Kulhon vedenhankintaan tärkeän pohjavesialueen kaakkoisosissa on tehty alueen geologisen rakenteen selvittämiseen liittyviä maastotutkimuksia sekä erilaisia mallinnuksia. Työt toteutettiin yhteistyöprojektina ja rahoitettiin projektiin osallistuvien tahojen kesken. Mukana projektissa olivat Kontiolahden kunta, Pohjois-Karjalan ELY-keskus, Geologian tutkimuskeskus (GTK), Savon Kuljetus Oy, Tornator Oyj, Maansiirto ja Soraliike M-Levy Oy, Paiholan Yhteismetsä, Lakan Betoni Oy, Kuljetus ja Kuormaus Judin Oy ja Destia Oy. Mukana tutkimuksissa oli myös Joensuun Vesi, jolla on Kulhon alueella käytössään Kerolan pohjavedenottamo.

Tutkimusten keskeisenä tavoitteena oli saada alueen hydrogeologisen rakenteen sekä pohjavesien virtausmallinnuksen avulla riittävästi tietopohjaa alueen maankäytön suunnittelua varten. Joensuun ympäristössä kallioperä sisältää laajalti mustaliuskeita ja seudun pohjavesissä on yleisesti havaittu erityisen korkeita nikkelipitoisuuksia. Tässä työssä pyrittiin selvittämään sekä alueen maa- ja kallioperässä, että myös pohjavesissä esiintyviä nikkelipitoisuuksia sekä selvittämään alustavasti myös nikkelin kulkeutumiseen vaikuttavia tekijöitä.

Alueella tehtiin painovoimamittauksia kalliopinnan aseman selvittämiseksi sekä asennettiin neljä uutta pohjaveden havaintoputkea. Alueelta otettiin pohjavesi- sekä maa- ja kallioperänäytteitä. Myös alueen vanha tutkimusaineisto käytiin läpi. Pohjavesialueen rakenteessa pyrittiin kiinnittämään huomiota sekä kallioperän topografiaan, että hyvin vettä johtavien karkeiden hiekka-soramateriaalien esiintymiseen. Samalla pyrittiin selvittämään myös Kerolan pohjavedenottokaivojen valuma-alueiden olosuhteita sekä lisäksi selvitettiin mahdollisia syitä pohjavesikaivojen nikkelipitoisuuden noususuuntaiselle kehitykselle. Lopuksi alueelle laadittiin pohjavesien matemaattinen virtausmalli.

Kulhon alueen (ja Joensuun seudun yleisemminkin) pohjavesien paikoittaisen korkean nikkelipitoisuuden perussyynä ovat tutkimusalueen maa- ja kallioperässä ja sitä kautta myös pohjavesissä esiintyvä luontaisesti korkea nikkelipitoisuus, jota alueen hydrogeologiset olosuhteet ja nikkelin geokemiallinen käyttäytyminen lisäksi vahvistavat. Pohjavesien nikkelipitoisuudessa on havaittavissa alueittaista varsin suurtakin vaihtelua.

Alueen kallioperän alustava topografia saatiin tutkimusten avulla pääpiirteissään selville ja Kulhon alueen pohjavesien virtausmallinnuksella pystyttiin selvittämään alueen pohjavesien virtausolosuhteet pääpiirteissään. Vedenottamon kaivojen nikkelipitoisuudessa havaitun nousevan trendin voidaan tehtyjen tutkimusten perusteella katsoa johtuvan ainakin seuraavista tekijöistä:

  • Avonaisten maa-ainestenottoalueiden (ja osin myös luonnontilaisten alueiden) raskasmetallipitoisesta maaperästä, josta sade- ja sulamisvedet huuhtovat raskasmetalleja (ja erityisesti nikkeliä) pohjavesivyöhykkeeseen ja edelleen pohjavesien virtauksen mukaan. Osa soranottoalueista sijoittuu vedenottokaivojen mallinnetuille kaappausalueille.
  • Kulhon pohjavesialueen pohjavesien muodostumis- ja virtausolosuhteiden sekä vuosittaiset että vuodenaikoihin liittyvät vaihtelut, joiden myötä myös pohjavesien virtauskuviot alueella vaihtelevat. Toisaalta myös pohjavedenottokaivojen pumppausmäärien vaihtelu muuttaa pohjavesien virtauskuviota vedenottokaivojen ympärillä.
  • Vedenottokaivot sijaitsevat alueen keskeisellä pohjavesien itä-länsi suuntaisella virtausvyöhykkeellä, joka tuo alueen itäosien selvästi nikkelipitoisempaa pohjavettä kaivoalueelle.
  • Oma vaikutuksensa nikkelipitoisuuden nousuun on mahdollisesti myös alueen ruhjevyöhykkeiden mustaliuskevaikutteisilla kalliopohjavesillä, sikäli kun niillä on yhteyksiä maaperän pohjavesiin. Asian selvittäminen vaatisi kuitenkin lisätutkimuksia.

Kulhon ja yleisestikin Joensuun seudun maaperämuodostumien geologia, hydrogeologia sekä geokemia ovat monimutkaisia ja niiden seikkaperäinen selvittäminen edellyttäisi runsaasti lisätutkimuksia. Tietopuutteita alueella on edelleen mm. kalliopinnan topografiassa ja nimenomaan mahdollisissa kalliokynnyksissä sekä esimerkiksi nikkelipitoisen maaperän ja pohjaveden jakautumisessa eri puolilla laajaa pohjavesialuetta.  Tutkimuksia olisikin syytä niiltä osin jatkaa.

Jatkotoimenpiteinä olisi tärkeää tehostaa alueen pohjaveden laadun tarkkailua erityisesti nikkelin suhteen ja nimenomaan koko pohjavesialueella. Nyt saadut tutkimustulokset antavat hyvän pohjan ja taustat jatkoselvityksille, joita olisi syytä jatkaa ennen mahdollisten Kulhon alueen maankäyttöön liittyvien suunnitelmien ja päätösten tekemistä.  Alueen tutkimuksia tullaan lähitulevaisuudessa jatkamaan.

Lisätietoja:

Jari Hyvärinen, Geologian tutkimuskeskus, jari.hyvarinen@gtk.fi, 029 550 3406.

Artikkelikuva A. Kiiskinen, GTK.