Hydraulic properties of peat and hydrogeochemical characteristics of groundwater and porewater in Viiankiaapa mire

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202101081104
Title: Hydraulic properties of peat and hydrogeochemical characteristics of groundwater and porewater in Viiankiaapa mire
Alternative title: Turpeen hydrologiset ominaisuudet sekä pohja- ja huokosveden hydrogeokemialliset piirteet Viiankiaavalla
Author: Turtiainen, Harri
Other contributor: Helsingin yliopisto, Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta
University of Helsinki, Faculty of Science
Helsingfors universitet, Matematisk-naturvetenskapliga fakulteten
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2020
Language: eng
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202101081104
http://hdl.handle.net/10138/324296
Thesis level: master's thesis
Degree program: Geologian ja geofysiikan maisteriohjelma
Master's Programme in Geology and Geophysics
Magisterprogrammet i geologi och geofysik
Specialisation: Hydrogeologia ja ympäristögeologia
Hydrogeology and Environmental Geology
Hydrogeologi och miljögeologi
Discipline: none
Abstract: Anglo American löysi lupaavan Cu-Ni-PGE sulfidimalmiesiintymän vuonna 2009 ja on sen jälkeen jatkanut tutkimuksia, jotka tähtäävät esiintymän hyödyntämiseen. Esiintymä sijaitsee Natura 2000 suojellun suokompleksin alla, Sodankylän kunnan alueella, Suomen Lapissa. Tutkimus- ja malminetsintätyö alueella toteutetaan käyttäen lieventäviä ja ehkäiseviä toimenpiteitä, jotta herkkään suoekosysteemiin ei kohdistuisi haitallisia vaikutuksia. Nykytilassaan olevan suokompleksin hydrogeokemian yksityiskohtaisempi ymmärrys auttaa tulevaisuudessa koittavan kaivostoiminnan ympäristövaikutusten seurannassa ja lieventämisessä sekä ympäristövaikutusten seurannan suunnittelussa. Hydrogeokemiallisia tutkimuksia, jotka koostuivat vesi- ja turvenäytteenotosta, tehtiin kahdeksassa tutkimuspisteessä pitkin linjaa, jonka pituus oli n. 1,6 km. Vesinäytteitä otettiin mini-pietsometrillä suon pinnalta, turpeen sisäosasta sekä suon pohjalta. Vesinäytteistä analysoitiin: pääionikoostumus, hivenainekoostumus sekä δ18O & δ2H. Analysoitujen tulosten perusteella pyrittiin tutkimaan vesinäytteissä ilmenevää pohjaveden vaikutusta eri osissa tutkimuslinjaa sekä eri syvyyksissä turveprofiilia. Turpeen vaikutusta suon hydrologiaan arvioitaessa turvenäytteenotossa pyrittiin löytämään näytteitä, jotka eroaisivat hydraulisilta ominaisuuksiltaan toisistaan. Turpeen vedenjohtavuus tutkittiin käyttäen kiinteäseinämäistä permeametrikoetta. Kemialliset ja fysikaaliset analyysit saivat täydennystä suoritetusta maatutkaluotauksesta, joka tehtiin käyttäen 100:n ja 30:n MHz antenneja. Turvetutkimuksista selvisi vedenjohtavuuden suuri vaihtelu pienehkön tutkimusalueen sisällä. Laajasti tunnistettu korrelaatio turpeen näytesyvyyden sekä vedenjohtavuuden välillä ei näkynyt koko aineistossa tilastollisesti, mutta yksittäisiä tutkimuspisteitä tarkasteltaessa yhteys turpeen syvyyden ja vedenjohtavuuden välillä näytti olleen selvä. Turpeen vedenjohtavuusarvon vaikutus veden virtaukseen suossa vaikutti olevan merkittävä. Turpeen vedenjohtavuuden ollessa riittävän matala veden virtaus turpeessa saattaa jopa estyä. Tämä varmennettiin käyttäen apuna kemiallisia analyyseja. Korkeampi vedenjohtavuus turpeessa näkyi yleensä suurempana pohjavesivaikutuksena läpi koko turveprofiilin.A promising Cu-Ni-PGE containing sulphide ore deposit was discovered in 2009 by Anglo American and since the company has continued studies aiming towards utilisation of the deposit. The discovered deposit lies underneath a Natura 2000 protected mire complex, Viiankiaapa, in Sodankylä municipality in Finnish Lapland. The research and exploration activities in the area are performed with mitigation and preventing actions in order to minimize the deterioration impact to the delicate ecosystem. The more detailed understanding of the hydrogeochemistry of the mire environment in its current state can assist: in monitoring, mitigating and preventing of potential environmental effects due to future mining operations as well as planning the monitoring program. Hydrogeochemical studies, consisting of water and peat sampling at eight sampling points, were carried out along a 1.6 km long study line. Water samples were collected from the surface of the mire as well as within the peat layer and the bottom of the peat layer. Water samples were collected using a mini-piezometer. The analyses for the water samples involved: major components, trace elements and δ18O & δ2H. Groundwater influence in the different sampling points as well as different sections of the peat was investigated using the mentioned chemical and isotopic properties. Peat sampling focused on finding samples which would have different hydraulic properties in order to find the influence of peat in the hydrology in the mire. Hydraulic conductivity of peat samples was determined using rigid wall permeameter test setup. The chemical and physical methods were supplemented by a ground penetrating radar survey completed with 30 and 100 MHz antennas. Studies of peat showed that the hydraulic conductivity varies substantially even inside the rather small study area. Widely recognized correlation between hydraulic conductivity and depth was not observed statistically, but the sampling sites individually show a clear connection with depth and hydraulic conductivity. The influence of the hydraulic properties of peat on to the flow of water in the mire was observed to be significant. In cases where the hydraulic conductivity of peat was very low, water flow may be prevented altogether. This was confirmed with the use of chemical analyses. With higher hydraulic conductivity, groundwater influence was seen more or less throughout the peat profile.
Subject: Hydrogeochemistry
Hydraulic conductivity
Peat
Mini-piezometer
Ground penetrating radar


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Turtiainen_Harri_Pro_Gradu_2020.pdf 5.552Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record