|
|
|
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
Hakijan virallinen nimi: Geologian tutkimuskeskus
Organisaatiotyyppi: Tutkimuslaitos
Y-tunnus: 0244680-7
Jakeluosoite: PL 97 (Teknologiakatu 7)
Puhelinnumero: 0295030000
Postinumero: 67101
Postitoimipaikka: Kokkola
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:
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.
Hankkeen varsinaisina kohderyhminä ovat alueelliset vesilaitokset ja vesihuollosta vastaavat viranomaiset, kuntien ja valtion kaavoitus- ja ympäristönsuojeluviranomaiset, yritykset sekä tutkimuslaitokset ja yliopistot
Laajasti alueen elinkeinoelämä, joka hyötyy tehokkaammasta pohjavesialueiden tuntemuksesta, paremmasta veden saatavuudesta ja laadusta.
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
Maakunnat: Keski-Pohjanmaa
Seutukunnat: Kokkolan
Kunnat: Kokkola
Jakeluosoite:
Postinumero:
Postitoimipaikka:
Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00
Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00
| Välitön | Välillinen | |
| 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. | ||
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.