Pintavesi-pohjavesi vuorovaikutus ja ihmisen toiminnan näkyminen Hyrylän pohjavesialueella

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202105242332
Title: Pintavesi-pohjavesi vuorovaikutus ja ihmisen toiminnan näkyminen Hyrylän pohjavesialueella
Author: Hankaankorpi, Tuuli
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Science
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2021
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202105242332
http://hdl.handle.net/10138/330212
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
Abstract: Tutkimuskohteena on Hyrylän pohjavesialue, joka sijaitsee Etelä-Suomessa, Tuusulan kaupunkikeskuksessa. Hyrylän pohjavesialue on 1-luokan pohjavesialue, joka on luokiteltu myös kemialliseksi riskikohteeksi. Pohjavesialueella sijaitsee Keski-Uudenmaan Vesi Kuntayhtymän Koskenmäen vedenottamo, josta pumpataan pohjavettä talouskäyttöön päivittäin keskimäärin 1000 m3. Pohjavesialue on muodostunut luode-kaakkosuuntaiseen harjuun, joka on osa Hyvinkäältä I-Salpausselältä lähtevää harjujaksoa. Lounais-koillissuuntainen kallion murroslaakso sijoittuu pohjavesialueen keskelle, jonka mukaisesti myös Tuusulanjärvi ja -joki ovat muodostuneet. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää pintaveden ja pohjaveden välistä vuorovaikutusta Hyrylän pohjavesialueella ja saada parempi kuva alueen geologiasta sekä pohjaveden liikkeistä. Tuusulanjoella ja pohjavesiakviferin välillä on aikaisemmissa tutkimuksissa huomattu hydraulisia yhteyksiä. Pohjaveden kulkeutumisreittiä Koskenmäen vedenottamolle oli tärkeä selvittää, sillä tutkimusalueella vanhan polttoaineen jakeluaseman alueella maaperä ja pohjavesi ovat pilaantuneet öljyhiilivedyillä. Murroslaakson vaikutuksia pohjaveden liikkeisiin ja vedenottamon antoisuuteen selvitettiin myös tutkimuksen osana. Pintavesi-pohjavesi vuorovaikutusta tutkittiin termisin menetelmin ja suotovirtaamamittauksin. Hyrylän pohjavesialueen pohjaveden havaintoputkista, Tuusulanjokeen purkautuvasta pohjavedestä ja Tuusulanjoen vedestä kerättiin näytteitä, joista analysoitiin stabiilit isotoopit, pääionit ja hivenaineet. Pohjavesialueesta tehtiin 3D-rakennemalli, jonka lähtötietoina käytettiin painovoimamittauksia ja alueella tehtyjen painokairausten maaperätietoja. Pohjavesinäytteenoton yhteydessä mitattiin havaintoputkista myös pohjaveden pinnankorkeudet. 3D-rakennemallin perusteella tehtiin Hyrylän pohjavesialueesta pohjaveden virtausmalli selvittämään pohjaveden liikkeitä. Pohjavesialueen geologiaa yritettiin selvittää maatutkaluotaimen avulla, mutta mittaukset olivat epäonnistuneet, eikä maatutkaluotauksen tuloksia voitu käyttää apuna 3D-rakennemallin laatimisessa. Tulokset osoittavat pohjaveden purkautuvan Tuusulanjokeen Koskenmäen vedenottamon läheisyydessä. Vesinäytteenoton perusteella voitiin havaita pintavesiyhteys vain yhdessä näytteenottopaikassa. 3D-mallinnuksen tuloksena saatiin selkeä kuva alueen kallionpinnasta sekä havainnollistavia poikkileikkauksia maaperän rakenteesta. Pohjaveden virtausmalli osoitti pohjaveden virtaavan Koskenmäen vedenottamolle kaakosta. Pohjavesi virtaa murroslaaksoon enimmäkseen idästä ja kaakosta. Pohjavesialueen luoteisosasta pohjavesi virtaa koillisen kautta murroslaakson pohjoisosiin. Pilaantuneet alueet eivät ole Koskenmäen vedenottamon kaivon sieppausalueella. Tuusulanjoen länsiosiin purkautuvan pohjaveden voitiin tunnistaa vesianalyysien perusteella tulevan eri lähteestä kuin joen itäpuolelle purkautuva pohjavesi. Murroslaaksossa pohjavesi virtaa kohti etelää ja purkautuu Koskenmäen vedenottamon lounaispuolella Tuusulanjokeen.The study area is Hyrylä groundwater area, located in southern Finland, in the city center of Tuusula. Hyrylä groundwater area is class 1 groundwater area, and it is classified as a chemical risk area. The Koskenmäki water pumping plant, owned by Keski-Uudenmaan Vesi Kuntayhtymä, is in the groundwater area, where on average 1000 m3 of water is pumped daily for domestic use. The groundwater area is situated in a southwest to northeast orientated esker which is a part of a bigger esker series starting from I-Salpausselkä in Hyvinkää. There is a big southwest to northeast orientated shear zone in the bedrock under the groundwater area where Lake Tuusulanjärvi and Tuusula-river follow the shear zone. The aim of this study was to research the interactions between river water and groundwater in the Hyrylä groundwater area and to get a better understanding of the geology of the area. Additionally, the movements of the groundwater were studied. Based on earlier studies the groundwater is discharging to the Tuusula-river near the Koskenmäki water pumping plant and the river water has been recharging to the groundwater. There are contaminated areas surrounding the old gas station in Hyrylä, where the soil and groundwater are contaminated with oil hydrocarbons, hence it was important to study where the water to Koskenmäki water pumping plant is coming from. Effects of the shear zone to the movements of the groundwater and to the amount of water available for pumping were also examined. The groundwater-river water interactions were studied with thermal methods and seepage meters. Isotopic and chemical tracers were analyzed from the water samples, which were collected from the groundwater observation wells, groundwater discharging to Tuusula-river and from the river water itself. A 3D geological structure model of the groundwater area was made based on earlier gravimetric measurements and drillhole data. The water table measurements from the observation wells were taken at the same time when the water samples were collected. Based on the 3D structure model a groundwater flow model was made to explain the movements of groundwater in Hyrylä. The geology of the groundwater area was examined with ground-penetrating radar, but the measurements were not successful and did not give any useful data for making the 3D model. The results of this study show that the groundwater is discharging to the Tuusula-river near the Koskenmäki water pumping plant. Based on the water analyses done, there was only one water sample with surface water mixed in it. 3D modeling gave a clear picture of the bedrock surface and cross-sections of the soil structure. According to the groundwater flow model, groundwater is flowing to the Koskenmäki water pumping plant from southeast. To the shear zone groundwater flows mostly from east and southeast. From the northwest part of the groundwater area the groundwater is flowing via northeast to the northern parts of the shear zone. The contaminated areas are not in the flow path to Koskenmäki water pumping plant. Based on the water analyses, groundwater discharging to the western parts of Tuusula-river is from a different source than the water discharging to the eastern parts of the river. In the shear zone the groundwater flow direction is to the south and the groundwater discharges to the river southwest of the Koskenmäki water pumping plant.
Subject: Hyrylä
pintavesi
pohjavesi
vuorovaikutus
vedenottamo
rakennemalli
virtausmalli
vesianalyysit


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Hankaankorpi_Tuuli_Maisterintutkielma_2021.pdf 6.011Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record