|
Laaja tekopohjavesitutkimus valmistunut Laadukasta
tekopohjavettä saadaan sekä allasimeytyksellä että metsämaata
sadettamallaHyvää 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 |