Euroopan unioni Vipuvoimaa EU:lta

Euroopan aluekehitysrahaston (EAKR) rahoittaman hankkeen kuvaus

1 Hanke

Hankekoodi: A71438

Hankkeen nimi: Pohjavesien reaktiivinen geokemiallinen- ja virtausmallinnus, CASE Study: Karhinkangas

Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen

Erityistavoite: 4.1. Tutkimus-, osaamis- ja innovaatiokeskittymien kehittäminen alueellisten vahvuuksien pohjalta

Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.1.2016 ja päättyy 30.9.2018

Toiminnan tila: Toiminta päättynyt

Vastuuviranomainen: Keski-Suomen elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus

2 Hakijan perustiedot

Hakijan virallinen nimi: Geologian tutkimuskeskus

Organisaatiotyyppi: Tutkimuslaitos

Y-tunnus: 0244680-7

Jakeluosoite: PL 97 (Teknologiakatu 7)

Puhelinnumero: 0295030000

Postinumero: 67101

Postitoimipaikka: Kokkola

WWW-osoite:

Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Nina Hendriksson

Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Erikoistutkija

Yhteyshenkilön sähköpostisoite: nina.hendriksson(at)gtk.fi

Yhteyshenkilön puhelinnumero: 0408400480

Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely: Vain yksi hakija

3 Suunnitelman mukainen tiivistelmä toteutuksesta

Hankkeen tarkoituksena on parantaa vesihuollon kustannustehokkuutta, ekologista kestävyyttä sekä varmistaa veden laadun ja määrän säilyminen pitkäaikaisessa pohjaveden käytössä. Vedenotossa yleensä esiin nousevat kysymykset ovat, että kuinka vedenotto vaikuttaa pohjaveden määrään (pinnankorkeuksiin) ja pohjaveden laatuun. Vedenoton vaikutukset pohjaveden määrään ja virtausuuntaan saadaan nykytietämyksen valossa yleensä selvitettyä koepumppauksilla ja pohjaveden virtausmalleilla. Vedenoton vaikutukset pohjaveden laatuun on sen sijaan nykytietämyksen mukaan erittäin haasteellista arvioida. Menetelmiä on vasta kehitteillä ja olemassa olevia työkaluja ei ole sovellettu pohjoisilla lumenpeittämillä alueilla. Tässä työssä vastauksia saadaan kehittämällä ja soveltamalla uusia moniuloitteisia- ja moni-komponenttivirtausmalleja, joiden avulla pystytään huomioimaan mineraalien ja pohjaveden vuorovaikutus, epäpuhtauksien ja muun aineksen pitkän aikavälin kulkeutuminen pohjavedessä. Ymmärtämällä sekä pohjaveden virtauksen suunnan, määrän ja pohjaveden laadun muutokset paremmin pystytään myös paremmin varmistamaan ja turvaamaan korkealaatuisen pohjaveden hyödyntäminen kestävän kehityksen periaatteiden mukaisesti. Konkreettisena tuloksena saadaan kehitettyä konsepti pohjaveden laadun muutoksen arviointiin pohjoisilla lumen peittämillä alueilla. Kehitettyä konseptia voivat jatkossa hyödyntää niin vesilaitokset, viranomaiset ja yritykset. Tutkimuksella on myös merkittävä kansainvälinen kiinnostus ja sen tuloksia voidaan hyödyntää maailmanlaajuisesti.

4 Hankkeen kohderyhmät

4.1 Varsinaiset kohderyhmät

Hankkeen varsinaisina kohderyhminä ovat alueelliset vesilaitokset ja vesihuollosta vastaavat viranomaiset, kuntien ja valtion kaavoitus- ja ympäristönsuojeluviranomaiset, yritykset sekä tutkimuslaitokset ja yliopistot

4.2 Välilliset kohderyhmät

Laajasti alueen elinkeinoelämä, joka hyötyy tehokkaammasta pohjavesialueiden tuntemuksesta, paremmasta veden saatavuudesta ja laadusta.

5 Projektin julkinen rahoitus, euroa

Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 125 597

Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 118 005

Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 179 424

Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 168 578

6 Maantieteellinen kohdealue

Maakunnat: Keski-Pohjanmaa

Seutukunnat: Kokkolan

Kunnat: Kokkola

Toteutuspaikan osoite, jos hanke toteutetaan yhdessä paikassa

Jakeluosoite:

Postinumero:

Postitoimipaikka:

7 Hakemusvaiheessa ilmoitettavat arviot hankekohtaisista seurantiedoista

7.1 Uusien työpaikkojen määrä (kysytään vain erityistavoitteisiin 1.1, 2.1 ja 3.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0, joihin työllistyvät naiset 0

7.2 Uusien yritysten määrä (kysytään vain erityistavoitteeseen 1.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0, joista naisten perustamia 0

8 Horisontaaliset periaatteet

8.1 Sukupuolten tasa-arvo

Hankkeessa on tehty toimintaympäristön analyysi sukupuolinäkökulmasta: Ei
Sukupuolineutraali hanke. Hankeen vaikutukset kohdistuvat sukupuolineutraalisti vesilaitoksiin, yrittäjiin, viranomaisiin ja veden käyttäjiin.
Sukupuolinäkökulma on huomioitu hankkeen toiminnassa (valtavirtaistaminen): Ei
Sukupuolineutraali hanke. Hankeen vaikutukset kohdistuvat sukupuolineutraalisti vesilaitoksiin, yrittäjiin, viranomaisiin ja veden käyttäjiin.
Hankkeen päätavoite on sukupuolten tasa-arvon edistäminen: Ei
Sukupuolineutraali hanke. Tämän hankkeen päätavoite ei ole tasa-arvon edistäminen. Hankeen vaikutukset kohdistuvat sukupuolineutraalisti vesilaitoksiin, yrittäjiin, viranomaisiin ja veden käyttäjiin.

8.2 Kestävä kehitys

VälitönVälillinen
Ekologinen kestävyys
Luonnonvarojen käytön kestävyys 9 6
Pohjaveden pitkäaikaisen kestävän käytön turvaaminen muuttuvassa ilmastossa.
Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen 9 6
Ilmastonmuutoksen (lämpötila ja sadannan muutokset) vaikutusten minimoiminen pohjavesien käytössä.
Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus 10 4
Pohjavedestä riippuvien maa-ja vesiekosysteemien turvaaminen, pohjaveden käytön optimointi.
Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) 10 4
Pohjavesien kestävässä käyttössä tarkastellaan koko hydrologista kiertoa ja pintavesiyhteyksiä. Optimoimalla vedenlaadun evoluutio säästetään myös veden käsittelylaitoksien rakentamiselta.
Natura 2000 -ohjelman kohteet 5 8
Natura-kohteet huomioidaan, myös niiden lähialueet.
Taloudellinen kestävyys
Materiaalit ja jätteet 0 8
Menetelmiä voidaan soveltaa jätteistä ja materiaaleista liukenevien haitta-aineiden reaktioden ja kulkeutumisen mallinnukseen.
Uusiutuvien energialähteiden käyttö 0 9
Menetelmiä voidaan soveltaa maalämpökaivojen lämmönsiirtoaineiden reaktioiden kulkeutumisen arviointiin pohjavedessä.
Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen 8 4
Pohjaveden oton optimointi ohjaa pohjaveden kestävää käyttöä pitkällä aikavälillä. Opitmoitavina parametreina pohjaveden määrä ja laatu.
Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen 5 7
Mahdollisuus mallinnustyökalujen ja mallinnuspalveluiden kehittämisen elinkeinoelämää varten.
Liikkuminen ja logistiikka 0 0
Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus
Hyvinvoinnin edistäminen 8 8
Turvallinen vesihuolto.
Tasa-arvon edistäminen 0 0
Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus 0 0
Kulttuuriympäristö 0 0
Ympäristöosaaminen 10 8
Uuden mallinnuskonseptin kehittäminen ja testaus pohjavesitutkimuksissa.

9 Loppuraportin tiivistelmä

Hankkeen pyrkimyksenä on parantaa vesihuollon kustannustehokkuutta, ekologista kestävyyttä sekä varmistaa veden laadun ja määrän säilyminen pitkäaikaisessa pohjaveden käytössä. Hankkeessa pyrittiin lisäämään pohjaveden virtauksen ja veden laadun evoluution mallinnuksen käyttöä pohjavesiesiintymien käytössä, valvonnassa, suojelussa ja tutkimisessa. Lisäksi olemassa olevia mallinnusmenetelmiä kehitettiin paremmin sopimaan suomalaiseen maaperään ja ilmastoon. Tutkimusaineistona käytettiin GTK:n pohjavesitutkimuksissa (GTK 2011 -2013) tuotettua fysikaalista ja geokemiallista datan. Vedenlaatuaineistoa täydennettiin lisäksi Karhinkankaan maaperänäytteiden mineralogian analysoinnilla. Uutta tietoa saatiin mm. pohjaveden muodostumisen ajoittamisesta sekä tarkkailusta vajovesivyöhykkeessä, maaperän pohjaveden laadun ajallisesta vaihtelusta horisontaalisti ja vertikaalisti sekä maaperän mineraalikoostumuksen vaikutuksesta pohjaveden laatuun.
Karhinkankaan pohjavesimuodostumaan kehitetyillä moniulotteisilla ja monikomponenttisilla virtausmalleilla voitiin tarkastella mineraalien ja pohjaveden vuorovaikutus sekä epäpuhtauksien ja muun aineksen pitkän aikavälin kulkeutuminen pohjavedessä. Moniulotteisilla malleilla ja niillä tehdyllä simuloinneilla saatiin uutta tietoa mm. pohjaveden muodostumismääristä eri vuodenaikoina, aineenkulkeutumisesta sekä lämmönsiirtymisestä pohjavesimuodostumassa. Numeerisen mallinnuksen lisäksi Karhinkankaan vesien geokemiallista koostumusta, isotooppeja sekä muodostuman geologista rakennetta hyödyntäen luotiin konseptuaalinen malli, joka kuvaa eri maaperärakenteisiin liittyviä vedenlaatumuutoksia, veden viipymiä sekä pinta- ja pohjaveden vuorovaikutusta muodostumassa. Geokemiallisen aineiston ja virtausmallinnuksen pohjalta pohjavesimuodostumalle luotiin alustava reaktiivinen virtausmalli, jolla simuloimalla tarkasteltiin mm. pohjavesimuodostuman rauta-mangaanirikkaan pohjaveden esiintymistä.
Hankkeen tuloksia ja kehitettyjä tutkimusmenetelmiä voidaan hyödyntää vedenoton suunnittelussa ja sen optimoinnissa. Kustannustehokkuutta parannetaan, kun pohjaveden käyttöä pystytään mitoittamaan ja suuntaamaan paremmin vastaamaan pohjaveden antoisuutta ja veden laadussa tapahtuvia muutoksia. Monitahoisen tutkimuskokonaisuuden tulokset ovat merkityksellisiä myös globaalisti ja erityisesti pohjoisten leveyspiirien pohjavesialueilla.