f o o r u m i

Geologian tutkimuskeskuksensidosryhmälehti1/2017

Maanalainen kaupunki piirtyy ruudulle Sivu 14

Maa-aineshuollollehaetaan uutta

järjestystäSivu 16

Uusiutuva energia tarvitsee innovaatioita Sivu 6

Geofoorumi 1/2017Julkaisija: Geologian tutkimuskeskuswww.gtk.fi

Päätoimittaja: Marie-Louise WiklundUlkoasu: Mainostoimisto SST OyToimitusneuvosto: Petri Lintinen, Marie-Louise Wiklund, Veli-Matti Jalovaara, Taina Järvinen

Etukannen kuva: LehtikuvaPaino: Lönnberg Painot OyISSN 1796-1475

Pääkirjoitus . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Lyhyesti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Uusiutuva energia tarvitsee innovaatioita . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Tarkka tieto savikoista auttaa maankäytön ja rakentamisen suunnittelussa . . . . . . . . . . . . . . . 10

Mining Finland siivittää kotimaista kaivosalaa kasvuun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Maanalainen kaupunki piirtyy ruudulle . . . . . . . . . . . . . . 14

Maa-aineshuollolle haetaan uutta järjestystä . . . . . . . . . . . . . 16

Ilmastonmuutos lisää pohjavesien haavoittuvuutta . . 19

Kolmen tunnelin taktiikalla . . . . 22

Taustapitoisuustietojen merkitys kasvaa . . . . . . . . . . . . . 25

Uudet julkaisut . . . . . . . . . . . . . . 27

SISÄLTÖ 1/2017

Mining FinlandsiivittääkotimaistakaivosalaakasvuunSivu 12

UusiutuvaenergiatarvitseeinnovaatioitaSivu 6

Geologisen tiedon hyödyntäminen vähentää rakentamiskustannuksia

PÄÄKIRJOITUS

Geofoorumi on Geologian tutki-muskeskuksen (GTK) sidosryhmille suunnattu lehti, joka ilmestyy kaksi kertaa vuodessa: keväällä suomen-kielisenä ja syksyllä englanninkieli-senä numerona .

Tilaukset, osoitteenmuutokset ja palaute: satu.ojanen@gtk.fi

GTK:n yhteystiedot Geologian tutkimuskeskuswww.gtk.fi

Puh . 029 503 0000

GTK ylläpitää useita kansallisia tietovarantoja.

“

Kanadalaiset kollegani tutkivat kaupunkialueella maaperän rakennetta kairakoneella asfaltin läpi otetuista näytteistä. Tutkimukset tehtiin pohjaveden virtausmallia varten. Pai-kallislehden toimittaja tuli paikalle ja kysyi kiinnostuneena mitä asfaltin alla oli. Geologi kertoi asfaltin alla olevan soraa ja hiekkaa ja sen alla moreenia ja alimpana kalliota.

Toimittaja oli huudahtanut ”Wow” ja todennut, että hän ei olisi ikinä uskonut, että asfaltin alla voisi olla maata saati sitten kalliota. Olihan löydös sensaatio!? Aluksi en uskonut tarinaa, mutta myöhemmin olen törmännyt usein siihen, et-tä maallikoiden on vaikea mieltää geologille itsestään selviä asioita. Vikahan ei ole missään muussa kuin siinä, että geolo-gikunta ei ole tietoaan osannut kansantajuisesti jakaa tai saati sitten tuoda sitä osaksi eri alojen koulutusohjelmia.

Vakava seuraus on kuitenkin se, että yhdyskuntien suun-nittelussa kaavoituksen keinoin tehdään päätöksiä vähäisellä tai olemattomalla tiedolla siitä, miten tehdyt ratkaisut vaikut-tavat rakentamisen kustannusten muodostumiseen.

Erityisen ongelmallisia ovat pehmeikköalueet, joilla maa-perän luontainen kantavuus on vähäistä. Pehmeikköalueilla talot joudutaan perustamaan paaluille tukeutuen syvemmällä oleviin kantaviin maaperäkerroksiin tai kallioperään. Siten maakerrosten laadulla ja paksuudella on suurta merkitystä perustamiskustannuksiin.

Kaavoitusta ei tietenkään tehdä geologian perusteella, vaan merkittävät kaavoitusratkaisut tehdään maanomistuk-sen sekä kaupunkirakenteen ja kaupunkikuvan perusteella. Geologisista olosuhteista aiheutuvien perustamiskustan-nusten rooli tulee kuvaan vasta päätösten toteutusvaiheessa, jolloin kustannusvertailua eri kaavoitusratkaisujen kesken ei enää voi tehdä. Tehdyt virheratkaisut heijastuvat pitkälle tulevaisuuteen ja näkyvät vaikka vasta tuleville sukupolville infrastruktuurin vaurioina.

Asutuksen ja toimintojen tiivistymisen vuoksi rakentami-selle suotuisat alueet vähenevät ja siirrytään heikommille ra-kentamisen alueille. Väestön keskittyminen kasvukeskuksiin luo painetta uusien alueiden rakentamiselle ja täydennysra-kentamiselle. Isoimmissa kaupungeissamme maanalainen ra-kentaminen ja rakentamisen raaka-aineiden käyttö lisääntyy sekä massojen hallinta ja logistiikka vaikeutuvat.

GTK kokoaa ja jalostaa palveluiksi geologista tietoa mm. yhdyskuntasuunnittelun tarpeisiin. Erityisenä kehitystehtä-vänä on maaperän 3D-geomallinnus ja suurkohteiden geo- energiaan pohjautuvat lämmitys- ja viilennysratkaisut.

GTK ylläpitää useita kansallisia tietovarantoja, kuten poh-jatutkimus- ja taustapitoisuusrekisteriä. Pohjatutkimusre-kisterissä on tieto maapeitteiden ominaisuuksista yli 600 000 kairauspisteestä. Taustapitoisuusrekisterissä on tietoa hai-tallisten alkuaineiden esiintymisestä noin 90 000 maaperä-näytteestä. Taustapitoisuustietoa käytetään vertailutietona pilaantuneen maaperän puhdistustarpeen määrittelyssä ja maanrakentamisen ylijäämämaiden sijoittelussa.

Rekisterien tiedot ovat vapaasti kaikkien rakentajien käy-tettävissä verkkopalveluiden kautta ja ne osaltaan vähentävät suunnittelu- ja tutkimuskustannuksia. Rakentamisessa syn-tyvien tietovirtojen haltuunotto on suuria roolillisia haasteita GTK:lla yhdyskuntasuunnittelua tukevissa tehtävissä.

Petri Lintinenjohtaja; projektit ja asiakkuudetpetri.lintinen@gtk.fi

LYHYESTI

GTK on mukana merentutkimuksen FINMARI-konsortiossa, joka on saanut 1,4 miljoonan euron FIRI2016-rahoi-tuksen Suomen Akatemialta. Rahoitus jakautuu SYKE:n, Ilmatieteen laitoksen, LUKE:n, GTK:n sekä Helsingin ja Turun yliopiston ja Åbo Akademin saaristotut-kimusasemien kesken.

GTK sai rahoituksen Geomari-tutki-musalukselle merenpohjan geologiseen tutkimukseen hankittavaan moderniin monikeilakaikuluotainjärjestelmään sekä ”vapaapudotuskankeen” (free fall cone penetrometer, FF-CPT).

Uudenlainen monikeilakaikuluotain tuottaa tarkan resoluution tietoa me-renpohjan topografiasta/morfologiasta, pinnan rakenteesta ja koostumuksesta sekä merenpohjan prosesseista ja muu-toksista. Vapaasti merenpohjaan pudo-tettava FF-CPT puolestaan mahdollistaa merenpohjan pintaosan koostumuksen selvittämisen nopeasti. Merenpohjan kerrostumiin uppoavalla mittalaitteel-la saadaan tietoa merenpohjan geofysi-kaalisista ja geoteknisistä ominaisuuk-sista, kuten leikkauslujuudesta, läpäi-synkestävyydestä ja huokospaineista.

Nämä tiedot parantavat merkittä-västi kykyä merenpohjan kerrostumien luokitteluun, geoteknisiin paikka- ja rakennettavuustutkimuksiin, nopeaan ympäristöarviointiin ja muihin vastaa-viin toimiin. FF-CPT on ensimmäinen laatuaan Itämerellä, ja avaa uusia ovia kansainväliselle tieteelliselle yhteis-työlle.

Geomari-alukselle uusia tutkimus-laitteita

Lähes kaikki GTK:n geofysiikan maastomittaajat ovat nyt suorittaneet kaivosalan ammattitutkintoon vaadittavan koulutuksen ja antaneet maastotöissä viralliset näytöt osaamisestaan.

– Kyse oli ensimmäisestä kerrasta, jolloin geofysiikan maastomit-tauksen tutkintoa oli mahdollista lähteä suorittamaan osana opetus-hallituksen vahvistamaa kaivosalan ammattitutkintoa. GTK ja kou-lutuksen vetänyt Amiedu tekivät vuoden verran yhdessä töitä, jotta geofysiikan maastomittaajien suuntautumisvaihtoehto saatiin lisättyä kaivosalan ammattitutkintoon, GTK:lla koulutuksesta vastannut eri-koisasiantuntija Tauno Rautio kertoo.

GTK:n 11 geofysiikan maastomittaajaa osoitti syksyn 2015 ja vuoden 2016 aikana ammattitaitoaan näytönvastaanottajille tekemällä heille elektromagneettista, magneettista, seismistä, painovoimaista tai säh-köistä mittaustyötä siinä laajuudessa, että käytännön ammattitaidon voitiin luotettavasti todeta vastaavan ammattitaitovaatimuksia.

Tutkinnon suorittamisella tuotiin virallisestikin näkyväksi se osaa-minen, jota GTK:lla on geofysiikan maastotöissä.

Etualalla uusi FEI Quanta 650 -kenttäemissiopyyhkäisyelektroni- mikroskooppi, takana vanha MLA-laitteisto.

Geofysiikan maastomittaajat suorittivat kaivosalanammattitutkinnon

GTK Mintec on ottanut käyttöön uuden mineralogisiin tutkimuksiin tar-koitetun pyyhkäisyelektronimikroskopian laitteiston (MLA). Se koostuu FEI:in Quanta 650 -kenttäemissiopyyhkäisyelektronimikroskoopista, kahdesta Brukerin XFlash ED -detektorista sekä mineralogisista ohjel-mistoista (MLA, QEMSCAN ja AMICS).

Kyseessä on ensimmäinen SEM-laitteisto, jossa on sekä MLA- että QEMSCAN-ohjelmistot. Nyt GTK voi tarjota asiakkaille myös QEMS-CAN-mittauksia etenkin silloin, kun samankaltaisten näytteiden määrä on suuri (esimerkiksi kaivos- ja rikastamonäytteet). AMICS-ohjelmal-la voidaan mitata mm. ensimmäistä kertaa Suomessa koko kiillotetun ohuthieen pinta-ala.

Outokumpuun uusi MLA-laitteisto

Magneettikenttämittausta Kivijärvellä. Kuvassa vasemmalta kurssilaiset Reijo Sormunen, Esko Virtanen, Tapio Kivijärvi sekä kouluttajana toiminut Amiedun Kari Lavikainen.

4 Geofoorumi 1/2017

Vuonna 2015 GTK:lle lähetettiin noin 4 000 kivinäytettä, joiden perusteella GTK palkitsi 29 kiviharrastajaa yhteensä 16 900 eurolla. 3 000 euron pääpalkinto meni Oulaisiin Tapio Törmäkankaalle Ylivieskan, Kalajoen, Reisijärven sekä Haapaveden seuduilta löytämistään kul-ta-, hopea- ja lyijypitoisista lohkare- ja kallionäytteistä.

GTK on arvioinut yhden kilometrin sy-vyyteen asti kallioperämme löytämät-tömät kromivarannot. Arvion mukaan niiden kromiesiintymien sisältämät kromivarannot ovat 50 %:n todennä-köisyydellä ainakin 350 miljoonaa ton-nia kromia, painottuen vahvasti Poh-jois-Suomeen. Periaatteessa Suomen löytämättömien kromivarantojen po-tentiaali on siis kohtuullisen hyvä, sillä löytämättömiä kromivarantoja on vielä melko varmasti ainakin Kemin kaivok-sen verran.

Oulun yliopisto ja GTK ovat solmineet strategisen kumppanuusso-pimuksen, jolla ne syventävät menestyksekästä yhteistyötään kai-vos- ja rikastustekniikassa sekä geotieteissä. Yhteistyön tavoitteena on rakentaa kansainvälisesti merkittävä kaivannaisalan tutkimus- ja innovaatiokeskittymä. Samalla yhteistyöllä edistetään koko kansalli-sen geotiedeyhteisön toimintaa ja kaivannaisalan tutkimusstrategian toteuttamista.

Strateginen kumppanuus tuo voimavaroja etenkin Oulun yliopiston kaivannaisalan tiedekunnan ja GTK:n tutkimusyhteistyöhön mine-raalitekniikan alalla. Teollisuudelle – ja koko Suomen kaivannaisalalle – on tärkeää, että tehokkaalla kokonaisuudella varmistetaan kaivan-naisalan huippuosaajien koulutus Suomessa.

Yhteistyön tavoitteena on elinkeinoelämää palvelevan tutkimus-toiminnan laajentaminen. Ensivaiheessa keskittymä tuo mahdolli-suuksia kilpaillun EU-tutkimusrahoituksen kasvattamiseen ja verkos-toyhteistyöhön mineraalitekniikan alueella. Voimavarojen yhdistämi-nen luo mahdollisuuksia Euroopan mittakaavassa uskottavan osaa-miskeskittymän kehittymiselle. Strategista kumppanuussopimusta tullaan täydentämään konkreettisilla yhteistyömalleilla. Tutkimus- ja kehityshankkeissa toimitaan aktiivisesti ja entistä tiiviimmin myös yhdessä muiden suomalaisten ja kansainvälisten tahojen kanssa.

Laajemmin sopimuksella edistetään yhdessä tutkimuksen kau-pallistamista, yrittäjyyttä ja liiketoiminnan kehittämistä. Erityisenä kohteena ovat teknologian lisäksi palvelukonseptien kehittäminen.

Yhteistyö vahvistuu myös raaka-aineiden hyödyntämiseen liitty-vien digitaalisten palveluiden ja niihin liittyvien tekniikoiden kehi-tyksessä, sekä prosessi- ja säätötekniikan alueilla. Muita kehittyviä tai potentiaalisia yhteistyöalueita ovat mm. arktisten alueiden mahdolli-suudet sekä kiertotalouteen, teollisuusympäristöihin ja prosessivesien hallintaan liittyvät ratkaisut.

Suomessaon runsaasti löytämättömiä kromivarantoja

GTK:n ja Oulun yliopiston tavoitteena mineraalialan huippuosaaminen

AMICS-mittaus koko kiillotetusta ohuthieestä. Vihreä on apatiittia, harmaa kvartsia, ruskea götiittiä ja sininen fluoriittia. Mittausaika n. 3 tuntia.

Laitteisto mahdollistaa myös mineraalipintojen tutkimisen muuta-man kymmenen nanometrin tarkkuudella. Esimerkiksi rikastushiek-kaan jäävien arvomineraalien pintatutkimus voi auttaa selvittämään syitä, miksi partikkelia ei ole saatu rikasteeseen.

Laitteiston rahoitti GTK:n lisäksi Pohjois-Karjalan maakuntaliitto 55 %:n EAKR-rahoituksella.

Kansannäytteiden pääpalkinto Tapio Törmäkankaalle

Palkitun Tapio Törmäkankaan kivinäytteitä.

5Geofoorumi 1/2017 5

Uusiutuva energiatarvitsee innovaatioita Teksti: Marja Saarikko

Suomessa pitäisi satsata nyt voimakkaammin uusiutuvan energian kehittämiseen ja skaalaamiseen, jotta Suomi toteuttaisi osuutensa Parisiin ilmastokokouksen tavoitteista, sanoo Sitran johtaja Mari Pantsar.

Hallituksen viime vuoden marraskuussa hyväksymässä energia- ja ilmastostra-tegiassa linjataan toimia, joilla Suomi saavuttaa Sipilän hallitusohjelmassa ja EU:ssa sovitut ilmastotavoitteet vuo-teen 2030.

Uusiutuvan energian osuus on tar-koitus nostaa 50 prosenttiin loppukulu-tuksesta jo 2020-luvulla. Pitkän aikavä-lin tavoitteena on hiilineutraali, täysin uusiutuviin nojaava energiajärjestelmä.

Sitran Mari Pantsarin mukaan strategiassa esitetyt uusiutuvan ener-gian tavoitteet perustuvat suurelta osin bioenergian lisäämiseen, mutta tämän rinnalle – jo riskienhallintamielessä – pitäisi kehittää muita uusiutuvan ener-gian lähteitä.

– 2020-luku tulee todella nopeas-ti. Pariisin ilmastosopimuksen tavoit-teiden saavuttaminen vaatii olemassa olevien uusiutuvien energiaratkaisujen rinnalle myös aivan uusia innovaatioita, jotka on nopeasti skaalattava, Pantsar sanoo.

Kotimaista energiaa kallioperästä

Esimerkiksi geotermisessä energiassa Pantsar näkee paljon potentiaalia ja se soveltuisi tulevaisuudessa hyvin sekä lämmön että sähkön tuotantoon.

– Yhdysvalloissa on jo useita geo-termiseen energiaan perustuvia säh-köntuotantolaitoksia käytössä ja Euroo-passakin niitä rakennetaan, hän sanoo.

– Suomessa merkittävä hanke on St1:n ja Fortumin Otaniemeen toteut-tama syväreikä. Lisäksi esimerkiksi Tampereen seudulla on hyviä projekteja käynnissä.

Geotermisen energian läpimurrossa GTK:n osaamisella on hänen mielestään keskeinen rooli, sillä on tärkeää löytää alueet, joilla energian käyttö on kus-tannustehokasta ja järkevää. Lisäksi geotermisen energian laajaan käyttöön-ottoon liittyvät riskit on tunnistettava etukäteen.

– Suomi voisi olla geotermisessä energiassa merkittävä toimija, mutta se vaatii voimallisempaa panostusta alueen tutkimus- ja kehitystoimintaan, hän painottaa.

– Ylipäätään tutkimus- ja kehitys-toiminta pitäisi keskittää huippuosaa-misen alueille, eikä hajottaa resursseja liian moneen. GTK:n osaamista pitäisi tässäkin hyödyntää enemmän ja sillä on Suomen lisäksi kysyntää myös vien-tituotteena.

Kiertotalous huomioitava paremmin

Suomessa on hiljattain julkaistu myös maailman ensimmäinen kansallinen kiertotalouden tiekartta, jonka toimen-piteiden avulla Suomi voisi nousta kier-totalouden kärkimaaksi.

Pantsarin mielestä tavoite on saa-vutettavissa, joskin kilpailu huipulla on kovaa. Samalla hän kuitenkin pahoitte-lee, ettei kiertotalouden kokonaiskuvaa

ole huomioitu hallituksen energia- ja ilmastostrategiassa.

– Kiertotalous on osaltaan vastaus ilmastonmuutokseen ja resurssien vii-saalla käytöllä voidaan vähentää pääs-töjä merkittävästi, hän huomauttaa.

Kiertotalouden yksi painopiste on tekniset kierrot, jossa tavoitteena on metallien ja mineraalien tehokas ja kestävä käyttö sekä niiden arvon säi-lyttäminen. Siinä GTK:llakin on vahvaa osaamista.

Konkreettinen korkean vientipo-tentiaalin hanke on esimerkiksi Tek-nologiateollisuuden suunnittelema de-molaitos sähkö- ja elektroniikkaromun metallien talteenottoon.

– Harvinaisten maametallien tal-teenotto voisi vähentää tuontimetallien tarvetta, jolloin emme olisi riippuvaisia esimerkiksi Kiinan metallien tuotan-nosta, summaa Pantsar.

Demolaitoksia ja referenssejä tarvitaan

Suomessa energia- ja ilmastotavoit-teiden saavuttamista edistää Pantsarin mielestä etenkin demonstraatio- ja re-ferenssialueiden rakentaminen puhtai-den ja älykkäiden ratkaisujen alueelle.

Konkreettisia hankkeita on jo käyn-nissä useita. – Suomessa on esimer-kiksi yhdeksän FISU-kuntaa (Finnish Sustainable Communities), yli 20 HIN-KU-kuntaa eli hiilineutraalia kuntaa ja Smart & Clean pääkaupunkiseutu, hän luettelee.

ENERGIARATKAISUT

Geoenergiaon ehtymätöntä

uusiutuvaaenergiaa.

6 Geofoorumi 1/2017

»

“ Geoenergiaon ehtymätöntä

uusiutuvaaenergiaa.

Sitran Mari Pantsarin mielestä energia- ja ilmastotavoitteet voisivat olla Suomessa vielä-kin kunnianhimoisempia, silläsiten yrityksille voitaisiin luoda houkutteleva kotimarkkina.

Geoenergiaa jageotermista energiaaGeoenergia eli maalämpö on maa- ja kallioperästä saa- tavaa puhdasta ja uusiutuvaa lämmitys- ja jäähdytysener- giaa, jota hyödynnetään lämpöpumpputekniikalla . Maa- ja kallioperään varastoitunutta auringon energiaa otetaan käyttöön energiakaivoista 100–400 metrin syvyydestä .

Geoterminen energia on lämpöä, joka syntyy ja varas- toituu syvemmällä kallioperässä . Sen hyödyntämiseksiporataan kilometrien syvyyksiin . Geotermisen energianvaikutusta on Suomessa havaittavissa vasta noin 500metrin syvyydestä alkaen .

ST1 poraa Espoon Otaniemes-sä peräti seitsemän kilometrin syvyyteen rakentaessaan Suomen ensimmäistä teollisen mittakaavan geotermisellä energialla toimivaa lämpö-laitosta.

Turun ydinkeskustan geoenergiapotentiaali on GTK:n selvi-tyksissä paljastunut pääosin hyväksi ja jopa erinomaiseksi.

Selvitys koskee kallioperään porattavia energiakaivoja, tutummin maalämpöä, ja siinä huomioidaan geoenergian hyödyntämisen kannalta olennaiset geologiset tekijät eli ki-vilajit ja niiden lämmönjohtavuus sekä maapeitteen paksuu-den vaihtelu.

Maapeitteen paksuus vaikuttaa suoraan yksittäisen ener-giakaivon ja energiakaivokentän porauskustannuksiin.

Turun keskusta-alueella on kohtuullinen maanpeite, mutta ennen kaikkea sen kivilajien lämmönjohtavuus on kiitettävä. Vallitsevia kivilajeja ovat kiillegneissi (biotiittipa-ragneissi), graniitti ja granodioriitti, joissa kaikissa esiintyy vaihtelevassa määrin granaattia.

Granaatti on kvartsin ohella tärkeä mineraali, koska se nostaa kivien lämmönjohtavuusarvoa.

Ainoastaan Aurajoen molemmin puolin maanpeite on niin paksu ja pehmeää, että sen geoenergiapotentiaali on vain keskinkertainen ja sen hyödyntäminen vaatisi kustannuksia nostavien pitkien teräsputkien poraamista maan sisään.

Energiapaaluja Kauppatorille

Turun kaupungin kaavoituspäällikkö Paula Keskikastari ker-too selvityksen tulleen ajankohtaiseksi Turun torin alle suun-nitellun pysäköintilaitoksen kaavoituksen yhteydessä.

– Suunnitteilla olevan ison parkkiluolan rakentaminen

vaatii paljon paalutuksia. Nämä paalut voisivat olla ns. yh-distelmäpaaluja, jotka keräävät samalla geoenergiaa, hän perustelee.

– Lopulta päädyimme laajentamaan kartoitusta koko kau-pungin alueelle, koska geoenergiaa voidaan hyödyntää muis-sakin kohteissa.

GTK:n Geoenergia-yksikön päällikkö Asmo Huuskon mukaan GTK:n julkaisema ensimmäinen valtakunnallinen geoenergian potentiaalikartta on saanut muutkin kaupungit kiinnostumaan geoenergian hyödyntämisestä.

– Turun lisäksi selvityksiä on jo tehty esimerkiksi Oulussa, Tampereen alueella ja Kymenlaaksossa, hän kertoo.

Monissa kaupungeissa on hänen mukaansa tiivis kauko-lämpöverkko, mutta sen sisälle on mahdollista rakentaa ener-giakaivoja ja toteuttaa erilaisia hybridiratkaisuja.

– Geoenergia on ehtymätöntä uusiutuvaa energiaa, joten miksei sitä hyödynnettäisi. Esimerkiksi Ruotsissa ollaan tässä jo paljon pidemmällä.

– Hankkeissa hyvä etenemistapa on kokeilla uusia ratkaisuja pienessä mit-takaavassa, oppia tuloksista ja sen jäl-keen jatkaa niitä isomman mittakaavan hankkeiksi.

Mission Innovation tuonee lisää tutkimusrahaa

Merkittävä asia on Pantsarin mielestä Suomen liittyminen Mission Innovati-on -aloitteeseen yhdessä noin 20 muun maan kanssa, mikä huomioitiin myös energia- ja ilmastostrategiassa.

– Mission Innovationissa toimivat maat ovat sitoutuneet kaksinkertaista-maan uusiutuviin energioihin ja ener-giajärjestelmiin suuntautuvan julkisen innovaatiorahoituksensa vuoteen 2020 mennessä, mikä on haastava, mutta hy-vin kannatettava tavoite, hän painottaa.

Mission Innovationin toiminnan perusta on yksityisen ja julkisen sek-torin yhteistyö ja tässä yhteydessä olisi hänen mielestään hyvä mahdollisuus nostaa esiin myös GTK:n osaamista ja vauhdittaa alueen tutkimus- ja kehit-tämistoimintaa.

– Itse toivon, että Suomi ottaa aloit-teen tosissaan ja kanavoi uutta rahoi-tusta puhtaan energian kehittämiseen lupauksensa mukaisesti. Viisi vuotta on kuitenkin lyhyt aika ja aloite pitäisi jo konkretisoida, hän painottaa.

Kohti kannustavaa kotimarkkinaa

Energia- ja ilmastotavoitteet ovat Suo-messa kunnianhimoisia, mutta Pant-sarin mielestä ne voisivat olla vieläkin kunnianhimoisempia, sillä siten yri-

tyksille voitaisiin luoda houkutteleva kotimarkkina, mikä kannustaisi kehit-tämään uusia puhtaan energian ja kier-totalouden ratkaisuja.

– Lisäksi Suomen tulisi panostaa enemmän näiden alueiden tutkimus- ja kehitystoimintaan ja painottaa etenkin huippuosaamisen alueita ja kansainvä-listä vientipotentiaalia.

Pelkkä Suomen kotimarkkina ei kuitenkaan riitä kasvun ja työllisyyden luomiseen.

– Energiapolitiikka tulisi nähdä mitä suuremmassa määrin elinkeinopolitiik-kana sekä kasvun, vientitulojen ja työ-paikkojen lähteenä, Pantsar summaa.

Turun ydinkeskustan geoenergiapotentiaali on hyvä ja jopaerinomainen

Aurajok

i

Aura å

Åbohamn

Iso-HeikkiläStorheikkilä

Patterinhaka

Puistomäki

Korppolaismäki

Majakkaranta

PortArthur

Pihlajaniemi

Lauttaranta

Vähä-Heikkilä

Lillheikkilä

Kähäri

Pohjola

Kähärinmäki

Tikkumäki

Muhkuri

Pitkämäki

Ispoinen

Vasaramäki

Petrelius

Mäntymäki

Luolavuori

Kurjenmäki

Kupittaa

Itäharju

Nummi

Peltola

Satama

Turunlinna

Latokari

Kakolanmäki

Syvänkallio

Retivuori

Myllymäki

Härkämäki

Muhkurinmäki

Mikkolanmäki Villamäki

Mikkolanmäki

Ropovaha

Luolavuori Skanssinmäki

Vartiovuori

Samppalinna Satulamäki

Paltus

Alistalo

KUPITTAA

TURKU

23457000

23457000

23458000

23458000

23459000

23459000

23460000

23460000

23461000

23461000

23462000

23462000

6702

000

6702

000

6703

000

6703

000

6704

000

6704

000

6705

000

6705

000

TURKU GEOENERGIAPOTENTIAALIKeskusta, ruutukaava-alue

Erinomainen

Hyvä

Keskinkertainen0 0.5 10.25 km

Sisältää Maanmittauslaitoksen Maastotietokannan 2016 aineistoa © MML ja HALTIK

8 Geofoorumi 1/2017

Pohjavesienergia on merkittävä uusiutuvan energian lähde, jonka hyödyntäminen Suomessa on vasta aluillaan. GTK:n geoenergian johtava asiantuntija Teppo Arolan mukaan poh-javesienergia soveltuu etenkin asuin- ja teollisuuskäyttöön kaavoitetuille alueille.

– Pohjavedestä voitaisiin näillä alueilla tuottaa lämpö-pumpulla noin 55–60 MW lämmitystehoa. Tällä teholla voi-taisiin lämmittää noin 20–40 prosenttia Suomessa vuosittain rakennettavista asuinrakennuksista, hän sanoo.

Etenkin pohjavesienergiaa voidaan hyödyntää Salpaus-selkä- ja harjualueilla, joilla on paljon vettä. Rakennetuille alueille se soveltuu, koska siellä pohjaveden lämpötila on yleensä 3-4 astetta luonnontilaisia alueita korkeampaa.

Suomessa ensimmäinen suuren luokan pohjavesienergian kohde on Lahdessa sijaitseva Askon entinen teollisuusalue, johon ollaan rakentamassa modernia liike- ja asuinkorttelia.

– Kohde on varsin iso, sillä pinta-alaa sillä on 30 hehtaa-ria ja tavoitteena olisi hyödyntää vuorokaudessa arviolta noin 3 000 kuutiota pohjavettä, Arola kertoo.

Lähiaikoina tullaan käynnistämään vielä muutamia uusia hankkeita, mutta siitä huolimatta Suomi on hänen mukaansa vielä paljon Ruotsia perässä.

– Ruotsissa on isoja kohteita jo noin 160. Arlandan lento-asema on Euroopan suurin pohjavesienergian hyödyntäjä ja siellä on 19 energiakaivoa, jotka lämmittävät osaa lentoase-marakennuksesta ja pitävät lentokoneiden tuloporttialueita sulana. Kesällä niitä käytetään viilentämiseen, hän kertoo.

Suomessakin olisi hänen mukaansa mahdollista toteut-taa vastaavia pohjavesienergiaratkaisuja, sillä tutkimuksen mukaan pohjavesienergialla on yhtä paljon potentiaalia sekä Suomessa että Ruotsissa.

Riskit ja kustannukset selville

GTK tekee selvityksiä pohjavesienergian hyödyntämisestä. Pohjavesigeologisessa selvityksessä kartoitetaan erityises-ti, kuinka paljon vettä on hyödynnettävissä, mikä on veden lämpötila ja kuinka paljon sitä voidaan kierrättää eli imeyttää takaisin pohjavesivarastoon.

Samassa yhteydessä arvioidaan myös pohjaveden käytön taloudelliset ja ympäristöriskit sekä investointikustannukset.

Arolan mukaan pohjavesienergian ympäristöriski on hy-vin vähäinen, sillä pohjaveden käyttöä säätelee lainsäädäntö. Kaivon voi porata vain asianmukaisin välinein.

Itse pohjavesienergia on hyvin puhdasta, sillä siinä ei ole väliaineena haitallisia kemikaaleja ja lisäksi se on täysin uu-siutuvaa. Suurimmat riskit ovat lähinnä taloudelliset.

– Mikäli vettä on odotettua vähemmän, energiaakin saa-daan vähemmän, mutta siihen voidaan vaikuttaa hyvällä han-kesuunnittelulla ja riskien tunnistamisella, hän summaa.

Suomen pohjavesienergian alustavaa potentiaalia arvi-oitiin Arolan vuonna 2015 Helsingin yliopistolle tekemässä väitöskirjassa. Parhaillaan GTK laatii hänen johdollaan tar-kempaa arviota ja karttaa Suomen pohjavesienergian poten-tiaalista. Sen on määrä valmistua vuonna 2018.

Pohjavesienergianhyödyntäminen aluillaan

Aurajok

i

Aura å

Åbohamn

Iso-HeikkiläStorheikkilä

Patterinhaka

Puistomäki

Korppolaismäki

Majakkaranta

PortArthur

Pihlajaniemi

Lauttaranta

Vähä-Heikkilä

Lillheikkilä

Kähäri

Pohjola

Kähärinmäki

Tikkumäki

Muhkuri

Pitkämäki

Ispoinen

Vasaramäki

Petrelius

Mäntymäki

Luolavuori

Kurjenmäki

Kupittaa

Itäharju

Nummi

Peltola

Satama

Turunlinna

Latokari

Kakolanmäki

Syvänkallio

Retivuori

Myllymäki

Härkämäki

Muhkurinmäki

Mikkolanmäki Villamäki

Mikkolanmäki

Ropovaha

Luolavuori Skanssinmäki

Vartiovuori

Samppalinna Satulamäki

Paltus

Alistalo

KUPITTAA

TURKU

23457000

23457000

23458000

23458000

23459000

23459000

23460000

23460000

23461000

23461000

23462000

23462000

6702

000

6702

000

6703

000

6703

000

6704

000

6704

000

6705

000

6705

000

TURKU GEOENERGIAPOTENTIAALIKeskusta, ruutukaava-alue

Erinomainen

Hyvä

Keskinkertainen0 0.5 10.25 km

Sisältää Maanmittauslaitoksen Maastotietokannan 2016 aineistoa © MML ja HALTIK

GTK tekee selvityksiä pohjavesienergian hyödyntämisestä. Pohjavesienergia on hyvin puhdasta, sillä siinä ei ole väliai-neena haitallisia kemikaaleja ja se ontäysin uusiutuvaa. 9Geofoorumi 1/2017

Tarkka tieto savikoistaauttaa maankäytönja rakentamisensuunnittelussa

Teksti: Timo Hämäläinen

Parhaat rakennuspaikat ovat monis-sa kasvukeskuksissa jo käytössä, joten rakentaminen ohjautuu yhä useammin pehmeille savimaille. Näitä pehmeik-köjä on yleensä stabiloitava tai paalu-tettava, mikä lisää rakentamisen kus-tannuksia.

Rakentamisen kannalta helpointa on hiekkapitoinen, hankalinta sulfidi-pitoinen savi, jota esiintyy savimaiden pintakerroksissa.

Sulfidisavimailla joudutaan pulaan varsinkin, jos pohjaveden pinta esi-merkiksi ojituksen seurauksena laskee savikerroksen alapuolelle. Tällöin saven sisältämä sulfidi hapettuu sulfaatiksi, ja muodostuu rikkihappoa.

Rikkihappo syövyttää betonia ja te-rästä. Lisäksi happo liuottaa maaperästä metalleja, jotka kulkeutuvat vesistöihin. Vesistön tilan heikkeneminen voi ai-heuttaa kalakuolemia.

GTK:n tutkijat ovat kehittäneet me-netelmän, jolla sulfidisavikkojen sijainti voidaan määrittää entistä tarkemmin. Menetelmä perustuu rajapintaan, joka erottaa sulfidipitoisen savikerrostuman muista savista.

– Rajapinta syntyi nykyisen Itä-meren alkuvaiheessa noin 8 000 vuot-ta sitten, kun valtameri tulvi hitaasti Itämeren altaaseen. Merenpohjalle kerrostui ainesta, josta muodostui nyt hankaluuksia aiheuttavaa sulfidisavea, erikoistutkija Joonas Virtasalo sanoo.

Näytteenottoa ja mallinnusta

Sulfidisaven ja vanhemman saven raja-pinnan voi erottaa paljaalla silmälläkin sedimenttinäytesarjoista. Rajapinnan selvittäminen laajoilla rakennusalueil-la vaatisi kuitenkin varsin paljon kaira-uksia, joten GTK:ssa on kehitetty avuksi mallinnustyökaluja.

– Geomorfologisisten ja geofysikaa-listen analyysien avulla mallinnamme, missä kiinnostuksen kohteena oleva ra-japinta todennäköisimmin on. Asia voi-daan vielä varmistaa ottamalla näytteitä valikoiduista näytepisteistä, erikoistut-kija Antti Ojala sanoo.

Mallinnuksessa käytetään hyväk-si GTK:lle kertynyttä geologista tietoa ja ymmärrystä maakerrosten synnystä Suomessa.

– Mitä paksumpia savikot jollain alueella ovat, sitä todennäköisemmin maakerroksista löytyy myös sulfidi- savea. Tällaisia paksuja savikkoja löytyy varsinkin kallioperän suurista ja koh-talaisen syvistä murrosaltaista, Ojala sanoo.

Sitä vastoin savikot ovat yleen-sä ohuita alueilla, joissa kallioperän paljastumat ovat yleisiä ja topografia pienipiirteisempää. Näistä paikoista sulfidisavet ovat Itämeren viimeisen

MAANKÄYTTÖ

Rakentamisen ja maankäytön kannalta merkittävä tummemman sulfidipitoisen murtovesisedimentin ja vaaleamman homogeeni-sen Itämeren järvivaiheen saven rajapinta on helposti havait-tavissa silmämääräisesti, esimerkiksi Helsingin Östersundomin alueelta otetussa 7 metriä pitkässä sedimenttisarjassa.

GTK:n tutkijat pystyvät määrittämään entistä tarkemmin sulfidipitoisten savikkojen sijainnin.

10 Geofoorumi 1/2017

kehitysvaiheen aikana huuhtoutuneet pääosin pois.

Virtasalo on kansainvälisen tut-kimusryhmän kanssa uudessa tutki-muksessa osoittanut, että murtoveden sulfidisaven ja sitä vanhempien järvi-vaiheiden savipitoisten sedimenttien rajapinta on tunnistettavissa silmä-määräisesti lähes koko Itämeren alueel-la. Ojala ja Virtasalo osoittivat yhdessä geologi Maarit Saresman ja geofyysikko Taija Huotarin kanssa rajapinnan ole-van tunnistettavissa myös maalla Itä-meren murtovesivaiheen muinoin peit-tämillä alueilla.

Suunnittelua ja pohjatöitä

GTK on kartoittanut savimaita monin paikoin niin Espoossa, Vantaalla kuin Helsingissäkin. Kaupunkitekniikan joh-taja Harri Tanska kertoo, että Espoossa maaperäselvitykset tehdään yleensä en-nen rakennussuunnittelua.

– Jos maaperässä on sufidisavia, määritetään paalutukseen sellainen luokitus, että se kestää maaperän ai-heuttaman rasituksen. Oikeilla valin-noilla saadaan maaperässä olevat ra-kenteet kestämään mahdollisimman pitkään.

Sulfidimaiden sijaintiselvityksiä voitaisiin käyttää myös apuna kaavoi-tuksessa, mutta Tanskan mukaan kau-punki kasvaa niin, että rakentamista joudutaan sijoittamaan perustamisolo-

suhteiltaan huonoihin paikkoihin. Hyvät paikat on jo rakennettu.

Tanska ottaa esimerkkinä juuri ra-kenteilla olevan Espoon Vermon alueen. Vermo on hyvin liikenneyhteyksien var-rella ja palvelut ovat lähellä. Sinne ra-kennetaan siitä huolimatta, että huono maaperä sulfidisavineen aiheuttaa lisä-kustannuksia.

Helsinki on käyttänyt sulfidimai-den rajapinnan selvitystä hyväksi myös silloin, kun kaupunki on valmistellut rakennusalueen laajentamista merelle Kalasatamassa, Jätkäsaaressa ja Herne-saaressa. Rajapinnan yläpuoliset sedi-mentit meren pohjassa olivat teollisuu-den ja satamatoimintojen seurauksena niin pilaantuneita, että ne piti poistaa ennen maatäyttöä ja rakentamista.

GTK otti merenpohjasta näytteitä ennen vesialueiden täyttöä. Projek-tinjohtaja Juha Sorvali Helsingin kau-pungin rakennusvirastosta toteaa, että GTK:n menetelmän avulla haitta-aineita sisältävän sedimentin rajapinta saatiin selville huomattavasti tarkemmin kuin millään muulla menetelmällä.

– Pystyimme määrittämään tarkas-ti, mitkä maat voidaan läjittää merelle. Siten säästimme huomattavasti kustan-nuksissa, sillä ilman luotettavaa tietoa maita olisi läjitetty varmuuden vuoksi ylen määrin maalle. Se on kymmenen kertaa kalliimpaa kuin läjittäminen merelle, Sorvali sanoo.

Automaatiota stabilointikoneeseen

GTK:n Antti Ojalan mukaan menetel-mä avaa myös mahdollisuuksia kehit-tää stabilointikoneiden automaatiota. Ajatuksena on, että stabilointikonetta ohjattaisiin savikosta tehdyn 3D-mal-lin perusteella. Laite valitsisi auto-maattisesti kuhunkin maakerrokseen sopivimman sideaineen- tai sideaine-seoksen. Nykyisin sopivin sideaine ja sen määrä määritetään etukäteen labo-ratoriossa.

3D-mallinnukseen ja mittauksiin perustuvaa pohjanvahvistusautomaa-tiota kehitettiin vuosikymmenen vaih-teen tienoilla VTT:n ja Oulun yliopiston kaksivaiheisessa POHVA-hankkeessa. Tutkimusta rahoitti joukko julkisia ti-laajia ja yksityisiä yrityksiä.

POHVAssa pilotoitiin muun muassa sekoitustyön ja sideainesyötön ohjaus. Infrakehitys Törnqvist tmi:n Jouko Törnqvist kertoo, että käytännön so-vellusten kehittäminen tyssäsi rahoi-tusvaikeuksiin. Maapohjaan syötettä-vän sideaineen ja sekoitustyön määrää säädettiin koneohjauksen avulla. Ko-nekehitys tuotantotasoon jäi tuolloin, vuonna 2013, odottamaan tuotannollisia investointeja.

Sedimenttinäytteenottoa Espoon kau-pungin geotekniikkayksikön maakairaus-koneella Suurpellon alueella. Jatkuva näytesarja kairataan putkien sisälle.

Geofysikaalisia aineistoja ja mittauksia voidaan hyödyntää pehmeikköjen alu-eelliseen kartoitukseen ja saviyksiköiden rajapintojen määrittämiseen, kuten ku-van ominaisvastusprofiilissa Suurpellon alueelta. Erityisen hyvin erottuu sulfidipi-toisen murtovesisedimentin alaraja.

Putken sisälle kairatut sedimenttisarjat ovat valmiina kuljetettavaksi laborato- rioon analysoitavaksi.

11Geofoorumi 1/2017

KAIVOSKLUSTERI

Mining Finlandsiivittää kotimaistakaivosalaa kasvuun

Vaikka kaivosalalla on rämmitty vii-me vuodet globaalissa lamassa, ja in-vestoinnit ovat olleet jäissä, joukkoon mahtuu myös onnistumisia. Pirkan-maalainen Merus Power Oy on kasvanut rivakasti, noin 50 prosentin vuosivauh-tia – pitkälti juuri kaivosalan veto- avulla. Tänä vuonna yhtiön pitäisi yltää ensimmäistä kertaa myös positiiviseen tulokseen.

Vuonna 2008 perustettu Merus Po-wer kehittää sähkön laatua parantavia laitteita ja järjestelmiä, jotka lisäävät muun muassa kaivosten tuottavuutta ja tehokkuutta. Käytännössä yhtiö tarjoaa ratkaisuja esimerkiksi loistehon kom-pensointiin sekä harmonisten yliaalto-jen suodattamiseen. Yhtiön liikevaihto hipoo lähes 5 miljoonaa euroa, mistä noin 95 prosenttia tulee viennistä.

– Meidän leipämme on pieninä murusina ympäri maailmaa. Kauppojen saamisessa on aika paljon hommaa. Yh-teistyö Suomen kaivossektorin kanssa auttaa meitä eteenpäin. Muuten meillä on aika pitkä matka sopimuksiin, yhtiön toimitusjohtaja Kari Tuomala sanoo.

Merus Power on yksi noin 40 jäsen-yrityksestä Mining Finlandissa (www.miningfinland.com), jota GTK on luot-sannut kesästä 2016 lähtien. Kasvuohjel-man tavoitteena on vauhdittaa kaivosalan pk-yritysten vientiä sekä houkutella kai-vosyhtiöitä Suomeen malmin etsintään.

Käytännössä yritykset voivat saada ohjelman avulla esimerkiksi näkyvyyt-tä alan messuilla. Ohjelman varoilla Kanadaan on palkattu myös konsult-ti, jonka tehtävänä on välittää tietoa, etsiä jäsenyrityksille kontakteja sekä sopia tapaamisia kaivosalalle tärkeään PDAC-konferenssiin, joka järjestetään vuosittain Torontossa.

Vetovoimatekijät kunnossa

Kaivosalan kansainvälisissä vertailuissa Suomi sijoittuu lähes poikkeuksetta ai-van kärkisijoille niin mineraalien osalta kuin investointipotentiaalissakin. Suo-messa kaivosteollisuudella on pitkät perinteet, ja maaperästämme löytyy useita tärkeitä alkuaineita, kuten kro-mia ja fosfaattia. Esimerkiksi kullan tuottajana Suomi on EU:n suurin. Kai-vosyhtiöiden houkuttelemisen kannalta tärkeää on myös se, että Suomessa on jo nyt runsaasti kaivosteollisuutta ja -tek-nologiaa.

– Meillä on hyvä pohja, sillä Suo-mella ja Ruotsilla on kaivosteknologia-puolella aivan uskomaton maine maa-ilmalla. Täältä on lähtenyt monia oleel-lisia teknologioita, kuten liekkisulatus. Monet suomalaiset alan brändit, kuten Outotech, Metso tai Normet tunnetaan ja koetaan luotettaviksi, ohjelmajohtaja Harry Sandström GTK:lta sanoo.

Suomella on vahvaa osaamista muun muassa kaivoskoneiden valmis-tuksessa sekä tuotannon optimoinnissa. Isot yhtiöt toimivat ovenavaajina, mutta Suomessa on myös lähes 300 kaivosalan pk-yritystä, jotka toimivat usein isom-pien yhtiöiden alihankkijoina. Niille verkostot ja yhteistyö ovat menestyksen kannalta ratkaisevan tärkeitä.

– Pyrimme rakentamaan tarinaa suomalaisesta kaivosalan klusterista, jossa on yrityksiä arvoketjun eri osista. Suomessa on yhtiöitä malminetsinnästä louhintaan, rikastamiseen ja aina kai-vosten sulkemiseen. Meillä on tarjota kokonaisuuksia, Sandström kuvaa.

Sandströmin kokemuksen mukaan kansainväliset toimijat etsivät palve-lukokonaisuuksia sekä usein myös isoa toimintaympäristöä, jollaisen Pohjois-maat voivat tarjota yhdessä. Lisäksi Suomen etuina ovat hyvä hallinto, po-liittinen ennakoitavuus sekä toimiva infrastruktuuri.

Teksti: Outi Airaksinen

Teknologisesti Suomi on kaivosalalla maailman kärkeä, mutta kaupallisesti alalla riittää vielä kirittävää. GTK:n luotsaamassa kasvuohjelmassa haetaan uutta vauhtia kaivosteollisuuteen.

Suomessa onlähes 300 kaivos-alan pk-yritystä.

“

Merus Power Oy:n toimitusjohtaja Kari Tuomalan mukaan koko kaivosklusterin yhteiset ulostulot lisäävät myös yksittäis- ten yritysten uskottavuutta. Siitä on hyö- tyä etenkin, jos yritys on markkinoilla vielä uusi ja tuntematon.

12 Geofoorumi 1/2017

– Täältä on vaikea löytää malmia yli 50 kilometrin päästä tiestä. Samoin on energian osalta, sähköverkkoon ei ole koskaan todella pitkiä matkoja, Sand-ström kuvaa.

Sijoituksia houkuttelee myös hyvä tutkimusinfrastruktuuri sekä maailman ehkä paras geotieteiden aineisto, joka on helposti kaikkien saatavilla.

– Lähtökohtamme ovat hyvät, mut-ta entistä haasteellisempaa on pystyä palkkaamaan ja houkuttelemaan Suo-meen kansainvälisen tason osaajia niin tutkijoiksi kuin asiantuntijoiksi. Perus-malminetsintää myöskään ei tällä het-kellä tehdä tarpeeksi, Sandström sanoo.

Pääsy tarjouskilpailuun ensiaskel

Merus Power on toimittanut laitteitaan jo yli 30 maahan, kuten timanttikaivok-selle Keski-Afrikkaan. Hiljattain sen järjestelmiä on myyty myös Brasiliaan ja Etelä-Afrikkaan. Myös Australiassa yhtiö on saanut ensimmäisen kauppan-sa solmittua erään kaivosyhtiön kanssa.

Vaikka markkinoita Merus Powerin tuotteille on periaatteessa kaikkialla, eniten ongelmia sähkön laadussa on maissa, joissa sähköverkon kuormat ovat suuria suhteessa verkon kapasi-teettiin.

– Kaivokset ovat usein kaukana sähkön tuotannosta, ja jos sähköverkot ovat te-holtaan heikkoja, kaivokset aiheuttavat sähköverkolle erilaisia ongelmia. Tähän me olemme kehittäneet hyviä teknisiä ratkaisuja, Tuomala sanoo.

Keväällä yritys osallistui juuri Mining Finlandin riveissä Toronton PDAC:hen, ja pyrkii sitä kautta ponnis-tamaan myös Pohjois-Amerikan mark-kinoille.

– Uskon, että voimme saada oh-jelman kautta uusia kontakteja ja sitä kautta mahdollisuuksia tarjota. Kun pääsemme tarjouskilpailuihin, pär-jäämme usein aika hyvin, sillä pys-tymme osoittamaan, että investoinnit järjestelmiimme ovat kannattavia. Pir-kanmaalaisena pk-yrityksenä joskus on pitkä matka jo siihen, että saamme mahdollisuuden näyttää kykymme, Kari Tuomala sanoo.

Tuomala korostaa myös ohjelman tarjoamien verkostojen tärkeyttä, sillä onnistumisen todennäköisyyttä paran-taa selvästi, jos uusia asiakkaita lähes-tyessä voi viitata yhteiseen tuttuun.

– Ohjelma madaltaa kynnystämme lähteä ja panostaa eri maihin, kun mei-dän ei tarvitse laatia kaikkia järjestelyjä itse. Saksaan messuille menemme itse suoraan, mutta missään olosuhteissa emme kävisi sekä Etelä-Afrikassa että Kanadassa omin nokkinemme.

Tuomalan mukaan yhteiset koko klusterin ulostulot lisäävät myös yksit-täisten yritysten uskottavuutta, mistä on hyötyä etenkin, jos yritys on mark-kinoilla vielä uusi ja tuntematon.

–Kukaan ei voi tehdä varsinaista työtä puolestamme. Itse meidän on ta-paamiset suunniteltava ja etsittävä oi-keat tuotteet oikeille asiakkaille. Mutta olemme lähempänä asiakasta, jos joku on auttanut meitä asiakkaiden kar-toittamisessa. Siitä huolimatta välillä tulee huteja ja vääriä ratkaisuja, mutta onnistumisen todennäköisyys kasvaa, Tuomala sanoo.

Kaivosteollisuuden kasvuohjelmaa vetävän Harry Sandströmin kokemuksen mukaan kansainväliset toimijat etsivät palvelukokonaisuuksia sekä usein myös isoa toimintaympäristöä, jollaisen Poh-joismaat voivat tarjota yhdessä.

13Geofoorumi 1/2017

Maanalainen kaupunkipiirtyy ruudulle

Teksti: Jaana Ahlblad

Tampere vuonna 2025: Kaupungissa hahmotellaan asuinalueen laajentamista. Suunnittelija näkee koko alueen yhdellä silmäyksellä kolmiulotteisena mallina – myös maanalaiset rakenteet ja maa- ja kallioperätiedot.

Tietokonepeleistä tutut kolmiulottei-set kaupunkimallit tekevät parhail-laan tuloaan myös ammattikäyttöön. Kolmiulotteinen malli havainnollistaa esimerkiksi valmiit asuinalueet ja lii-kenneväylät, mutta mallien tarkkuudet ja metatiedon määrä vaihtelevat vielä paljonkin. Pelkkä näyttävä kuva ei rii-tä tiedonlähteeksi suunnittelijalle, jo-ten laadukasta tietoaineistoa tarvitaan paljon.

Tampereella halutaan rakentaa kat-tava malli koko kantakaupungista, ja työ on hyvässä alussa. Kaupunkimalliin on kerätty aineistoa maastomallista, kan-takartasta ja ortoilmakuvista. Se sisäl-tää muun muassa rakennukset, katu- ja puistoalueet, valaisimet, puut ja tiedot maan pinnasta.

Mutta ei siinä vielä kaikki. Tavoit-teena on mallintaa myös maa- ja kal-lioperätiedot, pohjavesitiedot ja lopulta kaikki maan alle viety tai rakennettu, kuten esimerkiksi kaapelit, johdot, kel-laritilat, luolastot ja rakennusten perus-tukset, kuten paalut.

– Nyt maanalainen tieto on hajal-laan erilaisissa arkistoissa, osa histo-rian saatossa kerätystä tiedosta ei ole välttämättä lainkaan päätynyt yhteiseen tietovarastoon. Silloin on mahdollista, että samasta kohteesta tehdään vas-taavaa pohjatutkimusta uudestaan, siis haaskataan aikaa ja rahaa, sanoo geo-tekniikkainsinööri Jori Lehtikangas Tampereen kaupungilta.

Yhteinen kieli geotiedolle

Lehtikangas kollegoineen halusi tarttua ongelmaan ja käynnisti CityGeoMo-

del-projektin (www.citygeomodel.fi) yhdessä GTK:n asiantuntijoiden kans-sa. Työn tarkoitus on testata Tampereen kaupungin geologisen ja geoteknisen tiedon kokoamista ja yhdenmukaista-mista sekä maankamaran mallintamis-ta.

– Tietoa pilottialueen maa- ja kal-lioperästä ja pohjavedestä kootaan mo-nista lähteistä. Tietoahan syntyy raken-tamisen ja siihen liittyvien pohjatutki-musten yhteydessä. Sitä tuottavat muun muassa kaupunki, tutkimuslaitokset, yritykset ja yksityishenkilöt, Lehtikan-gas kertoo.

Maaperästä saadaan tietoa muun muassa maatutkaluotauksilla ja kai-rauksilla. Raakadataa voidaan tulkita esimerkiksi lähtötieto- tai suunnitte-lumalleiksi. Nämä tiedot muutetaan yhteensopivaksi ja kootaan osaksi kau-punkimallia. Maa- ja kallioperämallin kolmiulotteista visualisointia on jo tes-tattu Tampereen kaupunkimallissa.

Projektin punainen lanka kulkee tiedon avoimuudessa, jotta se olisi kun-talaisten, rakennuttajien, suunnitteli-joiden, viranomaisten ja uuden liiketoi-minnan hyödynnettävissä.

– Kairaustiedot ovat aiemminkin olleet tarvitsijoiden saatavilla, mutta ne on jouduttu pyytämään meiltä erik-seen. Toiveemme on, että pohjatutki-mustiedot voitaisiin julkaista avoimena esimerkiksi GTK:n tietokannassa. Tiedot on jo siirretty, mutta ne ovat toistaisek-si vain viranomaiskäytössä. Selvitämme vielä, kuka vanhojen tutkimusten tiedot omistaa ja onko jotain tietoa, jonka pi-tää pysyä vain viranomaisilla.

Tuhat hanketta vuodessa

Maaperä, kallioperä ja pohjavesi kulke-vat mukana kaikessa kaupunkirakenta-misessa. Tampereen kaupungin ainoan geotekniikkainsinöörin tehtäväkenttä ei ole pienenemässä, päinvastoin.

– Oli kyseessä talonrakennuskohde, taideteos tai infraprojekti, maaperä on aina mukana selvityksissä. Geodata on ”katseilta piilossa”, se tuo omat haas-teensa, kuntatekniikan suunnitteluyk-sikössä työskentelevä Jori Lehtikangas kuvailee.

Tampereella käynnistyy vuosittain arviolta tuhat sellaista suunnittelu- ja rakennushanketta, jossa tarvitaan myös geodataa. Lehtikangas on vakuuttunut, että resursseja säästyy, kun geotieto löytyy helposti ja liikkuu digitaalisena.

– Jokaisen hankkeen pohjatutki-muspyyntö vie aikaa tunnin tai puoli-toista, sillä asiat hoituvat käsityönä ja sähköpostilla. Digitalisoimalla säästäi-simme helposti yhden henkilötyövuo-den. Tekniikka tähän on valmiina City-GeoModel-hankkeen yhtenä tuloksena.

CityGeoModel-projekti on vienyt Lehtikangasta mukanaan. Ajatus pelkän pohjatietorekisterin kokoamisesta ja vi-sualisoinnista on kasvanut isommaksi: pohjatietorekisteri on iso asia, mutta entä jos se olisikin vain yksi osa suurta maanalaista tietokantaa, johon liitettäi-siin sähkö-, vesi- ja kaukolämpöverkot, luolastot, geologiset havainnot.

– Anoimme projektille lisäaikaa loppukevääseen saakka. Se olisi jo maalissa, jos olisimme pysyneet vain maaperänäkökulmassa, mutta huoma-simme, että asioita täytyy katsoa vielä

KAUPUNKIMALLIT

14 Geofoorumi 1/2017

suuremman kokonaisuuden kannalta. Ehkä jälkipolvet joskus kiittävät tällai-sen tietovarannon keräämisestä.

Mallinnukseen yhteinen linja

Jori Lehtikangas kertoo esimerkin uuden kaupunginosan suunnittelusta. Lielahden entisen sellutehtaan alueelle ja osittain Näsijärveen pengertämällä rakennetaan Hiedanranta, jonka lähei-syydessä sijaitsee Hyhkyn vedenottamo.

– Läheinen harju lievealueineen on geologisesti erittäin arvokas, joten kaik-ki maankamaraan ja rakentamiseen liit-tyvät asiat pitää varmistaa. Siksi koko suunnittelualueen ja viereisen pohja-vesialueen maankamara on mallinnet-tu. Näin suunnittelun ja myöhemmän rakentamisvaiheen laatu ja tarkkuus paranevat.

Lehtikankaan mukaan mallintami-nen antaa mahdollisuuden myös poh-javeden virtausten ja pohjaveden oton simulointiin. Pohjavesiasiat ovat erit-täin tärkeässä asemassa osana muita esiselvityksiä.

Työhön pyydetään GTK:n pohjave-siyksikön näkemyksiä, ja saadun mallin yhdistäminen kaupungin tietomalliin vaatii sovittamista. Tässäkin kohtaa tarvitaan harmonisointia, johon City-GeoModel-projekti antaa ehdotuksia.

– Tulemme esittämään toimintata-poja, joilla maaperää lähdettäisiin mal-lintamaan. Mielestäni Suomen geotek-nillinen yhdistys voisi olla keskeinen tekijä tiedonsiirtoformaatin ja muiden asioiden yhteisessä sopimisessa. City-GeoModel-hankkeen ajatukset on mo-nistettavissa muihin kaupunkeihin.

Lehtikankaan mukaan Suomi kul-kee tietomallinnuksessa nyt maailman

kärkijoukossa ja myös maankamaran tietomallintamisessa on oltava sama tavoite.

Paperi jääköön historiaan

Tiedon visualisointi ei ole Lehtikan-kaan mukaan CityGeoModel-projektis-sa ykkösasia. Tärkeintä ei siis ole luoda tarkinta mahdollista maaperämallia, vaan miettiä, kuinka kaupungista syn-tyvää tietoa tullaan hallitsemaan jat-kossa.

– Toimintakulttuurin muutos on suurin haaste. Tietoa täytyy kerätä järjestelmiin, digiloikka on hypättävä. Käytännössä järjestelmä voisi osin au-tomatisoidusti itse huolehtia, että kun pohjatutkimus tehdään, tiedot myös luovutetaan sille, Lehtikangas pohtii.

Ainakin tehoton paperinen tiedon-hallinta täytyy jättää historiaan.

– Esimerkiksi paaluttamistyön laa-dun dokumentoinnista syntyy paalu- tuspöytäkirja, joka sisältää infoa paalun sijainnista, tyypistä, koosta, kärjestä, korkeustasosta ja kaltevuudesta, mutta tieto ei siirry sähköisenä minnekään.

– Voimme kehittää järjestelmiämme siten, että jatkossa nuo tiedot luettaisiin tietokantoihimme ja sitä kautta myös yksittäiset paalut voitaisiin esittää kau-punkimallissamme lähes mittatarkasti.

Toimintakulttuurin muutos vaatii Lehtikankaan mukaan myös pohjatut-kimusten tilaamiskäytäntöjen yhden-mukaistamista kaupungin yksiköissä.

– CityGeoModel-hankkeen tavoit-teena on bisneksen tukeminen. Kun ke-räämme tiedon ja avaamme sen, helpo-tamme omaa työtämme ja olemme mu-kana tukemassa uutta liiketoimintaa. Se on kaikkien etu, Lehtikangas summaa.

Kaupunkimalli on virtuaalinen, kolmiulotteinen malli kaupungin nykytilasta . Se toimii suunnittelun työkaluna ja edistää tietomallintamista .

Tietomallinnus (data modeling) tarkoittaa tietojen ra-kenteiden ja tietosisältöjen kuvaamista . Rakentamisessa tietomalli on rakennuksen tai infrakohteen ja rakennus- prosessin tietojen kokonaisuus digitaalisessa muodossa .

CityGeoModelProjektissa kerätään ja harmonisoidaan geologista ja geoteknistä aineistoa sekä testataan, miten geotieto sopii kaupunkimalliin .

Pilottialue sijaitsee Tampereen keskustassa . Alueen maa- ja kallioperätieto kootaan, se harmonisoidaan ja kootaan yhteen tietovarastoon . Tulkinnalla muodostetaan erilaisia malleja, joiden esittämistä testataan Tampereen kolmiulotteisessa kaupunkimallissa .

Kaksivuotisen hankkeen isännät ovat Tampereen kau-punki ja GTK . Hanke liittyy 6Aika-strategiaan, jonka tavoit-teena on synnyttää Suomeen uutta osaamista, liiketoimin-taa ja työpaikkoja .

– Tampereen kaupungin geotiedon tulisi olla kaikkien saatavilla. Tieto on veronmaksa-jien kertaalleen maksamaa, siksi sen pitää olla ilmaista, sanoo geotekniikkainsinööri Jori Lehtikangas Tampereen kaupungilta.

15Geofoorumi 1/2017

KIVIAINEKSET

Maa-aineshuollollehaetaan uutta järjestystäTeksti: Timo Hämäläinen

Maa-aineksia käytetään huomattavia määriä ilman kokonaisvaltaista suunnittelua.

Lainsäädäntö on yksi suurimmista es-teistä maa-ainesten järkevälle käytölle. Ratkaisua ongelmiin haetaan kiviaines-huollon kehityshankkeessa.

Vuosille 2016 ja 2017 ajoittuva työ on yksi hallituksen kärkihankkeista. Sen toteuttavat suunnittelu- ja konsul-tointiyritys Sito Oy ja GTK. Työtä valvoo ympäristöministeriön johtama ohjaus-ryhmä.

– On erinomaista, että kärkihanke toteutetaan yksityisen ja julkisen sek-torin yhteistyönä, sillä siinä ratkaistaan eri intressiryhmiin vaikuttavia yhteis-kunnallisia kysymyksiä, toteaa GTK:n Yhdyskunnat ja rakentaminen -yksikön päällikkö Akseli Torppa.

Hankkeessa tuotetaan maa-aines-huollolle strategia sekä luodaan edelly-tykset konkreettiselle toimenpideohjel-malle. Sen jälkeen päättäjien on tehtävä päätöksiä, joiden avulla strategiset lin-jaukset saadaan vietyä käytäntöön.

Hankkeessa luodaan suuntaviivat kestävän maa-aineshuollon järjestä-miseen suurissa kaupungeissa, pienis-sä kaupungeissa ja haja-asutusalueilla. Suurimmat haasteet keskittyvät suurten kaupunkien alueille: pääkaupunkiseu-dulle, Turkuun, Tampereelle ja Ouluun.

– Tällä hetkellä Suomessa ei ole strategiaa maa-ainesten otolle ja käy-tölle. Maa-aineksia kuljetetaan valtavat määrät kaatopaikoille, vaikka ne voitai-siin käyttää hyödyksi, toteaa liiketoi-mintajohtaja Anton Palolahti Sitosta.

Palolahti näkee maa-aineshuollon rakentamisen tukitoimintona, jonka pitää toimia tehokkaasti, taloudellisesti

ja ympäristöystävällisesti. Käytännössä maa-aineshuolto kuitenkin hoidetaan ilman kokonaisuuden hallintaa, mi-kä johtaa osaoptimointeihin. Pahim-millaan tontilta viedään kaatopaikalle maa-aineksia, joita tarvittaisiin kohta viereisellä tontilla.

– Pitäisi päästä tilanteeseen, jossa irrotettava maa-aines käytetään mah-dollisimman tarkkaan rakentamiseen paikan päällä. Ylijäämä tulisi käyttää ra-kennusten ja teiden pohjiin tai esimer-kiksi puistojen, melu- tai tulvavallien tai muiden hyödyllisten ja ihmisille iloa tuottavien kohteiden rakentamiseen. Kaatopaikalle sijoittamista pitää välttää viimeiseen asti, Palolahti sanoo.

Hankkeessa selvitetään myös, miten maa-aineshuolto kannattaa järjestää, jotta se kuormittaisi ympäristöä mah-dollisimman vähän. Nyt maa-aineksia kuljetetaan usein pitkiä matkoja sinne tänne. Kuljetuksissa kuluu energiaa ja toiminnasta koituu päästöjä ilmaan.

Valtavat massat

Kyse on valtavista massoista. Erikois- asiantuntija Mika Räisänen GTK:lta to-teaa, että Suomessa käytetään raken-tamiseen vuosittain noin 80 miljoonaa tonnia neitseellisiä maa-aineksia ja jopa saman verran erilaisilta raken-nustyömailta irrotettuja maa-aineksia. Se tarkoittaa suomalaista kohden reilua 30 tonnia vuodessa.

– Maa-aineksia ei voi korvata ra-kentamisessa millään muilla aineilla. Niiden järkevä otto ja käyttö vaativat

pitkäjännitteistä suunnittelua. Se lähtee liikkeelle jo maa-alueiden kaavoituk-sesta ja riittävän aikaisessa vaiheessa tehtävistä geologisista laatuselvityksis-tä. Siten saadaan rakentajille ja päättä-jille sama lähtötieto sekä rakentamis-alustan rakennusgeologisista ominai-suuksista että rakentamisen yhteydessä irrotetuista maa-aineksista.

Räisäsen mukaan näin menetellen edistetään kiertotaloutta ja optimoi-daan maa-ainesten laatuun perustuvaa hyötykäyttöä. Hän huomauttaa, että järkevä ja kustannustehokas toiminta vaatii myös kunnilta rajat ylittävää yh-teistyötä.

Helsingissä asian merkitys on ym-märretty. Kaupunki on nimennyt koor-dinaattorin, joka pitää huolta maa-ai-nesten otosta ja käytöstä. Anton Palo-lahden mukaan Helsinki on säästänyt viime vuosina suunnitelmallisella maa-ainesten otolla ja käytöllä vuosit-tain noin 10 miljoonaa euroa.

Kaupunki teetti muutama vuosi sit-ten Östersundomin yleiskaava-alueelle ennakoivan massojenhallinta-ohjel-man. Alueelle on tarkoitus rakentaa asunnot 70 000 asukkaalle. Siton sel-vityksen mukaan ennakoivalla massa-hallinnalla ja maamassojen käsittelyn tehostamisella voidaan saavuttaa noin miljardin euron säästö verrattuna sii-hen, että asiat tehdään suunnittele-mattomasti.

16 Geofoorumi 1/201716

Laki esteenä

Maa-ainesten järkevän käytön suurim-pana esteenä on lainsäädäntö. Jos ra-kennustyömaalla kaivettua maa-ainesta ei käytetä heti rakentamiseen joko pai-kanpäällä tai toisessa rakennushank-keessa, se luokitellaan jätteeksi.

– Kun maa-aines luokitellaan jät-teeksi, sen seulonta, jalostus ja väliva-rastointi edellyttävät ympäristövaiku-tusten arviointia ja aluehallintoviraston ympäristöluvan. Luvat maksavat pari-sataa tuhatta euroa ja niiden saamiseen menee viitisen vuotta. Jokainen ym-märtää, miksi maa-aineksia ei juuri-kaan kierrätetä, Palolahti sanoo.

Poikkeuksen tekee puhdas louhe, joka vapautettiin jätteen statuksesta heinäkuussa 2015. Sen jälkeen Suomeen syntyi Palolahden mukaan muutamassa kuukaudessa jalostusalueita, joissa lou-hetta murskataan.

– Pelkästään Espoossa yritykset ovat saaneet lupia jalostaa maa-aineksia yh-teensä noin kaksi miljoonaa tonnia vuo-dessa. Patoutunutta tarvetta toiminnal-le löytyy huomattavasti. Aiemmin tämä louhe olisi päätynyt maakaatopaikalle tai alempiarvoiseen pengertäyttöön.

Nykyinen tilanne on maa-aineksia kaivaville urakoitsijoille hankala. Töitä saadakseen yrittäjät ottavat usein suu-ria taloudellisia riskejä. Kustannuksia

minimoidessaan urakoitsijat saatta-vat päätyä kuljettamaan maa-ainek-set lähimmän maakaatopaikan sijasta kauemmas, missä vastaanottomaksut ovat pienempiä. Siten kuljetusmatkat pitenevät ja ympäristökuormitus li-sääntyy.

Palolahti huomauttaa, että maan-kaatopaikoille läjitetään rakentami-seenkin kelpaavia, arvokkaita maa-ai-neksia. Myös noin kolmasosa kaato-paikan tilavuudesta on tukirakenteita, kuten louhetta. Kaiken lisäksi kaato-paikkojen rakentaminen vaatii työtä, koneita ja energiaa.

Rakennustyömailta irrotetun kiviaineksen jalostaminen ja kierrättäminenon muun muassa lainsäädännön takia hankalaa. Suunnittelemallamaamassojen käyttö ennalta ja tehostamalla käsittelyä voitaisiinsaavuttaa merkittäviä säästöjä.

Anton Palolahti, Sito.

Kyse onvaltavistamassoista.

“

17Geofoorumi 1/2017

Kärkihankkeessa selvitetään myös kalliokiviainesten ja siihen liittyvien palveluiden ja teknologioiden viennin edistämistä.

Itämeren eteläpuolisilla mailla ei ole tie- ja ratarakenta-misessa tarvittavia kovia kiviä. Suomesta niitä löytyy, mutta niiden vienti on vähäistä. Erikoisasiantuntija Mika Räisänen GTK:lta arvioi, että viennin lisäämiseen on hyvät mahdolli-suudet.

– Suomessa on monia satamia, joissa kuljetusmäärät ovat teollisuuden murroksen seurauksena pienentyneet merkit-tävästi. Niihin voitaisiin saada korvaavaa liiketoimintaa ki-viainesten sekä kivestä valmistettujen tuotteiden viennistä. Elinvoimaisesta satamaverkosta hyötyisi koko Suomen talous.

Myönteinen esimerkki löytyy Inkoosta, jonka satamasta viedään merkittäviä määriä kiviaineksia. Kannattavuudessa ja vientiponnisteluissa auttaa se, että kivi on korkealaatuista ja matka louhokselta laivaan on lyhyt.

Räisäsen mukaan esimerkiksi Koverharissa ja Taalinteh-taalla on myös vientitoimintaan soveltuvat syväsatamat ja alueita, joita voitaisiin käyttää kiviainesten varastoimiseen ja vaikka betonielementtien tuotantoon.

– Paraisten kalkkilouhoksella ja Kemiönsaaren maasäl-pälouhoksella jalostetaan sivukivistä vientituotteita. Siten hallitaan kustannustehokkaasti louhosten materiaalivirtoja ja ehkäistään jätteiden syntyä.

Kiviainesten viennin lisääminen voisi Räisäsen mukaan avata suomalaisille rakentajille ovia suuriin rakennushank-keisiin. Kilpailukykyä voidaan parantaa entisestään lisäämällä rakennusyhtiöiden, kiviainestuottajien ja viranomaisten vä-listä yhteistyötä.

Tullin ulkomaankauppatilastojen mukaan kiviaineksia vietiin Suomesta vuosina 2010−2014 yhteensä 5,9 miljoonaa tonnia. Kiviainesten viennin yhteenlaskettu arvo vastaavana kautena oli 78 miljoonaa euroa. Kiviainesten tuonnin arvo oli 46 miljoonaa euroa.

Luonnon maa-ainekset voidaan jakaa kalliokiviaineksiin sekä kallion päälle kerrostuneeseen soraan ja hiekkaan.

GTK on kartoittanut ja tutkinut Suomen maa-ainesvaroja jo vuosikymmenien ajan. Tiedot ainesten sijainnista, määris-tä, laadusta ja käytön rajoituksista luovat perustan kestävälle maa-aineshuollolle.

Maa-ainesten pääasiallisina käyttökohteina ovat tiet ja muu infrastruktuuri, asfaltti, betonituotteet ja talonrakennus.

Valtakunnallisten alueiden käyttötavoitteiden mukaan kiviaineshuolto sekä erilaiset suojelutarpeet on sovitettava yhteen maakuntakaavoituksessa. Tutkimustieto auttaa eh-käisemään ristiriitoja, joita voi syntyä esimerkiksi asunto-alueiden rakentamisen, maa-aineshuollon, virkistyskäytön ja luonnonsuojelun välille. Pohjavesien osalta yhteensovit-tamista on tehty alueellisissa Poski-projekteissa.

Kalliokiviaineksia inventoidessaan GTK:n tutkijat mää-rittävät myös kiviaineksen laadun. Laatu ratkaisee, mihin ra-kentamiskohteisiin kivi parhaiten soveltuu. Kalliokiviainekset on luokiteltu kolmeen soveltuvuusluokkaan: luja kiviaines, keskiluja kiviaines ja massakivi.

Asiakkaat voivat tarkastella maa-ainesottoalueiden si-jaintia, jäljellä olevia ainesmääriä ja materiaalien ominai-suuksia GTK:n hakkupalvelusta (hakku.gtk.fi) ja Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) ylläpitämässä Maa-ainestenot-toluvat ja kiviainesvarannot -karttapalvelussa. Sieltä löytyvät myös tiedot sora- ja hiekka-alueiden rajauksista, ainesmää-ristä, aineksen laadusta sekä käyttöä haittaavista ja rajoitta-vista seikoista.

Kalliokiviaineksiavientiin

Tieto maa-aineshuollon perustana

Rakentamiseen käytetään vuosittain noin 80 miljoonaa tonnianeitseellisiä maa-aineksia ja jopa saman verran rakennustyömailtairrotettuja maa-aineksia. Se tarkoittaa henkilöä kohden reilua30 tonnia vuodessa.

Espoon Keilaniemessä siirretään Kehä I:n liikenne tunneliin ja sen päälle rakennetaan puisto. Kalliosta irrotetusta korkealaatuisestakiviaineksesta saatiin hyödynnettyä työmaalla noin kolmannes. Loput kiviaineksesta kuljetettiin toisarvoisiin kohteisiin.

18 Geofoorumi 1/2017

Ilmastonmuutoslisää pohjavesienhaavoittuvuuttaTeksti: Timo Hämäläinen

Tieteellinen tutkimus auttaa varautumaan ilmastonmuutoksen vaikutuksiin. Pohjavesiin kohdistuvat riskit voidaan arvioida mallinnuksen avulla.

Geologi Samrit Luoma GTK:sta tutki Helsingin yliopistolle tehdyssä väi-töstyössään ilmastonmuutoksen vai-kutusta pohjaveden haavoittuvuuteen Etelä-Suomessa. Tutkimuksen kohtee-na oli Hankoniemi, jonka pohjavesi-muodostumat ovat tyypillisiä Suomen rannikolla.

Luoma käytti työssään hyväksi vuosina 2009–2012 toteutetun BaltCI-CA-hankkeen (Climate Change: Im-pacts, Costs and Adaptation in the Baltic Sea Region) tuloksia. GTK:n vetämässä hankkeessa selvitettiin ilmastonmuu-toksen vaikutuksia ja kustannuksia Itä-meren rannikkoalueilla.

– Etelä-Suomen lumisateet vähene-vät. Sade ropisee maahan entistä enem-män vetenä, jonka seurauksena keväiset tulvat maanpinnalla lisääntyvät. Tulvat lisäävät pohjavesien pilaantumisriskiä, Luoma toteaa.

Ilmastonmuutoksen seuraukse-na kesän kuiva ajanjakso voi pidetä

ja haihdunta kasvaa. Tämä voi johtaa siihen, että käytössä olevat pohjavesi-pumppaamot eivät enää kesäisin pysty tuottamaan käyttäjille riittävästi vettä. Hangossa tilannetta hankaloittaa se, että kesäkuukausina juomaveden tarve lisääntyy muun muassa kesäasukkaiden ja turistien määrän kasvaessa.

Itämeren pinnan arvioidaan nou-sevan Hangon edustalla nykyiseen verrattuna 20–80 senttimetriä. Siten pohjaveden pinta voi rannikon lähei-syydessä jäädä kohoavaa merenpintaa alemmaksi, jolloin merivesi pääsee suotautumaan pohjavesimuodostu-maan.

– Jos pohjaveden sekaan pääsee merivettä, pohjaveden suolaisuus ja varsinkin kloridipitoisuus kasvaa. Sen seurauksena pohjaveden laatu heik-kenee. Suolainen vesi myös syövyt-tää putkistoja ja haurastuttaa maa-nalaisia rakenteita, Luoma sanoo.

Ilmastonmuutoksen arvioidaan li-säävän rajuja sääilmiöitä. Ranta-alueet voivat myrskyn riepotellessa tulvia tai jäädä suurten aaltojen alle, jolloin poh-javesi saattaa joutua kosketuksiin me-riveden kanssa.

Riskit selville

Luoma tarkastelee tutkimuksessaan ilmastonmuutoksen vaikutuksia poh-javesimuodostumiin ja niiden haa-voittuvuuteen tulevaisuudessa vuosien 2071–2100 välillä. Tutkimus on Suomes-sa lajissaan ensimmäinen.

Luoma käytti ennusteiden luomi-seen tilastollisia menetelmiä ja poh-javeden virtausmallinnusta, joita hän kollegoineen kehitti usean vuoden ajan GTK:n sisäisessä tutkimusohjelmassa.

Ennusteen luomisessa huomioitiin veden koko hydrologinen kierto: lu-men kertyminen, sulaminen, sadanta ja haihtuminen. Lähtötietoina Luoma

POHJAVEDET

Geologi Samrit Luomapainottaa ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien arvioinnin tärkeyttä. Siten uhkiin voidaan varautua ennalta ja suunni-tella hyvissä ajoin vedenhan-kintaan ja maankäyttöön tarvittavat muutokset.

Jos vettä otetaan liikaa, merivesi

alkaa suotautua pohjaveteen.

“

19Geofoorumi 1/2017

käytti GTK:n tutkimustuloksia ja aineis-toja. GTK on kerännyt tietoa Hangon seudulla, kuten koko Suomessa muun muassa pohjaveden laadusta ja pinnan vaihteluista.

Haavoittuvuuden arvioimisessa Luomalla oli käytössään kolme eri me-netelmää: AVI, SINTACS ja GALDIT.

– Helppokäyttöisen AVI:n avulla voi arvioida sitä, kuinka haavoittuva pohjavesimuodostuma on pintavesien aiheuttamalle pilaantumiselle. Me-netelmä ei kuitenkaan ota huomioon meriveden pinnan nousun aiheuttamaa riskiä toisin kuin paikallisiin olosuhtei-

siin muokattu SINTACS, Luoma sanoo.Luoman mukaan SINTACS:n ja

GALDIT:n yhdistelmä vaikuttaa hyvältä apuvälineeltä arvioida ilmastonmuu-toksen vaikutuksia mataliin pohjavesi-muodostumiin, jotka sijaitsevat lähellä rannikkoa sora- ja hiekkakerroksissa. Suomessa on useita tällaisia vesihuol-lolle tärkeitä muodostumia.

Meren läheisyydestä johtuen ranni-kon pohjavesimuodostumat ovat haa-voittuvampia kuin sisämaassa olevat muodostumat.

– Ilmastonmuutoksen aiheutta-mat riskit on arvioitava. Siten uhkiin

voidaan varautua ennalta ja suunni-tella hyvissä ajoin vedenhankintaan ja maankäyttöön tarvittavat muutokset.

Kunta, kaupunki tai teollisuuslaitos voi turvata veden saannin ja välttää hä-täratkaisuista aiheutuvia kalliita kus-tannuksia reagoimalla riskeihin riittä-vän ajoissa. Kaupunki voi esimerkiksi päätyä siihen, että se aloittaa tekopoh-javeden valmistuksen tai sijoittaa ve-denottamoita turvallisemmille alueille kauemmas merenrannasta.

manlaista kuin vuonna 2009, voisi merenpinta nousta kor-keimmillaan +1,48 m. Merenpinnan pitempiaikaisen nousun ohella merenpinta voi nousta hetkellisesti myrskyaaltojen seurauksena.

Mallinnusten mukaan sademäärässä tapahtuvat muutok-set nostavat pohjaveden pintaa 40–80 cm.

BaltCICA-hankkeessa (Hangon hanke) laaditun skenaarion mukaan lämpötila nousee Hangon alueella talvella keskimää-rin noin 4,6 °C ja kesällä noin 2,9 °C.

Sademäärät lisääntyvät arvion mukaan keskimäärin 15 prosenttia. Suurimmat muutokset sademäärissä ajoittuvat syksyyn ja talviaikaan.

Merenpinnan arvioidaan nousevan nykyiseen verrattu-na 22–81 cm. Jos vuotuinen merenpinnan vaihtelu olisi sa-

Sateet lisääntyvät Hangossa

1. Pohjaveden purkautumisalue Hankoniemellä olevan Hopearannan pohjavesialueella keväällä 2009.

2. Loppukeväästä Hankoniemellä olevan Sandö-Grönvikin (Santalan) pohjavesialueella pohjaveden pinta näkyy maan pinnassa soranoton alueella. Keväällä kun lumi sulaa, lumivesi imeytyy suoraan pohjaveteen.

3. Sandö-Grönvikin (Santalan) pohjavesialueen pohjavesi- muodostuman poikkileikkaus.

1. 2.

3.

20 Geofoorumi 1/2017

Hangon kaupunki hyödyntää pohjavesitutkimusten tulok-sia pohjaveden suojelussa ja tehostaessaan vedenhankintaa, määrittäessään uusia vedenottopaikkoja sekä suunnitelles-saan maankäyttöä.

Hankoniemi on muodostunut pääasiassa matalista hiek-ka- ja soramuodostumista. Meren ympäröimä niemi on osa Salpausselkää, joka muodostui jääkauden aikana jään reunan vetäytyessä pohjoiseen.

Alueen vesihuolto perustuu hiekka- ja soramuodostumis-sa sijaitseviin pohjavesivarantoihin. Varannot ovat arviolta 9 600 kuutiometriä vuorokaudessa. Veden käyttö vaihtelee noin 3 200:sta yli 4 000 kuutiometriin vuorokaudessa. Vettä pumpataan useista kaupungin ja teollisuuslaitosten veden-ottamoista.

– Vettä riittää yleensä kaikkiin tarpeisiin. Pitkinä kuivina kausina vedenottoa on kuitenkin joskus jouduttu rajoitta-maan, sanoo Hangon vesi- ja viemärilaitoksen johtaja Sanna Varjus.

Jos vettä otetaan liikaa, merivesi alkaa suotautua pohja-veteen. Tällöin pohjaveden suolapitoisuus nousee, mikä hei-kentää veden laatua ja lisää korroosiota vesihuoltoverkostossa ja teollisuuden prosessilaitteistoissa.

– Hiekka- ja soramuodostumat läpäisevät hyvin vettä, mi-kä tekee pohjavesivarannoista haavoittuvia. Jos maanpinnalla veteen pääsee epäpuhtauksia, ne pilaavat helposti vedenot-tamoita, Varjus toteaa.

Hangon ja viereisen Raaseporin kaupungin vesiverkosto-jen välille on rakennettu putkiyhteys, joten kaupungit voivat häiriötilanteissa saada vettä toisiltaan. Muutoin Hanko on täysin riippuvainen pohjavesivarannoistaan.

– Pohjavesien suojelu on meille hyvin tärkeää. Jos pohja-vedet pilaantuvat, ovat eväät vähissä, tekninen johtaja Jukka Takala toteaa.

Riskin pienentämiseksi hankolaiset tutkivat mahdolli-suutta tekopohjaveden tuottamiseen. Suunnitelmien mukaan tekopohjavettä tuotettaisiin Gennarbylahden alueella Hangon ja Raaseporin kaupunkien rajamailla. Hangosta sinne on mat-kaa noin 15 kilometriä.

Selkeät raportit

Varjus ja Takala ovat tyytyväisiä tutkimukseen, jossa arvioitiin ilmastonmuutoksen vaikutuksia Hangon pohjavesivarantoi-hin ja vesihuoltoon

– Vesihuollossa onnistutaan parhaiten, ja toivon mukaan vältytään suuremmilta ongelmilta, kun tuleviin asioihin va-raudutaan ajoissa. Me esimerkiksi joudumme merenpinnan nousun seurauksena ehkä sulkemaan rannan läheisyydessä olevia vedenottamoita tai pienentämään vedenottoa. Lisäksi runsastuvat sateet voivat joillain pohjaveden imeytymisalu-eilla heikentää pohjavesien laatua, jos imeytyminen nopeu-tuu, Takala sanoo.

Sanna Varjus toteaa, että ilmastonmuutos vaikuttaa paitsi vesihuoltoon myös jäteveden puhdistukseen.

– Sekaviemäreihin johdetaan jätevesien lisäksi hulevedet, joten sademäärien lisääntyessä lisääntyvät myös käsittely-määrät jätevesilaitoksilla. Meidän pitää varmistaa, että meillä on riittävästi puhdistuskapasiteettia myös tulevaisuudessa.

Nyt tehdyn ilmastonmuutosskenaarion lisäksi GTK on tut-kinut Hangon geologiaa ja pohjavesiesiintymiä muutoinkin jo pitkään.

– Melkein koko Hankoniemi on saatu kartoitettua. Tut-kimusten perusteella siellä on vielä eräitä alueita, joista voi-si tarpeen vaatiessa saada hyvälaatuista pohjavettä. GTK:n tutkimukset ovat välttämättömiä myös tekopohjavesihank-keessa. Tutkimuksia tehdään tällä hetkellä myös Koverharis-sa, jonne aiotaan kaavoittaa alue teollisuutta varten, Varjus sanoo.

Varjus ja Takala arvostavat pohjavesikartoituksiin liitty-vien raporttien visuaalisuutta ja ymmärrettävyyttä. Kumpikin nostaa esiin 3D-mallit, jotka antavat helposti ymmärrettävän kuvan pohjavesien ja erilaisten geologisten muodostumien sijainnista.

– Kunnallishallinnossa päätöksiä tekeville henkilöille on hyvä esittää asiat selkeästi ja ymmärrettävästi. Etenkin erikoisalojen tutkimustiedon visualisointi on tärkeää. Pää-töksentekoa auttaa huomattavasti, jos selvitykset ovat ha-vainnollisia ja niissä on asian ymmärrystä helpottavat kuvat sekä selkeät tekstit.

– Luokitelluille pohjavesialueille kaavoitettaessa ja ra-kennettaessa on ensiarvoista, että jo suunnitteluvaiheessa on voitu kuvata esimerkiksi karttaesityksenä pohjaveden pilaan-tumisen riskitasot. Tällöin kaavoittaja voi ottaa myös nämä asiat huomioon toimintoja sijoittaessaan, Takala toteaa.

Hangossa varaudutaan jo tulevaan

Kuva: Peter Lundqvist 21Geofoorumi 1/2017 21

Kolmen tunnelintaktiikalla

Teksti: Jaana Ahlblad

Idea merenalaisesta junaradasta Helsingin ja Tallinnan välillä on edennyt alustaviin selvityksiin asti. Rakentaminen tulisi olemaan Suomen päässä selvästi helpompaa kuin Virossa.

KALLIORAKENTAMINEN

Helsingin päässä rakentaminenon suhteellisen helppoa kovan kal-lioperän ansiosta. Viron rannikolla maaperä koostuu pehmeämmistä sedimenteistä.

Ehdotus tunnelirakenteesta onvastaava kuin yli 20 vuotta sittenrakennetussa, Englannin ja Rans-kan yhdistävässä Kanaalitunnelissa.

leikkaus.dgn 8.3.2017 15:16:51

Luotausprofiilikuva: Helsingin kaupunki

22 Geofoorumi 1/2017

Suomi ja Viro sopivat kehittävänsä pää-kaupunkiensa välistä liikennettä. Sopi-muksen myötä selvitetään myös Helsin-ki-Tallinna-junatunnelin edellytykset. Näin 25 vuotta sitten ilmaan heitetty utopistinen ajatus merenalaisesta tun-nelista loikkasi ison askelen kohti rea-lismia ja käytännön toteutusta.

Piirustuspöydillä raideyhteyttä on hahmoteltu kolmen tunnelin kokonai-suudeksi. Noin 150–220 metrin syvyy-dessä Suomenlahden alla kumpaankin kulkusuuntaan olisi oma tunnelinsa, niiden välissä huoltotunneli. Perintei-sellä junalla tämä noin 90 kilometrin matka taittuisi vajaassa tunnissa.

Oli tulevaisuuden liikenneväline mikä hyvänsä, yhteyden rakentaminen alkaa kallioperän ymmärtämisestä. Suomen päässä tunnelin tilanne on iki-vanhan ja vankan kallioperän ansiosta hyvä, sanoo erikoisasiantuntija Ossi Ikävalko GTK:lta. Haasteet keskittyvät Viron suuntaan.

– Viron rannikon läheisyydessä on rakentamisen kannalta hankalia sedi-menttikiviä. Ne ovat pehmeitä savi- ja hiekkakiviä. Rakentaminen vaatii ym-päröivän maan lujittamista, esimerkiksi betonikaaria tunnelin tueksi, Ikävalko kertoo.

Haasteet ovat kuitenkin ratkaista-vissa nykymenetelmin. Yksi mahdolli-suus on jäädyttää pehmeä kohta raken-tamisen ajaksi, kuten Helsingin metro-

tunnelissa tehtiin niin sanotun Kluuvin ruhjeen kohdalla.

– Myös Englannin ja Ranskan väli-sessä Kanaalitunnelissa on samankal-taiset olosuhteet. Meren alle rakenta-minen on haasteellista, mutta ehdot-tomasti mahdollista, Ikävalko sanoo.

Kallioperä raamittaa

Merenalaisen kallioperän tutkinta pak-sun vesimassan päältä tuo omat haas-teensa. Alkuvaiheen tutkimuksissa käytetään esimerkiksi akustisseismistä luotausta, jossa pohjasta mitataan kal-lioperästä tulevia heijastussignaaleja.

– Muun muassa tätä geofysiikan menetelmää hyödynnämme tutkimus-alus Geomarilla, joka on GTK:n ja Meri-voimien tutkimuskeskuksen yhteinen, Ossi Ikävalko mainitsee.

Merenpohjaan voidaan tiputtaa myös tutkimusrobotti. Kairaamiseen tarvitaan suurta erikoiskalustoa, ja kun rakentamaan ryhdytään, on tunnelista

tehtävä paljon tunnusteluporauksia. – Tietoa täytyy hankkia kaikil-

la mahdollisilla keinoilla. Tunnemme kallioperän kehityshistorian kuivalla maalla ja pystymme tekemään luotet-tavaa tulkintaa merenalaisen kallion rikkonaisuudesta, jännitystiloista ja muusta kallioperän laadusta.

Ikävalkon mukaan suomalaisissa kallio-olosuhteissa ei ole merkitystä, tehdäänkö tunnelia 40 tai 80 kilomet-riä. Kalliolaatu antaa mahdollisuuden pitkiinkin tunneleihin.

– Helsingin seudulla on yhteen-sä satoja kilometrejä metro- ja muita kalliotunneleita. Esimerkiksi pääkau-punkiseudulle vettä kuljettavan Päijän-ne-tunnelin pituus on 120 kilometriä, hän vertaa.

Meren tuomista haasteista huoli-matta tunneli Helsingin ja Tallinnan välillä on Ikävalkon mukaan teknisesti helpompi ratkaisu kuin silta.

Maailman pisimpiä vesistön ylittä-viä maantiesiltoja ovat Pontchartrain-järven silta Yhdysvalloissa, noin 39 ki-lometriä, ja Jiaozhoulahden ylittävä silta Kiinassa, noin 27 kilometriä.

Pelisaari Helsingin edustalle?

Nopean rautatieyhteyden myötä Suo-menlahdelle syntyisi houkutteleva kaksoiskaupunki ”Talsinki”. Talouden näkökulmasta raideverkosto liittäisi

Yhteydenrakentaminen

alkaa kallioperänymmärtämisestä.

“

Tunneli avaisi suoran junayhteyden Suomesta manner-Eurooppaan. Tallinnaan on suunnitteilla Keski-Eurooppaan vievän Rail Baltica -pikaradan asema.

Ossi Ikävalko, GTK.

23Geofoorumi 1/2017 23

Suomi ja Viro ovat saaneet EU-tukea selvittääkseen junatun-nelin edellytyksiä aiempaa perusteellisemmin. Selvityksen ensimmäisiä tuloksia saadaan loppuvuodesta 2017.

Selvityksen käynnistivät Helsinki ja Tallinna, Uudenmaan ja Harjun maakunnat sekä Viron liikenneministeriö ja Suomen liikennevirasto. Toteutettavuusselvitys pyrkii olemaan viimei-nen: joko hanke etenee tai se haudataan.

– Virolainen kollega kiteytti, että tämän toteutettavuus-selvityksen tulee olla viimeinen, Uudenmaanliiton johtava asiantuntija Olli Keinänen kertoo.

Hänen mukaansa odotukset ovat korkealla ja työ on eden-nyt suunnitellusti.

– Haluamme nostaa keskustelua projektin aikana, siksi julkaisemme selvityksen tuloksia sitä mukaa, kun niitä val-mistuu.

FinEst Link selvittää rautatietunnelin taloudellisten edel-lytysten lisäksi rakentamisen turvallisuutta, ympäristövaiku-tuksia ja sosiaalista näkökulmaa. Suomen ja Viron geologiset tutkimuskeskukset ovat antaneet työhön asiantuntija-arvi-oita.

Tunneliselvitystä laajemman FinEst Link (Finnish-Es-tonian Transport Link Initiative) -aloitteen tavoitteena on kehittää Helsingin ja Tallinnan välistä liikkumista ja liiken-neyhteyksiä. Verkosto kehittää myös muun muassa sähköistä matkalippua ja Suomi–Viro-reittiopasta.

Viimeinen selvitys toteutettavuudesta

Helsingin ja Tallinnan välinen tunneli

• pituus 92 km• kaksi raidetunnelia ja huoltotunneli• matka pääkaupungista toiseen taittuisi noin 45 minuutissa• enimmillään 220 metrin syvyydessä• rakentaminen alkaisi arviolta 2020-luvun lopulla• työ kestäisi noin 10 vuotta• hinta-arvio 9–13 miljardia euroa, kalliorakentamisen osuus noin 3,5 miljardia

Englannin ja Ranskan välinen Kanaalitunneli eli Eurotunneli

• pituus 50 km, merenalainen osuus 38 km• kaksi raidetunnelia ja huoltotunneli • keskisyvyys 50 m, syvimmillään 75 metriä• matka tunnelissa kestää 35 minuuttia• rakennettiin yli viisi vuotta, otettiin käyttöön vuonna 1994• hinta noin 13 miljardia euroa

Mallia Englannin kanaalista

Suomen tiiviimmin osaksi muuta Eu-rooppaa sekä arktista pohjoista ja Kii-naa, uskovat monet.

Kiina-hyötyyn uskoo myös yrit-täjä Peter Vesterbacka, innovaattori Angry Birdsin ja Slush-ilmiön takana. Vesterbacka puhui ideoistaan GTK:n, Tampereen kaupungin ja yritysten jär-jestämässä tilaisuudessa viime vuo-den lopulla. Hänen mukaansa tunneli saataisiin valmiiksi jo vuoteen 2020 mennessä kiinalaisrahoittajien tuella. Helsingin edustalle kannattaisi hänen mukaansa rakentaa neljä kilometriä pitkä tekosaari, viihde- ja pelikeskitty-mä, joka houkuttelisi erityisesti aasia-laisturisteja.

Peter Vesterbacka kertoi ajatustensa olevan ”herättelypuheita”, rahoittajia tai liiketoimintasuunnitelmaa ei vielä ole.

Kallioperägeologi Ossi Ikävalko on ollut mukana tunnelikeskusteluissa 1990-luvun lopulta. Hän suhtautuu Ves-

terbackan ideaan myönteisesti. – Kilpailuasetelmaa ei ole, hä-

nen ajatuksiaan pitäisi tukea ja viedä eteenpäin. Rahoitusta tunnelia varten on haettavissa EU:sta, joka tukee par-haillaan tällaisten laajojen liikennekäy-tävien rakentamista, Ikävalko sanoo.

Innokkaimmat visionäärit hah-mottelevat tunneleihin myös Hyper-loop-matkustamista. Hyperloop koos-tuu alipaineistetuista putkista, joissa kulkee kapseleita. Uusi liikennemuoto kuljettaisi ihmisiä ja tavaraa yli tuhan-nen kilometrin tuntinopeudella.

Uuden tiedon äärellä

Olivatpa rakennustekniikat ja liiken-nevälineet millaisia tahansa, yksi asia pysyy muuttumattomana jatkossakin: merenalaisen tunnelin taustaksi tarvi-taan tietoa ja geologista tutkimusta.

– Tiedämme, että luja peruskallio jatkuu Suomesta Viron puolelle, sillä se

on tutkittu asia. Geologista tietoa pide-tään usein itsestäänselvyytenä, mutta sitä se ei tietenkään ole. Myös tunne-liprojektin aikana saadaan uutta tietoa, joka tallennetaan GTK:n tietovarastoon, ja joka palvelee ihmisiä sukupolvesta toiseen, Ossi Ikävalko muistuttaa.

Erityisen kiinnostavaa uutta tietoa koko maapallon historiasta saattaa löy-tyä nimenomaan Viron sedimenttiker-rostumista. Noin 500 miljoonaa vuotta vanhat kerrokset ovat lähes alkuperäi-sessä tilassa kambrikauden ajalta, jol-loin meren eliölajien kehitys oli nopeaa. Ikävalkon mukaan fossiilit ovat säily- neet vanhoissa kerrostumissa hyvin.

24 Geofoorumi 1/2017

Taustapitoisuustietojen merkitys kasvaaTeksti: Paula Böhling

GTK:n Taustapitoisuus-karttapalvelua on käytetty maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arvioinnissa pian kymmenen vuotta. Tulevan asetuksen myötä taustapitoisuustiedot saavat uuden tärkeän roolin.

Ympäristöministeriö ja Suomen ympä-ristökeskus (SYKE) valmistelevat parai-kaa rakentamisen maa-ainesjätteiden hyödyntämistä koskevaa valtioneuvos-ton asetusta (MASA). Tavoitteena on kiertotalouden periaatteiden mukaisesti edistää rakentamisen ylijäämämaiden tarkoituksenmukaista ja turvallista käyttöä.

– Näissä asioissa on tehtävää ja po-tentiaalia, sillä rakentamisessa syntyy vuosittain jopa kymmeniä miljoonia tonneja ylijäämämaita. Vain osa käyt-tökelpoisesta maa-aineksesta päätyy käyttöön, toteaa erikoistutkija Jussi Reinikainen SYKEstä.

Reinikaisen mukaan hyödyntämis-kelpoisuuden arvioinnin keskeinen ky-symys on, milloin maa-ainesta voidaan pitää pilaantumattomana ja milloin se on jätettä.

– Tämän asian määrittelyssä mer-kittävän roolin saa maaperän tausta-pitoisuus – eli alueen geologiasta tai tavanomaisesta hajakuormituksesta johtuva alkuaineen tai yhdisteen pitoi-suustaso maaperässä.

Taustapitoisuudet MASA- asetuksessa

Vuonna 2007 voimaan tullut valtio-neuvoston asetus maaperän pilaantu-neisuuden ja puhdistustarpeen arvi-oinnista (214/2007) ei koske kaivettuja maita, mutta niihinkin sitä on ympäris-töministeriön ohjeistuksen mukaisesti sovellettu, Reinikainen kertoo.

PIMA-asetuksen mukaan maape-rän pilaantuneisuus ja puhdistustarve on arvioitava, jos yhden tai useamman haitallisen aineen pitoisuus ylittää

asetuksessa esitetyn kynnysarvon. Jos alueen taustapitoisuus on kynnysarvoa suurempi, vertailuarvona voidaan käyt-tää taustapitoisuutta.

Kaivettuja maita koskevat sään-nökset tarkentuvat MASA-asetuksessa. – Jos kohdealueen eli hyödyntämispai-kan taustapitoisuus on samaa tasoa tai suurempi kuin hyödynnettävän maa-ai-neksen, niin kaivettu maa-aines ei ole haitta-aineiden puolesta jätettä eivätkä sitä koske tältä osin jätelain velvoitteet, eli sitä voi käyttää alueella kuten puh-dasta maata. Vaikka taustapitoisuus ei ylity, voi kuitenkin olla muita syitä, joi-den takia maa tulkitaan jätteeksi.

Reinikaisen mukaan on vielä poh-dittava, riittääkö GTK:n Taustapitoi-suus-karttapalvelusta saatava tieto kohdealueen taustapitoisuuden mää-rittämiseen.

MAAPERÄN PILAANTUMINEN

Jussi Reinikainen ja Jaana Jarva pohtimassa Taustapitoisuus-karttapalvelun käytettävyyttä MASA-asetuksen tarpeisiin.

25Geofoorumi 1/2017

GTK:n Taustapitoisuus-karttapalvelussa voi laskea maaperän alueellisia taustapitoisuusarvoja tietokantaan tallennettujen pitoisuushavaintojen perusteella.

Palvelusta löytyy tietoa 18 metallin ja puolimetallin pitoi-suuksista. Joiltakin alueilta on mittaushavaintoja myös orgaa-nisista yhdisteistä, kuten PAH (polyaromaattiset hiilivedyt) ja PCB (polyklooratut bifenyylit). Havainnot on ryhmitelty yhdeksään luokkaan maaperän mukaan.

Suomeksi: gtkdata.gtk.fi/Tapir/In English: gtkdata.gtk.fi/Tapir/indexEN.html

Taustapitoisuudetkäytössäsi

– Joka tapauksessa suurten tausta-pitoisuuksien alueilta tarvittaisiin tie-toa nykyistä tiheämmällä näyteverkolla. Tietoa olisi tarve saada myös pinta- ja pohjavesistä, sillä maaperän suuret taustapitoisuudet merkitsevät usein suuria pitoisuuksia myös vesissä, hän sanoo.

Arseenikartta apuna

Tampereen naapurissa sijaitseva Pirk-kala kuuluu geokemiallisesti niin sa-nottuun Etelä-Pirkanmaan arseenipro-vinssiin, jossa arseenipitoisuudet ovat monesti suurempia kuin Suomen maa- ja kallioperässä keskimäärin.

– Arseeni on meidän toiminnas-samme jokapäiväinen asia ja erityisen huomion kohteena on talousvesi, tote-aa Pirkkalan ympäristöterveyspäällikkö Kirsi Sario.

Taustapitoisuustietoja ja GTK:n laatimaa arseeniriskikarttaa käytetään apuna, kun annetaan talousveteen liit-tyviä suosituksia. Suuren arseenipitoi-suuden alueilla asuville suositellaan liit-tymistä vesiosuuskuntaan, sillä kaivo-veden käyttöä pidetään terveysriskinä.

– Rengaskaivo voi joskus tulla ky-seeseen, mutta porakaivoja ei pitäisi ra-kentaa arseenialueille. Jos joku silti te-kee oman kaivon, suosittelemme veden tutkituttamista ja suodattimen käyttöä.

Arseeni mainitaan myös kunnan ra-kennusjärjestyksessä: arseeniriskialu-eilla on tutkittava maaperän arseenipi-

toisuus ja rakennuslupahakemukseen on liitettävä selvitys maa- ja kiviaines-ten otosta, käytöstä, käyttökohteista ja varastoinnista.

– Arseeniriskialueilta kaivettuja moreenimaita on kielletty viemästä pois alueelta, jotta ne eivät päädy esimerkik-si pohjavesialueille. Maita on kuitenkin ollut mahdollista hyötykäyttää saman alueen suojaviheralueen ja puistojen muotoilussa. Rakentajat ovat voineet viedä ylijäämämaita puistoalueella ole-valle arseenimaiden läjitysalueelle, mi-käli niitä ei ole saatu sijoitettua omalle tontille. Läjitetyt maat tulee peittää tii-viillä pintamailla mahdollisimman pian läjityksen jälkeen, selostaa Pirkkalan ympäristöpäällikkö Vesa Vanninen.

Taustapitoisuustieto täydentyy

Alun perin GTK teki geokemiallista kartoitusta pääasiassa malmipotenti-aalisten alueiden tunnistamiseksi. Tätä tehdään edelleen, mutta uusien tieto-tarpeiden vuoksi kartoituksia on laa-jennettu alueellisesti entistä useampiin maalajeihin.

Viime vuosina kartoituksia on tehty etenkin kaupungeissa ja kasvukeskuk-sissa, missä maankäytön paineet ovat suurimpia.

– Kaupunkialueilla on tärkeää tun-tea alueen geologiasta ja laskeumasta peräisin oleva taustapitoisuus, jotta se pystytään erottamaan paikallisesta pi-laantumisesta, sanoo aiheesta väitellyt GTK:n geologi Jaana Jarva.

Luonnonmaiden tietopohjaa on täydennetty alueilla, joiden taustapi-toisuuksien oletetaan olevan keskimää-räistä suurempia.

Kartoituksen piiriin ovat tulossa myös nykyisten ja mahdollisesti tu-levien kaivosten ympäristöt. Tieto on tarpeen esimerkiksi ympäristövaiku-tusten arviointiin (YVA) liittyvissä pe-rustilaselvityksissä.

Myös tilaustutkimusten tuottama tieto voidaan laadunvarmistuksen jäl-keen liittää karttapalveluun.

Jätettä vai ei?Riippuu

maamassanhaitta-aine-

pitoisuudesta jahyödyntämis-paikan tausta-pitoisuudesta.

“

26 Geofoorumi 1/2017

Suomen korukivet – Gemstones of FinlandKinnunen, Kari A . (toim ./ed .); Kirjoittajat/writers: Kinnunen, Kari A .; Vartiainen, Risto; Hietala, Satu; Lahti, Seppo I .; Lehtonen, Marja; Heikkilä, Pasi; Valkama, Jorma; Huhta, Pekka 2017 .Erikoisjulkaisut, vol 98 . Painetun kirjan verollinen hinta 40 euroa .

http://tupa.gtk.fi/julkaisu/erikoisjulkaisu/ej_098.pdf

Developing Mining Camp Exploration Concepts and Technologies: Brownfield Exploration Project 2013–2016 Aatos, Soile (ed .) 2016 .Special Paper, vol 59

http://tupa.gtk.fi/julkaisu/specialpaper/sp_059.pdf

Jyväskylän seudun kallioperä. Summary: Bedrock of the Jyväskylä areaMikkola, P ., Heilimo, E ., Aatos, S ., Ahven, M ., Eskeli-nen, J ., Halonen, S ., Hartikainen, A ., Kallio, V ., Kousa, J ., Luukas, J ., Makkonen, H ., Mönkäre, K ., Niemi, S ., Nousiainen, M ., Romu, I . & Solismaa, S . 2017 .Tutkimusraportti, vol 227

http://tupa.gtk.fi/julkaisu/tutkimusraportti/tr_227.pdf

Geochemical baselines in the assessment of soil contamination in FinlandJarva, Jaana 2016 .Erikoisjulkaisut, vol 96

http://tupa.gtk.fi/julkaisu/erikoisjulkaisu/ej_096.pdf

Groundwater vulnerability of a shallow low-lying coastal aquifer in southern Finland under climate changeLuoma, Samrit 2016 .Erikoisjulkaisut, vol 95

http://tupa.gtk.fi/julkaisu/erikoisjulkaisu/ej_095.pdf

Quantitative assessment of undiscovered resources in stratiform and podiform chromite deposits in FinlandRasilainen, Kalevi ; Eilu, Pasi ; Halkoaho, Tapio ; Karinen, Tuomo ; Konnunaho, Jukka ; Kontinen, Asko ; Törmänen, Tuomo 2016 .Tutkimusraportti, vol 226

http://tupa.gtk.fi/julkaisu/tutkimusraportti/tr_226.pdf

Getting mining policy right: The challenges of managing national mineral endowments and the mining industry in Bolivia, Ecuador, Finland, Mongolia, Namibia and Peru Noras, Pentti 2016 .Tutkimusraportti, vol 224

Englanniksi: http://tupa.gtk.fi/julkaisu/tutkimusraportti/

tr_224.pdf

Espanjaksi: http://tupa.gtk.fi/julkaisu/tutkimusraportti/

tr_225.pdf

Uusia julkaisuja

UUSIA JULKAISUJA

GTK:n tutkimusvene Kalla on apuna esimerkiksi kartoitet-taessa järvien pohjanlaatua.

27Geofoorumi 1/2017

Suomen kallioperä, mittakaava 1: 5 000 000

Svekofennisiä muodostumia nuorempia kivilajeja

Paleoproterotsooisia syväkiviä, iältään 2500-1800 miljoonaa vuotta

Svekofennnisiä kivilajeja, iältään 1930-1875 miljoonaa vuotta

Lapin granuliittikaari, iältään noin 1920 miljoonaa vuotta

Karjalaisia muodostumia, kerrostuneet arkeeisenmantereen reunalle, iältään 2500-1900 miljoonaa vuotta

Arkeeisia kivilajieja,iältään yli 2500 miljoonaa vuotta

Törmäyskraatteri

Impaktilaavakiveä,syntynyt meteoriittitörmäyksessäSoklin ja Iivaraan intruusio,magmasta kiteytyneitä kalkkikiviäSedimenttikiveä,osa Skandinavian kölivuoristoaHiekka- ja silttikiveäMetamorfoitumattomia sedimenttikiviäDiabaasia, iältään 1270 miljoonaa vuotta,kvartsiköyhiä juonikiviä Satakunnassa

Rapakivigraniittia, iältään 1640-1540 miljoonaa vuotta

Graniittia, jossa runsaasti paragneissisulkeumia

Dioriittia, gabroa, peridotiittia, kvartsiköyhiä syväkiviä

Granodioriittia, kvartsidioriittia, graniitin sukuisia syväkiviä

Graniittia

Paragneissiä, alunperin mereen kerrostuneita savia ja hiekkoja

Kvartsirikkaita vulkaniitteja

Kvartsiköyhiä vulkaniitteja

Granuliittia, poikkeuksellisen korkeassa paineessa ja lämpötilassa metamorfoituneita savia ja hiekkoja

OfioliittiaMerellisen mannerlaatan kappaleitaParaliusketta ja -gneissiä, alunperin mereen kerrostuneita savia ja hiekkoja

Kalkkikiveä

Kvartsiittia, alunperin meren rantavyöhykkeeseen kerrostuneita hiekkoja

Kvartsiköyhiä vulkaniitteja

Kvartsirikkaita vulkaniitteja

Graniitin sukuisia syväkiviä, iältäännoin 2700 miljoonaa vuottaParaliusketta ja -gneissiä,alunperin savia ja hiekkoja

Vulkaniitteja, pääasiassa kvartsiköyhiä

Graniitin sukuisia gneissejä, iältään pääosin 2850-2750 miljoonaa vuotta

Geologian tutkimuskeskusEspoo • Kokkola • Kuopio • Loppi • Outokumpu • Rovaniemigtk.fi • Puh. 029 503 0000 • Y-tunnus: 0244680-7

gtk.fi

Suomen kallioperä, mittakaava 1: 5 000 000

Yleistetystä Suomen kallioperäkartasta muokattu 1: 5 000 000 -mittakaavainen versio,jossa eroteltuna merkittävimmät kivilajiryhmät iän ja geologisen yksikön mukaan.Yleistetyn kallioperäkartan aineisto on nähtävissä GTK:n Maankamara-karttapalvelussa http://gtkdata.gtk.fi/maankamara/