Pohjaveden pinnankorkeuksia, laatua ja virtauksia seurataan koko kaivoksen elinkaaren ajan
Kaivosten vesienkäsittely herättää huolta eri puolilla maailmaa. Suomessa pohditaan erityisesti sitä, miten kaivosten kuivana pitäminen vaikuttaa pohjavesien tasoon. Myös kaivosten poistovesien laadun vaikutus ympäristön vesistöihin aiheuttaa keskustelua.
Tärkeä työkalu kaivoshankkeiden suunnittelussa on pohjavesien mallintaminen. Pohjavesimallinnus on olennainen osa minkä tahansa kaivoshankkeen suunnittelua, mutta erityisen tärkeä rooli mallintamisella on Sakatin kaivoshankkeessa Sodankylässä, sillä suunniteltu kaivos sijaitsee osin suon alla.
Sakatin malmi sijaitsee Natura 2000 -verkostoon kuuluvan Viiankiaavan kulmassa yli 300 metrin syvyydessä. Viiankiaavan ainutlaatuinen luonnonympäristö on tuhansien vuosien kehityksen tulos, ja viime kädessä ilmaston menneet vaiheet, nykyvaihtelut ja tuleva kehitys määrittävät suoluonnon moninaisuutta – ja samalla pohjavesien muodostumista.
Kaivoksen suunnittelun periaatteena on, ettei Natura-alueelle aiheudu merkittävää haittaa. Ympäristövaikutusten arvioinnissa avainkysymys onkin, miten kaivostoiminta vaikuttaa suoalueen vesitaseeseen ja mitkä ovat ne toimet, joilla varmistetaan, ettei suo kuivu
Pertti Lamberg johtaa Sakatin kaivoshanketta. Hänen mukaansa pohjavesien mallintaminen on tärkeä työkalu minkä tahansa kaivoshankkeen suunnittelussa, mutta erityisen tärkeä rooli mallintamisella on Sakatissa, sillä suunniteltu kaivos sijaitsee osin suon alla.
AA Sakatti Mining Oy:n toimitusjohtaja, professori Pertti Lambergin mukaan nykyteknologian avulla Viiankiaavalla pystytään määrittämään tarkasti se, mitkä tekijät vaikuttavat pohjaveteen sekä ennen kaikkea sen, mihin suuntaan suoalueen vesitase kehittyy tulevaisuudessa.
Poikkeuksellinen suoekosysteemi vaatii poikkeuksellisen tarkkoja mittauksia ja malleja.
Kansainvälisesti arvostetut tutkijat ovat kehittäneet tarkat 3D-mallinnukset, joilla varmistetaan se, että Sakatin kaivos pystytään rakentamaan alueen vesitaloutta vahingoittamatta.
”Sakatin pohjavesimallinnus perustuu vuosien systemaattiseen havainnointiin, mittauksiin ja tutkimuksiin. Poikkeuksellinen suoekosysteemi vaatii poikkeuksellisen tarkkoja mittauksia ja malleja. Tutkimuksissa on paneuduttu muun muassa maaperän eri kerroksien vedenjohtavuus- ja varastointiominaisuuksiin sekä maa- ja kallioperän rakenteeseen”, Lamberg kertoo.
Jotta veden virtausta maa- ja kallioperässä voidaan mallintaa, tutkimustieto pohjavesistä yhdistetään tietoon alueen geologiasta. Kun tiedetään, kuinka pohjavesi virtaa luonnontilassa, voidaan laatia malli virtauksesta kaivostoiminnan aikana ja sen jälkeen.
Sakatin vesivirtausmallinnusta on tehty kolmessa eri tutkimusryhmässä Kanadassa, USA:ssa ja Tanskassa, kolmen eri mallinnusohjelmiston avulla.
”Mallinnus perustuu simulointiin, eli eri mittauspisteiltä kerätyt lähtötiedot eri maaperä- ja kallioperäkerrosten hydrogeologisista ominaisuuksista syötetään tietokoneohjelmaan, jossa mallinnustilavuus on jaettu pieniin laskentasoluihin. Kunkin solun vedenjohtavuus ja -varastointiarvot tarkennetaan niin sanottujen kalibrointiajojen kautta. Kalibrointivaiheessa solujen arvoja hienosäädetään niin, että malli tuottaa samanlaisen tilanteen, kuin mitä on havaittu käytännössä luonnossa”, kuvaa prosessia projektin vanhempi hydrogeologi, tohtori Anne Rautio.
Vanhempi hydrogeologi Anne Rautio kertoo, että pohjavesimallinnuksella on tärkeä rooli ilmastonmuutoksen vaikutusten hillitsemisessä.
Lukuisten, jopa satojen mallinnusajojen jälkeen saavutetaan lopulta nykytilaa vastaava tilanne, jossa pohjaveden pinnakorkeuden muutokset vuodenajoittain vastaavat mittauksia. Hydrologisia selvityksiä, mallinnuksia ja simulaatioita ei lopeteta kaivoksen valmistuttua, eikä edes sen sulkeutumisen jälkeen.
”On tärkeää, että pohjaveden pinnankorkeuksia, laatua ja virtauksia seurataan jatkuvasti koko kaivoksen elinkaaren ajan. Mikäli mittaukset tai mallinnukset osoittavat virtausmäärien poikkeamisen mallista, ryhdytään tarvittaviin hallintatoimiin riittävän ajoissa. Vain siten voidaan varmistua siitä, etteivät kaivoksen vaikutukset pohjavesiin ole suurempia kuin mitä YVA- ja lupavaiheessa on esitetty”, Pertti Lamberg kertoo.
Ilmastonmuutoksella on seurauksia sademääriin ja pohjavesiin lähes kaikkialla maapallolla. Joillakin alueilla on odotettavissa kuivuutta ja toisilla paikoin sademäärät lisääntyvät. Sakatin tapauksessa pohjavesimallinnuksella haetaan ne keinot, joilla Viiankiaavan vesitasapaino saadaan säilytettyä ja suoekosysteemi voidaan suojella huomioiden myös ilmastonmuutos.
Kaivoksen ympäristövaikutusten arvioinnissa avainkysymys on, miten kaivostoiminta vaikuttaa suoalueen vesitaseeseen ja mitkä ovat ne toimet, joilla varmistetaan, ettei suo kuivu.
”On muistettava, että Viiankiaapa on jääkauden jälkeen muuttunut monella tapaa, luonnollisesti mutta myös ihmisen toimesta, kun Kitisen joki valjastettiin", Pertti Lamberg huomauttaa.
Laajemmassa kuvassa pohjavesimallinnus antaa perustietoa, jota voidaan käyttää koko elämän perusedellytyksen eli puhtaan veden suojelemiseksi.
Mallinnus on keskeistä myös ilmastonmuutoksen näkökulmasta – sen avulla määritellään ne toimet, joita tarvitaan pohjaveden määrän ja laadun suojelemiseksi
Viiankiaavalla ilmastonmuutoksen myötä talvisen ja syksyisen imeytymisen ennustetaan kasvavan, kevättulvien vähenevän ja kesien muuttuvan kuivemmiksi. Tosin vuoden nettosademäärän ennustetaan kasvavan, jolloin pohjavesien pinnat ennemminkin nousevat kuin laskevat.
Tulevaisuudessa uusi mallinnusteknologia mahdollistaa yhä tarkempia ennusteita veden laadun ja määrän kehittymisestä. Mallinnus on keskeistä myös ilmastonmuutoksen näkökulmasta – sen avulla määritellään ne toimet, joita tarvitaan pohjaveden määrän ja laadun suojelemiseksi.
Tasonäkymä Sakatin pohjavesimallin ylimmästä kerroksesta.
Värit antavat tietoa maalajitteista, verkkorakenne osoittaa laskentasoluja ja sinisellä diagonaalisti näkyvissä Kitinen-joki.
Lähteet:
AA Sakatti Mining Oy Viiankiaavan hydrologiaan vaikuttavista tekijöistä
AA Sakatti Mining Oy: Sakatin hankkeen hydrologinen mallinnus kuvaa veden liikettä maa- ja kallioperässä
Artikkeli on julkaistu maksettuna Helsingin Sanomissa 11.10.2022