Leonid Savitski

SONDA UURINGUVÄLJA HÜDROGEOLOOGILISED TINGIMUSED JA

PERSPEKTIIVSETE KAEVANDUSTE JUURDEVOOLU

EELHINNANG

Juhatuse liige Aivar Pajupuu

Tallinn, 2011

EESTI GEOLOOGIAKESKUS Hüdrogeoloogia osakond

2

Annotatsioon

Leonid Savitski. Sonda uuringuvälja hüdrogeoloogilised tingimused ja perspektiivsete kaevanduste juurdevoolu eelhinnang. Eesti Geoloogiakeskus OÜ, hüdrogeoloogia osakond. Tallinn, 2011. Tekst 17 lk, sh 3 joonist, ja 1 tekstilisa. Viru Keemia Grupp AS, EGK.

Hinnati hüdrogeoloogilisi tingimusi Sonda uuringuväljal, mis asub Kiviõli üleujutatud kaevandusest lääne pool ja mille ja läänepiiriks on Kunda mattunud org. Hüdrogeoloogiliste tingimuste hindamisel võeti aluseks detailuuringutööde materjalid ning vk. 5119 ja 5120 (vaatlused kestavad) ja vk. 5129–5131 (vaatlused lõpetati 2002. aastal) põhjaveeseire andmed. Täiendavalt uuriti vaatluskaeve 5129–5131 ning jõuti järeldusele, et neid võib soovitada vaatluste jätkamiseks.

Piirkonnale, kus esinevad nii põlevkivivaru kui ka fosforiidi tootus kihind, anti kaevandustesse juurdevoolava veehulga eelhinnang ja hinnati põhjaveetaseme alanduse mõjuraadius.

Anti soovitused edaspidisteks detailsemateks uuringuteks, et oleks võimalik igakülgselt hinnata vee juurdevoolu, keskkonnamõjusid, elanikkonna veevarustusprobleeme ja kaevandusvee ärajuhtimist.

Projektijuht Leonid Savitski

3

Sisukord

Sissejuhatus 4

1. Looduslikud tingimused. Reljeef, hüdrograafia, kliima 4

2. Hüdrogeoloogilised tingimused 5

2.1. Kvaternaaristete veekompleks 5

2.2. Ordoviitsiumi veekompleks 6

2.3. Ordoviitsiumi–Kambriumi veekiht 9

3. Vee juurdevool kaevandusse Sonda uuringuvälja piires 13

4. Soovitused edaspidisteks uuringuteks 15

Kasutatud kirjandus 16

Tekstilisa

Lisa 1. Vee analüüsi tulemused 17

4

Sissejuhatus

Sonda uuringuvälja perspektiivsetesse kaevandustesse juurdevoolava vee hulga eelhinnang

on tehtud Viru Keemia Grupp AS tellimusel.

Hüdrogeoloogilised tingimused on iseloomustatud 13. kaevandusvälja põlevkiviuuringute

(Morozov jt, 1975) ja Kabala–Rakvere fosforiidimaardla uuringutöö (Raudsep jt, 1989) materjalide

ning põhjaveeseire andmete põhjal. Täiendavalt uuriti vaatluskaevurühma 5129–5131 seisundit, kus

põhjaveeseiret tehti aastatel 1976–2001. Üldkeemiliseks analüüsiks võeti veeproov Kunda jõe

Sämi lävendil.

Vaatluskaevude ülevaatus näitas, et kõik kolm vaatluskaevu, mis avavad Nabala–Rakvere,

Keila–Kukruse ja Lasnamäe–Kunda veekihti, on sobivad põhjaveeseire jätkamiseks. Kunda jõe vee

analüüside tulemused on toodud lisas 1.

Töö käigus analüüsiti varasemate aastate töid, hinnati hüdrodünaamilisi parameetreid ja

arvutati analüütilisel meetodil vee juurdevool perspektiivsetesse põlevkivi- ja

fosforiidikaevandusse. Vee juurdevoolu hinnati Sonda uuringuvälja loodeosa kohta, kus uuritud

põlevkivivaru all lamab tööstuslik fosforiidivaru.

Uurimistöö vastutav täitja oli juhtivhüdrogeoloog Leonid Savitski, kes koostas ka käesoleva

aruande. Aruande joonised vormistas hüdrogeoloog Svetlana Jaštšuk, vaatluskaeve uurisid ja

veeproovid võtsid vanemhüdrogeoloog Nadežda Kivit ja vanemgeoloog Mati Lelgus. Aruande

vormistas tehnik Kaja Zavitskaja.

1. Looduslikud tingimused

Reljeef, hüdrograafia, kliima.

Uuringuvälja reljeef on nõrgalt liigendatud, väikese kallakusega loodest kagusse. Maapinna

maksimaalne absoluutkõrgus ulatub 93,6 meetrini, minimaalne – 60,8 meetrini. Kõrgematel aladel

levivad mõhnastikud ja oosid, mille suhteline kõrgus võib ulatuda 15–20 m maapinnast. Maapinna

keskmiseks absoluutkõrguseks võib lugeda 60–70 m. Negatiivsetest reljeefivormidest esineb

detailuuringute alal pinnakarsti lehtreid, mille kõige aktiivsemat arengut võib täheldada Sonda

kaevevälja loodeosas. Karst avaldub ümarate ja ovaalsete lehtrite või orundite kujul. Üksikute

karstilehtrite diameeter ulatub 5 meetrini, sügavus 3–4 meetrini.

Hüdrograafiavõrk on Sonda uuringuvälja piires nõrgalt arenenud. Seal voolab vaid Kunda

jõgi ja asuvad Hirmuse jõe lähted, jõeorud on lauged ja ebaselgelt väljendunud. Jõgede veerežiim

sõltub sademete hulgast, jõed on veerohked sügis- ja kevadperioodil.

5

Kunda jõe vesikond ulatub Sämi lävendi juures 390 km², aasta keskmine vooluhulk on

4,29 m³/s ja äravoolumoodul 11,0 l/s·km² (Ресурсы поверхностных вод, т. 4, 1972).

Uuringuväli on umbes 60% soostunud. Soostumata alad on kas metsa all või

põllumajandusmaad. Mets on valdavalt okas- või segamets. Kõige suuremaks ja üsna raskesti

läbipääsetavaks soomassiiviks on Sirtsi soo, mille pindala on uuringuväljal 23,5 km². Sood,

väikesed järved, jõed, ojad ja maaparanduskraavid on sügis- ja kevadperioodil vett täis ning igal

talvel ei külmu ja on raskesti läbitavad.

Piirkonna kliima on mereline, aasta keskmine õhutemperatuur on +4,5 °C. Sooja perioodi

kestvus on ligikaudu 150 päeva, aasta keskmine sademete summa on umbes 680 mm. Maapind

külmub sesoonselt 0,7–1,3 m sügavuseni. Püsiv lumikate tekib detsembri keskel ja aktiivne

lumesulamine jääb märtsi-aprilli.

Ala on ebaühtlaselt asustatud. Uuringuväljal ei ole suuri asustatud punkte, on ainult

väikesed külas ja talud. Suurimateks asulateks on Viru-Kabala küla ja Sonda alevik, mis asuvad

vahetult uuringuala põhjapiiril.

2. Hüdrogeoloogilised tingimused

Uuringuväljal levivad järgmised veekihid:

1. Kvaternaarisetete veekompleks;

2. Ordoviitsiumi veekompleks (O):

– Nabala–Rakvere veekiht (O3nb–rk);

– Keila–Kukruse veekiht (O3kl– kk);

– Lasnamäe–Kunda veekiht (O2–1ls–kn).

3. Ordoviitsiumi–Kambriumi veekiht (O1pk–Ca1pr);

4. Kambriumi–Vendi veekompleks (Ca–V):

– Voronka veekiht (V2vr);

– Gdovi veekiht (V2gd).

2.1. Kvaternaarisetete veekompleks

Kvaternaarisetted levivad kogu alal ning on esindatud Ülem-Pleistotseeni ja kaasaegsete

moodustistega. Kvaternaarisetete paksus on kõige suurem Kunda mattunud orus (68,4 m) ja

künkliku liustikulise reljeefi arengu piirkondades, mis jäävad kaarena liustikumoodustiste servale

alates Uljaste järvest kuni Kunda mattunud oru alguses – 10,7–14,0 m.

6

Ülejäänud alal on kvaternaarisetted suhteliselt väikese paksusega, ulatudes keskmiselt 4

meetrini. Kvaternaarisetete veekihte eristatakse geneetilise tunnuse järgi. Uuritaval alal levivad:

limnoglatsiaalsete sete veekiht, glatsiofluviaalsete setete veekiht, veetus moreenis sporaadiliselt

leviv saviliiva- ja liivaläätsede veekiht ja soosetete veekiht. Reeglina on need veekihid väikese

veeandvusega, lokaalsed, filtratsioonikoefitsient jääb vahemikku 0,5–8,4 m/ööpäevas, veetase on

maapinnast 0,2–1,0 m sügavusel.

Kvaternaarisetete tähtsus seisneb lamava Ordoviitsiumi veekompleksi toitumise

reguleerimises sademevee infiltreerumise teel. Sademe- ja pinnavee juhtijana on kvaternaarisetete

veel suur tähtsus kaevandite üleujutamises, eriti kevadise suurvee ja sügisvihmade ajal.

Iseseisva veekihina on suurima tähtsusega Kunda mattunud oru setete pinnasevesi. Kunda

mattunud org saab alguse ebaselge vagumusena Anguse küla lähistel ning kulgeb piki uuringuvälja

läänepiiri lõunast põhja.

Mattunud org on ristlõikes peaaegu U-kujuline, mille nõlvade vorm on mitmekesine –

laugest kuni peaaegu järsakuni. Kunda mattunud org lõikub järsult geoloogilis-hüdrogeoloogilisse

läbilõikesse. Uuringuvälja põhjaosas lõikab mattunud org läbi põlevkivi tootsa kihindi ning oru

setted lasuvad erineva vanusega aluspõhjakivimitel – alates Ülem-Ordoviitsiumi Rakvere lademest

lõunas kuni Alam-Ordoviitsiumi Kunda lademeni põhjas.

Kunda mattunud org on täitunud Valdai jäätumise Neeva staadiumi litoloogiliselt erineva

settekompleksiga, kus põhimassi moodustavad liustikulised ja limnoglatsiaalsed moodustised

(lgOIII, lglOIII). Glatsiofluviaalsed moodustised (fglOIII) on vähe arenenud. Kunda mattunud orgu

iseloomustab järgmine vertikaalläbilõige: oru põhjas lamab hall või pruunikashall moreen

karbonaatsete ja kristalliliste kivimite tükkidega, seda katavad limnoglatsiaalsed viirsavi ja

viirsavilaadne savi ning liiv, või glatsiofluviaalsed, harvem ürgsed alluviaalsed moodustised. Oru

setetes on vettandvateks liiva ja kruusa-veerise erimid. Oru vesi on vabapinnaline või kohaliku

survega ning lasub 3,25–+2,9 m sügavusel maapinnast. Vettandvate kivimite filtratsiooni- ja

kollektoromadused on ebaühtlased ja suhteliselt väikesed. Puurkaevude erideebit jääb vahemikku

0,0024–0,103 l/s·m; filtratsioonikoefitsient – 0,0041–2,46 m/ööpäevas; keskmine kaalutud

filtratsioonikoefitsient – 0,67 m/ööpäevas; tasemejuhtivuskoefitsient – 1,2×104 m²/ööpäevas.

2.2. Ordoviitsiumi veekompleks

Nabala–Rakvere veekiht (O3nb–rk) levib uuringuala kesk- ja lõunaosas ning paikneb

Ülem-Ordoviitsiumi Nabala ja Rakvere lademe lõhelistes ning kavernoossetes dolomiitides ja

dolomiidistunud lubjakivides (joonis 2). Vettandvate kivimite paksus on kuni 34,3 meetrit, mis

väheneb kirde suunas veekihi väljeala poole. Vettandvad kivimid lasuvad peaaegu horisontaalselt,

7

väikese langusega lõuna suunas, väljuvad kogu oma levialal kvaternaarisetete alla, milleks kohati

on vettpidav moreen. Veekihi lamamiks on Ülem-Ordoviitsiumi Oandu ja Keila lademe ülemise

osa savikas lubjakivi ja mergel.

Põhjavesi on kohati surveline, veetase lasub 0,72–3,07 m sügavusel maapinnast.

Puurkaevude erideebit jääb vahemikku 0,60–11,43 l/s·m, iseloomulikum on 2,1–5,20 l/s·m.

Allikate deebit muutub kümnendikust liitrist kuni mitmesaja liitrini sekundis. Eriti suurt vee

väljavoolu on märgitud Rakvere lademe dolomiitidest Põlula ja Roela küla juures, kus allikate

deebit ulatub 142–385 l/s.

Nabala–Rakvere veekihi filtratsioonikoefitsient on 1,80–43,57 m/ööpäevas, iseloomulikud

20,97–29,8 m/ööpäevas. Filtratsioonikoefitsiendi maksimaalset väärtust on täheldatud intensiivse

lõhelisuse ja karstumusega kivimites, mis tihti asuvad tektoonilistes rikkevööndites.

Tasemejuhtivuskoefitsient on 1,2×104 m²/ööpäevas.

Veekiht toitub sademeveest. Põhjaveetaseme muutuste aastane amplituud ulatub 1,2–1,8

meetrini (joonis 3). Keemilise koostise poolest on põhjavesi HCO3-Ca-tüüpi, kuivjäägiga 0,2–

0,35 g/l.

Keila–Kukruse veekiht (O3kl–kk). Põhjavesi levib Keila lademe alumise osa ning Jõhvi ja

Kukruse lademe ebaühtlaselt lõhelistes, kohati kavernoossetes ja dolomiidistunud ebaühtlaselt

savikates lubjakivides koos savika põlevkivi vahekihtidega. Veekiht levib kogu alal, v.a kitsas riba

Kunda mattunud oru keskosas. Kvaternaarisetete alla väljuvad vettandvad kivimid uuringuvälja

põhjaosas, kesk- ja lõunaosas on nad kaetud Ülem-Ordoviitsiumi setetega.

Piirkondades, kus esineb Ülem-Ordoviitsiumi koguläbilõige, muutub vettandvate kivimite

paksus vähe, jäädes 36,5–40,6 m vahele.

Uuringuvälja põhjaosas, kus veekihi kivimitel lasuvad kvaternaarisetted, väheneb veekihi

paksus kirde suunas veekihi regionaalse väljeala poole, ja läände – Kunda mattunud ürgoru suunas.

Veekihi lasumussügavus suureneb edela suunas, alates mõnest meetrist kuni 37,6 meetrini

maapinnast.

Veekihi lamamiks on kogu alal Uhaku lademe savikas tihe lubjakivi, paksusega 12,1–

14,6 m, mis on välja peetud nii pindalaliselt kui ka läbilõikes ja moodustab veekihile alumise

suhtelise veepideme. Siiski on tektoonilistes rikkevööndites ja karstivööndites, kus Uhaku lade on

tihti esindatud mergli ja lubjakivi vahekihtidega tugevalt lõhelise dolomiidiga, pumpamisandmete

põhjal tuvastatud nende kihtide mõningane omavaheline seos.

Uuringuvälja põhjaosas on veekihi põhjavesi survetu, looduslikes tingimustes on veetaseme

lasumussügavus 2,32–7,79 m maapinnast.

8

Uuringuvälja kesk- ja lõunaosas on veekihi setted kaetud suhtelise veepidemega – Oandu

lademe ja Keila lademe ülemise osa tugevalt savika lubjakiviga. Seal lasub põhjaveetase 1,50–

1,98 m sügavusel, vesi muutub surveliseks, mille tugevus kasvab edela suunas ning saavutab

maksimaalse väärtuse – 28 m üle veekihi lasumi.

Erideebit jääb vahemikku 0,0005–65,81 l/s·m, iseloomulik on 0,80–3,73 l/s·m.

Filtratsioonikoefitsient on 0,004–32,6 m/ööpäevas, iseloomulik 2,1–18,0 m/ööpäevas;

veejuhtivuskoefitsient on 77,7–409 m²/ööpäevas; piesojuhtivuskoefitsient 1,6×105–1,4×106

m²/ööpäevas.

Filtratsioonikoefitsiendi levikuskeem näitab, et veekihi kivimite veejuhtivus väheneb

läbilõikes ülevalt alla, pindalaliselt aga kirdest edelasse lasumussügavuse suurenemise suunas, st

üldise seaduspärasuse järgi lõhelisus, järelikult ka veejuhtivus vähenevad vastavalt sügavuse

suurenemisele maapinnast.

Veekihi režiim moodustub suuremal osal uuringuväljast ilmastikutingimuste mõju all.

Aastane veetaseme muutumise amplituud on 0,8–1,9 m (joonis 3).

Põhilise toite saab veekiht piirkondades, kus ta ulatub kvaternaarisetete alla. Väljavool

toimub hüdrograafiavõrku ja lamavasse Lasnamäe–Kunda veekihti.

Keemiliselt koostiselt on veekihi põhjavesi HCO3-Ca-Mg-tüüpi, kuivjäägiga 0,25–0,45 g/l.

Lasnamäe–Kunda veekiht (O2–1ls–kn) levib kogu uuringuväljal Kesk-Ordoviitsiumi

Lasnamäe ja Aseri lademe ning Alam-Ordoviitsiumi Kunda lademe osaliselt savikas lubjakivis ja

dolomiidis. Veekiht ulatub kvaternaarisetete alla kitsa ribana Kunda mattunud oru keskosas,

ülejäänud alal on kaetud Kesk-Ordoviitsiumi setetega. Vettandvad kivimid on pindalaliselt

suhteliselt ühtlase paksusega, 17,2–20,0 m. Kivimid lasuvad väikese lõunasuunalise kallakusega ja

lasumussügavus suureneb 42,5 meetrilt kuni 85,3 meetrini.

Alumiseks suhteliseks veepidemeks on Alam-Ordoviitsiumi Volhovi lademe ja Leetse

kihistu savikas glaukoniitlubjakivi ja dolomiit ning Pakerordi lademe diktüoneemakilt, paksusega

ligikaudu 3–4 m. Ülemiseks suhteliseks veepidemeks on Uhaku lademe savikas lubjakivi. Mõlemad

veepidemed levivad kogu alal.

Põhjavee lasumussügavus on +4,08–16,4 m maapinnast. Ülevoolu on märgitud Kunda jõe

orus. Veekihi põhjavesi on surveline, survetugevus ulatub 36–75 meetrini ja suureneb lõuna suunas.

Veekihi põhjavett avavate puurkaevude erideebit jääb vahemikku 0,0075–7,05 l/s·m,

iseloomulik on 0,46–1,74 l/s·m. Filtratsioonikoefitsient on 0,058–33,6 m/ööpäevas, iseloomulik –

2,72–10,56 m/ööpäevas. Veejuhtivus km = 9,9–540 m²/ööpäevas; piesojuhtivuskoefitsient on

9

7,8×104–3,3×107 m²/ööpäevas. Veejuhtivusomaduste levikul ei ole pindalalist seaduspärasust

täheldatud.

Põhjaveerežiimi uuriti vaatluskaevus nr 5129 (joonis 3). Põhjaveetaseme muutuste aastane

amplituud oli 0,75–1,40 m.

Põhilise toite saab veekiht väljealadel, kus tema kivimid ulatuvad kvaternaarisetete alla, ja

osaliselt lasuva Keila–Kukruse veekihi läbivoolust. Väljavool toimub Kunda ja Koolma jõe

orgudes.

2.3. Ordoviitsiumi–Kambriumi veekiht

Põhjavesi levib Alam-Ordoviitsiumi Pakerordi lademe ning Alam-Kambriumi Tiskre kihistu

ja Pirita lademe ülemise osa kivimites. Veekiht levib kogu alal ning on litoloogiliselt esindatud

pisi-, peene- ja keskmiseteralise liivakiviga, mis on erineva tsementeerituse astmega ja aleuroliidi

vahekihtidega, kogupaksusega 18,5–31,0 m.

Veekihi lasumussügavus on 63,5–111,6 m, mis suureneb lõuna suunas vettandvate kivimite

väikese kallakuse poole.

Alumiseks kindlaks veepidemeks on veekihile Pirita lademe alumise osa ja Lontova lademe

savi, keskmise kogupaksusega 32–70 m, mis pindalaliselt levib kogu alal. Ülemine veepide, mida

juba iseloomustati eelmise veekihi puhul, on suhteline.

Põhjaveetase lasub 13,97–17,17 m sügavusel maapinnast, vesi on surveline – survekõrgus

ulatub 55–90 meetrini ja suurenemine toimub lõuna suunas.

Veekihti avavate puurkaevude erideebit muutub vahemikus 0,17–0,58 l/s·m;

filtratsioonikoefitsient – 1,03–3,09 m/ööpäevas; piesojuhtivuskoefitsient 4,5–106 m²/ööpäevas.

Seega on veekihi filtratsiooni- ja kollektoromadused suhteliselt ühtlased.

Kirjeldatava veekihi ja lasuva Lasnamäe–Kunda veekihi vahel on võimalikud seosed, sest

neid eraldav veepide on suhteline. Põhiliseks toitealaks on Pandivere kõrgustiku piirkond, väljavool

toimub Soome lahte.

Kambriumi–Vendi veekompleksi Voronka ja Gdovi veekiht kaevandite üleujutamises ei

osale.

80.5

88.5

85.0

78.1

82.4

83.9

83.3

66.3

67.066.4

60.7

50.2

64.6

75.7

74.8

68.1

71.1

66.065.9

56.7

56.1

64.1

67.0

66.2

60.4

63.6

64.5

64.3 63.364.2

62.2

64.2

63.0

68.0

64.8

66.4

66.4

67.0

64.9

69.9

69.4

70.6

68.9

68.5

69.9

67.8

71.0

71.0

68.9

75.7

76.6

77.0

75.8 70.0

72.0

76.0

78.3

77.2

73.7

73.6

72.2

73.3

78.3

78.6

78.8

71.9

67.2

83.2

80.6

76.1

75.6

78.3

71.1

77.3

72.6

74.0

81.1

94.6

71.5

70.181.8

77.2

78.3

77.9

82.3

42.5

45.4

53.6

145.0

51.0

124.9145.9

51.6

51.7

54.1

54.7

48.6

52.1

55.2

53.1

52.7

53.9

56.1

46.6

49.8

64.7

57.0

60.2 56.0

57.4

57.0

54.7

60.5

53.8

55.0

66.5

54.8

59.0

58.7

58.3

62.3

62.0

69.3

53.2

53.6

67.7

57.2

59.5

65.867.8

65.6

72.8

66.7

74.3

79.4

55.9

56.3

56.2

60.5

58.0

59.0

69.2

64.9

66.8

70.5

76.5

74.275.5

77.0

78.4

76.9

71.4

71.9

78.1

86.4

66.8

66.7

65.0

90.0

88.5

81.2

77.9

67.7

66.6

72.7

77.0

81.0

84.2

88.8

76.6

93.6 75.0

64.3

66.2

66.0

75.1

67.072.8

69.9

87.5

69.3

75.5

91.872.0

67.5

69.1

68.5

77.4

66.9

66.7

70.1

66.6

70.9

68.1

71.3

53.2

66.4

Uue

mõi

sa o

ja

Kiviõli

KIVIÕLI

S a l a k ü l aSala-aru

V a i n u

K o l j a l a

Kiviõli kaevanduse kr

Hirmuse pkr

Hirmuse pkr

S o o n u r m e

Kulja

Soonurme

M A I D L A

V a r i n u r m e

Ilmaste pkr

Sonda

S a t s u

Sonda

S O N D A

Raiendiku kr

Hirm

use j

Sirtsi pkr

Sats

u oj

a

N ü r i

Uljaste jv

Soojärv

Ulvi laugasjärv

U l j a s t e s o oK a b a l a r a b a

Linnamägi

Voorse

V i r u -K a b a l a

U l j a s t e

U l j a s t e

K õ r m a

Pad

a j

KUNDA J

Voore oja

Kabala

M i i l a

Kunda j

Voore oja

P õ l u l a

L a v i

KU

ND

A J

U l v i

N õ m m i s e

S i r t s i

Jõeladva

soo

Tedr

esoo

Hirmu

se j

Sirtsi

Jõepere kr

Purts

e j

K o o l m a

Mehide oja

oja

Purtse j

P a l a s i

S I R T S I S O O K A I T S E A L A

S i r t s i s o o

Sirtsi pkr

Rihula kr

Raiendiku kr

Hirm

use j

Liiva oja

Voore oja

A r a v u s e

A n g u s e

Kunda j

Aravuse jv

Ädara j

KUNDA J

Rihula kr

????????????????????????????????????

????????????????????????????????????

???????????????????????????????????????????????????????????????

????????????????????????????????????

????????????????????????????????????

?????????

26262

51205119

262612626026259

5122

51285127

51245123

51265125

51305131

5129

5105

5116

51145113

5117

5115

51075106

51035104

5101

51105109

51115112

?

?

??

?

Fosforiidimaardla piir

Sonda uuringuvälja piir

Hüdrogeoloogiline puurauk,kõrval puuraugu number(Morozov jt; 1975)

Vaatluspuurauk

Projekteeritav vaatluspuurauk

Joonis 1. Sonda uuringuala ülevaatekaart.

Legend

© OÜ Eesti Geoloogiakeskus. 2011.

OÜ Eesti Geoloogiakeskus

26259

5118

Mattunud org

0 1 2 3 km

Tarbepuurkaev:

Ordoviitsiumi veekompleksi avav

Ordoviitsiumi-Kambriumi veekompleksi avav

Projekteeritav hüdromeetriline eläv nd

Projekteeritav kaevandus

Põhjaveetaseme abs. kõrgus, m

vaatluspuurauk 5131 (O nb-rk)3

vaatluspuurauk 5130 (O kl-kk)3

vaatluspuurauk 5129 (O ls-kn)2-1

Joonis 3. Põhjaveetaseme muutused vaatluspuuraukudes.

66

67

68

69

70

71

72

73

74

1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 aasta

13

3. Vee juurdevool kaevandusse Sonda uuringuvälja piires

Sonda uuringuvälja loodeosa põlevkivi ja fosforiidi tootsa kihindi vööndis hinnatakse vee

juurdevoolu põlevkivikaevandusse, mis hakkab kuivendama Keila–Kukruse veekihti, ja

fosforiidikaevandusse, mis hakkab kuivendama Ordoviitsiumi–Kambriumi veekihti.

Vee juurdevoolu hinnang on antud mittestatsionaarse liikumise võrrandi põhjal pindalaliselt

piiramatu kihi tingimustes. Kaevandus on planeeritud rajada uuringuvälja loodeosasse (joonis 1).

Arvutused on tehtud kaevanduse 1. ja 5. tööaasta lõpu seisuga tingimustel, et põlevkivi

kaevandamisel isoleeritakse Nabala–Rakvere veekiht ja fosforiidi kaevandamisel isoleeritakse

lasuvad veekihid.

Hüdrogeoloogilised parameetrid on võetud O. Morozovi, T. Kattai, N. Domanova jt 1975. a

aruandest ning R. Raudsepa, H. Liivranna, V. Belkini jt 1989. a aruandest.

Põlevkivikaevandusse sissevoolavat veehulka on hinnatud Keila–Kukruse veekihi

kuivendamise tingimustes, kui põlevkivi toodetakse 1,8 mln tonni aastas. Ammendatud ala pindala

on 1. tööaasta lõpuks F1 = 600 000 m², selle tinglik raadius mR 437600000

1 ; 5. tööaasta

lõpuks F5 = 3 000 000 m² ja R5 = 977 m.

Veejuhtivuse arvutuslik väärtus km = 211 m²/ööpäevas on võetud hüdrogeoloogiliste

puuraugurühmade 4, 5, 7 katsepumpamiste 1973. a andmete ning pa. 26260 ja 26261

katsepumpamisel 2010. a saadud andmete põhjal (joonis 2). Piesojuhtivuskoefitsient a arvutati

valemist ööpäevasmkma /527504,0

211 2

,

kus – veeandvus.

Põhjaveetaseme alanemine kaevandamise piirkonnas S = 50 m.

Vee juurdevool (Q) kaevandusse arvutatakse valemi (1) järgi:

ööpäevasm

Rta

SkmQ /32162

437365527512,6ln

50211412,6ln

4 3

22

1

(1)

ööpäevasm

Rta

SkmQ /32162

9773655527512,6ln

50211412,6ln

4 3

22

5

Kaevetööde lähenemisel Kunda mattunud orule ja ala loodeosale kahekordistub vettandvate

kivimite veejuhtivus, mistõttu vee juurdevool kaevandusse kahekordistub ja suureneb selle sõltuvus

14

aasta ilmastikutingimustest, kuna Keila–Kukruse veekihi lasumis puuduvad Oandu lademe

suhteliselt vettpidavad kihid.

Keila–Kukruse veekihi kuivendamine suurendab rõhku alt, Lasnamäe–Kunda veekihist,

mille tulemusel hakkab vesi voolama läbi Uhaku suhtelise veepideme, mida on vee

ärajuhtimissüsteemid nõrgestanud. Läbivoolu hulk sõltub Uhaku suhtelise veepideme

parameetritest, kuid kaevanduste töökogemuste põhjal moodustab juurdevool altpoolt ligikaudu 1%

kogujuurdevoolust.

Veealanduse mõjuraadius R hinnatakse valemi (2) järgi:

(2)

Juurdevoolu hindamisel Ordoviitsiumi–Kambriumi veekihist põhjaveetaseme alandamisel 3

meetrit alla lasumi piiri, S = 80 m, on kasutatud valemit (1). Arvutustes on arvestatud, et

aastatoodangu 3 mln tonni ja tootsa kihindi paksuse 1,5 m juures moodustab ammendatud ala F1 =

1 000 000 m², R1 = 564 m ning F5 = 5 000 000 m² ja R5 = 1261 m.

Veejuhtivuseks on võetud piirkonna keskmine km = 80 m²/ööpäevas ja piesojuhtivuseks a =

2·106 m²/ööpäevas (Raudsep jt, 1989). Pannes algandmed valemisse (1), saame vee juurdevooluks

Q1 = 7365 m³/ööpäevas ja sama väärtuse ka kaevanduse 5. tööaasta lõpuks.

Juurdevoolu täpsemaid tulemusi, mis arvestaksid ka läbivoolu läbi veekihi lasumi

Lasnamäe–Kunda veekihist, võib saada ülesannete lahendamisel mudelil. Mudeli abil saab hinnata

ka Ordoviitsiumi–Kambriumi veekihi põhjaveetaseme alanduslehtri arengut.

Ligikaudsete arvutuste põhjal moodustub põlevkivi ja fosforiidi levialal summaarne vee

juurdevool 39 527 m³/ööpäevas, kusjuures sesoonsed muutused võivad suureneda 2–3 korda, aga

põlevkivikaevanduses suureneb tööde edenedes põhja poole vee juurdevoolu ebaühtlus.

Kaevandusvee eelnev ärajuhtimine tööde algetapil võib toimuda pärast vee selitamist settetiikides

Pada jõkke. Võimalust, kas Pada jõkke on võimalik juhtida kogu kaevandusvett, peavad selgitama

täiendavad uuringud. On vaja sisse seada hüdromeetriline vaatluspost Sonda–Kabala maanteesilla

juures (joonis 1) ning hinnata jõe läbilaskevõimet raudtee all.

Teine võimalus on kaevandusvesi ära juhtida Kunda jõkke, kui lubatakse suurendada vee

karedust ja sulfaatide sisaldust. 2011. aastal tehtud Kunda jõe vee analüüs on esitatud lisas 1.

mtaR 465436552755,15,1

15

4. Soovitused edaspidisteks uuringuteks

Hindamaks perspektiivsete kaevandusalade senist uuritust ja kaevanduste mõju piirkonna

hüdrogeoloogilisele ja hüdroloogilisele seisundile, on vajalik teha järgnev tööde ja uuringute

kompleks:

1. Elanikkonna veevarustuse seisundi hindamiseks on vaja läbi viia kõikide

veehaarete ja veevarustusallikate revisjon. Revisjoni tulemuste põhjal valida välja

vaatluspunktid, kus on otstarbekas teha põhjaveeseiret.

2. Kaitsealuses Sirtsi soos seada sisse vaatluspunkt soovee dünaamika jälgimiseks.

3. Jätkata põhjaveetaseme vaatlusi vaatluskaevudes 5129–5131 ning varustada need

põhjaveetaseme mõõtmise automaatanduritega.

4. Uurida Pada jõge ja seada sisse hüdromeetriline vaatluspost, et hinnata jõe

võimalusi täiendava koguse kaevandusvee läbilaskmiseks.

5. Töötada välja hüdrogeoloogiline mudel, mis võimaldab hinnata perspektiivsete

kaevanduste vee juurdevoolu bilanssi kaevetööde erinevate variantide puhul,

veealanduse mõju elanikkonna veevarustusele ja kaitsealustele objektidele (Sirtsi

soo).

16

Kasutatud kirjandus

Morozov jt, 1975 – Морозов О., Каттай Т., Доманова Н., Каттай В., Данченко В., Петровицкая Р., 1975. Отчет о детальной разведке шахтного поля №13 Эстонского месторождения горючих сланцев за 1971–75 гг. Кохтла-Ярве. Raudsep jt, 1989 – Раудсеп Р., Лийвранд Х., Белкин В., Мардисте А., Расс В., Мерикюлль В., Мадалик Я., Паюпуу А., Мальцева И., Семенова Н., Кельдер Н., Купцов А., Громов, O., 1989. Отчет о результатах детальной разведки фосфоритов шахтного поля на месторождении Кабала Раквереского фосфоритоносного района Эстонской ССР в 1985–89 г. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 4. Эстония. 1972.

Sonda_joon1_svetliy.pdfPage 1

Sonda_joon2.pdfPage 1

veetase-5129-5130-5131.pdfPage 1