Pohjavesien pinnankorkeuden ja laadun muutokset Suomessa 1999-2012

Pohjaveden pinnankorkeuden tutkiminen, tai laadun tutkimisesta puhumattakaan ei varsinaisesti kuulu geofysiikon tutkimuskentälle. Aiheesta ei ole tehty kovinkaan montaa vesipuolen geofysiikan pro gradu –tutkielmaa, ja siksi siitä oikeastaan kiinnostuinkin.  Pääaineeni vastaava professori Matti Leppäranta ehdotti tutkielman tekemistä pohjavesistä ja otin yhteyttä Suomen Ympäristökeskukseen (SYKE) kysyen tarkemmin ajankohtaisia aiheita maa- ja pohjavesien tutkimiseen liittyen. Geohydrologi Mirjam Orvomaa innostui aiheesta ja ehdotti tutkielma-aiheeksi pohjaveden pinnankorkeuden ja laadun muutoksia Suomessa viimeisen noin kymmenen vuoden aikana eri pohjavesiregiimeillä. Suomen kartalta valittiin neljä edustavaa mittausasemaa, jotka sijaitsivat erilaisilla ilmastovyöhykkeillä. Eteläisin valituista asemista oli Lammilla sijaitseva Tullinkankaan pohjavesiasema. Muut asemat olivat Sodankylässä, Lumiaholla ja Taikkomäellä. Kunkin aseman luonnontilaisesta lähteestä otetuista näytteistä tutkittiin pohjaveden laatua, ja asemien pohjavesiputkista mitattiin pohjaveden pinnankorkeutta. Aiheesta on viimeksi tehty SYKE:ssä laaja tutkimus, kun 2000-luvun alussa julkaistiin selvitys vuosien 1975-1999 pinnankorkeuden ja laadun muutoksista Suomessa, joten sen osalta löytyi vertailukohdetta omille tutkimuksille. Laadun osalta vertasin tuloksiani myös sosiaali- ja terveysministeriön (STM) asetukseen 401/2001 talousveden laatuvaatimuksista ja pohjaveden pinnankorkeuden osalta SYKE:n tuottamiin kullekin pohjavesiregiimille tyypillisiin pinnankorkeuden kuvaajiin. Laatumittausten tarkastelu tehtiin seuraavien parametrien osalta: pH, sähkönjohtavuus, nitriitti-nitraatti typpenä, ammonium typpenä, happi, fosfaatti fosforina, rauta ja mangaani.

Kaikilla tutkituilla pohjavesiasemilla pH:n arvot olivat suurimmaksi osin suosituksia happamempia ja sähkönjohtavuuden arvot olivat kaikilla asemilla pienemmät, kuin hyvälaatuisessa vedessä tulisi olla. Parannusta aikaisempiin tuloksiin kuitenkin oli, myös muidenkin laatuparametrien osalta. Ainoastaan Sodankylän pohjavesilähteen rauta- ja mangaanipitoisuudet olivat korkeammat kuin ovat suositukset.

Pohjaveden pinnankorkeus noudatti kaikilla asemilla regiimilleen tyypillisiä piirteitä enemmän tai vähemmän. Ainoastaan pohjoisimmalla havaintoasemalla Sodankylässä oli havaittavissa kevätsulannan aikaistumista aikaisemman pitkän aikasarjan tuloksiin ja regiimiin verrattuna.

Kuva 1. Suomen nykyiset pohjavesiregiimit. Havaintoasemien sijainnit merkitty karttaan. (SYKE) 

Tutkimustyöni sisälsi lähinnä tulosten käsittelyä Excelillä ja tekstieditorilla, sekä laskemista Matlabilla ja piirtämällä karttoja ArcGis- ohjelmalla. Maastokäyntejä ei tarvinnut suorittaa, sillä mittaustulokset oli kirjattu SYKE:n ylläpitämään POVET –tietokantaan, josta tietojen hakeminen oli suhteellisen helppoa. Suurimpia ongelmia projektissani aiheutti isojen aineistojen käsittely, ja eri mitattujen suureiden aineistojen esittäminen samassa kuvaajassa. Esimerkiksi sadannan ja pohjaveden pinnankorkeuden saaminen samaan kuvaajaan oli toisinaan ongelmallista, sillä sadantaa oli saatavilla vaikka joka vuoden päivältä mutta pohjaveden pinnankorkeus oli joinain vuosina ja joillain asemilla mitattu hyvin epäsäännöllisesti. Tämän työn puitteissa opinkin paljon uutta Excelistä; se on visuaalisuudessaan kelpo työkalu monenlaisiin tilastollisiin ja aineistojen graafista esittämistä koskeviin haasteisiin.

Kuva 2. Tullinkankaan pohjavesiasema Lammilla. Pohjaveden laatunäytteet otettiin lähteestä ja pinnankorkeuden tarkasteluihin laskettiin kenttäkeskiarvo havaintoputkien tuloksista.

Opiskelija Laura Leponiemi sai Lammin biologisen aseman Ympäristötutkimuksen Säätiön apurahan vuonna 2013.