Ryhmä 6: Pohjavesimittaus

Pohjavesiputken asennus 

11.10.2016 ryhmä rämästämme pohjavesiputken asennusta katsomaan pääsi vain Tuija. Kuopion kaupungin kaksi työmiestä aloittivat aamukahvittelunsa jälkeen putken asennuksen.

Aluksi työmiehet asensivat asennusputken. Asennuksen ajan he pumppasivat vettä Pieni-Valkeisesta asentamisen helpottamiseksi. Putken asennuksen jälkeen he laittoivat näytteenottoputken asennusputken sisälle ja poistivat asennusputken. Asennusputken poisto ei sujunut kommelluksitta, sillä työmiehet olivat unohtaneet ottaa mukaan ketjun, jolla se olisi saatu pois helpommin pois. Asennusputken poiston epäonnistuttua he joutuivat asentamaan putken uudelleen. Lopulta asennusputki saatiin pois niin, että näytteenottoputki jäi paikalleen ja suojaputki voitiin laittaa paikoilleen. Putki jäi odottamaan näytteenottajia.

Kuva 1. Pumppu Pieni-Valkeisen rannassa

Kuva 2. Pohjavesiputket ja suojaputki

Kuva 3. Pohjavesiputken asennus asennusputken sisälle

Video 1. Asennusputken asentaminen

Näytteenottovälineet ja kenttämittarit

Näytteenottovälineiden valintaan vaikuttaa havaintoputken rakenne ja veden tuotto, näytteenottosyvyys ja vesinäytteestä tutkittavat parametrit. Näytteenottovälineet eivät saa aiheuttaa kontaminaatioita ja niiden tulee olla helppokäyttöisiä ja helposti puhdistettavia.

Pohjavesinäyte otetaan pääsääntöisesti pohjavesinäytteenottopumpulla. Joissakin tapauksissa näytteet otetaan noutimella. Luotettavasti toimiva ja puhdas pumppu on keskeinen työväline pohjavesinäytteenotossa. Pohjaveden näytteenottopumput voidaan jakaa kevyisiin, pumppausteholtaan alle 600 l/min, ja raskaisiin, pumppausteholtaan yli 600 l/min, pumppuihin. Pohjavesinäytteenotossa käytetään ensisijassa kevyitä näytteenottopumppuja, kuten meidän harjoituksessa.

Pohjavesinäytteenotossa voidaan käyttää esimerkiksi käsi- ja moottorikäyttöisiä imupumppuja, peristalttisia pumppuja, uppopumppuja, syrjäytyspumppuja sekä inertiapumppuja. Mikäli näytteenotossa käytetään sähkökäyttöistä pumppua, varusteisiin kuuluu lisäksi akku tai aggregaatti sekä polttoainetta.

Näytteenoton yhteydessä voidaan kentällä tehdä pohjavesimäärityksiä kenttäkäyttöön tarkoitetuilla mittareilla. Kentällä yleisimmin määritettyjä suureita ovat pohjavedenpinnan korkeus, pohjaveden lämpötila, pH, sameus, sähkönjohtavuus, alkaliteetti sekä happi-, hiilidioksidi- ja rautapitoisuus. Harjoituksessa käytimme samaa kenttämittaria, kuin aikaisemmin kenttämittaus harjoituksessa.

Harjoituksessa mittasimme sähkönjohtavuuden, pH:n, happipitoisuuden ja veden lämpötilan. Alla video pumpun toiminnasta.

Video, jonka Jani Huttunen (@huttunenjani) julkaisi, Pumppaus käynnissä 28. 10ta 2016 klo 9.10 PDT

Näytteenoton esivalmistelu

Ryhmä 6 oli jakautunut kahteen suorittaessaan pohjavesimittausta. Osa ryhmästämme oli paikalla heti aamutuimaan ja osallistui näytteenoton esivalmisteluihin. Näytteenotto aloitettiin kuljettamalla näytteenottoon tarvittavat tarvikkeet näytteenottopaikalle. Ensimmäisenä mitattiin pohjaveden pinnankorkeuden ja putken yläreunan välinen erotus, joksi saatiin 2,41 metriä. Mitta toimi siten, että se asetettiin putken reunalle ja laskettiin hiljalleen alaspäin. Anturin osuessa pohjaveden pintaan, laite päästi piippaavan äänen. Tarkalla korvalla ääntä kuuntelemalla ja mittaa hiljalleen edestakaisin pyörittelemällä löydettiin kohta, jossa anturi on juuri ja juuri veden pinnalla, eikä upoksissa veden alla.

Pohjaveden pinnankorkeuden määrittämiseen käytetty mitta.

Pohjaveden pinnankorkeuden mittaus.

Pinnankorkeuden mittaamisen jälkeen mitan tilalle asennettiin pumppu. Tässä välissä määritettiin myös veden tilavuus putkessa annettujen tietojen ja mitatun tiedon perusteella.

Toiminta kentällä

Saavuttaessa näytteenottopaikalle, on havaintoputki tarkastettava ulkoisesti mahdollisten häiriötekijöiden varalta(ilkivalta, luonnonilmiöt), jotka vaikuttavat näytteenottotuloksiin. Esimerkiksi roudan nostamasta pohjavesiputkesta otettu vedenkorkeustulos on suurella todennäköisyydellä virheellinen ja näissä tapauksissa on hyvä käyttää tarkkuuspaikanninta ja putkikorttia, joissa on kyseisen putken tiedot ja korkeus, jolla putken korkeus tarkistetaan.

Ylesin mittaus pohjaveden havaintopaikoilla on pohjaveden pinnankorkeuden mittaus, johon käytetään mittaluotia. Meidän mittauksissamme käytettiin sähköisellä anturilla varustettua mittaluotia, joka antoi äänisignaalin saavuttuaan pohjaveden pintaan. Tämän lisäksi mitataan havaintoputken pohjan syvyys, mutta sitä emme viimeisinä paikalle tulleena ryhmänä päässeet näkemään.

Pohjavesinäytteet otetaan havaintoputkista yleisimmin pumppaamalla, mutta ennen näytteenottoa on putkesta pumpattava vettä vähintään 20 minuuttia, jotta näyte edustaisi pohjavettä eikä havaintoputkessa olevaa vettä. Jos pumppu toimii sähköllä tai polttomoottorilla, on pidettävä huolta ettei agrekaatti tai pakokaasu kontaminoi näytteitä, joten on pidettävä huolta että pakokaasulähde on havaintopaikan alapuolella tuuleen nähden.
Ongelmaksi, Pieni-Valkeisen pohjavesiputkella, tehdyssä näytteenotossa oli se, ettei pumpattava vesi kirkastunut pumppauksen seurauksena vaan pysyi savisena. Syy savisuuteen oli pohjavesiputken huuhtelemattomuus, joka tehdään uusille pohjavesiputkille ennen ensimmäisiä mittauksia. Teemun johdolla päätimme kuitenkin ottaa pumpatusta vedestä kolme näytettä laboroitavaksi ja näytteet laitettiin heti kylmälaukkuun.

Pohjaveden laatumittaukset suoritetaan pääosin laboratoriossa, mutta joidenkin ominaisuuksien kohdalla on parempi suorittaa kenttämittaus, jos kyseiset ominaisuudet muuttuvat herkästi näytteenoton jälkeen. Tyypillisiä kentällä tapahtuvia määrityksiä ovat lämpötila, happipitoisuus, pH , sähkönjohtavuus, rauta- ja mangaanipitoisuus sekä hiilidioksidipitoisuus. Kentällä suoritetut määritykset ovat usein suuntaa-antavia ja tarkemmat määritykset tulee tarvittaessa tehdä laboratoriossa.

Näytteenotosta täytetään näytteenottolomake, johon kirjataan kaikki paikalla tehdyt havainnot;
- näytteenottaja,
- näytteenottopaikka,
- näytteenottoajankohta,
- näytteenotto-olosuhteet,
- pumppaustiedot (käytetty pumppu, teho, veden kirkastuminen, vedenpinnan korkeus ennen ja jälkeen pumppauksen),
- näytteenottosyvyys,
- näytteiden esikäsittely,
- näytteenottoon liittyviä huomioita ja
- muut havainnot (muutokset lähiympäristössä).
Alla Pieni-Valkeisen pohjavesinäytteenoton havainnot.

Tulokset

Ryhmä 6
Field Works of Environmental Technology
Syksy 2016
Pohjavesinäytteenotto 28.10.2016
Koordinaatit (X)	6977903,000	N /lat:	ETRS35-FIN
Koordinaatit (Y)	533450,250	E / lon:	ETRS35-FIN
Pohjaveden pinta putken yläreunasta	2,41	m
Putken sisähalkaisija	0,04	m
Putken pohjan korkeus	91,45	m
Putken yläreunan korkeus	102,54	m
Putken korkeus	11,09	m
Vesipinnan korkeus	8,68	m
Veden tilavuus putkessa	0,01	m3
	11,46	l
Pumppausnopeus	10,00	dl/70 s
	0,86	l/min
Koko vesitilavuuden vaihtumisnopeus putkessa	13,37	min
Pumppauksen jälkeen:
Pohjaveden pinta putken yläreunasta	2,35	m	> vedenpinta noussut
Näytteenotto 1 m syvyydeltä	3,35	m	putken yläreunasta mitattuna
Kenttämittaukset:
Sähkönjohtokyky	157,70	uS	> anturit 4,5 m syvyydessä
pH	6,87
Happipitoisuus	0,75	mg/l
Lämpötila	6,90	°C