko laajenee maksimikokoonsa. Noustuaan padon harjalle, vesi alkaa kuitenkin virrata niin laajalta alueelta että virtaama nousee nopeasti maksimiinsa ja saavuttaa maksimin ennen kuin murtuma-aukko alapuolella kerkiää vaikuttaa murtuvasta altaasta lähtevään virtaamaan. Käytännössä eniten on vaikusta vesivarastoaltaan murtumamekanismin etenemisnopeudella ja korkeudella, johon murtuma-aukon pinta muodostuu. Tässä työssä Froehclichin yhtälön mukaan murtuman eteneminen tapahtuisi altaan tilavuustietojen ja arvioidun korkeuden perusteella noin puolessa tunnissa. Koska mainitun menetelmän mukaiset arvot on menetelmää määritettäessä valittu yleissopivaksi maa-
15 padoille, arvioitiin että tukipengermateriaalina louheesta toteutetulle maapadolle mekanismi on hieman hitaampi. Näin päädyttiin käyttämään murtuman maksimiaukolle aikana 0:45 tuntia mainitun 0:30 sijasta. Vesialtaan jälkeen eteneminen tapahtuu käytännössä. Noin 15 minuuttia kestää pisimmänkin reitin mukainen sarjamurtuma ja reitti vesivarastoallas -> CIL2 -> CIL -> Rouravaara avolouhos maksimivirtaama nousee suurimpaan arvoonsa jo 1:00 tuntia vesialtaan murtuman alkuhetkestä. Mekanismi johtuu siitä että altaiden mahdollisuus varastoida vettä oletettiin vähäiseksi niiden ollessa oletetun mukaisessa tilanteessa jo valmiiksi HW korkeudessa. Mikäli vesipinnat ovat alempana, on mekanismi vastaavasti hitaampi. Mutta mikäli varastotilavuutta ei ole alapuolisessa altaassa riittävästi ottamaan kaikkea murtumavettä vastaan ilman altaan ylivirtausriskiä, ei ajallisesti mekanismissa ole kovin merkittävää eroa HW tilanteeseen verrattuna. Jos vastaanottavan altaan varastotilavuutta on riittävästi korkeusvälillä altaan vedenpinta hätähw, vasta tuolloin sarjamurtuman eteneminen pysähtyy ja riskiä alapuoliselle alueelle ei muodostu.
16 5 PATOMURTUMA-AALLON ETENEMINEN 5.1 Veden nousukorkeudet ja peittämät alueet Murtumatilanteen mukaista tulva-aallon peittävyyttä ja ajallista etenemistä kuvaava kartta on koostettu liitteeseen 1a ja 1b. Niistä ilmenee veden peittämät alueet maksimivedenkorkeuden mukaisessa tilanteessa. Liitteen kuvaan on lisätty sinisen eri sävyillä piirrettyinä alueet, jotka jäävät veden peittämäksi. Lisäksi karttakuvasta ilmenee ajankohta, jolloin vedenkorkeus saavuttaa maksimin kyseisessä paikassa. Liitteessä 2a ja 2b on esitetty vedenkorkeudet, virtaamat, virtausnopeudet yms. poikkileikkauksittain. 5.2 Ajallinen eteneminen 5.2.1 Murtuma Seurujoen suuntaan VE3_02 Seuraavissa kuvissa on esitetty eri poikkileikkauksissa virtaaman ja vedenkorkeuden muutokset ajan suhteen. Kuvasarjasta on havaittavissa virtaaman maksimin nopea vaimeneminen alavirran suuntaan edetessä. Kuva 9. Laskentajakson ylin poikkileikkaus 34 välittömästi CIL2 padon alapuolelta.
17 Kuva 10. Poikkileikkaus 23, vedenkorkeusmaksimi esiintyy noin 2,1 h kuluttua alkuhetkestä. Kuva 11. Poikkileikkaus 17, vedenkorkeusmaksimi esiintyy noin 2,5 h kuluttua murtuman alkuhetkestä.
18 Kuva 12. Poikkileikkaus 8, vedenkorkeusmaksimi esiintyy noin 3,4 h kuluttua alkuhetkestä. Kuva 13. Poikkileikkaus 1, laskentajakson alin poikkileikkaus, vedenkorkeus saavuttaa maksimin noin 5,3 h kuluttua murtuman alkuhetkestä.
19 5.2.2 Murtuma Rouravaara avolouhoksen suuntaan VE6_02 Seuraavissa kuvissa on esitetty eri poikkileikkauksissa virtaaman ja vedenkorkeuden muutokset ajan suhteen. Kuvasarjasta on havaittavissa virtaaman maksimin nopea vaimeneminen alavirran suuntaan edetessä. Kuva 14. Poikkileikkaus 30 Rouravaaran alapuolella, vedenkorkeus saavuttaa maksimin noin 1,9 h kuluttua murtuman alkuhetkestä.
20 Kuva 15. Poikkileikkaus 17, vedenkorkeus saavuttaa maksimin noin 2,5 h kuluttua murtuman alkuhetkestä. Kuva 16. Poikkileikkaus 17, vedenkorkeus saavuttaa maksimin noin 3,2 h kuluttua murtuman alkuhetkestä.
21 Kuva 17. Poikkileikkaus 1, vedenkorkeus saavuttaa maksimin noin 5,5 h kuluttua murtuman alkuhetkestä. Murtumareitillä CIL2 ja CIL altaiden kautta murtuman virtaamasta leikkautuu merkittävä osa Rouravaara avolouhokseen. Siitä eteenpäin jatkava tulva-aalto vaimenee ollen alimmassa laskentapoikkileikkauksessa enää noin 54 m 3 /s suuruinen.
22 6 VAHINGONVAARA Vesivarastoaltaan murtumisen seurauksena tulva-aallon alle jäävien vahinkokohteiden analyysi sekä haitallisten aineiden leviäminen ympäristöön on laadittu erillisessä Ramboll Finland Oy:n laatimassa selvityksessä. Tyrnävällä 12.11.2015 Pekka Leiviskä, DI Insinööritoimisto Pekka Leiviskä Vauhtipyörä 4, 91800 Tyrnävä www.leiviska.fi