Isotooppitutkimus vedenottamoiden vaikutusten tutkimuksessa/Jukka Ikäheimo, Pöyry
- 2. COPYRIGHT©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 2
- 3. COPYRIGHT©PÖYRYCOPYRIGHT©PÖYRY
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.
VESIHUOLTOPÄIVÄT 8.-9.6.2016 VEDENOTTAMOIDEN PINTAVESIVAIKUTUKSET 3
- 4. COPYRIGHT©PÖYRYCOPYRIGHT©PÖYRY
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.
VESIHUOLTOPÄIVÄT 8.-9.6.2016 VEDENOTTAMOIDEN PINTAVESIVAIKUTUKSET 4
- 5. COPYRIGHT©PÖYRYCOPYRIGHT©PÖYRY
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
VESIHUOLTOPÄIVÄT 8.-9.6.2016 VEDENOTTAMOIDEN PINTAVESIVAIKUTUKSET 5
- 6. COPYRIGHT©PÖYRYCOPYRIGHT©PÖYRY
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..
VESIHUOLTOPÄIVÄT 8.-9.6.2016 VEDENOTTAMOIDEN PINTAVESIVAIKUTUKSET 6
- 7. COPYRIGHT©PÖYRYCOPYRIGHT©PÖYRY
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.
VESIHUOLTOPÄIVÄT 8.-9.6.2016 VEDENOTTAMOIDEN PINTAVESIVAIKUTUKSET 7
- 10. COPYRIGHT©PÖYRYCOPYRIGHT©PÖYRY
TULOKSET, JOHTOPÄÄTÖKSET
VESIHUOLTOPÄIVÄT 8.-9.6.2016 VEDENOTTAMOIDEN PINTAVESIVAIKUTUKSET 10
• 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.
- 12. COPYRIGHT©PÖYRYCOPYRIGHT©PÖYRY
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.
VESIHUOLTOPÄIVÄT 8.-9.6.2016 VEDENOTTAMOIDEN PINTAVESIVAIKUTUKSET
12
- 15. COPYRIGHT©PÖYRYCOPYRIGHT©PÖYRY
VESIHUOLTOPÄIVÄT 8.-9.6.2016 VEDENOTTAMOIDEN PINTAVESIVAIKUTUKSET
15
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