isotooppitutkimus vedenottamoiden vaikutusten tutkimuksessa/jukka ikäheimo, pöyry

1COPYRIGHT©PÖYRYCOPYRIGHT©PÖYRYVESIHUOLTOPÄIVÄT 8.-9.6.2016 VEDENOTTAMOIDEN PINTAVESIVAIKUTUKSET

POHJAVEDENOTTAMOIDEN PINTAVESIVAIKUTUKSET60. Valtakunnalliset vesihuoltopäivät 8.-9.6.2016Jukka ikäheimoPöyry Finland Oy

2COPYRIGHT©PÖYRYCOPYRIGHT©PÖYRY

SISÄLTÖ

Hankkeen tausta ja tavoitteet

Isotooppien käyttö vedenottamoiden pintavesivaikutuksen

tutkimisessa

Tutkimuskohteet

Näytteenotto ja analysointi

Tulokset ja johtopäätökset

Jatkoselvitystarpeita

VESIHUOLTOPÄIVÄT 8.-9.6.2016 VEDENOTTAMOIDEN PINTAVESIVAIKUTUKSET


HANKKEEN TAUSTA JA TAVOITTEET

Useilla vesilaitoksilla käytetään riittävän vedentuotannon turvaamiseksi raakavetenä pohjaveden lisäksi myös pintavettä. Tekopohjavesilaitokset ja rantaimeytyslaitokset.

Jotkin vesilaitokset hyödyntävät tietämättään pintavettä vedentuotannossaan. Tällöin raakaveden ja talousveden laadun seuranta ei ole välttämättä riittävää pintavesiperäisten laatumuutosten nopeaan havaitsemiseen.

Tavoitteena on tunnistaa ja kartoittaa sellaisia vedenottamoita, joilla pintavesi-vaikutuksesta ei ole tutkittua tietoa, mutta joilla pintavesivaikutus on mahdol-linen.

Suomen Vesilaitosyhdistys ry:n Vesihuoltolaitosten kehittämisrahasto on myöntänyt hankkeelle tukea.

Hanke toteutetaan yhteistyössä tutkimukseen osallistuvien vesilaitosten kanssa.

Hankkeeseen liittyvät näytteenotot tehtiin syyskuussa ja marraskuussa 2014.



ISOTOOPPIEN KÄYTTÖ VEDENOTTAMOIDEN PINTAVESIVAIKUTUKSEN TUTKIMISESSA

Pohjavedet ja pintavedet eroavat happi- ja vetyisotooppikoostumuksiltaan toisistaan.

Pintavesissä hapen ja vedyn kevyemmät isotoopit haihtuvat ensin >> vesi rikastuu hapen ja vedyn raskaampien isotooppien suhteen.

Pohjavedessä haihtumista tai muutoksia isotooppikoostumuksessa ei esiinny sen jälkeen, kun sadevesi on imeytynyt maaperään.

Isotooppikoostumusero mahdollistaa pohjavesisysteemiin imeytyvän pintaveden sekoittumisen tutkimisen.

Pohjavesisysteemiin imeytyvän pintaveden osuus voidaan laskea, kun määritetään alueen luonnollisen pohjaveden, imeytyvän pintaveden ja pohjavesisysteemin veden isotooppikoostumus.



TUTKIMUSKOHTEET

Hankkeeseen valittiin 12 vedenottamoa:

• Forssan vesihuoltoliikelaitos: Vieremä

• Kemiönsaaren Vesi: Skinnarvik

• Kouvolan Vesi Oy: Okanniemi ja Ruhmas

• Nurmijärven Vesi –liikelaitos: Kiljava

• Porvoon vesi: Sannainen, Saksala, Kerkkoo

• Riihimäen Vesi: Herajoki

• Tuusulan seudun vesilaitos kuntayhtymä:

Koskenmäki

• Ylä-Savon Vesi Oy: Linnaharju ja Pajujärvi



NÄYTTEENOTTO JA ANALYSOINTI

Näytteenotto tehtiin syyskuussa ja marraskuussa 2014.

Yhteensä vesinäytteitä otettiin noin 180 kpl, joista isotooppinäytteitä oli puolet.

Kaikilla vedenottamoilla otettiin vesinäytteet vedenottokaivoista, mahdollisesti imeytyvästä pintavedestä ja alueen luonnollisesta pohjavedestä.

Lisäksi kerättiin tiedot vedenotosta näytteenottohetkellä.

Vesinäytteistä analysoitiin hapen ja vedyn pysyvät isotoopit sekä peruskemia..



TULOKSET

Lähes kaikissa kohteissa pintaveden isotooppikoostumus eroaa huomattavasti pohjaveden vastaavasta.

Jos jossakin kohteessa ei onnistuttu löytämään edustavaa luonnollisen pohjaveden kohdetta hyödynnettiin alueen pohjavesistä aiemmin tutkittua isotooppikoostumustietoa tai hankkeen yhteydessä saatua muuta tietoa.



TULOKSET, ESIMERKKI: KEMIÖNSAAREN VESI, SKINNARVIKIN VO Lemnästräsket n. 600 m päässä vo:n itäpuolella vedenottokaivo K1 pintavettä 20 – 26 %



TULOKSET, ESIMERKKI YLÄ-SAVON VESI OY: LINNAHARJUN VO

Hällämöjärvi n. 250 m, kaivot K2, K3 ja K4K2 pintavettä 29…37 %,



TULOKSET, JOHTOPÄÄTÖKSET


• Joillakin ”pohjavesilaitoksilla” pintavesiosuus suuri, jopa suurempi kuin tekopohjavesi-laitoksella

• Suuri pintavesiosuus aiheuttaa vedenlaatuongelmia, pintaveden humus kuluttaa happea >> mm. rauta- ja mangaaniongelmia.

• Ongelmat alkavat näkyä viimeistään, kun pintavesiosuus alkaa lähentyä 20%.• Ongelmat aiheuttavat usein muutoksia tai lisätarvetta vedenottamon raakaveden

käsittelyyn.


TULOKSET, JOHTOPÄÄTÖKSET


• Vedenottamon raakaveden laadun heikkenemisen vakavuuteen vaikuttaa ennen kaikkea pintaveden laatu, mös hyvälaatuinen pintavesi sisältää happea kuluttavaa humusta


TEKOPOHJAVESILAITOS/RANTA-IMEYTYMISLAITOS

Tekopohjavesilaitoksilla pintaveden imeyttäminen on hallittua (riittävä viipymä, allas- tai sadetusimeytys, jolloin vesi saa mukaansa happea. Lisäksi on mahdollisuus raakaveden esikäsittelyyn toisin kuin rantaimeytymisessä

Rantaimeytyminen on hallitsematonta, ei aina edes tunnettua ja vedenoton kasvaessa hiljalleen hiipivä ongelma. Pintaesi imeytyy muodostumaan usein humuspeitteisen pohjan tai rannan läpi, jolloin happea kuluu jo heti alussa.

Rantaimeymisen säätely on hankalaa, käytännössä vedenottomäärän säätely on ainoa keino, jos kaivoja ei voida siirtää kauemmaksi pintavesilähteestä.

Kun rantaimeytyminen on todettu, tulee se ottaa huomioon vdenottömäärän säätelyssä – haetaan tasapaino, jossa vedenlaatu ei kärsi liikaa.

Myös tarkkailussa se on otettava huomioon – seurattava pintavesiosuutta ja myös systemaattisesti pintaveden laatua

Syytä huomioida myös pohjavesialuerajauksessa.



RANTAIMEYTYMISEN HUOMIOON OTTAMINEN POHJAVESIALUERAJAUKSESSA, PARI ESIMERKKIÄ


• Olisiko syytä rajata pintavesi mukaan pohjavesialueeseen vaikka B-alueena?• Tulisi huomioida maankäytösn suunnittelussa ja järven tilaa koskevissa

hankkeissa


RANTAIMEYTYMISEN HUOMIOIMINEN POHJAVESIALUERAJAUKSESSA, ESIMERKKI 2


JATKOSELVITYSTARPEITA

• Pilot-tyyppisessä tutkimuksessa ei ollut syvällisesti mahdollisuutta selvittää mm. vedenottamon kaivokohtaisten pintavesiosuuksien suuren vaihtelun syitä. Jatkossa tähän olisi syytä panostaa.

• Osassa kohteissa pintavesivaikutus voi olla vain ajoittaista, hetkellisestä tulvasta aiheutuvaa – rannikolla myös meriveden korkeus vaikuttaa pintavesiosuuteen hetkellisesti. Tutkimuksia olisi syytä jatkaa niillä kohteilla, joilla pintavesikohteen tulvanaikainen vedenpinnan korkeus poikkeaa runsaasti keskivedenkorkeudesta.

• Tutkimus paljastaa sen, että vedenottamoita, joissa pintavesi vaikuttaa vedenottoon, on huomattavan paljon. Kaikki vedenottamot jotka sijaitsevat pintäveden, joen, järven, meren läheisyydessä olisi syytä ainakin kertaluonteisesti selvittää.

• Tutkiminen on edullista. Isotooppianalyysi on halvempi kuin suppea talousvesianalyysi


KIITOKSIA!


Jukka ikäheimoPöyry finland [email protected], 040 504 3764

mailto:[email protected]

isotooppitutkimus vedenottamoiden vaikutusten tutkimuksessa/jukka ikäheimo, pöyry

Environment