Suolaisen käsitellyn prosessijäteveden purku Suomen rannikkoalueelle Vesistömallinnus Kotkan edustalle 1.2.2021

(1)

Finnish Battery Chemicals Oy YVA Akkumateriaalin tuotanto

Suolaisen käsitellyn prosessijäteveden purku Suomen rannikkoalueelle

Vesistömallinnus Kotkan edustalle 1.2.2021

Projektinumero: 101014313-001

(2)

Sisältö

1 JOHDANTO ... 3

1.1 Työn tavoitteet ... 3

2 Laskentamalli ... 3

2.1 Mallihila ... 4

3 OLOSUHDETIEDOT ... 4

3.1 Säätiedot ... 4

3.2 Virtaamat ... 5

3.3 Laskentavuosien valinta ... 6

3.4 Vedenkorkeus ... 7

4 Virtauslaskenta ... 7

4.1 Malliasetukset ... 7

4.2 Virtaukset tyypillisillä tuulilla... 7

4.3 Laskentatulosten vertailu mittauksiin ... 15

5 Käsitellyn prosessijäteveden leviämislaskenta ... 18

5.1 Kuormitukset, purkupisteet ja laskentaskenaariot ... 18

5.2 Käsitellyn prosessijäteveden purku ... 19

6 Tulokset ... 21

6.1 Suolakuormituksen käyttäytyminen eri vuodenaikoina ... 21

6.2 Suolapitoisuuden aikasarjat, piste P1 ... 22

6.3 Suolapitoisuuden aikasarjat, piste P2 ... 25

6.4 Suolapitoisuuden syvyysprofiilit, kuormituspiste P1 ... 27

6.5 Suolapitoisuuden syvyysprofiilit, kuormituspiste P2 ... 29

6.6 Suolapitoisuuden nousu pohjakerroksessa, kuormituspiste P1 ... 32

6.6.1 Kuormitus K1 ... 32

6.7 Suolapitoisuuden nousu pohjakerroksessa, kuormituspiste P2 ... 36

7 Typen leviäminen ... 40

8 Nikkelin leviäminen ... 45

9 Laskennan epävarmuudet ... 50

10 Yhteenveto ... 50

11 Lähdeluettelo ... 51

(3)

Hannu Lauri, DI Anssi Karppinen, FM AFRY Finland Oy, Ympäristötutkimus, Elektroniikkatie 13 90590 OULU

Kaikki oikeudet pidätetään Tätä asiakirjaa tai osaa siitä ei saa kopioida tai jäljentää missään muodossa ilman AFRY Finland Oy:n antamaa kirjallista lupaa.

(4)

1 JOHDANTO

1.1 Työn tavoitteet

Tämän työn tavoitteena oli selvittää Suomen rannikkoalueen olosuhteissa merivettä selvästi suolapitoisemman käsitellyn prosessijäteveden purun vesistövaikutuksia Kotkan edustalla 3d- virtaus- ja vedenlaatumallinnuksen avulla. Työssä on

1) Laadittu virtaus- ja vedenlaatumalli kohdealueelle

2) Mallinnettu alueen nykytila kohdealueelle tarkennetulla virtausmallilla yhden vuoden jaksolle

3) Varmistettu mallin toiminta vertaamalla laskentatuloksia vedenkorkeus-, suolapitoisuus- ja lämpötilamittauksiin kohdealuetta painottaen

4) Laskettu ja raportoitu kuormitusskenaariot ja niiden vaikutukset suolapitoisuuksiin ja laimenemisen avulla vedenlaatuun typen osalta.

2 Laskentamalli

Ympäröivää vettä tiheämmän purkuveden sekoittuminen merialueelle voidaan jakaa kahteen eri tavalla käyttäytyvään alueeseen, lähialueeseen (near field), ja sen ulkopuoliseen alueeseen (far field). Lähialue ulottuu tyypillisesti muutaman kymmenen metrin etäisyydelle purkupisteestä, ja sen sisällä pääasiallinen sekoittumista aiheuttava voima on purkuveden liikemäärä. Lähialueella sekoittuminen on varsin hyvin tunnettu virtausdynaaminen prosessi, jossa sekoittumissuhde riippuu pitkälti käytetystä purkutavasta. Tyypillisesti paras sekoittuminen lähialueella saadaan aikaiseksi käyttämällä ns. diffuusoria, joka on yhdestä tai useammasta purkusuuttimesta koostuva passiivinen laite, jolla purkuvettä jaetaan/suihkutetaan ympäröivään veteen. Erityyppisillä diffuusoreilla purkuvesi saadaan tyypillisesti sekoittumaan ympäröivään veteen 1:10–1:100 laimenemissuhteella. Lähialueen ulkopuolella sekoittuminen ei tapahdu enää purkusuihkun liikemäärän vaikutuksesta, vaan siihen vaikuttavat ympäröivät olosuhteet ja sekoittuneen purkuveden ja ympäröivän veden tiheysero.

Tässä raportissa on tarkasteltu sekoittumista purkupaikan lähialuetta ympäröivällä merialueella 3d-virtausmallia käyttäen. Purkupaikan lähialueen käyttäytymistä on arvioitu VISJET-mallilla (ks. Luku 5.2).

Merialueen mallilaskennat suoritettiin YVA3d-laskentamallilla, joka perustuu hydrostaattisten 3d-virtausyhtälöiden ratkaisemiseen differenssimenetelmällä. Mallihila koostuu vaakasuunnassa suorakulmaisista ruuduista, syvyyssuunnassa malli käyttää vakiosyvyystasoihin perustuvaa z-hilaa. Vaakasuunnassa on käytetty lisäksi asteittain tarkentuvaa sisäkkäistä mallihilaa, jolloin laajemman merialueen vaikutukset kohdealueelle saadaan laskettu hyvällä tarkkuudella. Laskentamalli soveltuu hyvin Suomen järvi- ja rannikkoalueiden kuvaamiseen, ja sitä on käytetty yli sataan laskentasovellukseen Suomessa ja ulkomailla (Koponen et. al 2004).

Mallilaskennassa veteen vaikuttavista voimista huomioidaan tuulen aiheuttama sekoittuminen, ilmanpaineen vaikutus, vedenkorkeusvaihtelu mallin reunalla, puro- ja jokivirtaamat ja jääpeitteen vaikutus. Lisäksi malli laskee veden lämpötilan ja suolaisuuden, sekä samalla myös vaaka- ja syvyyssuuntaiset veden lämpötilan ja suolaisuuden aiheuttamat tiheyserot, jotka vaikuttavat mm. sekoittuneen purkuveden kulkeutumiseen ja syvyyssuuntaiseen sekoittumiseen. Virtaukset lasketaan dynaamisesti, ts. säähistoriasta valitaan edustavan ajanjakso, jota simuloidaan mallilaskennan avulla käyttämällä mitattuja säätietoja ja reuna-arvoja (esim. jokivirtaamat). Laskennan lopputuloksena saadaan valitun simulointijakson ajalta jokaiselle mallihilan hilaruudulle virtaus, lämpötila ja suolaisuusarvo valitulla aikatarkkuudella, esim. tunnin välein). Vedenlaadun laskenta, eli vedessä virtausten mukana kulkeutuvien aineiden kulkeutuminen ja sekoittuminen voidaan laskea käyttämällä virtausmallista saatuja virtaustietoja. Tarkempi kuvaus mallin laskentaperiaatteista löytyy mallin käyttöohjeesta (Koponen et al. 2004).

(5)

2.1 Mallihila

Mallilaskentaa varten alueelle laadittiin mallihila saatavilla olleita rantaviiva- ja syvyystietoja käyttäen. Rantaviivana käytettiin Suomen puolella MML:n 1:100 000 kartta-aineistoa (Maanmittauslaitos 2020). Muu rantaviiva on EEA-coastline aineistosta (EEA 2017).

Syvyystiedot ovat Suomen puolelta Liikenneviraston ylläpitämästä rannikkoalueiden syvyysaineistosta (Liikennevirasto 2020) ja muilta alueilta BSBD-tietokannasta (BSBD 2013).

Laskennassa käytetty mallihila koostuu useasta sisäkkäisestä hilatasosta. Sisäkkäisiä hilatasoja mallissa on neljä, uloimman hilatason resoluutio on 1620m ja tarkimman 60m.

Hilan tarkennuksissa ulomman hilatason hilakoppi jakautuu aina yhdeksäksi (3x3) tarkemman hilatason kopiksi. Hilatasot on esitetty kuvassa 1 ja tasojen näiden keskeiset mittatiedot taulukossa 1. Syvin kohta uloimmassa hilatasossa on 120 m. Mallin kerrospaksuus on 0 – 15 m syvyysvälillä 1 m. Syvemmällä kerrospaksuus kasvaa tasaisesti siten, että yli 80m tasolla se on 15 m. Syvyystasoja mallissa on yhteensä 28 kpl.

Kuva 1: Kotkan mallihila, ylimpänä vasemmalla koko mallihila ja tarkennettujen hilatasojen reunat, oikealla tarkimman hilan alue syvyyksineen.

Taulukko 1: Mallin hilatasojen tiedot Hilataso x-koko

(ruutua)

y-koko (ruutua)

hilaruudun koko (m)

x-koko (km)

y-koko (km)

1 243 116 1620 393.7 187.9

2 96 66 540 51.8 35.6

3 129 90 180 23.2 16.2

4 267 162 60 16 9.7

3 OLOSUHDETIEDOT

3.1 Säätiedot

Mallin säätietoina käytettiin ECMW:n ERA-interim reanalysis-dataa (Berrisford et al. 2011), joka on Euroopan sääkeskuksen ylläpitämä säähistoria-aineisto. Aineisto perustuu mittausten ja ECMWF:n säämallin ns. nykyhetken ennusteen yhdistämiseen. Aineiston vaakasuuntainen hilaresoluutio 0,75 astetta.

Em. aineistosta poimitun kohdassa lat 60 lon 27 sijaitsevan pisteen vuosien 2010–2018 keskimääräiset lämpötilat ja tuulennopeudet on esitetty taulukossa 2 erikseen vuoden- ajoittain. Ilman lämpötilojen kuukausittaiset keski-, minimi- ja maksimilämpötilat vuosille 2010–2018 on esitetty kuvassa 2, ja tuulen suunta- ja nopeusjakauma koko jaksolle kuvassa

(6)

3. Tuulen nopeuden keskiarvo koko jaksolle oli 6,16 m/s. Käytetty datapiste (lat 60,0, lon 27,0) on sama kuin Haminan edustalle tehdyssä mallisovelluksessa.

Kuva 2: Kuukausittaiset ilman keski-, minimi- ja maksimilämpötilat jaksolle 2010–2018.

Kuva 3. Tuulen suunta-ja nopeusjakauma 2010–2018, ECMWF-piste koordinaateissa 63,0, 27,0 Taulukko 2: Säätilanteen tilastoarvoja jaksolta, vuodet 2010–2016.

Vuosi 3kk jaksojen keskilämpötilat (°C) 03-05 06-08 09-11 12-02

2010 3.4 18.0 6.7 -6.0

2011 3.2 17.3 9.4 -5.9

2012 3.8 15.4 8.4 -1.8

2013 2.1 17.4 8.8 -3.4

2014 5.0 16.7 7.9 -1.0

2015 4.4 15.3 8.8 -0.2

2016 5.4 16.3 6.9 -1.1

2017 3.2 14.8 7.8 -1.1

2018 4.0 17.7 9.2 -1.7

k.a. 3.8 16.5 8.2 -2.5

3.2 Virtaamat

Kotkan alueella vaikuttavat Kymijoki (kolme jokihaaraa) ja Neva. Kymijoen eri haarojen virtaamat saatiin Hertta-tietokannasta (Hertta 2020), Nevan virtaamille käytettiin SMHI:n HYPE-mallin (SMHI 2017) laskemia arvoja, joita tarkennettiin saatavilla olleiden mittausarvojen perusteella (HELCOM 2018). Kotkan itäpuolelle laskevien pienempien jokien (Vehkajoki, Summajoki) virtaamat poimittiin SYKEn Vemala-järjestelmästä (SYKE 2020).

Jokien keskivirtaamat on esitetty taulukossa 3. Neva on selvästi alueen suurin joki, ja sen virtaama pysyy varsin suurena koko vuoden ympäri. Nevan vaikutus voi ajoittain näkyä myös Kotkan edustalla. Kymijoen virtaama laskee Suomenlahteen Kotkan kohdalla ja sen länsipuolella. Kotkan itäpuolelle Kymijoen vettä voi kulkeutua lähinnä lännenpuoleisilla tuulilla. Pienten jokien vaikutus merialueen virtaamiin, lämpötiloihin ja suolaisuuteen on vähäinen ja näkyy lähinnä jokien suualueilla.

2012 2014 2016 2018

-10 0 10 20

TEMP [C]

Kotka_2010-2018

keskiarvo maksimi minimi

24 68

1012 1416

18

Kotka2010-2018

10 8 6 4 2 m/s

0 2 4 6 8 10 12 14 16

tuuli m/s 0

5 10 15

%

Kotka2010-2018

(7)

Taulukko 3: Kotkan lähialueelle tulevien jokien virtaamien keskiarvot, jakso 2010–2018.

Joki MQ (m³/s) MNQ (m³/s) MHQ (m³/s)

Neva 2881 2406.5 3172.4

Kymilänsi 170.2 95.6 295.4

Korkeakoski+Huumanhaara 89.5 41.3 124.9

Langinkoski 72.4 26.1 172.1

Summajoki 7.5 1.1 42.2

Vehkajoki 4.5 0.2 18.6

3.3 Laskentavuosien valinta

Yleisesti jätevesi- ja lämpöpäästöjen laimenemiseen vaikuttaa rannikkoalueilla tyypillisesti tuulen ja vedenkorkeusvaihtelun aiheuttamien virtausten aikaansaamaa vedenvaihto ja sekoittuminen, sekä isompien jokien virtaamat, mikäli sellaisia on päästön lähialueella.

Talvella suurin vaikutus on jääpeitteen kestolla ja kattavuudella, sillä jääpeite estää tuulen vaikutuksen veden pintaan ja poistaa siten tuulen vaikutuksen yhtenäisen jääpeitteen alueella. Kesällä sekoittumista vähentää meriveden lämpötila- ja suolakerrostuminen, joihin vaikuttavat mm. jokivirtaamien suuruus ja ilman lämpötila yhdessä tuulen kanssa.

Kesätilanteessa syvyyssuuntainen sekoittuminen on vähäisintä silloin kuin tuuli on keskimääräistä heikompaa (vähemmän energiaa sekoittumiseen) ja ilman lämpötila keskimääräistä korkeampi (voimakkaampi kerrostuminen). Mikäli mittauksia on kattavasti, voi kerrostumista arvioida myös suoraan vesialueelta tehdyistä mittauksista laskemalla veden pinta- ja pohjakerroksen lämpötila- ja suolapitoisuuserojen summa.

Kotkan edustan sääpisteestä lasketut tuulen nopeuden keskiarvot, ilman lämpötilan keskiarvo sekä seurantapisteestä Varvio 212 lasketut meriveden pinnan ja pohjan suolaisuus- ja lämpötilaerot jaksolle 15.5–15.10 vuosille 2010–2018 on esitetty taulukossa 4.

Tuulennopeuden keskimääräistä pienemmät, sekä ilman lämpötilan, veden lämpötilaeron ja veden suolaisuuseron keskimääräistä suuremmat arvot on lihavoitu.

Tulosten perusteella vuosina 2010, 2013 ja 2014 syvyyssuuntainen sekoittuminen on keskimääräistä pienempää, ja vuosina 2015, 2016 ja 2017 keskimääräistä suurempaa.

Laskentavuodeksi valittiin 2014. Kyseisenä vuonna tuulen nopeuden keskiarvo oli tarkastelujakson pienin ja ilman keskilämpötila keskiarvoa suurempi. Mittauksista laskettu lämpötilakerrostuminen oli keskiarvoa suurempi ja suolakerrostuminen lähellä keskiarvoa.

Taulukko 4: Kotkan/Haminan edustan veden syvyyskerrostumisen eri vuosina, tekijät ja mittauksia

Vuosi Tuulen nopeus (m/s)

Ilman lämpötila (°C)

Keskimääräinen lämpötilaero (pinta-pohja) (°C)

Keskimääräinen suolaisuusero (pohja-pinta) (g/l)

2010 5.26 15.3 3.31 1.09

2011 5.53 15.1 2.19 0.78

2012 5.57 13.9 1.71 0.61

2013 5.15 15.3 2.56 0.94

2014 4.87 14.9 2.29 0.61

2015 5.45 13.7 1.15 0.44

2016 5.82 14.7 1.02 0.42

2017 5.59 13.3 1.44 0.39

2018 5.77 16.1 1.85 0.71

k.a. 5.45 14.70 1.95 0.66

Syvyyssuuntainen sekoittuminen ja vedenvaihto oli todennäköisesti keskimääräistä pienempi myös vuosina 2010 tai 2013, jolloin mitatut lämpötilaerot pinnan ja pohjan välillä olivat vuotta 2014 suurempia. Vuonna 2014 tuulennopeuden keskiarvo on kuitenkin pienempi kuin

(8)

kumpanakaan näistä vuosista.

3.4 Vedenkorkeus

Suomenlahdella vedenkorkeuden vaihtelu aiheutuu sääolosuhteista ja seisovasta aaltoliikkeestä johtuvasta vesipinnan heilahtelusta (seiche). Lahden suulla vedenkorkeus määräytyy Itämeren pääaltaan olosuhteiden perusteella. Suomenlahden pohjukassa vedenkorkeuteen vaikuttaa suualueen vedenkorkeuden lisäksi alueellinen säätilanne. Yleisellä tasolla lahden perukassa vedenkorkeusvaihtelu on suurempi kuin lahden suulla: Hangossa vedenkorkeuden vaihteluväli on noin -79 cm ... + 92 cm, Haminan mittauspisteessä vaihteluväli on taas -115 cm ... +150 cm (vuosien 2010-2017 tiedot). Haminassa vedenkorkeus on keskimäärin suurimmillaan joulukuussa, ja pienimillään kevättalvella huhti- ja toukokuussa. Vedenkorkeuden vaihtelu kuukausittaisen keskihajonnan perustella on puolestaan suurimmillaan joulu-tammikuussa ja pienimmillään kesä-elokuussa.

Kuva 4: Reunaehtona käytetty mitattu vedenkorkeus Hangossa 05/2014–05/2015 verrattuna jakson 2010–2017 kuukausikeskiarvoon.

4 Virtauslaskenta

4.1 Malliasetukset

Virtauslaskennan lähtötietoina käytettiin olosuhdetiedot -luvussa kuvattuja sää-, jokivir- taama- ja vedenkorkeustietoja. Virtauslaskenta suoritettiin dynaamisena laskenta, jossa valittujen aikajaksojen virtaamat laskettiin käyttämällä toteutunutta säätilannetta ja virtaus- ja vedenkorkeusreunaehtoja.

Käsitellyn prosessijäteveden leviämistä arvioitiin lisäämällä malliin käsitellyn prosessijäte- veden kuormitus ja vertaamalla näin laskettua tilannetta aikaisemmin simuloituun tilanteeseen, jossa kuormitusta ei ollut mukana. Virtauslaskennassa huomioitiin purkuveden tiheyteen vaikuttavat lämpötila- ja suolaisuusarvot. Purkuvirtaamaa, ei otettu erikseen huomioon (vesimäärän lisäyksen vaikutus arvioitiin tässä tapauksessa pieneksi).

4.2 Virtaukset tyypillisillä tuulilla

Lasketuista merialueen virtauksista on alla esitetty kolme tilannetta, voimakas länsituuli jaksolta 2.7.2014 klo 12 – 3.7.2014 klo 12 (tuuli keskimäärin 7,3 m/s), itätuuli jaksolta 6.7.2014 klo 12 – 7.7.2014 klo 12 (tuuli keskimäärin 4,7 m/s), ja jääpeitteen aikainen tilanne 1.1.2015 klo 12 – 2.1.2017 klo 12 (tuuli 9,3 m/s). Tuulijakauman perustella lännen ja lounaan suuntaiset tuulet ovat alueelle tyypillisimpiä. Laskettujen avovesijaksojen tuulijakaumat on esitetty kuvassa 5. Jaksot on valittu siten, että tuuli on ollut samansuuntainen vähintään kahden vuorokauden ajan.

(9)

Kuva 5: Tuulen suunta- ja nopeusjakaumat länsi- ja itätuulijaksoilla.

Lasketut virtaukset em. tilanteissa on piirretty kuviin 6–7 pintakerroksesta, 5–6 m kerroksesta, 10–11 m kerroksesta ja syvyysintegroituna virtauskenttänä, joka on summa virtauksista koko syvyyskerroksessa. Virtaukset ovat yhden vuorokauden keskiarvoja. Tuulen suunnan lisäksi virtauksiin vaikuttaa mm. tuulen nopeus, kerrostumistilanne (joka vaihtelee vuodenajan mukaan), jokivirtaamien suuruus ja vedenkorkeuden vaihtelu, eli tässä esitettyjä virtauskenttiä ei voi suoraan yleistää kaikkia lounais- tai itätuulitilanteita koskeviksi.

Mallissa hilan tihennyksien rajat voivat aiheuttaa virtauskenttää paikallista häiriötä, joka näkyy syvyysintegroiduissa virtauskentissä kiertävänä virtauksena hilatihennyksen rajan kohdalla tilanteessa, jossa virtaamat alueella on heikko, ts. lähinnä talvella. Tihennysten rajat on pyritty viemään riittävän kauas kohdealueilta, jolloin virheellä ei ole merkittävää vaikutusta laskennan tuloksiin.

20 40

60 80

100

Hamina2-3.7.2014

10 8 6 4 2 m/s

0 2 4 6 8 10 12 14 16

tuuli m/s 0

10 20 30 40 50 60 70

%

Hamina2-3.7.2014

10 20

30 40

50 60

Hamina

10 8 6 4 2 m/s

0 2 4 6 8 10 12 14 16

tuuli m/s 0

10 20 30 40 50 60 70

%

Hamina6-7.7.2014

(10)

Länsituuli 24 h keskiarvo 0–1m

Kuva 6: Lasketut virtaukset länsituulijaksolla, pintakerros ja 5–6 m kerros

(11)

Länsituuli 24 h keskiarvo syvyysintegroitu

Kuva 7: Lasketut virtaukset länsituulijaksolla, 10–11 m kerros ja syvyysintegroitu virtauskenttä.

(12)

Itätuuli 24 h keskiarvo 0–1m

Kuva 8: Lasketut virtaukset itätuulijaksolla, pintakerros ja 5–6 m kerros.

(13)

Itätuuli 24 h keskiarvo syvyysintegroitu

Kuva 9: Lasketut virtaukset itätuulijaksolla, 10–11 m kerros ja syvyysintegroitu virtauskenttä

(14)

Jääpeitteinen tilanne 24 h keskiarvo 0–1m

Kuva 10: Lasketut virtaukset talvella jääpeitteisellä tilanteella, pintakerros ja 5–6 m kerros.

(15)

Jääpeitteinen tilanne 24 h keskiarvo syvyysintegroitu

Kuva 11: Lasketut virtaukset talvella jääpeitteisellä tilanteella, 10–11 m kerros ja syvyysintegroitu virtauskenttä.

(16)

4.3 Laskentatulosten vertailu mittauksiin

Mallin laskennan tarkistamiseksi laskettuja vedenkorkeus, lämpötila- ja suolaisuusarvoja verrattiin alueen seurantapisteissä mitattuihin arvoihin. Kotkan edustalta ja itäpuolelta on saatavissa kattavasti seurantadataa. Kuvassa 12 on esitetty vertailussa käytettyjen seurantapisteiden sijainnit. Santaniemen, Varvion ja Kuuttingin pisteet edustavat saariston sisempää aluetta. Varissaaren piste on Kymijoen suun vaikutusalueella ja Einonkarin piste on jo selvästi enemmän avomeren vaikutusalueella. Haapasaaren piste, jota on käytetty vertailussa, mutta joka ei näy kuvassa, on Kotkasta noin 30 km etelään Haapasaaren eteläpuolella avomerellä. Haminan vedenkorkeuden mittauspiste on kartassa noin 400m sen varsinaisesta sijaintipaikasta etelään.

Kuva 12: Seurantapisteiden ja kuormituspisteiden sijainti (kuormitus tarkemmin luvussa 5).

Laskettu vedenkorkeus ja laskettu vedenkorkeusvaihtelu (1h aikavälillä) verrattuna mitattuun on esitetty kuvassa 13. Mallissa laskettu vedenkorkeus riippuu pääasiassa mallin reunan vedenkorkeusreunaehdosta, säätilasta ja mallinnetun altaan heilahteluista. Laskettu vedenkorkeus seuraa pääpiirteittäin mitattua arvoa, mutta tuloksissa on ajoittain eroa.

Vedenkorkeuden ja sen vaihtelun tilastollisia tunnuslukuja on esitetty taulukossa 5. Näistä sekoittumisen kannalta keskeinen tunnusluku on vedenkorkeuden vaihtelun keskihajonta:

mallissa hajonta on mittauksia vastaavalla tasolla.

(17)

Taulukko 5: Haminan vedenkorkeus, malli ja mittaus, tilastolliset tunnusluvut

Hamina

15.5.2014 – 1.5.2015

n k.a. std min max

Vedenkorkeus malli 8421 2.86 34.25 -61.57 142.56 mittaus 8425 0.08 26.21 -54.70 111.89 Ved.kork.muutos malli 8421 0.00 1.98 -8.95 10.59

mittaus 8425 0.00 1.95 -9.88 10.17

Kuva 13: Mitattu ja laskettu vedenkorkeus ja vedenkorkeusmuutos, Hamina

Kuvassa 14 on esitetty valituista seurantapisteistä lasketut ja mitatut meriveden lämpötila- arvot vuoden 2014 – 2015 laskentajaksolta pisteistä Kuuttinki, Hallanväylä, Varissaari, Varvio ja Einonkari. Pisteiden paikat löytyvät kuvasta 12.

Yleisesti ottaen laskettu meriveden lämpötila vastaa kohtalaisen hyvin mitattuja arvoja kaikissa pisteissä pinnan ja pohjan osalta. Hallanväylän pisteessä sekoittuminen jää mitattua tilannetta pienemmäksi, mikä näkyy siten, että mallituloksissa pinnan lämpötila pinnalla on liian suuri ja pohjan lämpötila liian pieni mittauksiin verrattuna. Syy voi olla myös mallissa todellista suuremmasta virtaamasta Hallan silta-aukon kohdalla.

Kuvassa 15 on esitetty lasketut ja mitatut meriveden suolapitoisuusarvot vuoden 2014–2015 laskentajaksolta samoista pisteistä kuin lämpötila. Laskettu suolapitoisuus vastaa yleisesti ottaen hyvin mitattuja arvoja. Hallanväylän pisteessä pintakerrokselle laskettu suolapitoisuus on matalampi kuin mittauksissa. Varissaaren pisteessä Kymijoen alueelle tuoma makea vesi näkyy pintakerroksen alhaisena suolapitoisuutena.

(18)

Kuva 14: Mitattu ja laskettu meriveden lämpötila valituissa seurantapisteissä

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 0

5 10 15 20 25

Temp (C)

Suomenl_Kuuttinki_179

pohja pinta mittaus pohja mittaus pinta

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 0

5 10 15 20 25

Temp (C)

Suomenl_Hallanvayla_152

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 0

5 10 15 20 25

Temp (C)

Suomenl_Varissaari_128

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 0

5 10 15 20 25

Temp (C)

Suomenl_Varvio_212

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 0

5 10 15 20 25

Temp (C)

Suomenl_Einonkari_Kyvy-4

SALI(g/l)

Suomenl_Varissaari_128

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 0

1 2 3 4 5 6 7

SALI(g/l)

Suomenl_Einonkari_Kyvy-4

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 0

1 2 3 4 5 6 7

SALI(g/l)

Suomenl_Varvio_212

(20)

Natriumsulfaatti on täysin veteen liukeneva suola, joten se on mallissa kuvattu suolapitoisuutena. Sekä natrium että sulfaatti ovat merivedessä normaalisti esiintyviä ioneja.

Typpi esiintyy käsitellyssä prosessijätevedessä pääasiassa ammoniumina, jolloin myös typpi on käytännössä täysin liukoisessa muodossa.

Laskentaskenaarioita on kuusi, kaksi pistettä ja kolme kuormitusmäärää. Skenaariot on nimetty ensin pisteen ja sitten kuormituksen koodilla, esim. P1K1.

Taulukko 6: Kuormitusvaihtoehdot

Kuormitus Suure pitoisuus Yksikkö päiväkuorma Yksikkö Kuormitus Suure määrä Yksikkö päivässä Yksikkö

V0 Ei

kuormitusta

K1 Vesimäärä 75 m³/h 1800 m³/d

Lämpötila 35 °C

Na2SO4 100 g/l 180 tn/d

NTOT 12 mg/l 21.6 kg/d

Lämpötila 35 °C

Na2SO4 100 g/l 540 t/d

Lämpötila 35 °C

Na2SO4 100 g/l 1080 tn/d

Taulukko 7: Kuormituspisteen koordinaatit (ETRS-TM35FIN koordinaatisto)

Piste I P

P1 502502 6706555 P2 502350 6707680

5.2 Käsitellyn prosessijäteveden purku

Käsitellyn prosessijäteveden purku on tässä oletettu tapahtuvan diffuusorin avulla. Diffuusori purkaa vettä paineella veden alla yhden tai useamman purkusuuttimen kautta, jolloin purettavan veden liikemäärä saa aikaan turbulenssia ja sekoittaa siten purkuvettä ympäröivään veteen. Diffuusorin on tässä arvioitu sekoittavan purkuvettä meriveteen purkuputken lähialueella vähintään 1:30 suhteessa. Arvio perustuu VISJET-mallilla tehtyihin laskentoihin (Cheung et al., 2020).

Kaaviokuva ympäröivää vettä tiheämmän purkuveden sekoittumisesta purkuputken lähialueella diffuusoria käytettäessä on esitetty kuvassa 16. Kuvassa on tilanne, jossa ympäröivän veden virtaus on pieni. Purkusuihku on suunnattu diffuusorissa ylöspäin, jolloin se sekoittuu keskisyvyydellä olevaan veteen. Sekoittunut vesi on kuitenkin edelleen ympäröivää vettä tiheämpää, mistä johtuen purkusuihku kääntyy alaspäin ja vajoaa pohjalle ympäröivää vettä tiheämmäksi kerrokseksi. Tämän lähialueella tapahtuvan sekoittumisen jälkeen sekoittunut purkuvesi kulkeutuu tiheyserojen vaikutuksesta pääosin pohjan lähellä ympäröivälle alueelle samalla sekoittuen ja laimentuen. Sekoittumisen nopeus riippuu ympäristön olosuhteista ja sekoittuneen purkuveden ja ympäröivän alueen veden tiheyserosta.

Mallissa purkupaikka on pyritty sijoittamaan noin 10 m syvyyteen siten, että lähistöllä on syvempää vettä. Riittävä syvyys purkupaikalla takaa sen, että vettä on riittävästi lähialueella tapahtuvaan sekoittumiseen. Syvemmän alueen sijainti purkupaikan vieressä puolestaan

(21)

edistää alkusekoittumisen jälkeen sekoittuneen purkuveden kulkeutumista pois purkupaikan välittömästä läheisyydestä laajemmalle alueelle, missä sekoittuminen voi jatkua.

Kuva 16: Ympäröivää vettä tiheämmän purkuveden sekoittuminen yhden diffuusorin suuttimen osalta sivusta katsottuna (Jenkins et al., 2012, mukailtu).

Laajemman alueen mallin (=tässä raportissa dokumentoitu malli) toimintaa purkupaikalla voi arvioida lasketuista purkupisteen pitoisuusarvoista. Kotkan edustalla pintaveden suolapitoisuus on keskimäärin noin 4 – 5 g/l. Sekoitettaessa 100 g/l suolapitoisuuden vettä 4 g/l suolapitoisuuden veteen 1:30 suhteessa, on sekoitetun veden suolapitoisuus 7,1 g/l.

Laajemman merialueen mallissa lähialueen sekoittumista ei lasketa erikseen, vaan suolavesipurku on tässä sijoitettu malliin suolakuormituksena yhteen laajemman alueen mallinhilakoppiin. Laajemman alueen malli toimii siis toivotulla sekoitussuhteella mikäli kokonaissuolapitoisuus purkupaikalla on enintään 7,1 g/l. Pitoisuus jää pienemmäksi tilanteessa, jossa purkuhilakopin kohdalla on virtausta.

Purkupisteen lähimmän laajemman mallin pisteen suolapitoisuudet eri purkumäärillä on esitetty kuvassa 17. Kuormituksella K3 suolapitoisuuden maksimi on lähellä em.

enimmäisarvoa 7,1 mg/l kun taustapitoisuus on 5 g/l tasolla, eli suurin laskettu pitoisuus jää enimmäisarvoa pienemmäksi kaikilla kuormitusarvoilla.

Kuva 17: Laskettu suolapitoisuus purkupisteessä P1 eri kuormitusvaihtoehdoilla.

(22)

6 Tulokset

Mallilaskenta tuottaa laskennan tuloksena 3d-virtaus-, lämpötila ja suolapitoisuuskenttiä koko laskentajakson ajalta. Esitettäväksi on tässä valittu suolapitoisuuden nousua kuvaavia tulostuksia seuraavasti:

- laskettuja suolapitoisuuden aikasarjoja valituista tulostuspisteistä ja alueen seurantapisteistä

- laskettuja suolapitoisuuden syvyysprofiileja valituista pisteistä valituilta ajanhetkiltä - lasketut pohjakerroksen suolapitoisuuden nousut karttapohjalla valituilta ajanhetkiltä.

Karttakuvien ajankohdat on valittu tulostettujen aikasarjojen perusteella siten, että ne kuvaavat lähinnä laskentajaksolta löytyviä enimmäisvaikutuksia ajankohdilta, jolloin sekoittuminen alueella on ollut keskimääräistä pienempää. Syvyysprofiilit on piirretty samoilta ajankohdilta kuin karttakuvat. Kuvissa vaihtoehto V0 on tilanne, jossa kuormitusta ei ole.

6.1 Suolakuormituksen käyttäytyminen eri vuodenaikoina

Suolapitoisuuskuormituksen yleisluontoinen käyttäytymistä näkyy hyvin esim. pisteen k5 koko laskentajakson suolapitoisuuden aikasarjasta (Kuva 18). Kuormituksen seurauksena suolapitoisuus nousee koko jaksolla pääasiassa pohjakerroksessa, mutta pitoisuusnousun taso vaihtelee säätilanteen ja veden kerrostumistilanteen mukaan. Pitoisuusnousu on laskentajaksolla suurimmillaan elokuun aikana ja jääpeitteisenä aikana. Jääpeitteisenä aikana tuulen ja säätilanteen vaikutus vähenee ja pitoisuusnousu pohjalla pysyy varsin tasaisena koko jääpeitteisen jakson ajan.

Kuva 18: Lasketut suolapitoisuudet eri kuormitusmäärillä pisteessä k5 kun kuormitus on pisteessä P1.

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 2

3 4 5 6

SALI(g/l)

k5_P1

V0_pinta V0_pohja P1K2_pinta P1K2_pohja

(23)

6.2 Suolapitoisuuden aikasarjat, piste P1

Suolapitoisuus eri kuormitusvaihtoehdoilla valittujen aikasarjapisteiden pohjakerroksesta kuormituspaikalle P1 on esitetty kuvissa 19 ja 20. Pisteinä on käytetty malliin sijoitettuja aikasarjapisteitä (k5, k6, k7, k8) ja lähialueen vedenlaadun seurantapisteitä (Kuuttinki, Hallanväylä, Varvio, Einonkari). Aikasarjoista lasketut keskiarvotiedot koko jaksolle, heinäkuulle ja tammikuulle on esitetty taulukossa 8 ja kuvassa 21.

Kuva 19: Lasketut suolapitoisuudet eri kuormitusmäärillä pisteissä k5,k6,k7 ja k8, kuormitus pisteessä P1.

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 3

4 5 6

SALI(g/l)

k5_pohja_P1

V0 P1K1 P1K2 P1K3

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 3

4 5 6

SALI(g/l)

k6_pohja_P1

V0 P1K1 P1K2 P1K3

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 3

4 5 6

SALI(g/l)

k7_pohja_P1

V0 P1K1 P1K2 P1K3

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 3

4 5 6

SALI(g/l)

k8_pohja_P1

V0 P1K1 P1K2 P1K3

(24)

Kuva 20: Lasketut suolapitoisuudet eri kuormitusmäärillä pisteissä Kuuttinki, Varvio, Hallanväylä ja Einonkari, kuormitus pisteessä P1.

Kuormituksen sijaitessa pisteessä P1 nousee suolapitoisuus eniten lähimmässä aikasarja- pisteessä k5. Nousun kuukausikeskiarvo on kuormituksella K3 enimmillään noin 0,9 g/l, kuormituksella K2 nousu jää alle 0,5 g/l tasolle ja kuormituksella K1 alle 0,2 g/l tasolle.

Kuormituspaikalta sekoittunut purkuvesi suuntautuu lähinnä etelään sillä pisteissä k6 ja k7 pitoisuuden nousu on selvästi pienempi kuin pisteessä p8. Kuormituksella K1 käyttäytyminen poikkeaa jonkin verran kuormituksista K2 ja K3, pienimmällä kuormituksella pitoisuusnousu ei kulkeudu vastaavassa määrin pisteen k8 suuntaan kuin suuremmilla kuormituksilla. Tämä johtunee siitä, että pieni pitoisuusnousu ei aiheuta vastaavassa määrin tiheysvirtaus- vaikutusta kuin suurempi pitoisuusnousu.

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 3

4 5 6

SALI(g/l)

Kuuttinki_Pohja_P1

V0 P1K1 P1K2 P1K3

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 3

4 5 6

SALI(g/l)

Varvio_Pohja_P1

V0 P1K1 P1K2 P1K3

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 3

4 5 6

SALI(g/l)

Hallanvayla_Pohja_P1

V0 P1K1 P1K2 P1K3

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 3

4 5 6

SALI(g/l)

Einonkari_Pohja_P1

V0 P1K1 P1K2 P1K3

(25)

Taulukko 8: Suolapitoisuuden keskimääräinen nousu (g/l) valituissa pisteissä pohjakerroksessa koko vuonna, heinäkuussa ja tammikuussa.

Aikasarja- piste

Koko vuosi Elokuu Helmikuu

K3 K2 K1 K3 K2 K1 K3 K2 K1

k5 0.57 0.32 0.11 0.86 0.41 0.09 0.66 0.42 0.17

k6 0.22 0.13 0.05 0.24 0.11 0.04 0.36 0.23 0.15

k7 0.23 0.15 0.06 0.36 0.25 0.10 0.27 0.18 0.15

k8 0.45 0.25 0.07 0.60 0.29 0.06 0.58 0.34 0.09

k9 0.33 0.18 0.05 0.42 0.24 0.05 0.39 0.15 0.02

Kuuttinki 0.04 0.02 0.00 0.06 0.03 0.01 0.02 0.00 0.00 Varvio 0.03 0.01 0.00 0.01 0.00 0.00 0.07 0.03 0.02 Hallanväylä 0.04 0.02 0.00 0.03 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 Einonkari 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

−

Kuva 21: Suolapitoisuuden nousun (g/l) keskiarvot koko laskentajaksolla, elokuussa ja helmikuussa.

(26)

6.3 Suolapitoisuuden aikasarjat, piste P2

Suolapitoisuus eri kuormitusvaihtoehdoilla valittujen aikasarjapisteiden pohjakerroksesta tapauksessa, jossa kuormitus sijaitseen pisteessä P2, on esitetty kuvissa 22 ja 23. Pisteinä on käytetty malliin sijoitettuja aikasarjapisteitä (k5, k6, k7, k8) ja lähialueen vedenlaadun seurantapisteitä (Kuuttinki, Hallanväylä, Varvio, Einonkari). Aikasarjoista lasketut keskiarvotiedot koko jaksolle, heinäkuulle ja tammikuulle on esitetty taulukossa 9 ja kuvassa 24.

Kuva 22: Lasketut suolapitoisuudet eri kuormitusmäärillä pisteissä k5,k6,k7 ja k8, kuormitus pisteessä P2

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 3

4 5 6

SALI(g/l)

k5_pohja_P2

V0 P2K1 P2K2 P2K3

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 3

4 5 6

SALI(g/l)

k6_pohja_P2

V0 P2K1 P2K2 P2K3

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 3

4 5 6

SALI(g/l)

k7_pohja_P2

V0 P2K1 P2K2 P2K3

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 3

4 5 6

SALI(g/l)

k8_pohja_P2

V0 P2K1 P2K2 P2K3

(27)

Kuva 23: Lasketut suolapitoisuudet eri kuormitusmäärillä pisteissä Kuuttinki, Varvio, Hallanväylä ja Einonkari, kuormitus pisteessä P2

Kuormituksen ollessa pisteessä P2 nousee suolapitoisuus eniten lähimmässä aikasarjapisteessä k7. Nousun kuukausikeskiarvo on kuormituksella K3 enimmillään noin 0,7 g/l, kuormituksella K2 nousu jää alle 0,4 g/l tasolle ja kuormituksella K1 0,1 g/l tasolle tai sen alle. Kuormituspaikalta sekoittunut purkuvesi suuntautuu pääosin pisteen k5 suuntaan etelään, mutta suuntautuu osittain myös kaakkoon ja itään pisteen k6 suuntaan.

Kuormituksella K1 käyttäytyminen poikkeaa jonkin verran kuormituksista K2 ja K3, tällä kuormituksella pitoisuusnousu kulkeutuu suhteessa enemmän itään pisteen k6 suuntaan.

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 3

4 5 6

SALI(g/l)

Kuuttinki_Pohja_P2

V0 P2K1 P2K2 P2K3

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 3

4 5 6

SALI(g/l)

Varvio_Pohja_P2

V0 P2K1 P2K2 P2K3

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 3

4 5 6

SALI(g/l)

Hallanvayla_Pohja_P2

V0 P2K1 P2K2 P2K3

05/14 06/14 07/14 08/14 09/14 10/14 11/14 12/14 01/15 02/15 03/15 04/15 3

4 5 6

SALI(g/l)

Einonkari_Pohja_P2

V0 P2K1 P2K2 P2K3

(28)

Taulukko 9: Suolapitoisuuden keskimääräinen nousu (g/l) valituissa pisteissä pohjakerroksessa koko vuonna, heinäkuussa ja tammikuussa.

Aikasarja- piste

Koko vuosi Elokuu Helmikuu

K3 K2 K1 K3 K2 K1 K3 K2 K1

k5 0.22 0.10 0.03 0.26 0.10 0.01 0.18 0.04 0.02

k6 0.13 0.06 0.02 0.17 0.08 0.02 0.17 0.05 0.02

k7 0.41 0.22 0.07 0.66 0.38 0.10 0.30 0.12 0.07

k8 0.17 0.07 0.02 0.18 0.05 0.00 0.13 0.00 0.01

k9 0.10 0.04 0.01 0.15 0.03 0.00 0.02 0.00 0.01

Kuuttinki 0.05 0.03 0.01 0.06 0.03 0.01 0.06 0.04 0.02 Varvio 0.02 0.01 0.01 0.01 0.00 0.00 0.06 0.00 0.02 Hallanväylä 0.04 0.02 0.01 0.03 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 Einonkari 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

−

Kuva 24: Suolapitoisuuden nousun (g/l) keskiarvot koko laskentajaksolla, elokuussa ja helmikuussa.

6.4 Suolapitoisuuden syvyysprofiilit, kuormituspiste P1

Syvyysprofiili esittää ainepitoisuuden yhdeltä ajanhetkeltä syvyyssuunnassa. Profiilikuva havainnollista selkeästi aineiden syvyyssuuntaista jakautumista ja siten myös suolapitoisuuden sekoittumista kuormituspisteen lähialueella.

Kuvassa 30 on esitetty suolapitoisuuden syvyysprofiileja pisteistä k5 - k10 1.8.2014, ja kuvassa 31 profiileja samoista pisteistä 1.2.2015. Kuormitus on pisteessä P1. Pisteiden paikat löytyvät kartalta kuvasta 12.

Mallilaskelmien perusteella kuormituspaikan P1 kuormitus pysyy pääosin yli 4 m syvyydellä.

Pohjakerroksen pitoisuus nousee suunnilleen lineaarisesti suhteessa kuormituksen määrään.

Kesällä suolapitoisuuden nousu on kuormituksella K3 kuormituksen lähellä pohjalla enimmillään noin 1,4 g/l (kuva 19), ja jääpeitteisenä aikana vähemmän, noin 0,7 g/l tasolla tai sen alle.

(29)

V0 K1 K2 K3

(31)

V0 K1 K2 K3

3000 4000 5000 6000

-12 -10 -8 -6 -4 -2 0

2

SALI P2_k10_1.2.2015

V0 K1 K2 K3

(33)

6.6 Suolapitoisuuden nousu pohjakerroksessa, kuormituspiste P1

6.6.1 Kuormitus K1

Suolapitoisuuden leviäminen kuormituksella K1 on esitetty vesialueen pohjakerroksessa heinä- ja tammikuun keskiarvona ja kolmen eri ajankohdan hetkellisenä kenttänä. Heinä- ja tammikuu edustavat tilanteita, joissa sekoittuminen on heikkoa, ja purkuvesi pääsee kertymään pohjakerrokseen keskimääräistä enemmän. Hetkellisiin tilanteisiin on valittu päivät 1.8, 1.10, ja 1.1, näistä elo- ja tammikuun päivät ovat tilanteita, joissa sekoittuminen on heikkoa, lokakuussa sekoittuminen on puolestaan keskimääräistä suurempaa.

Keskiarvotilanteet on esitetty kuvassa 29 ja hetkelliset tilanteet kuvassa 30. Karttapohjalle on piirretyt kuvat kertovat lasketun suolapitoisuuden nousun vesialueen pohjalla valittuna päivänä verrattuna tilanteeseen, jossa kuormitusta ei ole.

Pohjakerroksessa pitoisuusnousu keskittyy kuormituksen lähialueelle, ja sen etelä/kaakkoispuolella olevalle syvännealueelle. Esitetyistä tilanteista pitoisuusnousu leviää laajimmalle kesän kerrostuneessa tilanteessa. Kuormituksella K1 pitoisuusnousu jää alle 0,2 g/l tason aivan kuormituksen lähialueetta lukuun ottamatta.

6.6.2 Kuormitus K2

Pitoisuusnousut pohjakerroksessa kuormitukselle K2 on esitetty heinä- ja tammikuun keskiarvona kuvassa 31 ja kolmena eri hetkellisenä tilanteena kuvassa 32.

Kuten kuormituksella K1, pitoisuusnousu keskittyy kuormituspisteen lähialueelle ja sen etelä- ja kaakkoispuolisen syvänteen alueelle. Avovesiaikana pitoisuusnousu jää pääosin alle 0,5 g/l, talvella pitoisuusnousu on tätä pienempi.

6.6.3 Kuormitus K3

Pitoisuusnousut pohjakerroksessa kuormitukselle K3 on esitetty heinä- ja tammikuun keskiarvona kuvassa 33 ja kolmea eri ajankohtana kuvassa 34.

Kuten kuormituksilla K1 ja K2, pitoisuusnousu keskittyy kuormituspisteen lähialueelle ja sen etelä- ja kaakkoispuolisen syvänteen alueelle. Kesän kerrostuneena aikana kuukausikeskiarvon 0,5 g/l ylittävän pitoisuusnousun alue ulottuu selvästi yli 1 km etäisyydelle kuormituspisteestä. Hetkellisessä tilanteessa 1.8.2014 1 g/l ylittävän pitoisuusnousu alue ulottuu enimmillään noin 1 km etäisyydelle purkupisteestä. Talvella pohjakerroksen pitoisuusnousut jäävät jonkin verran kesätilannetta pienemmiksi.

(34)

P1K1 07/2014 P1K1 01/2015

Kuva 29: Laskettu suolapitoisuuden nousu pohjalla (PSU ~ g/l), kuukausikeskiarvot, kuormituspiste P1, kuormitus K1.

P1K1 1.8.2014 P1K1 1.10.2014

P1K1 1.1.2015

Kuva 30: Laskettu suolapitoisuuden nousu pohjalla (PSU ~ g/l), hetkelliset tilanteet, kuormituspiste P1, kuormitus K1.

(35)

P1K2 7/2014 P1K2 1/2015

P1K2 1.8.2014 P1K2 1.10.2014

P1K2 1.1.2015

(36)

P1K3 7/2014 P1K3 1/2015

P1K3 1.8.2014 P1K3 1.10.2014

P1K3 1.1.2015

(37)

6.7 Suolapitoisuuden nousu pohjakerroksessa, kuormituspiste P2

6.7.1 Kuormitus K1

Suolapitoisuuden leviäminen kuormituksella K1 on esitetty vesialueen pohjakerroksessa heinä- ja tammikuun keskiarvona ja kolmen eri ajankohdan hetkellisenä kenttänä. Heinä- ja tammikuu edustavat tilanteita, joissa sekoittuminen on heikkoa, ja purkuvesi pääsee kertymään pohjakerrokseen keskimääräistä enemmän. Hetkellisiin tilanteisiin on valittu päivät 1.8, 1.10, ja 1.1, näistä elo- ja tammikuun päivät ovat tilanteita, joissa sekoittuminen on heikkoa, lokakuussa sekoittuminen on puolestaan keskimääräistä suurempaa.

Keskiarvotilanteet on esitetty kuvassa 35 ja hetkelliset tilanteet kuvassa 36. Karttapohjalle on piirretyt kuvat kertovat lasketun suolapitoisuuden nousun vesialueen pohjalla valittuna päivänä verrattuna tilanteeseen, jossa kuormitusta ei ole.

Pohjakerroksessa pitoisuusnousu keskittyy kuormituksen lähialueelle, ja sen etelä/kaakkoispuolella olevalle syvännealueelle. Esitetyistä tilanteista pitoisuusnousu leviää laajimmalle kesän kerrostuneessa tilanteessa. Kuormituksella K1 pitoisuusnousu jää alle 0,2 mg/l tason aivan kuormituksen lähialueetta lukuun ottamatta.

6.7.2 Kuormitus K2

Pitoisuusnousut pohjakerroksessa kuormitukselle K2 on esitetty heinä- ja tammikuun keskiarvona kuvassa 37 ja kolmena eri hetkellisenä tilanteena kuvassa 38.

Kuten kuormituksella K1, pitoisuusnousu keskittyy kuormituspisteen lähialueelle ja sen etelä- ja kaakkoispuolisen syvänteen alueelle. Avovesiaikana pitoisuusnousu jää pääosin alle 0,5 g/l, talvella pitoisuusnousu on tätä pienempi.

6.7.3 Kuormitus K3

Pitoisuusnousut pohjakerroksessa kuormitukselle K3 on esitetty heinä- ja tammikuun keskiarvona kuvassa 39 ja kolmea eri ajankohtana kuvassa 40.

Kuten kuormituksilla K1 ja K2, pitoisuusnousu keskittyy kuormituspisteen lähialueelle ja siitä etelään- oleville syvännealueille. Kesän kerrostuneena aikana kuukausikeskiarvon 0,5 g/l ylittävän pitoisuusnousun alue ulottuu selvästi yli 1 km etäisyydelle kuormituspisteestä.

Hetkellisessä tilanteessa 1.8.2014 1 g/l ylittävän pitoisuusnousu alue ulottuu enimmillään noin 1 km etäisyydelle purkupisteestä. Talvella pohjakerroksen pitoisuusnousut jäävät jonkin verran kesätilannetta pienemmiksi.

(38)

P2K1 07/2014 P2K1 01/2015

P2K1 1.8.2014 P2K1 1.10.2014

P2K1 1.1.2015

(39)

P2K2 7/2014 P2K2 1/2015

P2K2 1.8.2014 P2K2 1.10.2014

P2K2 1.1.2015

Kuva 38: Laskettu suolapitoisuuden nousu pohjalla (PSU ~ g/l), hetkelliset tilanteet, kuormituspiste P2 kuormitus K2.

(40)

P2K3 7/2014 P2K3 1/2015

Kuva 39: Laskettu suolapitoisuuden nousu pohjalla (PSU ~ g/l), kuukausikeskiarvot, kuormituspiste P2 kuormitus K3.

P2K3 1.8.2014 P2K3 1.10.2014

P2K3 1.1.2015

Kuva 40: Laskettu suolapitoisuuden nousu pohjalla (PSU ~ g/l), hetkelliset tilanteet,