Hydrogeologinen tutkimus ja 3D-mallinnus Könnölän pohjavesialueella Hämeenlinnassa
Paukkunen, Johannes (2025-06-09)
Hydrogeologinen tutkimus ja 3D-mallinnus Könnölän pohjavesialueella Hämeenlinnassa
(09.06.2025)
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
avoin
Julkaisun pysyvä osoite on:
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025062473590
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025062473590
Tiivistelmä
Hämeenlinnan Könnölän pohjavesialuetta on suunniteltu vedenhankintakäyttöön. Alueelle suunnitellun vedenottamon tarkoituksena on lisätä vesilaitosten toimintavarmuutta ja veden saantia erilaisten kriisitilanteiden varasta sekä edistää vesihuoltoa haja-asutusalueella. Alueelle on aiemmin tehty geologisia rakenteita ja hydrologisia ominaisuuksia tarkastelevia tutkimuksia.
Pro gradu -tutkielman tarkoituksena on selvittää Könnölän pohjavesialueen geologista kehityshistoriaa, maaperämuodostumien kerrostumista, hydrogeologisia ominaisuuksia sekä tutkia pintaveden ja pohjaveden välistä vuorovaikutusta.
Tutkimusmenetelminä käytetään geofysikaalisia tutkimuksia, kairausaineistoa, maastokartoituksia, sedimentologisia leikkaushavaintoja, maanäytteiden raekokoanalyysejä ja veden stabiileja isotooppeja luonnollisina merkkiaineina. Tutkimuksessa on hyödynnetty Geologian tutkimuskeskuksen Könnölän pohjavesialueella vuosina 2021–2022 tehtyjä geologisten rakenneselvityksen geofysikaalisia- ja maaperäkairausaineistoja. Käytössä olleiden aineistojen ja tutkimustulosten avulla Könnölän pohjavesialueesta on laadittu yksinkertaistettu hydrogeologinen 3D-rakennemalli.
Mallinnustulokset osoittavat pohjavesialueen kalliopinnan topografian vaihtelevan merkittävästi. Rakennemallista havaitaan tutkimusaluetta halkovan harjuketjun kerrostuneen kallioperän murroslaaksoon. Mallinnustuloksien perusteella alueen yleisin maaperäyksikkö on moreeni, joka on kerrostunut kallioperän yläpuolelle ja kattaa lähes koko tutkimusalueen. Tutkimustuloksien perusteella paksuimmat huonosti vettä johtavat moreeniyksiköt ovat kerrostuneet harjuketjun alueelle kallioperän painanteisiin sekä Hautalammin alueen ympäristöön. Moreeniyksikön yläpuolelle kerrostuneet hiekka- ja soravaltaiset kerostumat muodostavat melko yhtenäisen hyvin vettä johtavan ja varastoivan maaperäyksikön. Paksuimmat ja laajimmat karkearakeiset jäätikköjokikerrostumat sijaitsevat harjuketjun läheisyydessä ja alueen deltamuodostumissa. Näillä alueilla yli 25 m paksut hiekka- ja sorakerrostumat muodostavat pohjavedenkäytön kannalta tärkeän akviferimuodostuman.
Veden stabiilien isotooppitutkimusten ja vedenlaatumittausten perusteella pohjavesilähtöistä purovettä laskee lampiin, joihin pohjavettä purkautuu myös suoraan pohjan ja rantojen kautta. Alueen lammet ovat Hautalammia lukuun ottamatta purojen avulla hydrologisesti yhteydessä toisiinsa verrattain pitkällä pintavesien viipymällä. Pintavesissä ei tapahdu kuitenkaan merkittävää haihtumista, mikä ilmenisi veden isotooppianalyyseissä. Lammissa tapahtuu mahdollisesti samanaikaisesti pohjaveden purkautumista sekä pintaveden imeytymistä. Hautalammi ei ole hydrologisesti yhteydessä alueen muihin vesistöihin ja sen vedenkorkeus sijaitsee pohjavedenpinnan tasoa korkeammalla. Mallinnustulokset osoittavat Hautalammen olevan yhteydessä pohjavesikerrokseen, mutta pohjavesivuorovaikutteisuutta voidaan pitää vähäisenä mahdollisesti. Mahdollisesti paksut hienorakeiset pohjasedimentit hidastavat pohja- ja pintaveden vuorovaikutteisuutta laajassa ja matalassa Hautalammessa.
Tämän tutkimuksen tulokset toimivat hyvänä lähtökohtana pohjaveden hyödyntämiselle, lisätutkimuksien suunnittelulle ja virtausmallinnukselle, mutta tarkentavia tutkimuksia olisi kohdistettava kalliopinnan korkeusaseman, maalajien kerrospaksuuksien sekä pohjavesivyöhykkeen paksuuden selvittämiseksi.
Pro gradu -tutkielman tarkoituksena on selvittää Könnölän pohjavesialueen geologista kehityshistoriaa, maaperämuodostumien kerrostumista, hydrogeologisia ominaisuuksia sekä tutkia pintaveden ja pohjaveden välistä vuorovaikutusta.
Tutkimusmenetelminä käytetään geofysikaalisia tutkimuksia, kairausaineistoa, maastokartoituksia, sedimentologisia leikkaushavaintoja, maanäytteiden raekokoanalyysejä ja veden stabiileja isotooppeja luonnollisina merkkiaineina. Tutkimuksessa on hyödynnetty Geologian tutkimuskeskuksen Könnölän pohjavesialueella vuosina 2021–2022 tehtyjä geologisten rakenneselvityksen geofysikaalisia- ja maaperäkairausaineistoja. Käytössä olleiden aineistojen ja tutkimustulosten avulla Könnölän pohjavesialueesta on laadittu yksinkertaistettu hydrogeologinen 3D-rakennemalli.
Mallinnustulokset osoittavat pohjavesialueen kalliopinnan topografian vaihtelevan merkittävästi. Rakennemallista havaitaan tutkimusaluetta halkovan harjuketjun kerrostuneen kallioperän murroslaaksoon. Mallinnustuloksien perusteella alueen yleisin maaperäyksikkö on moreeni, joka on kerrostunut kallioperän yläpuolelle ja kattaa lähes koko tutkimusalueen. Tutkimustuloksien perusteella paksuimmat huonosti vettä johtavat moreeniyksiköt ovat kerrostuneet harjuketjun alueelle kallioperän painanteisiin sekä Hautalammin alueen ympäristöön. Moreeniyksikön yläpuolelle kerrostuneet hiekka- ja soravaltaiset kerostumat muodostavat melko yhtenäisen hyvin vettä johtavan ja varastoivan maaperäyksikön. Paksuimmat ja laajimmat karkearakeiset jäätikköjokikerrostumat sijaitsevat harjuketjun läheisyydessä ja alueen deltamuodostumissa. Näillä alueilla yli 25 m paksut hiekka- ja sorakerrostumat muodostavat pohjavedenkäytön kannalta tärkeän akviferimuodostuman.
Veden stabiilien isotooppitutkimusten ja vedenlaatumittausten perusteella pohjavesilähtöistä purovettä laskee lampiin, joihin pohjavettä purkautuu myös suoraan pohjan ja rantojen kautta. Alueen lammet ovat Hautalammia lukuun ottamatta purojen avulla hydrologisesti yhteydessä toisiinsa verrattain pitkällä pintavesien viipymällä. Pintavesissä ei tapahdu kuitenkaan merkittävää haihtumista, mikä ilmenisi veden isotooppianalyyseissä. Lammissa tapahtuu mahdollisesti samanaikaisesti pohjaveden purkautumista sekä pintaveden imeytymistä. Hautalammi ei ole hydrologisesti yhteydessä alueen muihin vesistöihin ja sen vedenkorkeus sijaitsee pohjavedenpinnan tasoa korkeammalla. Mallinnustulokset osoittavat Hautalammen olevan yhteydessä pohjavesikerrokseen, mutta pohjavesivuorovaikutteisuutta voidaan pitää vähäisenä mahdollisesti. Mahdollisesti paksut hienorakeiset pohjasedimentit hidastavat pohja- ja pintaveden vuorovaikutteisuutta laajassa ja matalassa Hautalammessa.
Tämän tutkimuksen tulokset toimivat hyvänä lähtökohtana pohjaveden hyödyntämiselle, lisätutkimuksien suunnittelulle ja virtausmallinnukselle, mutta tarkentavia tutkimuksia olisi kohdistettava kalliopinnan korkeusaseman, maalajien kerrospaksuuksien sekä pohjavesivyöhykkeen paksuuden selvittämiseksi.