Ratkaisumalleja Kallaveden parhaaksi

30.9.2015 Ei kommentteja

Finnpulpin havusellutehdasta suunnitellaan Kallaveden rannalle Sorsasaloon. Nyt käynnissä olevassa ympäristövaikutusten arvioinnissa selvitämme millaisia vaikutuksia sellutehtaalla olisi Kallaveteen ja löytää parhaimmat tekniset ratkaisut vaikutusten pienentämiseksi. Sellutehtaan vesistöön kohdistuvat vaikutukset aiheutuvat tehtaan prosessien jäähdytyksessä syntyvästä lämpökuormasta sekä puhdistettujen jätevesien purkamisesta vesistöön. Vaikka jätevedet tullaan puhdistamaan huolella, aiheutuu vesistöön kaikissa hankkeissa kuormitusta. Kuormituksella voi olla vaikutuksia Kallaveden veden laatuun ja sitä kautta laajemmin järven vesiekosysteemin tilaan. Kallavesi on Pohjois-Savon suurin järvi ja sen tila on arvioitu tällä hetkellä koko järvialuetta tarkasteltaessa hyväksi. Sorsasalon edustan vesialueen ekologinen tila on kuitenkin heikompi kuin Kallavedessä keskimäärin.

Meillä Pöyryllä vesistövaikutuksia arvioi asiantuntijatiimi, johon kuuluu mm. limnologeja, vesikemistejä sekä matemaattisen mallintamisen asiantuntija. Asiantuntijatiimimme tulee muodostamaan ensin kattavan yleiskuvan vesistön nykytilasta. Lisäksi hankimme olemassa olevaa tietoa veden tilassa tapahtuneista historiallisista muutoksista. Hanketta varten rakennamme vesistömallin, jonka monimutkaisilla laskentakaavoilla saamme selville päästöjen vaikutukset Kallavedessä.  Mallinnuksen tuloksia analysoimalla ja vertailemalla muodostamme varsinaisen vesistövaikutusten arvion peilaamalla tuloksia Kallaveden nykytilanteeseen.

Mallinnus luo pohjan vaikutusten arvioinnille

Yhteistyössä mallintajamme kanssa olemme aloittaneet vedenlaadun mallinnuksen uuden havusellutehtaan jätevesipäästöjen vaikutusten arvioinnin pohjaksi. Tällä hetkellä olemme rakentaneet mallin ja tehneet ensimmäisiä malliajoja. Olemme jo päässeet tarkastelemaan mm. virtauskenttiä sekä vertailemaan eri purkupaikkavaihtoehtoja. Olemme myös arvioineet purkuputken päähän suunnitellun diffuusorin vaikutuksia. Vedenlaatumalli on kätevä työkalu mahdollisten jätevesien purkupaikkavaihtoehtojen vertailussa. Sen avulla saadaan selville, mihin suuntaan jätevedet leviävät ja kuinka suuri vaikutus on. Esimerkiksi, jos jätevesien pääasiallinen leviämissuunta on kohden asuttuja rantoja, voidaan kyseinen purkupaikkavaihtoehto hylätä.

Eri asioita mallinnetaan erilaisilla malleilla. Finnpulpin jäte- ja jäähdytysvesien mallinnukseen käytetään useita erilaisia juuri tähän tarkoitukseen räätälöityjä malleja. Lähialueen vaikutusten mallinnukseen käytetään erilaista mallia kuin koko Kallaveteen kohdistuvien vaikutusten mallinnukseen. Mallinnuksessa tarkastellaan muun muassa seuraavia päästöjä: fosfori, typpi, CODCr (kemiallinen hapenkulutus), AOX (adsorboituneet orgaanisesti sitoutuneet halogeenit), sulfaatti ja kiintoaine. Lisäksi happipitoisuus ja levämäärä mallinnetaan omalla mallillaan. Myös jääpeitteen mallinnus on oma prosessinsa.

Mallinnuksen avulla havainnollistetaan jätevesien leviämistä ja kulkeutumista alueella. Mallissa otetaan huomioon myös eri aineiden poistuminen vesimassasta, esimerkiksi sitoutuminen pohjasedimenttiin. Vedenlaatumalli on käytännössä liuta monimutkaisia matemaattisia yhtälöitä, joiden tulokset esitetään visuaalisessa muodossa. Vastaavantyyppisiä matemaattisia mallinnustyökaluja käytetään meille kaikille tuttujen sääennusteiden laadinnan pohjana. Itse mallinnusprosessi on teknistä työtä, jossa pitää tarkasti tietää, mitä mikäkin muuttuja tarkoittaa.

Vaikka mallinnus on järviympäristössä hyvä ja tarpeellinen työkalu, ei mallinnus silti ole sama asia kuin vesistövaikutusten arviointi. Meidän vesistöasiantuntijoiden työ alkaakin todenteolla siitä, kun mallintajan työ on tehty. Joka kerta on hieman jännittävää avata mallinnuksen tulokset ja nähdä, minkälaisia tuloksia mallinnus antaa. Ensimmäinen tehtävämme mallinnuksen jälkeen on arvioida, ovatko mallinnuksen tulokset luotettavia, toisin sanoen näyttävätkö tulokset järkeviltä. Toki kokenut mallintaja tarkastelee myös omalta osaltaan mallinnustulosten luotettavuutta. Mallihan laskee juuri sen mukaisesti, minkälaisia lähtötietoja ja laskentaparametreja sinne on syötetty.

Kun mallinnustulosten luotettavuus on arvioitu, teemme tulosten perusteella johtopäätöksiä päästöjen vaikutuksista vesistöön ottaen huomioon vesiympäristön nykyinen tila sekä eri tekijöihin vaikuttava teoreettinen tausta. Mallinnuksen tuloksien perusteella analysoimme vesiympäristön monimutkaisia fysikaalis-kemiallis-biologisia vuorovaikutussuhteita sekä vertaamme mallinnustuloksia vesistön nykytilaan ja historiaan. Lopuksi muodostamme YVA-selostukseen kattavan kuvauksen vesistövaikutuksista niin tekstein kuin mallinnuskuvin. Olemme huomanneet, että erityisesti mallinnuskuvat kuvaavat muutoin joskus vaikeasti ymmärrettäviä asioita helppolukuisemmalla tavalla.

Tietojen syöttöä mallinnusohjelmaan.

3D-mallihilan luominen. 3D tarkoittaa kolmiulotteista, eli myös syvyyssuunta otetaan huomioon.

Pohjavirtauksen nopeus Kelloselällä. Mitä vaaleampi väri, sitä suurempi virtausnopeus.