Pohjavesiolosuhteiden merkitys maankäytön suunnittelussa Valkealähteen-Hakkilan alueella Vantaan kaupunki / Ympäristökeskus Anna-Liisa Kivimäki Raportti 2010
VANTAANJOEN JA HELSINGIN SEUDUN VESIENSUOJELUYHDISTYS RY RAPORTTI 2010 Valokuva(t): Anna-Liisa Kivimäki
Sisältö 1 TAUSTAA... 1 2 MAANKÄYTÖN SUUNNITTELUSSA HUOMIOITAVAT NYKYISET JA VALMISTEILLA OLEVAT OHJEISTUKSET... 2 2.1 POHJAVEDEN SUOJELUA JA KAAVOITUSTA KOSKEVA OHJE... 2 2.2 HULEVESIEN HALLINTA... 4 2.3 POLTTONESTEIDEN JAKELUASEMATOIMINTA POHJAVESIALUEILLA... 5 2.4 POHJAVEDEN SUOJAUS TIEN KOHDALLA JA VAIHTOEHTOISTEN LIUKKAUDENTORJUNTA-AINEIDEN KÄYTTÖ... 6 3 SUUNNITTELUALUEEN SIJAINTI JA TOIMINNOT... 7 3.1 SUUNNITTELUALUEEN SIJAINTI JA RAJAUS... 7 3.2 SUUNNITTELUALUEEN NYKYTOIMINNOT... 9 3.3 SUUNNITTELUALUEEN MAANKÄYTÖN JA TOIMINTOJEN KEHITTÄMISTARPEET... 9 4 SUUNNITTELUALUEEN KALLIOPERÄ-, MAAPERÄ- JA POHJAVESIOLOSUHTEET... 9 4.1 SUUNNITTELUALUEEN KALLIOPERÄOLOSUHTEET... 9 4.1.1 Kallioperän kivilajikoostumus ja päämineraalit... 9 4.1.2 Kallioperän rikkonaisuusvyöhykkeet ja ruhjeiden hydrauliset yhteydet...11 4.2 SUUNNITTELUALUEEN MAAPERÄOLOSUHTEET... 12 4.2.1 Alueen irtomaakerrostumat ja muodostumat...12 4.2.2 Pintamaalajin ja imeytymiskertoimen vaihtelu eri osa-alueilla...12 4.2.3 Suunnittelualueen päämaalajien geoteknisistä ominaisuuksista...15 4.3 SUUNNITTELUALUEEN POHJAVESIOLOSUHTEET... 16 4.3.1 Valkealähteen pohjavesialueen rajausperusteet...16 4.3.2 Pohjaveden päävirtaussuunnat...18 4.3.3 Pohjavedenotto Valkealähteen pohjavesialueella ja pohjaveden pinnankorkeuden vaihtelut...19 4.4 SUUNNITTELUALUEEN HYDROLOGISET OLOSUHTEET... 22 4.4.1 Suunnittelualueen pienvesistöt ja pohjaveden purkautuminen...22 4.4.2 Pohjavesimuodostuman ja pintavesien hydrauliset yhteydet...29 4.4.2.1 Valkealähteen pohjavesimuodostuman yhteys Keravanjokeen... 29 4.4.2.2 Pohjaveden merkitys Kuusijärven vesitaseessa... 34 5 MAAPERÄN JA POHJAVEDEN TILA SUUNNITTELUALUEELLA... 35 5.1 TAUSTAPITOISUUDET SUUNNITTELUALUEEN MAAPERÄSSÄ JA POHJAVEDESSÄ 35 5.1.1 Maaperän taustapitoisuudet...35 5.1.2 Pohjaveden taustapitoisuudet...36 5.2 MAAPERÄN JA POHJAVEDEN TILAN ARVIOINTIKRITEERIT... 37 5.2.1 Maaperän pilaantuneisuudet arviointikriteerit...37 5.2.2 Pohjaveden tilan arviointikriteerit...38 5.3 POHJAVEDEN LAADUN TARKKAILUTULOKSIA... 38 5.3.1 Vantaan kaupungin tarkkailu Hiekkaharjun-Hakkilan alueella...38 5.4 PILAANTUNEET MAA-ALUEET JA NIIDEN KUNNOSTUSTOIMENPITEET... 40
5.4.1 Pilaantuneiksi epäillyt maa-alueet... 41 5.4.2 Tutkitut maa-alueet, joilla ei havaittu pilaantuneisuutta... 44 5.4.3 Pilaantuneiksi todetut maa-alueet... 46 5.4.4 Kunnostetut maa-alueet... 47 5.4.5 Jäännöspitoisuuksien aiheuttamat maankäyttörajoitukset... 58 5.4.6 Maaperässä ja pohjavedessä havaittujen haitta-aineiden kulkeutumisominaisuudet... 60 5.4.6.1 Öljyhiilivedyt... 60 5.4.6.2 PAH-yhdisteet ja PCB-yhdisteet... 61 5.4.6.3 Metallit ja puolimetallit... 62 5.4.6.4 Haihtuvat orgaaniset yhdisteet... 63 5.4.6.5 Torjunta-aineet... 63 5.4.7 Pohjavedessä suunnittelualueella havaitut haitta-aineet ja niiden päästölähteet 64 6 MAAPERÄ- JA POHJAVESIOLOSUHTEIDEN VAIKUTUKSET MAANKÄYTÖN SUUNNITTELUUN VALKEALÄHTEEN- HAKKILAN ALUEELLA... 65 6.1 RAKENTAMISEEN LIITTYVÄT RAJOITUKSET... 65 6.2 POHJAVESIEN SUOJELU JA ALUEELLE SIJOITETTAVAT TOIMINNOT... 66 6.3 HULEVESIEN HALLINTA... 67 6.4 LISÄTUTKIMUSTARPEET... 68 7 YHTEENVETO JA JATKOTOIMENPIDE-EHDOTUKSET... 69 KIRJALLISUUSLÄHTEET..73 LIITTEET....81 Liite 1. Valkealähteen pohjavesialueen rajaus, pintamaalajit ja pohjaveden virtaussuunnat suunnittelualueella Liite 2. Valkealähteen pohjavesialueella jatkuvassa pohjavedenpinnan tarkkailussa olevat havaintoputket Liite 3. Suunnittelualueen ojavesien lämpötilan ja laadun kenttämittauspisteet kesällä 2010 Liite 4. Vantaan kaupungin ympäristökeskuksen PIMA-tietokannan kohteet suunnittelualueella 2 Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010
1 TAUSTAA Vantaan kaupungin Maankäytön ja ympäristön toimialan Ympäristökeskus tilasi Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry:ltä (VHVSY ry) asiantuntijatyön, joka sisältää Valkealähteen pohjavesialueen ja sen lähiympäristössä sijaitsevan Hakkilan alueen maaperä- ja pohjavesiolosuhteiden selvittämisen ja pohjavesiolosuhteiden aiheuttamien mahdollisten maankäyttörajoitusten arvioinnin. Työ toteutettiin touko-joulukuussa 2010. Selvityksen toteutuksesta vastasi pohjavesiasiantuntija Anna-Liisa Kivimäki. Valkealähteen pohjavesialueen ja Hakkilan alueen maaperä- ja pohjavesiolosuhteiden tarkka selvittäminen ja maankäyttörajoitusten arviointi on osa Vantaan kaupunkirakenteen ja ympäristön kokonaisvaltaista kehittämistä. Valkealähteen ja Koivukylän pohjavesialueille laadittiin suojelusuunnitelma vuonna 2000 (Vantaan kaupunki / Ympäristökeskus, Julkaisu A12/2000). Alueen toimintojen muututtua ja maankäytön kehittämistarpeiden vuoksi suojelusuunnitelman tietojen päivitys on arvioitu tarpeelliseksi. Erityinen painopiste selvityksessä on maaperä- ja pohjavesiolosuhteiden aiheuttamat rajoitukset Vantaan Akselin alueen kaavoitukseen. Vantaan Akselin kaupunkikuvallinen viitesuunnitelma valmistui 11.12.2009, jonka jatkovaiheena käynnistyi keväällä 2010 kaavarungon laadinta. Akselin alueen viitesuunnitelmassa tarkasteltiin hulevesijärjestelyjä ainoastaan yleispiirteisesti, joten osana alueen kokonaissuunnittelua käynnistettiin myös tarkempi hulevesiselvitystyö kesällä 2010. Pohjavesiolosuhteiden selvitystyö antaa oleellista tietoa hulevesiratkaisujen ja yleisen maankäytön suunnitteluun. Selvitystyö perustuu olemassa olevaan aineistoon eikä työn aikana tehty uusia maaperä- tai pohjavesitutkimuksia. Lähtöaineistona käytettiin Vantaan kaupungin julkisesti saatavilla olevia asiakirjoja, mm. Vantaan pienvesiselvitys (FCG Planeko Oy 25.3.2009), Vantaan Hulevesiohjelma (7.8.2009) ja Vantaan Akselin kaupunkikuvallinen viitesuunnitelma ja selvitystyö (Anttila & Rusanen Oy ja Ramboll 11.12.2009). Vantaan kaupungin Ympäristökeskukselta saatiin käyttöön alueen pohja- ja pintavesien tarkkailutuloksia, ympäristölupiin liittyviä asiakirjoja, alueella tehtyjen pinta- ja pohjavesiselvitysten raportteja, maaperän ja pohjaveden pilaantuneisuustutkimusten raportteja ja pilaantuneen maaperän kunnostusten loppuraportteja. Lisäksi käytössä oli Vantaan kaupungin ympäristökeskuksen ylläpitämä maaperän tilan tietokanta (syyskuun 2010 tilanne). Vantaan kaupungin Geotekniikkayksikkö luovutti selvitystyötä varten käyttöön maanpinnan korkeustason mittaustuloksia ja niiden pohjalta laadittuja pintamallikarttoja, pohjaveden pinnankorkeuden mittaustuloksia, geoteknisten pohjatutkimusten tuloksia sekä karttarajaukset vedenläpäisevyydeltään erilaisten pinta- Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010 1
maalajien ja päällystettyjen pintojen esiintymisestä alueella ja vedenjakajien sijainnista (Asko Storgård 2006). Vantaan kaupungin toimittaman aineiston lisäksi hyödynnettiin Uudenmaan elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskukselta saatuja ympäristölupiin ja pilaantuneiden maa-alueiden kunnostuksiin liittyviä julkisia asiakirjoja ja raportteja, Maaperän tilan tietojärjestelmän tietoja sekä OIVA Ympäristö- ja paikkatietopalvelun sisältämiä pohjaveden laatutietoja. HSY Vesi luovutti selvitystyötä varten VHVSY ry:n käyttöön Valkealähteen vedenottamon vedenottomäärätietoja vuosilta 1996 2008 sekä veden laadun ja pohjaveden pinnankorkeuden tarkkailutuloksia vuosilta 2005 2007. Tausta-aineistona käytettiin myös julkisesti saatavilla olevien tietokantojen tietoja: ympäristöhallinnon OIVA Ympäristö- ja paikkatietopalvelun Pohjavesialuetietokantaa sekä Geologian tutkimuskeskuksen GeoTIETO-karttapalvelun tietoja pintamaalajeista, kallioperän kivilajikoostumuksesta ja kallioperän rikkonaisuusvyöhykkeistä. VHVSY ry:n ja Helsingin yliopiston Geotieteiden ja maantieteen laitoksen yhteistyönä käynnistyi kesällä 2010 tutkimushanke, jossa tutkitaan Vantaanjoen ja sen sivujokien hydraulisia yhteyksiä pohjavesimuodostumiin (Vapomixtutkimushanke). Tutkimushankkeen ohjausryhmän suostumuksella (kokousmuistio 9.9.2010) kesällä 2010 Keravanjoella Valkealähteen - Hakkilan alueella tehtyjen lentokuvausten ja kenttämittausten tuloksia on hyödynnetty myös tässä selvityksessä. Kaikki selvitystyön lähdemateriaalina käytetyt raportit ja asiakirjat on mainittu lähdeluettelossa. 2 MAANKÄYTÖN SUUNNITTELUSSA HUOMIOITAVAT NYKYISET JA VALMISTEILLA OLEVAT OHJEISTUK- SET 2.1 Pohjaveden suojelua ja kaavoitusta koskeva ohje Ympäristöministeriön asettaman työryhmän valmistelema pohjavesien suojelua ja kaavoitusta koskeva ohje (Ympäristöministeriö 3.10.2008) on luonnos, jota ei ole virallisesti vahvistettu. Ohjeen vahvistamisen aikataulusta ei ole tarkkaa tietoa. Ohje sisältää yhtenäiset suositukset ja menettelytavat pohjavesien suojelun huomioonottamiseksi maankäytön suunnittelussa ja sen periaatteita sovelletaan jo nykyisin alueellisissa elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskuksissa lausuntoja laadittaessa. 2 Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010
Ohjeessa suositellaan sovellettavaksi toimintojen sijoittamisessa tärkeillä ja muilla vedenhankintaan soveltuvilla pohjavesialueilla (luokat I ja II) seuraavia periaatteita: Pohjavesialueille ei kaavoissa tule osoittaa lainkaan uutta teollisuutta tai varastointia tai muita riskitoimintoja eikä sallia niiden laajentamista. Pohjavesialueille ei myöskään tule osoittaa golfkenttiä tai uusia arkkuhautausmaita tai sallia niiden laajennuksia. Uusia teitä ja muita liikennealueita voidaan pohjavesialueille kaavoittaa vain poikkeustapauksissa, esim. jos uudella tiellä saavutetaan merkittävää etua myös pohjavesien suojelun kannalta, esimerkiksi kun kemikaalikuljetuksia saadaan ohjattua pois laajemmalta alueelta. Uusia maa-ainesten ottoalueita ei tule osoittaa pohjavesialueille, ellei aluetta ole pohjaveden suojelun ja kiviaineshuollon yhteensovittamishankkeessa (POSKI) tai vastaavassa maa-ainesten oton yleissuunnitelmassa todettu sellaiseksi, että ottotoiminta on siellä mahdollista. Muiden toimintojen kuten uusien työpaikka- tai asuntoalueiden sijoittaminen pohjavesialueelle on mahdollista ainoastaan siinä tapauksessa että luonnontilaista pohjavesialuetta jää riittävästi ja vaikutusten arvioinnin perusteella voidaan osoittaa ettei toiminnasta aiheudu vaaraa pohjaveden laadulle tai määrälle. Pohjavedenottamojen ja tutkittujen vedenottamopaikkojen lähiympäristöön (vähintään 500 metriä ottamolta pohjaveden virtaussuunnassa ylöspäin) ei tule kaavoittaa mitään uusia toimintoja. Pohjavesialueilla voidaan sallia puhtaiden hulevesien imeyttäminen pohjavesitasapainon säilyttämiseksi ja veden saannin turvaamiseksi. Kaavoissa voidaan antaa suosituksia mm. kattovesien imeyttämisestä. Imeyttäminen ei saa aiheuttaa pohjaveden pilaantumisen vaaraa, joten liikennöitäviltä piha-alueilta ja katualueilta hulevedet tulee johtaa pohjavesialueen ulkopuolelle. Imeyttämisellä ei saa aiheuttaa kosteusvaurioita rakennuksen perustuksille tai kellarirakenteille. Viemärit on rakennettava ja tarvittaessa suojattava niin, ettei niistä aiheudu pohjaveden pilaantumisvaaraa. Siirtoviemärit rakennetaan ensisijaisesti pohjavesialueiden ulkopuolelle. Maanalainen rakentaminen ja liikenne eivät saa aiheuttaa pohjaveden pilaantumista, pohjaveden haitallista purkautumista eivätkä pohjaveden pinnan alenemista. Ennen rakennus- ja louhintaluvan myöntämistä tulee laatia pohjarakennussuunnitelma, jolla turvataan pohjaveden pinnankorkeuden ja laadun säilyminen. Edellä kuvatuista periaatteista voidaan poiketa, mikäli maaperä- ja pohjavesitutkimukset osoittavat, että hydrogeologiset olosuhteet alueella ovat sellaiset, että Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010 3
toimintojen sijoittumisesta ei aiheudu pohjaveden pilaantumisvaaraa. Tällaisia suotuisia hydrogeologisia olosuhteita voivat olla esim. seuraavat: Pohjaveden pinnan päällä on tiivis maakerros, joka vahinkotilanteessa estää haitallisen aineen pääsyn pohjaveteen. Alueella ei ole vettä johtavia kerroksia. Kalliokynnys tai vastaava erottaa alueen muusta pohjavesialueesta eikä kyseisellä pohjavesialueen osalla ole merkitystä vedenhankinnan kannalta, jolloin voidaan samalla harkita pohjavesialueen rajauksen tarkistamista. Alue on aivan pohjavesialueen reunalla ja pohjavesialue on vettä ympäristöönsä purkava, mikä on varmennettava pohjavesitutkimuksin. 2.2 Hulevesien hallinta Hulevesiin liittyviä säännöksiä sisältyy useisiin lakeihin ja asetuksiin. Keskeiset lait ovat vesihuoltolaki, maankäyttö- ja rakennuslaki sekä vesilaki (Suunnittelukeskus 19.4.2007). Vesihuoltolain tarkistamistyöryhmän loppuraportissa (Maaja metsätalousministeriön asettama vesihuoltolain tarkistamistyöryhmä 17.6.2010) ehdotetaan, että vastuita hulevesien hallinnasta selvennettäisiin. Ehdotuksen mukaan hulevesien ja perustusten kuivatusvesien viemäröinti erotettaisiin vesihuoltolain mukaisesta vesihuollosta, ja kunnalle säädettäisiin maankäyttö- ja rakennuslakiin otettavin säännöksin velvollisuus huolehtia hulevesien hallinnasta asemakaava-alueilla. Kiinteistön omistaja tai haltija vastaisi hulevesien hallinnasta kiinteistöllään ja asemakaava-alueella kiinteistön omistaja tai haltija olisi velvollinen liittymään kunnan hulevesijärjestelmään tai suorittamaan muita kunnan hyväksymiä toimenpiteitä hulevesien hallitsemiseksi kiinteistöllä. Ehdotettujen hulevesien hallintasäädösten tavoitteena olisi, että hulevesien hallitsemiseksi otettaisiin nykyistä laajemmin käyttöön maanpäällisiä rakenteita, kuten avouomia, vesien pidättämis- ja imeytysalueita sekä maaston mukaisia valumavesien reittejä. Työryhmä toteaa kuitenkin, että samalla on kiinnitettävä tarvittaessa huomiota hulevesistä aiheutuvaan ympäristön pilaantumisen vaaraan (vrt. pohjaveden pilaamiskielto). Tutkimus- ja kehittämistarpeista yhtenä mainitaankin tarve arvioida likaantuneiden hulevesien käsittelytarvetta ja toimenpidevaihtoehtoja. Vesihuoltolain tarkistamistyöryhmän loppuraportissa lueteltujen maankäyttö- ja rakennuslain pykäläehdotusten perusteluissa mainitaan, että hulevesien käsittely voi sisältää kiintoaineen sekä ympäristöä pilaavien aineiden kuten ravinteiden ja katu- ja pysäköintialueilta kertyvien öljyjen poistaminen hulevesistä. Jos hulevedet sisältävät terveydelle haitallisia tai ympäristön pilaantumisen vaaraa aiheuttavia aineita, niiden johtamiseen ja käsittelyyn sovelletaan ympäristönsuojelulakia (86/2000) ja sen nojalla annettuja säädöksiä. Jäteve- 4 Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010
sinä pidettäviä hulevesiä muodostuu lähinnä pilaantuneilla maa-alueilla tai alueilla, joilla harjoitetaan ympäristönsuojelulain mukaista ympäristölupaa edellyttävää toimintaa (Maa- ja metsätalousministeriön asettama vesihuoltolain tarkistamistyöryhmä 17.6.2010). Syksyllä 2008 käynnistettiin hulevesioppaan (Hulevesiopas menetelmät hulevesien ja taajamatulvien hallintaan) laatiminen. Koska oppaassa on tarkoitus kuvata uutta hulevesien hallintaan liittyvää lainsäädäntöä, riippuu oppaan julkaisemisaikataulu valmisteilla olevan lainsäädäntötyön edistymisestä. Valmistuttuaan opas sisältää mm. hulevesijärjestelmien suunnitteluperiaatteet ja mitoitusohjeet (Vikman 2.6.2010). Hulevesiopas julkaistaneen kevään 2011 aikana. 2.3 Polttonesteiden jakeluasematoiminta pohjavesialueilla Alueelliset ympäristöviranomaiset ovat vuodesta 2007 lähtien noudattaneet polttonesteiden jakeluasemien ympäristölupahakemuksia koskevissa lausunnoissaan ympäristöministeriön 26.3.2007 antaman valvontaohjeen periaatteita. Ohjeen sisältämän periaatteen mukaan tärkeiden ja muiden vedenhankintaan soveltuvien pohjavesialueiden pohjaveden muodostumisalueille sijoittuville uusille jakeluasemille ei tulisi myöntää ympäristölupaa. Perusteluna mainitaan, että pohjaveden pilaantumisvaaraa ei nykyisillä teknisillä ratkaisuilla pystytä täysin poistamaan. Vanhojen asemien ympäristölupiin suositellaan samaa periaatetta, kuitenkin niin, että toimenpiteet ja niiden aikataulutus harkitaan tapauskohtaisesti kohtuuttomien tilanteiden välttämiseksi. Edellytyksenä vanhan jakeluaseman toiminnan tilapäiselle jatkamiselle ovat mm. riittävä riskinhallinta, suojauksien parantaminen ja tehostettu valvonta. Valtioneuvoston asetus nestemäisten polttoaineiden jakeluasemien ympäristönsuojeluvaatimuksista tuli voimaan 1.6.2010. Asetusta sovelletaan sekä luvanvaraisiin että tietojärjestelmään rekisteröitäviin jakeluasemiin, joiden polttoainesäiliöiden kokonaistilavuus on vähintään 10 m 3. Lisäksi asetusta sovelletaan alle 10 m 3 säiliön omaaviin kaupallisiin jakeluasemiin ja auto- ja konevarikoiden jakelupisteisiin, jotka sijoittuvat tärkeälle tai muulle vedenhankintaan soveltuvalle pohjavesialueelle. Asetus sisältää mm. jakeluasemien teknisiä rakenteita, maaperän ja pohjaveden suojelemista, öljyisten jätevesien käsittelyä ja johtamista sekä tarkkailua koskevia vaatimuksia. Pohjavesialueelle sijoitettavan jakeluaseman toimintaan tai sen muutokseen on edelleen aina haettava ympäristölupa, jossa voidaan ympäristönsuojelulain 51 :n perusteella tarvittaessa antaa em. asetuksen vaatimuksia ankarampia tai täydentäviä määräyksiä (Karjalainen 5.5.2010). Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010 5
2.4 Pohjaveden suojaus tien kohdalla ja vaihtoehtoisten liukkaudentorjunta-aineiden käyttö Ympäristöviranomaisten soveltama ohjeistus teiden rakentamisen ja kunnossapidon aiheuttamien pohjavesivaikutusten valvonnasta on annettu ympäristöministeriön ympäristönsuojeluohjeessa 22.5.2000. Ohjeen voimassaoloaika päättyi 22.5.2005 eikä sen jälkeen ole annettu päivitettyä korvaavaa ohjetta. Ohjeen mukaan uusia vilkasliikenteisiä suolattavia teitä ei tulisi sijoittaa tärkeille eikä muille vedenhankintaan soveltuville pohjavesialueille ilman erityisiä perusteita. Mikäli tielinja joudutaan ohjaamaan pohjavesialueen halki, pohjaveden virtauskuva tulee selvittää ja tielinja sijoittaa siten, ettei se satu käytössä olevan tai tutkitun ottamon valuma-alueelle. Tielinjan tasausviivan suunnittelussa pitäisi ylimmän havaitun pohjavedenpinnan yläpuolelle jättää vähintään 3 6 m kuivavara. Eritasoliittymien ja alikulkujen suunnittelussa tulee erityisesti varoa paineellisen pohjaveden purkautumista. Teiden kunnossapidon ja liukkaudentorjunta-aineiden haitallisia vaikutuksia pohjaveden laatuun voidaan estää suojausrakenteilla tai käyttämällä natriumkloridin sijasta liukkaudentorjunnassa vaihtoehtoisia liukkaudentorjunta-aineita. Tiehallinnon ohjeistuksen (Tiehallinto 2004) mukaan uusien vilkasliikenteisten suolattavien teiden rakentamista pohjavesialueille vältetään ja jos joudutaan sijoittamaan pohjavesialueelle, toteutetaan pohjaveden suojaustoimet osana rakennushanketta. Suojaus on rakennettava, jos pohjavesialueella on käytössä oleva vedenottamo tai suunniteltu vedenottoalue, pohjaveden virtaus suuntautuu tieltä vedenottoalueelle ja tien suolaus tulee olemaan yli 8 tn/km/v tai vaarallisten aineiden kuljetuksia tulee olemaan yli 100 000 tn/v. Suojauksen rakenne luokitellaan mitoituksen ja toimintavarmuuden mukaan vaativaksi kloridisuojaukseksi, kloridisuojaukseksi tai onnettomuussuojaukseksi. Tiehallinnon ohjeistuksen (2004) mukaan suojausta ei tarvita niillä pohjavesialueen osilla, joilla vettäjohtavien maakerrosten päällä on vettä vain heikosti läpäisevä kerros. Pintakerroksen tulee olla paksuudeltaan sellainen, että rakentamisen yhteydessä ei pääse syntymään yhteyttä alempiin vettä johtaviin kerroksiin. Tiealueilta ja luiskasuojatuilta osuuksilta kerättyjä valumavesiä ei saa purkaa paikkaan, josta ne voivat imeytymällä tai pintavaluntana kulkeutua pohjavesialueelle. Jos suojattu tieosuus sijaitsee keskellä pohjavesialuetta, suojataan myös vedet pohjavesialueen ulkopuolelle johtava laskuoja tai johdetaan vedet putkessa purkupaikkaan. Liukkaudentorjuntakemikaalien lisäksi pohjaveden pilaantumisvaaraa vilkkaasti liikennöidyillä tieosuuksilla aiheuttavat vaarallisten aineiden kuljetuksessa tapahtuvat onnettomuudet. Onnettomuustapauksissa maaperään voi kulkeutua polttoainehiilivetyjä ja niiden lisäaineita (mm. MTBE, TAME) sekä kuljetettavia kemikaaleja, joiden kulkeutumisominaisuudet maaperässä ja 6 Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010
pohjavedessä vaihtelevat suuresti. Luiskasuojauksen tavoitteena on myös pidättää em. haitta-aineita. Liukkaudentorjunnassa käytetyllä natriumkloridilla voi olla vaikutus mineraalisten tiivistysmateriaalien kuten bentoniitin erityskykyyn (Hämäläinen ym. 2005). Liukkaudentorjunnassa voidaan myös käyttää kemikaaleja, jotka ovat pienempi uhka pohjaveden laadulle kuin natriumkloridi. Vaihtoehtoisista liukkaudentorjunta-aineista kaliumformiaatti on osoittautunut lupaavimmaksi Suomen olosuhteissa (Hellstén ym. 2002). Koekohteessa ei kaliumformiaatin käytön ole havaittu aiheuttavan haitallisia pohjaveden laadun muutoksia (Hellstén ym. 2004). Suomen ympäristökeskuksen antaman ohjeistuksen mukaan (www.ymparisto.fi: Muistilista kaliumformiaatin käyttöön Pohjavesialuekohtaisesti tarkasteltavia lähtötietoja harkittaessa kaliumformiaatin käyttöä) on kaliumformiaatin käyttöönottoa harkittaessa kuitenkin otettava huomioon, että hajoamattomana kaliumformiaatti kuluttaa happea niin pohjavedessä kuin myös muissa vesistöissä. Tämän vuoksi hydrogeologiset olosuhteet tulisi olla sellaiset, että kaliumformiaatti ehtisi hajota pohjaveden yläpuolisissa maakerroksissa kaliumioneiksi, hiilidioksidiksi ja vedeksi ennen pohjaveteen kulkeutumista. Runsaasti orgaanista ainesta sisältävä mikrobiologisesti aktiivinen maaperän pintakerros on formiaatin hajoamisen kannalta ensiarvoisen tärkeä. Maannoskerroksen tai nurmetuksen alapuolisessa hiekkaisessa maaperässä 1 2 m paksuinen pohjaveden pinnan yläpuolinen kyllästymätön vyöhyke on riittävä. Mikäli alueella (tienpientareet tms.), johon formiaattipitoista vettä päätyy, ei ole orgaanista ainesta sisältävää pintakerrosta ja maaperä on karkearakeista, kyllästymättömän vyöhykkeen tulee olla huomattavasti paksumpi (> 4 m) (Salminen ym. 2010). Kaliumin ioninvaihdon vaikutusta bentoniittisuojausten pitkäaikaiskestävyyteen ei tunneta. Natrium-ionin vaihtuminen kalium-ioniksi voi teoriassa vähentää bentoniitin paisumiskykyä. 3 SUUNNITTELUALUEEN SIJAINTI JA TOIMINNOT 3.1 Suunnittelualueen sijainti ja rajaus Maaperä- ja pohjavesiolosuhteiden selvitys- ja arviointityö toteutettiin seuraavin rajauksin: Tarkasteltava alue sisältää Valkealähteen pohjavesialueen sekä sen lähiympäristön. Valkealähteen tärkeän pohjavesialueen kokonaispinta-ala on 8,14 km 2 ja pohjaveden muodostumisalueen pinta-ala on 2,83 km 2 (OIVA Ympäristö- ja paikkatietopalvelu). Selvitystyö painottuu Vantaan Akselin alueeseen, joka käsittää yhteensä noin 650 hehtaarin alueen Lahdenväylän molemmin puolin, ulottuen Kehä III:lta Koivukylänväylän pohjoispuolelle. Lännessä Akselin suunnitte- Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010 7
lualue rajautuu Keravanjokilaaksoon (Anttila & Rusanen Oy ja Ramboll 11.12.2009). Noin kolmannes Akselin alueesta (210 ha) sijoittuu Valkealähteen pohjavesialueelle. Honkanummen hautausmaan, Hiekkaharjun golfkentän laajennuksen, Kuusijärven, Hakkilan alueen tulevan rakentamisen sekä Rusokallion ja Laakson vanhojen maa-aineksen ottoalueiden vaikutukset pohjaveteen arvioidaan yleisellä tasolla. Länsireunalla tarkasteltavan alueen rajana on Keravanjoki, idässä Vanha Lahdentie (tienro 140), pohjoisessa Kuusijärvi ja etelässä Vantaan ja Helsingin raja. Koivukylän pohjavesialue rajataan tarkastelun ulkopuolelle. Valkealähteen pohjavedenottamon vedenottoalue ja valuma-alue huomioidaan tarkastelussa tärkeänä varavedenottoratkaisuna. Kuva 1. Valkealähteen - Hakkilan suunnittelualueen sijainti ja rajaus. (Pohjakartta: Maanmittauslaitos, Ammattilaisen karttapaikka). 8 Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010
3.2 Suunnittelualueen nykytoiminnot Suunnittelualueella merkittävimmät työpaikkatoimialat tällä hetkellä ovat tukkuja vähittäiskauppa, kuljetus, varastointi ja metalliteollisuus. Alueella on myös ulkoilu- ja virkistyskäytössä olevia viheralueita, peltoalueita, laaja hautausmaa sekä pientaloalueita. 3.3 Suunnittelualueen maankäytön ja toimintojen kehittämistarpeet Suunnittelualue on tärkeä työpaikka-alue, mutta myös esim. Lahdentien varteen suunnitellut asuinrakentamisen asettamat vaatimukset mukaan lukien ulkoilu- ja viheralueet otetaan suunnitelmissa huomioon. Merkittävä työpaikka- ja kaupallisten palveluiden rakentamisen potentiaali sijoittuu koillis-lounais-suuntaiselle vyöhykkeelle, joka ulottuu Koivukylänväylän pohjoispuolelta Tikkurilantien eteläpuolelle (Anttila & Rusanen Oy ja Ramboll 11.12.2009). Koska em. vyöhyke sijoittuu vedenhankinnan kannalta tärkeälle pohjavesialueelle ja Valkealähteen vedenottamon läheisyyteen, työpaikka-alueen suunnittelussa kiinnitettävä huomiota pohjaveden suojeluun. Alueelle pyritään ohjaamaan tuotanto- ja yritystoimintaa, jotka eivät aiheuta uhkaa pohjaveden laadulle. Vantaan Akselin alueen liikennejärjestelyt muuttuvat suunnitelman (Anttila & Rusanen Oy ja Ramboll 11.12.2009) toteutuessa merkittävästi; alueelle rakennetaan uusia liikenneväyliä ja liikennemäärät lisääntyvät. Uusia merkittäviä liikenneväyliä tulisivat olemaan mm. koillinen-lounas-suuntainen katuyhteys Heidelhofintie-Santaradantie-Valkoisenlähteentie sekä itä-länsi-suuntainen yhteys Valkoisenlähteentien ja Vanhan Lahdentien välillä, jotka molemmat kulkisivat 200-300 m:n päässä Valkealähteen pohjavedenottamosta. Ensiksi mainitun kautta kulkisi uusi Kehä III:n ja Koivukylänväylän yhdistävä pääreitti, ja jälkimmäinen puolestaan olisi kehittyvän työpaikka-alueen itä-länsi-suuntainen pääkatu. 4 SUUNNITTELUALUEEN KALLIOPERÄ-, MAAPERÄ- JA POHJAVESIOLOSUHTEET 4.1 Suunnittelualueen kallioperäolosuhteet 4.1.1 Kallioperän kivilajikoostumus ja päämineraalit Suunnittelualueen kallioperän pääkivilajit ovat graniitti, kvartsi-maasälpägneissi sekä kvartsi- ja granodioriitti (Geologian tutkimuskeskus, Helsingin seudun Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010 9
GeoTIETO-karttapalvelu). Edellä mainittujen kivilajien päämineraaleja ovat (Whitten & Brooks 1972): kvartsi SiO 2 kalimaasälpä KAlSi 3 O 8 plagioklaasi NaAlSi 3 O 8 / CaAl 2 Si 2 O 8 biotiitti K(Mg,Fe) 3 (AlSi 3 )O 10 (OH,F) 2 muskoviitti KAl 2 (AlSi 3 O 10 )(OH,F) 2 sarvivälke NaCa 2 (Mg,Fe) 4 (Al,Fe)(Si,Al) 8 O 22 (OH,F) 2 augiitti (Ca,Mg,Fe,Al) 2 (Al,Si) 2 O 6 Valkealähteen ja Koivukylän pohjavesialueiden suojelusuunnitelman (Vantaan kaupunki 2000) laadinnan yhteydessä tehtiin suunnittelualueen länsiosassa, Honkanummen ja Malminiityn välisellä alueella painovoimamittauksia kalliopinnan ja pohjavedenpinnan tason selvittämiseksi (Ahonen ja Valli 24.8.1998). Painovoimamittausten tulosten mukaan Jokiniemen ja Hanabölen välisellä peltoalueella on irtomaakerrosten peittämä laaja-alainen kallioallas. Valkealähteen pohjavedenottamon itäpuolella sijaitsevassa kalliopainanteessa kalliopinta on tasolla -15 - -10 m meren pinnan tasosta, mutta kalliopinta nousee itään päin ja on Vanhan Porvoontien kohdalla tasolla +50 - +55 m mpy. Em. tasolle nouseva kalliokohouma ulottuu etelä-pohjoissuunnassa Hakkilan teollisuusalueelta Rusokalliolle asti. On todennäköistä, että Valkealähteen kallioallas jatkuu pohjoiskoilliseen, missä savikerrosten alapuolella on hiekkakerroksia (Vantaan kaupunki 2000). Edellä mainittua Honkanummen luoteispuolista aluetta lukuun ottamatta suunnittelualueella ei ole tehty geofysikaalisia mittauksia tai porakonekairauksia, joilla olisi varmistettu irtomaakerrosten peittämän kallion pinnantaso ja selvitetty kallioperän rikkonaisuutta. Syviä kalliokairauksia on saatavilla olleen aineiston mukaan tehty vain yhdessä tutkimuspisteessä Vanhan Lahdentien itäpuolella (Geologian tutkimuskeskus, Helsingin seudun GeoTIETO-karttapalvelu). Kalliopinnan tason havaintopisteitä ei näin ollen ole suunnittelualueella riittävästi luotettavan kalliopinnan tason pintamallin laadintaa varten (Anna-Leena Karhunen, Vantaan kaupunki/geotekniikka, suullinen tiedonanto 6.7.2010). Vaikka alueella on tehty lukuisia maaperäkairauksia, suurin osa on painokairauksia, jotka on lopetettu määräsyvyyteen, kiveen, lohkareeseen tai kallioon (Vantaan kaupungin mittausosaston pohjatutkimuskartat 1:2000). Painokairauksilla saadaan selville erilaisen kairausvastuksen omaavien maakerrosten rajat ja kerrospaksuudet. Ne soveltuvat hiekka- ja sorakerrosten tutkimiseen, mutta savessa tulokset ovat osittain epäluotettavia (kuivakuorikerroksen aiheuttamat tulosvääristymät) ja moreenissa kairaus ei useinkaan onnistu (Rantamäki ym.1979). 10 Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010
4.1.2 Kallioperän rikkonaisuusvyöhykkeet ja ruhjeiden hydrauliset yhteydet Topografisten kartta-aineistojen ja magneettisten lineamenttien (magneettikenttäkartalla esiintyvät suoraviivaiset piirteet) perusteella tehdyn tulkinnan mukaan (Geologian tutkimuskeskus, Helsingin seudun GeoTIETO-karttapalvelu) suunnittelualueella kulkee useita kallioperän rikkonaisuus- ja heikkousvyöhykkeitä (kuva 2). Erittäin suuri alueellinen heikkousvyöhyke kulkee Keravanjokilaaksossa koillinen-lounas-suuntaisesti. Sen lisäksi alueella on tunnistettu alueellisia heikkousvyöhykkeitä sekä merkittäviä paikallisia heikkousvyöhykkeitä, joista osa on yhteydessä erittäin suureen alueelliseen heikkousvyöhykkeeseen. Paikallisia heikkousvyöhykkeitä kulkee suunnittelualueella koillinen-lounassuuntaisesti, mutta Honkanummen - Hakkilan alueella voidaan havaita myös useita suppea-alaisempia luode-kaakko-suuntaisia heikkousvyöhykkeitä. Keravanjoen kulku noudattelee kallioperän alueellista heikkousvyöhykettä. Alueella tehtyjen painovoimamittausten (Ahonen ja Valli 24.8.2010) mukaan kalliopinta on Keravanjoen kohdalla syvimmillään tasolla -10 - -30 m meren pinnasta ja maapeitteen kokonaispaksuus on 28-52 m. Kuva 2. Kallioperän heikkousvyöhykkeet suunnittelualueella ja sen ympäristössä (paksu punainen rasteri = erittäin suuri alueellinen heikkousvyöhyke; punainen viiva = suuri alueellinen heikkousvyöhyke; sininen viiva = alueellinen heikkousvyöhyke; vihreä viiva = merkittävä paikallinen heikkousvyöhyke). Lähde: Geologian tutkimuskeskus, Helsingin seudun GeoTIETO-karttapalvelu. Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010 11
4.2 Suunnittelualueen maaperäolosuhteet 4.2.1 Alueen irtomaakerrostumat ja muodostumat Suunnittelualueen keskiosa muodostuu Hakkilanharjun hiekkamuodostumasta, jossa lajittunut aines on huuhtoutunut topografialtaan loivapiirteiseksi sulamisvesitasanteeksi. Hakkilanharjun alueella aines on karkeimmillaan muodostuman länsireunalla. Vettä johtavia hiekka- ja sorakerrostumia esiintyy Keravanjokilaaksossa paksun savi-silttikerroksen peittämänä (OIVA Ympäristö- ja paikkatietopalvelu). Hakkilanharjussa on maapeitteen paksuus ollut luonnontilassa paikoitellen yli 40 m, mutta runsaan maa-ainesten oton seurauksena paksuus on nykyisin enimmillään noin 20 m (Vantaan kaupunki 2000). Suunnittelualueen länsireunalla sijaitsevassa Keravanjokilaaksossa pintamaalajina on pääasiassa savi. Paikoitelle jokiuoman läheisyydessä esiintyy pintamaalajina silttiä - hienoa hiekkaa (Kivisillan kohdalla Tikkurilantiellä) tai moreenia (Kehä III:n ja Keravanjoen välisellä Kuninkaalan alueella) (Geologian tutkimuskeskus, Helsingin seudun GeoTIETO-karttapalvelu). Suunnittelualueen etelä-, itä- ja pohjoisosassa on irtomaakerroksia monin paikoin hyvin ohuelti ja alueella esiintyy kallioalueita (liite 1). Maaperäkartalla kallioalue on alue, jossa kiinteä kallioperä on ohuen, alle 1 m paksuisen, maakerroksen peittämä tai se on laajalta alueelta kokonaan paljastuneena (Geologian tutkimuskeskuksen Geokartta-karttapalvelu). Suunnittelualueen etelä- ja koillisosassa kalliokohoumien välisissä painanteissa pintamaalajina on moreeni, jossa on runsaasti hienoainesta, silttiä ja hienoa hiekkaa. Itäreunalla on suppeita alueita, joilla vettä huonosti läpäisevän hienoaineskerrostuman (savi tai siltti) päälle on muodostunut turvekerrostumia (Geologian tutkimuskeskus, Helsingin seudun GeoTIETO-karttapalvelu). Rakentamisen eri vaiheissa suunnittelualueelle on tuotu täyttömaita, joiden alkuperä ja koostumus vaihtelevat. Ne koostuvat yleensä pääasiassa karkearakeisista aineksista, joiden vedenläpäisevyys on hyvä. Seassa saattaa kuitenkin olla myös hienoainesjakeita. 4.2.2 Pintamaalajin ja imeytymiskertoimen vaihtelu eri osa-alueilla Imeytymiskerroin kertoo sen vesimäärän osuuden sadannasta, joka imeytyy maaperän kautta pohjavedeksi (Britschgi ym. 2009). Veden imeytymiseen vaikuttaa maalajin vedenjohtavuuden lisäksi maaston muodot ja kaltevuus, maanpinnan laatu (luonnontilainen, muokattu), kasvillisuus, päällystäminen ja viemäröintijärjestelyt. Paljailla sora-alueilla haihdunta ja pintavalunta jäävät hyvin vähäisiksi ja lähes koko sademäärä voi imeytyä vajovesikerroksen kautta pohja- 12 Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010
vesikerrokseen. Yleisesti Etelä-Suomen sora-alueilla pohjavedeksi suotautuu 60 75 % sadannasta. Moreenimailla imeytymiskerroin on 10 30 %, joskin karkearakeisissa moreenimuodostumissa imeytymiskerroin voi olla jopa 50 %. Hienorakeisten maalajien alueella (savi ja siltti) pääosa sadannasta kulkeutuu ympäröiviin uomiin pinta- ja pintakerrosvaluntana. Varsinainen pohjaveden muodostuminen on savialueilla vähäistä, mutta silttiin ja kerralliseen saveen vettä imeytyy jonkin verran. Hienrakeisten maalajien kapillaarisuudesta johtuen maahan imeytynyt vesi palautuu kuitenkin suurimaksi osaksi maanpinnalle, josta se haihtuu takaisin ilmakehään. Kalliopaljastumilta osa sadevedestä valuu paljastumaa reunustaviin maakerroksiin, edesauttaen pohjaveden muodostumista ja varastoitumista maakerroksiin (Korkka-Niemi ja Salonen 1996). Arvioidut pohjaveden muodostumismäärät Valkealähteen pohjavesialueen Hakkilanharjun muodostumisalueella osa-alueittain on esitetty taulukossa 1. Muodostumisalueen rajaus on OIVA Ympäristö- ja paikkatietopalvelun Pohjavesitietojärjestelmän rajauksen mukainen (liite 1, aineiston ottamispäivä 13.1.2010). Osa-alueiden rajaukset perustuvat Geologian tutkimuskeskuksen maaperäkartoitustietoihin (GeoTIETO-karttapalvelu) ja suunnittelualueella tehtyjen maaperä- ja pohjavesitutkimusten tietoihin. Rakennusten ja päällystettyjen pintojen osalta rajaukset perustuvat Maanmittauslaitoksen Kansalaisen Karttapaikan ilmakuva-aineistoon 2009. Arvioita voidaan pitää suuntaa-antavina. Laskelmien mukaan nykytilanteessa Hakkilanharjun muodostumisalueella pohjavettä muodostuu pohjavettä keskimäärin 570 m 3 /d. Laskelmassa on oletettu, että pihaalueiden hulevedet ja kattovedet ohjataan viemäreihin ja edelleen pohjavesialueen ulkopuolella tai reuna-alueilla sijaitseviin purkupisteisiin (Anttila & Rusanen Oy ja Ramboll 11.12.2009). Mikäli kaikki em. hulevedet ohjautuisivat kiinteistöjen päällystämättömille alueille, pohjavettä muodostuisi noin 830 m 3 /d. Valkealähteen suojelusuunnitelman laadinnan yhteydessä (Vantaan kaupunki 2000) arvioitiin, että Valkealähteen koko pohjavesialueella muodostuu pohjavettä keskimäärin 2 500 m 3 /d. Tässä arviossa otettiin huomioon Keravanjoen länsipuolinen Hiekkaharjun muodostumisalue ja koko pohjavesialueen reunavyöhykkeen kallio- ja moreenialueet. Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010 13
Taulukko 1. Arvioidut pohjaveden muodostumismäärät Valkealähteen pohjavesialueen Hakkilanharjun muodostumisalueella osa-alueittain. Muodostuvan pohjaveden määrän laskennassa on osa-alueen kokonaispinta-alasta vähennetty kiinteistön rakennusten ja päällystetyn alueen yhteispinta-ala. Suluissa on esitetty arvioitu muodostumismäärä ilman nykyisten rakennettujen pintojen vähentävää vaikutusta. Sademääränä käytetty vuosien 2000-2009 keskimääräistä vuosittaista sadesummaa 670 mm. osa-alueen kuvaus 1 Rusokallion kalliomäki ja ohuet Hkkerrokset 2 Rusokallion ja Lahdentien välinen kalliomäki ja ohuet Hkkerrokset 3 Rusokallion vanha maa-aineksen ottoalue, Hk/Sr-alue 4 Itäinen Valkoisenlähteentie, parkkipaikka ja puistikkoa, Hk-alue 5 Hakintien teollisuusalue, täyttömaata 6 Sa-Si-alueet Valkealähteen vedenottamon läheisyydessä 7 Kunnaantien kalliomäen reunamille kerrostunutta Mr 8 Santaradantie 12, Hk-Si-täyttömaa 9 Tikkurilantie 12, Hk-Si-täyttömaa 10 Tikkurilantie 10-12, (Keskon kiinteistöt), Sr-Hk-Si 11 Hautausmaan länsipuolinen kalliomäki ja ohuet Hkkerrokset rak.+asfaltin pinta-ala (km 2 ) osaalue pintaala (km 2 ) imeytymiskerroin muodostuvan pv määrä m 3 /d 0,13-0,2 48 0,41 0,19 0,2 81 (151) 0,13-0,6 143 0,05 0,01 0,5 37 (46) 0,36 0,12 0,4 176 (264) 0,02-0,1 4 0,04 - (asuinalue) 0,2 15 0,01 0,002 0,4 6 (7) 0,02 0,009 0,4 8 (15) 0,14 0,09 0,5 46 (128) 0,02-0,2 7 YHT. 1,33 570 (828) 14 Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010
4.2.3 Suunnittelualueen päämaalajien geoteknisistä ominaisuuksista Maalajin geoteknisillä ominaisuuksilla tarkoitetaan ominaisuuksia, joilla on merkitystä maakerrosten käyttäytymisessä rakennuspohjana ja maarakenteena (Rantamäki ym.1979). Suunnittelualueen vallitsevat irtomaalajit ovat hiekka ja savi. Karkearakeiset maalajit (hiekka ja sora) ovat sekä rakennuspohjana että maarakennusmateriaalina suotuisia, koska niiden leikkauslujuus on sisäisen kitkan vuoksi hyvä ja kokoonpuristuminen on vähäistä. Hienorakeisilla maalajeilla (savi ja siltti) on alhainen leikkauslujuus ja ne ovat voimakkaasti routivia. Alla kuvataan tarkemmin suunnittelualueen päämaalajien hydraulisia ominaisuuksia, routivuus-, lujuus-, painumis- ja muodonmuutosominaisuuksia. Maakerrosten hydraulisiin ominaisuuksiin vaikuttaa maalajin raekoostumus, lajittuneisuus, huokoisuus ja tiiviys. Maalajeille laboratoriossa määritetyt vedenläpäisevyysarvot ja arvojen vaihteluvälit (taulukko 2) antavat kuitenkin suuntaaantavan arvion häiriintymättömien maakerrosten vedenläpäisevyydestä eri kivennäismaalajeilla. Taulukko 2. Kivennäismaalajien vedenläpäisevyysarvoja (lähde Rantamäki ym. 1979). Maalaji Raekoko Vedenläpäisevyys Läpäisevyysluokitus (mm) (m/s) sora >2,0 60,0 10-2 10-4 hyvin vettäläpäisevä hiekka >0,06 2,0 10-4 10-6 hyvin vettäläpäisevä siltti >0,002 0,06 10-5 10-9 huonosti vettäläpäisevä savi <0,002 10-8 10-10 lähes vettäläpäisemätön Maalajia pidetään routivana, kun sen kapillaarinen nousukorkeus 1 m. Hiekka ja sora sekä niitä karkeammat maalajit ovat routimattomia, ja voimakkaimmin routivia maalajeja ovat laiha savi (savilajitepitoisuus 30 50 %), siltti ja silttimoreeni. Maakerrosten routiminen edellyttää, että maalajilla on kapillaarinen yhteys pohjavesikerrokseen. Routiminen ja sen aiheuttamat vauriot rakenteille voidaan estää katkaisemalla kapillaarinen yhteys pohjaveteen riittävän paksulla karkearakeisella eristyskerroksella (Rantamäki ym. 1979). Hienorakeisilla maalajeilla savella ja siltillä voi olla kolme erilaista olotilaa eli konsistenssia: kiinteä, plastinen ja juokseva. Konsistenssi riippuu maalajin rakeisuudesta ja vesipitoisuudesta. Alhaisessa vesipitoisuudessa vesi on vaippavetenä, jolloin vesivaipat ja maarakeet ovat toisiinsa sähköstaattisin voimin sidoksissa ja maa on kiinteässä konsistenssissa. Vesipitoisuuden kasvaessa vesivaipat tulvat paksummiksi, sähköstaattiset voimat pienenevät ja maarakeet sekä vesi voivat liikkua helpommin toisiinsa nähden. Vesipitoisuuden kasvaessa Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010 15
kiinteässä konsistenssissa oleva koheesiomaa (raekoko < 0,02 mm, savi, lieju) muuttuu plastiseen tai juoksevaan tilaan (Rantamäki ym. 1979). Huokosissa virtaavan veden paine vaikuttaa myös kitkamaalajien (hiekka, sora, moreeni) lujuuteen. Veden kyllästämien maakerrosten kuormitustilanteessa voi erityisesti hiekassa tapahtua hydraulinen murtuminen, kun maarakeiden kosketuskohdissa raepaine ja kitka häviävät. Ilmiön seurauksena maarakeiden kohoileminen aiheuttaa maan löyhtymisen. Rakennustoiminnassa hydraulisen murtumisen vaara syntyy mm. kaivettaessa kaivantoja pohjavedenpinnan alapuolelle, jolloin pohjavesi pyrkii tunkeutumaan kaivannon suojaseinien alitse kaivantoon (Rantamäki ym. 1979). Vaiheittainen rakentaminen alueelle, jossa pintakerroksena on vaihtelevan paksuinen savikerros, voi aiheuttaa epätasaisia painumia talojen rakenteissa. Rakenteiden ja perustusten painumien suuruuteen vaikuttaa mm. maakerrosten kokoonpuristuvuuden voimakas vaihtelu perustuksen alla olevissa maakerroksissa (esim. rakennettaessa savikolle, jossa hienoaineskerroksen paksuus vaihtelee voimakkaasti savenalaisen kallionpinnan kohoumien takia) ja maapohjan kuormitustilanteen äkillinen muuttuminen esim. pohjavedenpinnan alenemisen seurauksena (esim. pohjaveden purkaumat putkirakentamisen yhteydessä). Syntyneen lisäkuormituksen johdosta saattavat alemmat maakerrokset ajan mittaan puristua kokoon ja muodostuu epätasaisia painumia (Rantamäki ym. 1979). 4.3 Suunnittelualueen pohjavesiolosuhteet Valkealähteen pohjavesialue (tunnus 0109201) on vedenhankintaa varten tärkeä pohjavesialue, jonka kokonaispinta-ala on 8,14 km 2 ja pohjaveden muodostumisalueen pinta-ala 2,83 km 2. Pohjavesimuodostuma on vettä ympäristöstään keräävä (OIVA Ympäristö- ja paikkatietopalvelun Pohjavesialuetietokanta). Uudenmaan ELY-keskuksen tekemän pohjavesialueiden alustavan riskinarvioinnin (Joensuu ym. 2010) perusteella Valkealähteen pohjavesialue on luokiteltu riskipohjavesialueeksi ja pohjaveden kemiallinen tila on luokiteltu huonoksi, koska alueella on useassa havaintopaikassa vuoden 2008 tarkkailussa havaittu torjunta-aineita. Torjunta-aineiden päästölähdettä ei ole toistaiseksi saatu jäljitettyä. 4.3.1 Valkealähteen pohjavesialueen rajausperusteet Pohjavesialueen määritelmän mukaan pohjavesialueen muodostumisalueen raja osoittaa pohjavesialueen hyvin vettä läpäisevää osaa, jossa maaperän ve- 16 Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010
denläpäisevyys on vähintään hienohiekan läpäisevyyttä vastaava. Muodostumisalueeseen kuuluvat myös sellaiset pohjavesialueeseen välittömästi liittyvät kallio- ja moreenialueet, jotka olennaisesti lisäävät alueen pohjaveden määrää. Pohjavesialueen raja osoittaa sitä aluetta, jolla on vaikutusta akviferin veden laatuun tai muodostumiseen. Pohjavesialueen raja ulottuu tiiviiseen maaperään asti esim. savi-silttikerrokseen, jonka paksuus on yli 3 m. Pohjavesialueiden rajaukset perustuvat hydrogeologisiin tietoihin, mutta joissakin tapauksissa pohjavesialueen ulkoraja on määritelty yleispiirteiseksi ja maastossa helposti havaittavaksi (Britschgi ym. 2009). Pohjavesialueiden rajaukset on tehty ympäristöhallinnon pohjavesialueiden kartoitus- ja luokitusprojektin yhteydessä silloisen parhaan käytettävissä olevan hydrogeologisen tiedon perusteella. Rajaamistyössä on käytetty myös geologista tulkintaa. Valtakunnallisen pohjavesialueiden rajaamismenettelyä koskevan selvityksen (Hanski 2010) mukaan pohjavesialueiden rajausten tarkistamistarvetta on noin 90 pohjavesialueella. Valkealähteen pohjavesialue on hyvä esimerkki Suomen geologisissa olosuhteissa esiintyvistä kompleksisista muodostumatyypeistä, joiden rajojen tarkka määrittäminen on ongelmallista. Hakkilanharjun muodostumassa eri vedenjohtavuuden ja -läpäisykyvyn omaavat kerrokset vaihtelevat ja kalliokohoumat muodostavat useita pohjavedenjakajia eri osissa muodostumaa. Tämän selvityksen yhteydessä suunnittelualueella (= Keravanjoen itäpuolisilla alueilla) tehdyn kartta- ja maastotarkastelun ja pohjaveden purkaumahavaintojen perusteella seuraavilla osa-alueilla voi olla vaikutusta Valkealähteen pohjavesimuodostuman veden laatuun tai muodostumiseen: pohjoisessa Valkealähteen pohjavesialueen nykyinen ulkoraja noudattelee Koivukylänväylää. Koivukylänväylän etelä- ja pohjoispuolella on kalliokohoumat ja niiden reunamille kerrostunutta moreenia. Kalliokohoumat toimivat pohjavedenjakajina. Koivukylänväylän pohjoispuolella kalliomäki toimii vedenjakajana siten, että jakajan länsi-lounaispuolelta pintavalunta ja moreenikerroksiin varastoitunut pohjavesi purkautuvat länteen, kohti Keravanjoen laaksopainannetta. Tarkistusehdotus: Pohjavesialueen ulkorajan tarkistaminen Koivukylänväylän läheisyydessä. Valkealähteen pohjavesialueen kaakkoisosassa Honkanummen hautausmaa on rajattu pohjaveden muodostumisalueen ulkopuolelle. Alue on kuitenkin hydraulisessa yhteydessä Hakkilanharjun pohjavesimuodostumaan. Tarkistusehdotus: Kalliokynnysten laajuuden selvittäminen ja pohjaveden muodostumisalueen rajauksen tarkistus Honkanummen hautausmaan läheisyydessä. Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010 17
Edellä arvioidut poikkeamat nykyisistä Valkealähteen pohjavesialueen rajauksista pitäisi varmistaa lisätutkimuksilla. Valkealähteen ja Koivukylän pohjavesialueiden suojelusuunnitelman laadinnan yhteydessä (Vantaan kaupunki 2000) tehtiin Hakkilan, Hiekkaharjun ja Koivukylän alueella painovoimamittauksia kalliopinnan ja pohjaveden pinnan tason vaihteluiden selvittämiseksi (Ahonen ja Valli 24.8.1998), mutta tutkimuslinjat sijoittuivat suunnittelualueen länsiosaan, Honkanummen ja Malminiityn väliselle alueelle. Pohjavesialueen geologisen rakenteen tarkempaa selvitystä ja pohjavesialueen rajausten varmistuksia geofysikaalisilla tutkimuksilla, kallion pintaan asti ulottuvilla porakonekairauksilla ja yksityiskohtaisilla pohjavesiselvityksillä ei suunnittelualueella ole tehty (Joensuu ym. 2010). 4.3.2 Pohjaveden päävirtaussuunnat Valkealähteen pohjavesialueen pohjaveden muodostumisalueet ovat Hakkilanharju Keravanjoen itäpuolella ja Hiekkaharju joen länsipuolella (liite 1). Hiekkamuodostumat ovat huuhtoutuneita sulamisvesitasanteita. Hakkilanharjun muodostuman syntytavan vuoksi hiekan alapuolella on paikoitellen hienorakeisia siltti-savikerroksia, minkä vuoksi paikoitellen esiintyy myös suppea-alaisia orsivesiesiintymiä. Rantakerrostumien paksuudet ovat suuria, jopa 12 metriä, minkä jälkeen vasta tulee savipatjan erottamana primäärinen harjuaines (OIVA Ympäristö- ja paikkatietopalvelun Pohjavesialuetietokanta). Valkealähteen pohjavesialueella pohjaveden virtauskuvaan vaikuttavat oleellisesti Keravanjoen laaksopainanne ja monin paikoin pohjavedenpinnan yläpuolelle kohoavat kalliokohoumat, jotka muodostavat pohjaveden jakajia. Valkealähteen vedenottamon sijaitsee Keravanjoen laaksossa ja sen ollessa toiminnassa pohjavettä virtasi kaivoalueelle ympäröiviltä alueilta lähes joka ilmansuunnalta. Pohjaveden virtauskuva suunnittelualueella on esitetty liitteessä 1. Paikallisia virtaussuuntia arvioitaessa on käytetty alueella tehtyjen lukuisten maaperä- ja pohjavesitutkimusten yhteydessä kirjattuja havaintoja pohjaveden pinnankorkeuksista ja pohjaveden virtaukseen vaikuttavista kallionpinnan vaihteluista sekä Vantaan kaupungin mittausosaston pohjatutkimuskarttojen (1:2000) tietoja. 18 Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010
4.3.3 Pohjavedenotto Valkealähteen pohjavesialueella ja pohjaveden pinnankorkeuden vaihtelut Valkealähteen pohjavesialueella on 2000-luvulla ollut käytössä Valkealähteen pohjavedenottamo huhtikuuhun 2008 asti. Koivukylän ja Grönbergin vedenottamoilta, jotka sijaitsevat Keravanjoen länsipuolella, ei ole pumpattu pohjavettä. 1990-luvun lopussa vedenotto Valkealähteen vedenottamolla oli keskimäärin 1 760 m 3 /d (Vantaan kaupunki 2000), ja 2000-luvulla keskimääräinen vedenotto oli 617 2 650 m 3 /d (kuva 3). Torjunta-aineiden esiintymisen vuoksi Valkealähteen pohjavedenottamo suljettiin toistaiseksi 11.4.2008 (Timo Aaltonen / HSY, suullinen tiedonanto 4.8.2010). Valkealähteen vedenottamon ollessa toiminnassa vesilaitos tarkkaili pohjaveden pinnakorkeutta yhdeksässä havaintoputkessa vedenottamon vaikutusalueella. Mittauksia tehtiin neljä kertaa vuodessa (maalis-, kesä-, syys- ja joulukuussa). Vuodesta 2007 lähtien pinnankorkeuden tarkkailun on hoitanut Vantaan kaupungin Geotekniikan yksikkö ja mittauksia on tehty 1-4 kertaa vuodessa. Vuosilta 2000 2010 on pohjaveden pinnankorkeuden mittaustuloksia 17 havaintoputkesta. Havaintoputkien sijainti on esitetty liitteessä 2 ja taulukossa 3 on esitetty vedenoton lopettamisen vaikutus pohjaveden pinnankorkeuksiin. Valkealähteen pohjavedenottamon vedenoton lopettamisen seurauksena pohjaveden pinnankorkeudet ovat nousseet merkittävästi Hakkilanharjun pohjavesialueen muodostumisalueen länsiosassa. Pohjavedenpinnan keskimääräinen painetaso on noussut yli 3 m noin 400-500 m:n päässä vedenottamolta, sekä hiekkamuodostumassa että ottamoaluetta ympäröivällä savikolla, missä vettä hyvin johtavat maakerrokset ovat paksujen savikerrosten salpaamat. Noin 600 700 m vedenottamolta etelään sijaitsevalla täyttömaa-alueella pohjavedenpinta on noussut 1 2 m. Etäämmällä vaikutus on vähäisempi, osittain pohjavedenjakajina toimivien kalliokohoumien vuoksi. Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010 19
m 3 /d 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 kk/vuosi Kuva 3. Vedenottomäärät Valkealähteen pohjavedenottamolla 2000-luvulla. Keskimääräinen vedenotto (m 3 /d) perustuu vesilaitoksen tilastoihin viikoittaisista vedenottamokohtaisista kokonaisvedenottomääristä (Timo Aaltonen / HSY, 9.9.2010). mm 250 200 150 100 50 0 kk/vuosi Kuva 4. Sademäärät (kuukausittaiset sadesummat) Vantaan lentoaseman ilmastoasemalla jaksolla tammikuu 2000 elokuu 2010 (Ilmatieteen laitoksen tilastot). 20 Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010
Taulukko 3. Valkealähteen vedenottamon ympäristön pohjavedenpinnan painetasot 2000 2010, vedenottamon ollessa toiminnassa (1) ja vedenottamon sulkemisen jälkeen (2) (lähde: Vantaan kaupungin Geotekniikan yksikön mittaustulokset). Tunnus Pvp 2000-2008 (1) m mpy Pvp 2008-2010 (2) m mpy Keskim. pvp muutos (m) Putken sijainti; pintamaalaji ja muuta huomioitavaa 41P +22,0 - +24,0 +22,8 - +24,0 ~ +0,4 360 m ottamolta kaakkoon; Sora; Ki/Lo 7,9 m mpa 47P +14,5 - +16,1 +18,5 - +19,4 ~ +3,6 20 m ottamolta lounaaseen; Sora- Hiekka; Ki/Lo 11 m mpa 48P +14,6 - +16,1 +18,6 - +19,6 ~ +3,6 80 m ottamolta itään; Sora- Hiekka; Ki/Lo 24 m mpa 50P +14,8 - +16,4 +18,8 - +19,5 ~ +3,6 90 m ottamolta länteen; Savi; Ka/Lo 16,5 m mpa 51P +15,0 - +17,0 +18,5 - +19,4 ~ +3,0 380 m ottamolta pohjoiseen; Savi; Ka/Lo 18 m mpa 52P +16,2 - +16,7 +18,8 - +19,9 ~ +2,9 270 m ottamolta itään; Savi; Ki/Lo 5 m mpa 53P +15,6 - +15,8 +16,0 - +17,1 ~ +0,9 120 m ottamolta kaakkoon; Sora- Hiekka; 55P +19,0 - +20,5 +20,3 - +21,4 ~ +1,1 630 m ottamolta etelään; Täyttömaa; 61P +15,0 - +16,7 +18,6 - +19,5 ~ +3,3 250 m ottamolta itäkaakkoon; Hiekka; 81P +18,7 - +20,5 +20,5 - +21,1 ~ +1,1 680 ottamolta kaakkoon; Täyttömaa; Ki/Lo 8,8 m mpa 83P +28,0 - +30,6 +30,5 - +30,7 ~ +0,3 500 m ottamolta itäkaakkoon; Täyttömaata kallioalueen painanteessa 85P +14,7 - +16,9 +18,7 - +19,6 ~ +3,8 260 m ottamolta kaakkoon; Savi; Ki/Lo 15 m mpa 88P +51,1 - +53,1 +51,9 - +52,8 ~ +0,2 1,1 km ottamolta itään; Hiekkaa kallioalueen painanteessa 92P +23,6 - +24,7 +24,1 - +24,8 ~ +0,4 1,2 km etelälounaaseen; Täyttömaata kallioalueen eteläpuolella; Ka/Lo 15 m mpa 93P +24,5 - +27,5 +26,5 - +27,0 ~ +0,8 1,3 km ottamolta etelälounaaseen; Täyttömaata kallioalueen eteläpuolella, Ka/Lo 22 m mpa 99P +14,9 - +17,1 +19,2 - +20,3 ~ +3,7 440 m ottamolta eteläkaakkoon; Täyttömaa 101P +23,4 - +24,5 +23,9 - +24,6 ~ +0,4 1 km ottamolta etelälounaaseen; Hiekkaa kallioalueen kaakkoisreunalla; Ka/Lo 6,8 m mpa Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 2010 21