Julkaistavissa 17.12.2003

Laaja tekopohjavesitutkimus valmistunut
Laadukasta tekopohjavettä saadaan sekä allasimeytyksellä että metsämaata sadettamalla

Hyvää tekopohjavettä saadaan aikaan sekä imeytysaltaita käyttäen että sadetusimeytyksellä suoraan metsämaan läpi. Koska maaperän ominaisuudet vaihtelevat eri alueilla, perusteelliset tutkimukset ovat aina välttämättömia uutta tekopohjavesilaitosta suunniteltaessa. Tiedot käyvät ilmi Metsäntutkimuslaitoksen koordinoiman laajan yhteistutkimuksen loppuraportista.

Tekesin Vesihuolto 2001-teknologiaohjelmaan sisältynyt "Tekopohjaveden muodostaminen - imeytystekniikka, maaperäprosessit ja veden laatu"-tutkimushanke eli TEMU toteutettiin vuosina 1998-2002. Hanketta koordinoi Metsäntutkimuslaitos ja tutkimusyhteistyöhön osallistuivat mm. Kansanterveyslaitos, Keski-Suomen ympäristökeskus, Suomen ympäristökeskus sekä Suomen Pohjavesitekniikka Oy ja Suunnittelukeskus Oy. Tutkimukset tehtiin Hämeenlinnan, Jyväskylän, Mikkelin ja Tuusulan seudun tekopohjavesilaitoksilla. Kokemäenjoen veden esikäsittelyä tutkittiin lisäksi erillisenä pilottitutkimuksena Rauman ja Turun seudun vesilaitosten kanssa.

Tutkijat selvittivät tekopohjaveden muodostamisprosessin syy-seuraussuhteita: raakaveden laatua ja esikäsittelytarvetta, eri imeytysmenetelmiä, veden laadun muuttumista harjun eri kerroksissa, veden liikkeitä maaperässä ja tekopohjaveden valmistuksen vaikutuksia maaperään. Tutkimuksen tieteellinen loppuseminaari pidettiin marraskuun lopulla 2003 Jyväskylässä. Hanke arvioitiin kansainvälisesti korkeatasoiseksi Vesihuolto 2001 -teknologiaohjelman tieteellisessä arvioinnissa vuonna 2002.

Tekopohjaveden osuus 15 prosenttia vesilaitosten jakamasta vedestä
Tekopohjavedestä on tullut tärkeä tapa ratkaista vedenhankintaongelmia. Tekopohjavettä on muodostettu maassamme jo 1970-luvulta lähtien imeytysaltaita käyttäen. 1990-luvulta lähtien useat suomalaiset kaupungit ovat käyttäneet myös uutta menetelmää - sadetusimeytystä suoraan metsämaan läpi.

Tällä hetkellä pohjaveden ja tekopohjaveden osuus vesilaitosten jakamasta vesimäärästä on noin 60 %, josta noin 15 % on altailla tai sadetuksella sora- ja hiekkamuodostumiin imeytettyä tekopohjavettä. Koska pohjavesivarat ovat Suomessa jakautuneet alueellisesti epätasaisesti eikä kaupunkien lähettyvillä ole usein riittäviä pohjavesivaroja, tekopohjaveden käyttö tulee lähitulevaisuudessa edelleen lisääntymään.

Imeytetty järvivesi muuttuu laadultaan tekopohjavedeksi vasta syvällä harjussa
Tekopohjaveden muodostamisessa on eräänä keskeisenä tavoitteena poistaa imeytettävästä järvi- tai jokivedestä sen sisältämät eloperäiset humusaineet, jotka muodostuvat pääosin hiiliyhdisteistä (TOC eli orgaaninen hiili). TEMU-tutkimushankkeen tulokset mullistivat aiemman käsityksen, jonka mukaan ainoastaan maaperän pintaosalla on keskeinen merkitys liukoisen orgaanisen hiilen pidättymisessä. Uusien tutkimustulosten mukaan liukoiset humusaineet poistuivat imeytetystä pintavedestä vasta harjumaaperän syvemmissä osissa tekopohjaveden virratessa imeytysalueelta kaivoille. Helpoimmin pidättyivät orgaanisen hiilen painavimmat molekyylit. Orgaanista hiiltä poistuu tekopohjavedestä pääasiassa maaperään pidättymisen kautta. Tulosten perusteella enimmillään vain 30 % orgaanisesta aineesta voi hajota biologisesti hiilidioksidiksi.

Tekopohjavedessä mikrobien kasvu oli vähäisempää kuin pintavedessä tai vain lyhyen aikaa maaperässä virranneessa vedessä. Kaikissa TEMU-hankkeen vesilaitoksissa saatiin aikaan hyvää tekopohjavettä, jonka laatu oli hyvin lähellä luonnollista pohjavettä. Tekopohjaveden laadun kannalta allasimeytys- ja sadetusmenetelmät eivät eronneet oleellisesti toisistaan.

Jokainen tekopohjavesialue on erilainen
Tekopohjaveden muodostamisen toteuttamiseen, esimerkiksi tekopohjavesilaitoksen mitoittamiseen, vaikuttavat kunkin alueen erikoispiirteet, kuten raakaveden laatu, maaperän raekoko ja vedenjohtavuus sekä veden viipymäaika (aika, jonka vesi virtaa imeytysalueelta vedenottokaivoille). Tekopohjaveden liukoisen orgaanisen hiilen tavoitepitoisuus - alle 2 mg/l - saavutettiin eri viipymäajoilla ja eri etäisyyksillä imeytysalueista. Tarvittavat viipymäajat olivat TEMU-hankkeen tekopohjavesilaitoksilla 7 - 80 vrk ja virtausmatkat 160 - 1300 m. Tutkimuksen mukaan maaperän ominaisuudet vaihtelevat laajasti, minkä vuoksi perusteelliset paikalliset tutkimukset ovat aina välttämättömiä selvitettäessä uuden alueen soveltumista tekopohjaveden muodostamiseen ja mitoitettaessa uutta tekopohjavesilaitosta.

Ympäristövaikutukset huomioitava suunnittelussa ja käytössä
Tekopohjaveden muodostaminen muuttaa aina imeytysalan maaperää ja kasvillisuutta sekä harjun pohjaveden virtaamia. Maaperän kemiallisen tilan (pH:n kohoaminen, ravinteisuuden lisääntyminen) ja kasvillisuuden lajikoostumuksen muutokset ovat väistämättömiä ja pitkäaikaisia. Imeytysalueiden tulisikin olla pienialaisia pohjaveden muodostumisalueen kokoon verrattuna. Sadetusimeytyksessä maaperän ja kasvillisuuden lepääminen imeytysten välillä on välttämätöntä imeytyksen pitkäaikaiselle toimivuudelle. Imeytysalueita on kuitenkin ensisijaisesti pidettävä tekopohjaveden tuotantoalueina. Tämän vuoksi imeytysalueiksi ei tule valita arvokkaita elinympäristöjä tai mieluiten luonnontilaisina säilytettäviä alueita.

Tekopohjavesilaitoksen suunnittelussa ja käytön aikana tulee ottaa huomioon alueen maaperän ominaisuudet. Tällöin voidaan välttää tekopohjaveden muodostamisen aiheuttamat pohjaveden virtausolosuhteiden muutokset, jotka voivat vaikuttaa haitallisesti ympäristöön, esimerkiksi lähteisiin, kosteikkoihin ja kaivoihin.

Aiheeseen liittyviä kuvia

Lisätietoja:

• vt. prof. Heljä-Sisko Helmisaari, Metla, puh. 010 211 2533, 050 391 2533, sähköposti:
  helja-sisko.helmisaari@metla.fi (TEMU-hanke kokonaisuudessaan ja ympäristövaikutukset)
  
• dos. Antti-Jussi Lindroos, Metla, puh. 010 211 2528 (maaperäprosessit ja veden laatu)
  
• toimitusjohtaja Risto Reijonen, Suomen Pohjavesitekniikka Oy, puh. 040 500 3965 (tekopohjavesilaitoksen mitoitus)
  
• johtaja Markku Hantunen, Jyväskylän vesilaitos, puh. 040 5471 985 (tekopohjaveden muodostaminen: vesilaitoksen näkökulma)

Julkaisu:

• Helmisaari, H.-S., Illmer, K., Hatva, T., Lindroos, A.-J., Miettinen, I., Pääkkönen, J. & Reijonen, R. Tekopohjaveden muodostaminen: imeytystekniikka, maaperäprosessit ja veden laatu. TEMU-tutkimushankkeen loppuraportti. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 902.
  Tilaukset: Metla/kirjasto, puh. 010 211 2200, sähköposti: kirjasto@metla.fi

Tutkimushanke: Tekopohjaveden muodostaminen: imeytystekniikka, maaperäprosessit ja veden laatu

Metlan ajankohtaista-sivulle