VÄHÄ-TIILIJÄRVEN JÄÄHDYTYSVESISELVITYS HOLLOLA, VÄHÄ-TIILIJÄRVI
ENV1718
3.7.2019
Kuva: Jenna Kenttä
VAHANEN ENVIRONMENT OY Espoo n Lahti n Oulu n Pori n Tampere +358 20 769 8698 n www.vahanen.com n Y-tunnus | Business ID 2206578-8 Jäähdytysvesiselvitys 2 (18) Vähä-Tiilijärvi, Hollola
3.7.2019
Sisällys
1 Johdanto ...... 3 2 Palvelutalo Onnenkodon jäähdytysvesi ...... 3 2.1 Salpa-Mattilan vedenottamon lupamuutos ...... 4 2.2 Onnenkodon jäähdytysjärjestelmä ...... 5 2.3 Onnenkodon jäähdytysvesilinja Vähä-Tiilijärveen ...... 6 2.4 Jäähdytysveden käyttö ...... 6 2.5 Jäähdytysveden lämpötila ja happipitoisuus ...... 10 3 Vähä-Tiilijärven ominaisuudet ...... 11 3.1 Morfologia ja hydrologia...... 11 3.1.1 Tuottava vesikerros ...... 12 3.1.2 Valuma-alue ja vesitase ...... 13 3.2 Lämpötila- ja happiolosuhteet ...... 14 4 Jäähdytysveden vaikutukset Vähä-Tiilijärvessä ...... 16 Lähteet ...... 17
Liitteet
Liite 1 Onnenkodon jäähdytysvesilinja, asemapiirustus
Liite 2 Jäähdytysveden happipitoisuudet vuonna 2014
Raporttiin liittyvät rajoitukset Raportin johtopäätökset perustuvat kohteesta saatuihin dokumentteihin, haastatteluissa saatuihin tietoihin, muihin työn aikana käytettävissä olleisiin lähtötietoihin ja tutkimustuloksiin. Työ on suoritettu tavanomaisella huolellisuudella ammattimaisen toimintatavan mukaisesti. Pätevä ja kokenut henkilöstö on tehnyt parhaan mahdollisen arvioinnin kohteesta. Vahanen Environment Oy:n vastuu raportin sisällöstä on Konsulttitoiminnan yleisten sopimusehtojen KSE 2013 mukainen ja toimeksiannosta tehdyn sopimuksen mukaisesti rajoittuu kon- sulttikorvaukseen. Vahanen Environment Oy ei vastaa tämän raportin sisällöstä johtuvista suorista tai epäsuo- rista taloudellisista seurauksista, jotka kohdistuvat kolmanteen osapuoleen.
VAHANEN ENVIRONMENT OY Espoo n Lahti n Oulu n Pori n Tampere +358 20 769 8698 n www.vahanen.com n Y-tunnus | Business ID 2206578-8 Jäähdytysvesiselvitys 3 (18) Vähä-Tiilijärvi, Hollola
3.7.2019
1 Johdanto Vähä-Tiilijärvi on kirkasvetinen latvajärvi Hollolan kuntakeskuksessa (kuva 1). Se muo- dostaa Keski- ja Iso-Tiilijärven kanssa suositun virkistysalueen, joka on kuntalaisten ahkerassa käytössä niin kesä- kuin talviaikaankin. Vähä-Tiilijärven rannalla on mm. suosittu uimaranta, jota arvioidaan lämpiminä kesäpäivinä käyttävän 500-1000 uimaria päivässä (Ramboll 2018). Talvisin ranta on avantouimareiden käytössä. Vähä-Tiilijärven veden laatu on perinteisesti ollut hyvä, mutta silloin tällöin 2000-luvulla järveen on ilmestynyt virkistyskäyttöä haittaavia leväkukintoja. Viime vuosina järvessä yleistyneet sinileväkukinnat ovat huolestuttaneet asukkaita. Helteisen kesän 2018 pit- käkestoinen ja runsas kukinta herätti vilkasta keskustelua Hollolassa ja kunta päätti selvittää sinileväkukintojen syitä. Yhtenä osana selvitystä tarkastellaan palvelutalo On- nenkodon Vähä-Tiilijärveen laskemien jäähdytys- ja lämmitysvesien vaikutuksia järven tilaan. Tämä selvitys sisältää kuvauksen palvelutalon jäähdys- ja lämmitysvesijärjestelmästä, järjestelmän valintaan johtaneista syistä, järjestelmän käytöstä ja sen mahdollisista vai- kutuksista Vähä-Tiilijärvessä. Työn on tilannut Hollolan kunta ja sen ovat toteuttaneet FT Anne Liljendahl ja FM Petrina Köngäs. Tilaajan yhteyshenkilö on ympäristösihteeri Kirsi Järvinen.
Kuva 1. Vähä-Tiilijärven sijainti ja valuma-alue. 2 Palvelutalo Onnenkodon jäähdytysvesi Lahden Talot Oy:n tytäryhtiön Lahden Palveluasunnot Oy:n rakennuttama palvelutalo Onnenkoto sijaitsee Hollolan Salpakankaalla osoitteessa Terveystie 6, n. 400 metriä itään Vähä-Tiilijärvestä (kuva 2). Onnenkoto on vuokrattu Hollolan kunnan liikelaitok-
VAHANEN ENVIRONMENT OY Espoo n Lahti n Oulu n Pori n Tampere +358 20 769 8698 n www.vahanen.com n Y-tunnus | Business ID 2206578-8 Jäähdytysvesiselvitys 4 (18) Vähä-Tiilijärvi, Hollola
3.7.2019
selle, Peruspalvelukeskus Oivalle. Palvelutalo valmistui loppuvuodesta 2013 ja ensim- mäiset asukkaat muuttivat sinne joulukuussa 2013. Onnenkodon kiinteistö on kauko- lämpöverkkoon liitetty matalaenergiatalo, jonka käyttövesi lämpiää osan vuodesta ra- kennuksen katolle sijoitettavilla aurinkokeräimillä. Rakennuksen kesäaikaista viilen- nystä varten kiinteistön LVI-järjestelmässä käytetään läheisen Salpa-Mattilan vedenot- tamolta saatavaa pohjavettä, joka käytön jälkeen pumpataan Vähä-Tiilijärveen. Järjes- telmää on mahdollista hyödyntää myös talvella ilmanvaihdon esilämmitykseen.
Kuva 2. Onnenkodon ja Salpa-Mattilan vedenottamon sijainti. 2.1 Salpa-Mattilan vedenottamon lupamuutos Salpa-Mattilan vedenottamo sijaitsee Salpakankaan I-luokan pohjavesialueella (0409852) Hollolan kunnan omistamalla kiinteistöllä Kuntakeskus I RN:o 15:51 (98- 455-15-51) (kuva 2). Salpakankaan pohjavesialue on osa I Salpausselän hiekka- ja soravaltaista reunamuodostumaa. Itä-Suomen vesioikeus myönsi 7.12.1972 antamal- laan päätöksellä nro 101/Ym/72 vesilain nojalla Hollolan kunnalle luvan pohjaveden ottamon tekemiseen Hollolan kunnan Vesalan kylässä sijaitsevalle Salpa-Mattilan ti- lalle RN:o 4:32 ja toistaiseksi oikeuden ottaa pohjavettä ottamosta keskimäärin enin- tään 2 400 m3/vrk noudattaen päätöksessä sanottuja määräyksiä. Lupapäätöksessä ei yksiselitteisesti määritetty otettavan veden käyttötarkoitusta. Vedenottamosta on pum- pattu pohjavettä Hollolan kunnan vesijohtoverkostoon käytettäväksi sekä talousvetenä että teollisuuden tarpeisiin, mutta aktiivinen vedenottamon käyttö lopetettiin kesä- kuussa 2010. Nimellisesti vedenottamo on Hollolan kunnan varavedenottamo. Hollolan kunta vuokrasi vedenottamon 15 vuodeksi Lahti Aqua Oy:lle. Vuonna 2012 Hollolan kunta haki aluehallintovirastosta muutosta Salpa-Mattilan ve- denottamon käyttötarkoituksen muuttamiseksi siten, että pohjavettä voidaan hyödyn- tää myös Onnenkodon jäähdytysvetenä. Lupamuutosta puoltavana hyötynä hakija
VAHANEN ENVIRONMENT OY Espoo n Lahti n Oulu n Pori n Tampere +358 20 769 8698 n www.vahanen.com n Y-tunnus | Business ID 2206578-8 Jäähdytysvesiselvitys 5 (18) Vähä-Tiilijärvi, Hollola
3.7.2019
esitti, että Onnenkodon jäähdytysjärjestelmän puhdas pohjavesi parantaisi Vähä-Tiili- järven veden laatua ja auttaisi osaltaan Iso-Tiilijärven veden pinnan korkeuden sääte- lyssä (ESAVI/54/04.09/2012). Lupahakemuksessa esitetään, että veden johtamisella olisi ”positiivinen vaikutus Tiilijärvien vesitalouteen, koska Iso-Tiilijärveen joudutaan ny- kyään pumppaamaan vettä riittävän vedenkorkeuden ylläpitämiseksi”. Tiilijärven ve- denottamo on suljettu, mutta sitä on käytetty satunnaisesti veden pumppaamiseen Iso- Tiilijärveen vuosina 2004-2011 (suullinen tiedonanto, Hollolan vesihuoltolaitos). Lupamuutoksen hakemukseen oli liitetty Hämeen ELY:n 10.1.2012 päivätty lausunto, jonka mukaan veden johtamisesta Vähä-Tiilijärveen ei ennalta arvioituna aiheudu sel- laisia vaikutuksia, että hankkeella olisi oltava vesilain (587/2011) 3 luvun 2 §:n mukaan lupaviranomaisen lupa. Lisäksi Lahden seudun ympäristölautakunta on antanut lau- sunnon Hollolan kunnan ympäristönsuojeluviranomaisena, että kyseistä vedenottolu- paa voidaan muuttaa käyttötarkoituksen osalta siten, että pohjavettä voidaan käyttää jäähdytykseen ja ilmanvaihdon esilämmitykseen enintään 500 m3/vrk. Ympäristöviran- omaisen näkemyksen mukaan toiminnanharjoittaja tulee velvoittaa tarkkailemaan käy- tetyn veden määrää ja lämpötilanmuutosta. Lausunnon mukaan lisäksi toiminnanhar- joittajaa tulee ohjeistaa huolehtimaan siitä, että järveen johdettavan veden happipitoi- suus on lähellä kyllästystilaa eikä vedenjohtamisella aiheuteta eroosiota tai sedimentin sekoittumista veteen. Aluehallintovirasto ratkaisi asian niin, että Salpa-Mattilan vedenottamoa koskevaa pää- töstä nro 101/Ym/72 muutettiin veden käyttötarkoituksen osalta niin, että otettavaa pohjavettä voidaan käyttää yhdyskunnan tarpeisiin sekä talousvetenä ja teollisuuden tarpeisiin että jäähdytys-/lämmitysvetenä. Päätökseen lisättiin uudet lupamääräykset, joiden mukaan luvan saajan on mm. tarkkailtava vedenoton vaikutuksia alueen pohja- vesioloihin ja toimitettava tarkkailutulokset ja tiedot otetuista vesimääristä viranomai- sille sekä tehtävä selvitys paluuveden happipitoisuudesta veden ensimmäisenä käyt- tövuonna. Perusteluna lupamuutokselle nähtiin käyttötarkoituksen muuttamisen tar- peellisuus palvelutalon LVI-järjestelmän rakentamiseksi, Salpa-Mattilan vedenottamon aktiivikäytön puute sekä veden jatkuvan pumppauksen aiheuttama hyöty vedenotta- mon käyttökuntoisuudelle. 2.2 Onnenkodon jäähdytysjärjestelmä Onnenkodon kesäajan jäähdytykseen käytetään Salpa-Mattilan vedenottamosta pum- pattavaa pohjavettä. Veden tarve on suurimmillaan kesäaikana 5,6 l/s (480 m3/vrk). Vuorokaudessa käytetyn veden määrä vastaa kesäaikaan suurin piirtein 25 metrisen, nelirataisen uima-altaan vesitilavuutta. Talviaikaisen ilmanvaihdon esilämmityksen ve- den tarve on hyvin paljon pienempi kuin viilennyksen. Jäähdytysjärjestelmä on rakennettu siten, että Onnenkodolta n. 150 metrin päässä si- jaitsevan Salpa-Mattilan vedenottamolta on rakennettu syöttövesijohto palvelutalolle (kuva 2). Otettava pohjavesi johdetaan kiinteistön lämmönvaihtimeen, jonka jälkeen vesi kiertää kiinteistön putkistossa viilentäen huoneilmaa. Kierroksen jälkeen vesi joh- detaan putkella Vähä-Tiilijärveen. Jäähdytysvettä ei käsitellä, eikä siihen lisätä kierrä- tyksen aikana mitään kemikaaleja, vaan vesi on vedenottamosta sellaisenaan tulevaa raakavettä. Jäähdytysveden määrää ja lämpötilaa seurataan automaattisesti jatkuvatoimisella mit- tauksella kerran tunnissa. Alkuperäisen suunnitelman mukaan veden purkulämpötila olisi kesällä jäädytyksen aikana noin +11 °C ja talvella lämmityksen aikana noin +2 ºC, mutta käytännössä veden kesälämpötila on ollut kylmempi ja talvilämpötila huomatta- vasti lämpimämpi (kts. kappale 2.4).
VAHANEN ENVIRONMENT OY Espoo n Lahti n Oulu n Pori n Tampere +358 20 769 8698 n www.vahanen.com n Y-tunnus | Business ID 2206578-8 Jäähdytysvesiselvitys 6 (18) Vähä-Tiilijärvi, Hollola
3.7.2019
2.3 Onnenkodon jäähdytysvesilinja Vähä-Tiilijärveen Onnenkodon jäähdytysveden johtamisen Vähä-Tiilijärveen on suunnitellut Ramboll Finland Oy 29.5.2012 ja linjauksen sijaintia päivitettiin 3.7.2012 (liite 1). Suunnitelma on lupamuutoshakemuksen mukaan laadittu siten, ettei paluuveden johtamisesta ai- heudu eroosiota eikä sedimentin sekoittumista veteen. Jäähdytysvesilinja alkaa On- nenkodolta, jatkuu Tiilijärventien ali ja uimarannalle johtavan Vähä-Tiilijärvenkujan ete- läpuolelta kohti uimarantaa (kuva 3). Purkuputken pää on uimarannan eteläisemmän laiturin alla.
Kuva 3. Onnenkodon jäähdytysvesilinja.
2.4 Jäähdytysveden käyttö Onnenkodon vuosittainen jäähdytysveden käyttö on vaihdellut välillä 16 596 – 59 682 m3 (kuva 4). Onnenkodon jäähdytystarve vaihtelee lämpötilan mukaan. Eniten jäähdy- tysvettä käytettiin helteisenä kesänä 2018, jolloin vettä laskettiin Vähä-Tiilijärveen lä- hes kaksinkertainen määrä edellisiin vuosiin verrattuna (kuva 4). Vähiten jäähdytys- vettä käytettiin viileänä kesänä 2015, jolloin vesimäärä oli alle kolmannes vuoden 2018 vesimäärästä.
VAHANEN ENVIRONMENT OY Espoo n Lahti n Oulu n Pori n Tampere +358 20 769 8698 n www.vahanen.com n Y-tunnus | Business ID 2206578-8 Jäähdytysvesiselvitys 7 (18) Vähä-Tiilijärvi, Hollola
3.7.2019
70 000 60 000 50 000 i s
o 40 000 u v / 3 30 000 m 20 000
10 000 0 2014 2015 2016 2017 2018 Kuva 4. Onnenkodon vuotuinen jäähdytysveden käyttö vuosina 2014-2018.
Vuoden 2014-2018 kesät ovat olleet säiden puolesta hyvin erilaisia ja jaksolle on osu- nut sekä viileitä vuosia (2015 ja 2017) että historiallisen lämmin kesä 2018 (kuva 5). Kesällä 2014 jäähdytysvettä käytettiin eniten heinäkuussa, mutta myös kesä- ja elo- kuussa käyttö oli n. 350-400 m3 päivässä (kuva 6). Vuonna 2015 käyttö oli vähäisem- pää, mutta keskittyi elo-syyskuulle. Myös vuonna 2016 jäähdytysveden käyttö oli run- sasta elokuussa, ja vielä syyskuussa keskimäärin 308 m3/vrk johdettiin Vähä-Tiilijär- veen. Vuonna 2017 kesä- ja heinäkuun jäähdytysvesitiedot puuttuvat, kuten myös koko kesältä 2018 teknisten yhteysongelmien takia. Jos jaetaan vuoden 2018 jäähdytysve- den kokonaismäärä kesäkuukausille, tulee keskimääräiseksi vuorokausikäytöksi n. 480 m3 jokaisena päivänä kesä-, heinä-, elo- ja syyskuussa. Talvella vettä on enimmilläänkin johdettu Vähä-Tiilijärveen vain muutamia satoja litroja päivässä. Veden johtaminen talvisaikaan on ollut myös hyvin satunnaista.
VAHANEN ENVIRONMENT OY Espoo n Lahti n Oulu n Pori n Tampere +358 20 769 8698 n www.vahanen.com n Y-tunnus | Business ID 2206578-8 Jäähdytysvesiselvitys 8 (18) Vähä-Tiilijärvi, Hollola
3.7.2019
25 2014
) 20 C ° ( a
l 15 i t ö
p 10 m ä L 5
0 31.5.14 15.6.14 30.6.14 15.7.14 30.7.14 14.8.14 29.8.14 13.9.14 28.9.14 13.10.14 25 2015
) 20 C ° (
a 15 l i t ö
p 10 m ä L 5
0 31.5.15 15.6.15 30.6.15 15.7.15 30.7.15 14.8.15 29.8.15 13.9.15 28.9.15 13.10.15 25 2016
) 20 C ° (
a 15 l i t ö
p 10 m ä L 5
0 31.5.16 15.6.16 30.6.16 15.7.16 30.7.16 14.8.16 29.8.16 13.9.16 28.9.16 13.10.16 25 2017
) 20 C ° ( a
l 15 i t ö
p 10 m ä L 5
0 31.5.17 15.6.17 30.6.17 15.7.17 30.7.17 14.8.17 29.8.17 13.9.17 28.9.17 13.10.17 25
20 2018 ) C ° a
l 15 i t ö p 10 m ä L 5
0 31.5.18 15.6.18 30.6.18 15.7.18 30.7.18 14.8.18 29.8.18 13.9.18 28.9.18 13.10.18 Kuva 5. Vuorokauden keskilämpötilat (°C) Lahden Launeen havaintoasemalla kesäkuusta lo- kakuuhun vuosina 2014-2018 (Ilmatieteen laitos).
VAHANEN ENVIRONMENT OY Espoo n Lahti n Oulu n Pori n Tampere +358 20 769 8698 n www.vahanen.com n Y-tunnus | Business ID 2206578-8 Jäähdytysvesiselvitys 9 (18) Vähä-Tiilijärvi, Hollola
3.7.2019
500 2014 16000 14000 400 m3/vrk m3/kk 12000 300 10000 8000 200 6000 4000 100 2000 0 0 kesä heinä elo syys loka
500 16000 2015 m3/vrk 14000 400 m3/kk 12000 300 10000 8000 200 6000 4000 100 2000 0 0 kesä heinä elo syys loka
500 2016 16000 m3/vrk 14000 400 m3/kk 12000
300 10000 8000 200 6000 4000 100 2000 0 0 kesä heinä elo syys loka
500 2017 m3/vrk 16000 m3/kk 14000 400 12000
300 10000 8000 200 6000 4000 100 2000 0 0 kesä heinä elo syys loka Kuva 6. Onnenkodon jäähdytysveden käyttö kuukausittain vuosina 2014-2017. Vuoden 2018 tiedot puuttuvat teknisten yhteysongelmien vuoksi.
VAHANEN ENVIRONMENT OY Espoo n Lahti n Oulu n Pori n Tampere +358 20 769 8698 n www.vahanen.com n Y-tunnus | Business ID 2206578-8 Jäähdytysvesiselvitys 10 (18) Vähä-Tiilijärvi, Hollola
3.7.2019
2.5 Jäähdytysveden lämpötila ja happipitoisuus Vuosina 2014-2018 Vähä-Tiilijärveen johdetun jäähdytysveden lämpötila kesäkuukau- sina oli keskimäärin 8,00-8,25 °C (kuva 7). Siten jäähdytysvesi on järveen päätyessään n. 3 astetta kylmempää kuin alkuperäisessä suunnitelmassa esitettiin. Laskennallisesti lämpötilojen keskihajontaa (kuva 7) lisää useiden päivien taukojen jälkeen uudestaan aloitettu pumppaus, jolloin jäähdytysvesiverkostossa pitkään seisonut vesi on ehtinyt lämmetä huoneenlämpöiseksi. Kun järjestelmä käy täydellä teholla, poistoveden läm- pötila on useimmiten alle 8 °C ja hyvin lähellä LVI-järjestelmään pohjavedenottamolta tulevan veden lämpötilaa, joka on keskimäärin n. 7-8 °C.
10,0
9,5 9,0
8,5 ) C °
( 8,0 a l i t 7,5 ö p
m 7,0 ä L 6,5
6,0
5,5 5,0 2014 2015 2016 2017
Kuva 7. Vähä-Tiilijärveen kesäkuukausina lasketun jäähdytysveden lämpötila ja keskihajonnat vuosina 2014-2017.
Talvella käytettäessä tuloilman esilämmitykseen Vähä-Tiilijärveen johdetun veden läm- pötila on ollut n. 22-23 °C, mutta tämän lämpimän veden määrä on ollut hyvin vähäinen. Alkuperäisen suunnitelman mukaista 2 °C lämpötilaa talviaikaan ei siis olla minään vuonna noudatettu. Jäähdytysveden happipitoisuutta seurattiin päätöksen ESAVI/54/04.09/2012 velvoitta- mana jäähdytysjärjestelmän ensimmäisenä käyttövuonna 2014 ajalla toukokuu – elo- kuu yhteensä neljä kertaa. Järveen johdetun veden happipitoisuus oli 8,7 – 9,9, mg/l ja hapen kyllästysaste 83-104 % (liite 2). Jäähdytysvesi ei siten heikentänyt Vähä-Tiilijär- ven alusveden happipitoisuutta.
VAHANEN ENVIRONMENT OY Espoo n Lahti n Oulu n Pori n Tampere +358 20 769 8698 n www.vahanen.com n Y-tunnus | Business ID 2206578-8 Jäähdytysvesiselvitys 11 (18) Vähä-Tiilijärvi, Hollola
3.7.2019
3 Vähä-Tiilijärven ominaisuudet
3.1 Morfologia ja hydrologia Vähä-Tiilijärvi on pienialainen kirkasvetinen, vähähumuksinen järvi. Järven pinta-ala on 9,5 ha, syvin kohta noin 8 metriä ja kokonaisrantaviivaa 1,3 kilometriä. Vähä-Tiilijärvi on matala. Järven keskisyvyys on noin 2,8 metriä, joten myös sen vesitilavuus on melko pieni (280 000 m3) ja veden vaihtuvuus on luontaisesti hidasta viipymän ollessa n. 14 kuukautta. Muodoltaan järviallas on kovera, eli järven keskellä on nopeasti syve- nevä pienialainen syvänne (kuva 8). Järven syvänne sijaitsee suunnilleen järven kes- kellä (kuva 9) ja Vähä-Tiilijärvi onkin muodoltaan hyvin tyypillinen suppakuoppaan muodostunut vesimuodostuma.
Suhteellinen ala (%) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0
1
2 )
m 3 ( s y y v
y 4 S
5
6
7
Kuva 8. Vähä-Tiilijärven prosentuaalinen hypsografinen käyrä, joka kuvaa järven pohjan muo- toa suhteessa eri vesikerrosten pinta-alaan.
Onnenkodolta laskevan jäähdytysvesiputken purkupaikka sijaitsee Vähä-Tiilijärvessä noin kahden metrin syvyydessä järven kaakkoisrannalla uimarannan eteläisen laiturin alla (kuva 9 ja 10). Uimarannan kohdalta ranta syvenee tasaisesti kohti järven keskellä sijaitsevaa syvännettä laiturin päässä syvyyden ollessa kaksi metriä. Jäähdytysvesi- putkesta purkautuva viileä vesi pääseekin siis painumaan esteettä syvenevää pohjaa pitkin aina järven syvänteeseen asti.
VAHANEN ENVIRONMENT OY Espoo n Lahti n Oulu n Pori n Tampere +358 20 769 8698 n www.vahanen.com n Y-tunnus | Business ID 2206578-8 Jäähdytysvesiselvitys 12 (18) Vähä-Tiilijärvi, Hollola
3.7.2019
Kuva 9. Vähä-Tiilijärven syvyyskäyrät, veden laadun seurantapiste ja Onnenkodon jäähdytys- vesilinjan purkupaikan sijainti järvessä
3.1.1 Tuottava vesikerros Vähä-Tiilijärven perinteisesti kirkas vesi mahdollistaa järven tuottavan kerroksen eli fo- tosynteettisesti aktiivisen kerroksen yltämisen aivan järven pohjaan asti suuressa osassa järveä. Kasvien ja levien yhteyttämistä tapahtuu, kun järveen saapuvasta au- ringon säteilystä on jäljellä vähintään 1 %. Tuottavan kerroksen paksuutta voidaan ar- vioida näkösyvyyden perusteella huomioimalla veden väriluku. Täten tuottavan kerrok- sen paksuus Vähä-Tiilijärvessä on noin 1,5 kertaa näkösyvyys (Wetzel 2000). Vähä-Tiilijärven näkösyvyys on vaihdellut 0,7 metristä 3,5 metriin ollen keskimäärin noin 2,5 m (kuva 10). Näkösyvyyden ja järven väriluvun perusteella arvioituna järven tuottava kerros vaihtelee metristä viiteen metriin, ollen kuitenkin keskimäärin reilusti yli 3 metriä. Vähä-Tiilijärven tilavuudesta 3 metriin yltävä vesimäärä kattaa 74 % koko järven tilavuudesta. Tämä tarkoittaa sitä, että keskimääräisinä kesinä ¾ järven vesi- määrässä on riittävästi valoa levien kasvulle ja yhteyttämiselle.
VAHANEN ENVIRONMENT OY Espoo n Lahti n Oulu n Pori n Tampere +358 20 769 8698 n www.vahanen.com n Y-tunnus | Business ID 2206578-8 Jäähdytysvesiselvitys 13 (18) Vähä-Tiilijärvi, Hollola
3.7.2019 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 0,0
1,0
2,0 ) m (
s 3,0 y y v y
S 4,0
5,0
6,0
Näkösyvyys Tuottava kerros
Kuva 10. Näkösyvyys ja tuottavan kerroksen paksuus Vähä-Tiilijärvessä 2007 – 2018.
3.1.2 Valuma-alue ja vesitase Vähä-Tiilijärven valuma-alue on Suomen Ympäristökeskuksen Value valuma-aluetyö- kalun mukaan (maanmittauslaitoksen maastomallin perusteella määritettynä) noin 100 ha. Ramboll 2018 määritti uimavesiprofiilissaan Vähä-Tiilijärven valuma-alueen alu- eelle rakennettujen hulevesiputkien perusteella uudelleen, sillä pääosa Vähä-Tiilijär- ven valuma-alueella muodostuvista hulevesistä johdetaan järvestä poispäin. Kyseistä aluemääritystä on tässä työssä edelleen muokattu Maanmittauslaitoksen (2017) maas- tomallin perusteella, muokatun valuma-alueen ollen näin vain 25,95 ha. Järven hydro- logian kannalta valuma-alueen koolla on merkittävä vaikutus, kun arvioidaan, kuinka paljon vettä valuma-alueelta valuu pintavaluntana kohti järveä. Vähä-Tiilijärveen ei laske selviä uomia, joten luontaisesti järveen laskee vesiä vain vä- häisenä pintavaluntana ja pohjavesiä pitkin. Alueella pohjaveden päävirtaus suuntau- tuu alueella pohjoisesta etelään, Tiilijärven alueelta kohti Salpausselän eteläreunaa, missä pohjavesi purkautuu Hedelmätarhan – Vanha-talon alueen lähteistä. Vähä-Tiilijärveen saapuvan vesivirran arvioimisessa käytettiin sadannan arvoina Ilma- tieteenlaitoksen Lahden Launeen havaintoaseman aluesadannan mittaustuloksia sekä valunnan arvoissa Hollolassa sijaitsevan vastaavasti pienen valuma-alueen omaavan Koppelonojan hydrologisia havaintoja (Ympäristöhallinnon Hertta-palvelu). Vuosittain pintavaluntana Vähä-Tiilijärveen kulkeutuu vettä noin 156 000 m3 Valuen valuma-alue- rajausta käyttäen tai 44 000 m3 muokattua pienempää valuma-aluetta käyttäen. Vettä järveen sataa vuodessa keskimääriin 59 000 m3. Kesäkuukausina ja alkusyksystä jär- veen sataa keskimäärin 5 100 m3 vettä kuukaudessa (keskiarvo 2014 – 2018 kesäkuu - lokakuu) (kuva 11). Pintavaluntana järveen tulee noin 13 000 m3/kk tai 3 500 m3/kk vettä riippuen käytetyn valuma-alueen rajauksesta. Päivittäisenä keskiarvona sadanta vastaa 164,5 m3 päivässä ja valunta 419,0 m3 tai 113,0 m3. Sadannan ja valunnan kautta järveen ei kuitenkaan tule vettä tasaisena virtana, vaan todelliset päiväkohtaiset määrät vaihtelevat huomattavasti erinäisten sadetapahtumien mukaan. Vähä-Tiilijärveltä vedet laskevat järven koilliskulmasta lähtevää puroa pitkin Keski-Tii- lijärveen. Myös haihdunnan kautta järvestä poistuu vuosittain noin 89 000 m3 vettä, joka tarkoittaa kuukausittaisena keskiarvona 7 300 m3 (haihdunta on arvioitu Hollolan
VAHANEN ENVIRONMENT OY Espoo n Lahti n Oulu n Pori n Tampere +358 20 769 8698 n www.vahanen.com n Y-tunnus | Business ID 2206578-8 Jäähdytysvesiselvitys 14 (18) Vähä-Tiilijärvi, Hollola
3.7.2019
Mustajoen valuma-alueella sijaitsevan hydrologisten havaintoaseman tietojen perus- teella, Ympäristöhallinnon Hertta-palvelu). Haihdunta kuitenkin jakautuu epätasaisesti eri kuukausien välille, ollen suurimmillaan aurinkoisina ja tuulisina päivinä ja pienimmil- lään jääpeitteisenä kautena. Kesäkuukausina haihdunta on keskiarvoa selkeästi suu- rempaa.
Kuva 11. Sadanta (m3) Vähä-Tiilijärveen vuosien 2014 – 2018 kesä – lokakuussa Lahden Lau- neen havaintoaseman sadantatietojen mukaan (Ilmatieteenlaitos).
3.2 Lämpötila- ja happiolosuhteet Keskimäärin kesäaikaan Vähä-Tiilijärven lämpötila on ollut vuosina 1984 – 2018 metrin m syvyydessä 19,0 °C, neljän metrin syvyydessä 16,6 °C ja syvimmässä kohdassa 11,2 °C (kuva 12). Ajoittain järven vesi on ollut kauttaaltaan tasalämpöistä, päälle 20 °C asteista (vuonna 2007) ja hyvin usein veden lämpötila on ollut 4 metrin syvyydessä reippaasti yli 15 °C asteista. Järven syvimmästä kohdasta, yli 6 metrin syvyydeltä ole- via lämpötilanmittauksia on kuitenkin hyvin vähän, mutta ilman vuoden 2007 arvoja veden lämpötila on syvännealueellakin kesäaikaan ollut keskimäärin 8,9 °C.
VAHANEN ENVIRONMENT OY Espoo n Lahti n Oulu n Pori n Tampere +358 20 769 8698 n www.vahanen.com n Y-tunnus | Business ID 2206578-8 Jäähdytysvesiselvitys 15 (18) Vähä-Tiilijärvi, Hollola
3.7.2019
25
20 ) C °
( 15 a l i t ö p
m 10 ä L
5
0 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020
1 m 4 m 6 m
Kuva 12. Vähä-Tiilijärven veden lämpötila (°C) kesäaikaan vuosina 1984 – 2018 1, 4 ja 6 metrin syvyydessä. Harmaa viiva kuvaa järveen johdetun jäähdytysveden lämpötilaa n. 8 °C.
Vähä-Tiilijärven veteen liuenneen hapen pitoisuus on keskimäärin kesäaikaan ollut vuosina 1984 – 2018 neljän metrin syvyydessä 4,6 mg/l ja lähellä järven syvännettä 6 metrin syvyydessä 0,4 mg/l (kuva 13). Syvänteestä mittaustuloksia on hyvin vähän, mutta kaikilla mittauskerroilla järven syvänne on ollut käytännössä hapeton. Matalam- milla alueilla järven happitilanne on ollut kesäolosuhteisiin nähden hyvä, lukuun otta- matta vuosia 2001 ja 2013, jolloin happea on ollut veteen liuenneena alle 2 mg/l, jota yleisesti pidetään merkittävästi vähähappisen veden raja-arvona.
12
10 ) l / g 8 m ( s u u s
i 6 o t i p i
p 4 p a H 2
0 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020
1 m 4 m 6 m
Kuva 13. Vähä-Tiilijärven veteen liuenneen hapen pitoisuus (mg/l) 1, 4 ja 6 metrin syvyydessä kesäaikaan vuosina 1984 – 2018.
VAHANEN ENVIRONMENT OY Espoo n Lahti n Oulu n Pori n Tampere +358 20 769 8698 n www.vahanen.com n Y-tunnus | Business ID 2206578-8 Jäähdytysvesiselvitys 16 (18) Vähä-Tiilijärvi, Hollola
3.7.2019
4 Jäähdytysveden vaikutukset Vähä-Tiilijärvessä Vähä-Tiilijärveen laskettavan Onnenkodon jäähdytysvesi vastaa määrältään järven va- luma-alueelta valunnan kautta tulevaa vesimäärää kuukausittaisena keskiarvona, kun järven valuma-alueena käsitetään suurempi alue. Jos valuma-alueena tarkastellaan pienempää, hulevesiverkoston poissulkevaa aluetta, ylittää laskettavien jäähdytysve- sien määrä reilusti valunnan ja sadannan yhteenlasketun tulovirran järveen. Jäähdy- tysvesien suuri määrä on erityisen merkittävä kesäkuukausina, jolloin todellisuudessa valunta on huomattavasti keskiarvoa pienempää. Kesäkuukausina Vähä-Tiilijärveen vedet saapuvat siis pääasiallisesti jäähdytysveden purkuputkesta. Kesällä järveen virtaa halkaisijaltaan 16 cm purkuputkesta 300 – 480 m3 vettä vuoro- kaudessa, joka vastaa virtausnopeudeltaan 0,2 – 0,3 m/s. Jäähdytysputkesta virtaava vesi on huomattavasti viileämpää kuin purkupaikan järvivesi. Purkuputki on sijoitettuna noin 2 metrin syvyyteen, jossa veden lämpötila on kesäisin keskimäärin yli 17 °C as- teista. Viileämpi jäähdytysvesi on tiheämpää ja näin ollen painavampaa kuin uimaran- nan vesi, mikä saa aikaan purkautuvan veden painumisen kohti järven pohjaa. Vähä- Tiilijärvi syvenee purkupaikan kohdalta loivasti kohti järven keskipaikkeilla sijaitsevaa syvännettä, joten viileämpi vesi pääsee esteettömästi kulkemaan pohjaa pitkin syvän- nealueelle. Samalla se työntää lämpimämpää ja kevyempää alusvettä syvemmistä ve- sikerroksista ylös, kohti järven pintaa ja rantoja (kuva 14). Kumpuavan alusveden mu- kana siihen liuenneet ravinteet nousevat kohti järven pintaa tuottavaan kerrokseen, jossa ne ovat vapaasti kasviplanktonin saatavilla. Lisääntynyt ravinteiden määrä yh- dessä hyvin lämpimän veden kanssa kiihdyttää levien kasvua voimakkaasti, erityisesti sinilevien, jotka yhteyttävinä bakteereina saavat huomattavan kilpailuedun ravinteik- kaassa lämpimässä vedessä.
Kuva 14. Havainnekuva jäähdytysveden vaikutuksesta Vähä-Tiilijärvessä. Viileä, painavampi vesi painuu pohjaa pitkin kohti järven syvännettä työntäen ravinteikasta, vähähappista vettä kohti tuottavaa kerrosta.
Kesäkuukausina kumpuava alusvesi on myös vähähappisempaa kuin ympäröivä pin- nanläheinen vesi. Kun happea on taas saatavilla ja ympäröivä vesi on vähän lämpi- mämpää, kiihtyy myös hajottajamikrobien aktiivisuus. Aerobisen eli hapellisissa olo- suhteissa tapahtuvan hajotustoiminnan määrä järvissä seuraa tuotavuuden kasvua. Pienessä järvessä, kuten Vähä-Tiilijärvessä, kumpuamisen vaikutukset näkyvät veden laadussa nopeasti pinnanläheisen veden ravinnepitoisuuksien kasvuna, runsastu- neena perustuotantona sekä syvempien vesikerrosten heikkona happitilanteena. Kesäkuukausina jäähdytysvesiputkesta purkautuva vesi on lähes ainoa tulovirtaama Vähä-Tiilijärveen. Koska varsinaisia uomia tai virtauslähteitä ei Vähä-Tiilijärvessä ole,
VAHANEN ENVIRONMENT OY Espoo n Lahti n Oulu n Pori n Tampere +358 20 769 8698 n www.vahanen.com n Y-tunnus | Business ID 2206578-8 Jäähdytysvesiselvitys 17 (18) Vähä-Tiilijärvi, Hollola
3.7.2019
on järven pohjasedimentti luontaisesti hyvin vesipitoista, löyhää ja helposti resuspen- doituvaa eli vesipatsaaseen takaisin sekoittuvaa aineista. Vaikka jäähdytysvesien pur- kaminen ei varsinaisesti aiheuttaisi pohjan eroosiota, saa lisääntynyt virtaus löyhän sedimentin sekoittumaan vesipatsaaseen. Pienikin virtaama järveen saa aikaan turbu- lenttisia eli pyörteisiä virtauksia, kun vesi työntyy pienestä putkesta vettä täynnä ole- vaan altaaseen. Erityisesti turbulenttiset virtaukset nostattavat löyhää sedimenttiä jär- ven pohjasta. Viileämpi jäähdytysvesi ei kulje järvessä tasaisena yhtenäisenä vesiput- kena, vaan vesi pyörteilee pohjaa pitkin ja leviää näin jatkuvana virtana eteenpäin. Pyörteiset virtaukset voivat nostaa sedimenttiä takaisin vesipatsaaseen hyvinkin pit- kältä matkalta aina purkupaikalta järven syvänteeseen asti. Vaikka järvessä olisi poh- jan lähellä hyvä happitilanne, on sedimentti hapetonta lukuun ottamatta ylintä paria senttimetriä (Wetzel 2000). Takaisin vesipatsaaseen nouseva sedimentti kuluttaa voi- makkaasti ympäröivään veteen liuennutta happea ja edistäen näin syvissä vesikerrok- sissa happikadon syntymistä. Sedimenttiin on lisäksi sitoutuneena runsaasti fosforia, joka liukenee herkästi takaisin vesipatsaaseen sedimentin resuspendoituessa. Yhteenvetona voidaan todeta, että jäähdytysveden johtaminen kesäkuukausina Vähä- Tiilijärveen muuttaa oleellisesti järven vesitasetta sekä vaikuttaa merkittävästi sedi- mentin, alusveden ja pinnanläheisen veden vuorovaikutussuhteisiin. Siten jäähdytys- veden osuutta Vähä-Tiilijärven yleistyneisiin sinileväkukintoihin ei voida poissulkea. Asiaa tulisi selvittää tarkemmilla tutkimuksilla ja tarvittaessa joko luopua kokonaan tai osittain jäähdytysveden johtamisesta järveen tai muuttaa jäähdytysvesilinjan raken- netta tarkoituksenmukaisemmaksi.
Lähteet Ramboll (2018). Hollolan kunta: Vähä-Tiilijärven uimarannan uimavesiprofiili. Vahanen Environment Oy (2019). Vähä-Tiilijärven sinileväkukinnan selvitys. Wetzel, R. G. (2000). Limnology. Harcourt College Publishers.
Vahanen Environment Oy
Anne Liljendahl Petrina Köngäs Johtava asiantuntija Ympäristösuunnittelija
VAHANEN ENVIRONMENT OY Espoo n Lahti n Oulu n Pori n Tampere +358 20 769 8698 n www.vahanen.com n Y-tunnus | Business ID 2206578-8 Jäähdytysvesiselvitys 18 (18) Vähä-Tiilijärvi, Hollola
3.7.2019
Jakelu Kirsi Järvinen, ympäristösihteeri, Hollolan kunta
Tämän asiakirjan kopiointi kokonaan tai osittain on kielletty ilman Vahanen Environment Oy:n kirjallista lupaa. Any reproduction of this document, either wholly or partially, is forbidden without the written consent of Vahanen Environment Oy.
VAHANEN ENVIRONMENT OY Espoo n Lahti n Oulu n Pori n Tampere +358 20 769 8698 n www.vahanen.com n Y-tunnus | Business ID 2206578-8 Liite 1
v
a
aa ka t
t
ia Mi
Päiväys
29.5.2012
Tiedosto
Muutos
pvm
Nimim.
o
r
Työn
82141269
t
l
R.Ylimäki
suunn.
ä
i
s
nö en
a
s
a
.
s u
n
k s
l n
u
u
ii
u S
t r P
RIIK
ETRS-GK26 N2000
smpiuts1:1000 Asemapiirustus
101
VHT
Piirustusnro
piir.
Terveystie 2
fax 020 020 7801 755 fax
Ramboll
puh. 020 755 755 7800 020 puh.
15870 HOLLOLA 15870
i
o
s
t o
Muutos
ijusnsjit utuu IY3.7.2012 RIKY sijainti muuttunut Linjauksen
m
ae ja i
n
n
ei ee
t
o
Lukum.
h s
n
e
k n k
v
a
y
. h
Koordinaattijärjestelmä Korkeusjärjestelmä
u R
M.Loikkanen
Onnenkodon jäähdytysvesilinja Onnenkodon
LAHDEN PALVELUASUNNOT LAHDEN OY
A
Tunn. 0 1 - H E P
0
1 1 A
O T H O J I S E V I R E L X-, Y- JA Z- KOORD. Z- Y- JA X-, TARKASTETTAVA K OLEVIIN VESIJOHTOIHIN OLEVIIN LIITOS RAKENTEILLA LIITOS N I R P S
A J KÄYTTÖVESIJOHTO 63 PEH-10 63 KÄYTTÖVESIJOHTO URAKKAAN (OPTIO)SISÄLLY EI VESIJOHTOON TARKASTETTAVA X-, Y- JA Z- KOORD. Z- JA Y- X-, LIITOS RAKENNETTUUN LIITOS TIEN- JA TIEN- PARKKIPAIKANALITUS NRO 1 PARKKIPAIKANALITUS NROPIIR. 401 KS. LINJA 1 LINJA OLEVAAN JÄÄHDYTYSVESIJOHTOON OLEVAAN KOORD. TARKASTETTAVAZ- JA Y- X-, LIITOS RAKENTEILLA LIITOS
A 14 ap14 12 ap12 2.6 3.0 Pp-katos 9 ap 9 2.6 3.0 10 ap10 2.6 3.0 10 ap10 2.6 3.0 14 ap 59 59 ap TIENALITUS NRO 2 TIENALITUS KS. PIIR. NRO402 PIIR. KS. LINJA 2 LINJA
TYÖN AIKANA. PUTKI ANKKUROITAVA PUTKI AIKANA. TYÖN VAARAA TAI HAITTAA UIMARANNANTAIHAITTAA VAARAA SIJAINTI TARKENNETTAVA SIJAINTI PURKUPISTE VÄHÄ-TIILIJÄRVEEN PURKUPISTE SAA EI PUTKESTA AIHEUTUA POHJAAN. KÄYTTÄJILLE. W:\1610\Lahden_Talot\82141269_Onnenkodon_jäähdytysvesilinja\07_Työkansio\01_Piirustukset\82141269_linjasuunnitelma_28062012.dwg Liite 2