Eesti Looduse fotov�istlus
2010/9



   Eesti Looduse
   viktoriin


   Eesti Looduse
   fotovõistlus 2012




   AIANDUS.EE

Eesti Loodus
Artikkel EL 2010/9
Niakaev karjri mju alla?

Nabala lubjakivimaardla klje all asuv Tuhala Niakaev, mis suurvee ajal toimib huvivrse purskkaevuna, on viimasel ajal olnud laialdase thelepanu all kui vastandlike huvide kokkuprkekoht. Kardetakse, et kaevandamine vtab niakaevult vee. Teemaga tegelevad eksperdid ja riigiametnikud on vitnud vastu, et srane oht on phimtteliselt vlistatud. Nitan, et oht on siiski reaalne.

Tnavu 26. mail kajastas Vikerraadio saade Reporteritund [2] eelmisel peval osahingu Paekivitoodete Tehas korraldusel peetud Nabalale phendatud marlauda. Eksperdid Madis Metsur (AS Maves), Rein Perens (Eesti geoloogiakeskus) ja emeriitprofessor Enno Reinsalu (TT) ning riigi esindaja Olavi Tammeme (keskkonnaministeeriumi asekantsleri kt.) vljendasid saates seisukohta, et Nabala maardlasse kavandatud lubjakivikarjrid ei saa phimtteliselt avaldada vhimatki mju Tuhala Niakaevu veetoitele. Vaatlen seda kategoorilist videt pgusalt hdraulika ja hdrogeoloogia seadusprasuste valguses.

Mju Niakaevule on phimtteliselt vimalik. Nabalasse plaanitud karjridest kavatsetakse pumbata vesi vlja, alandades seal phjavee taset 20 meetri vrra. Ekspertide arvates ei saavat see Niakaevu phimtteliselt (5. klassi tasemel mistetavalt) mjutada seetttu, et Niakaev asub phjaveevoolus Nabalast levalpool: oma toiteala Leva ja Mahtra soo ning karjride vahepeal, ldiselt lunast phja poole suunduvas phjaveevoolus (# 1). Vitest vib vlja lugeda, et veetaseme muutus phjaveevoolu mingis likes justkui ei saa mjutada veetaset sellest likest lesvoolu.
Seda videt ei saa pidada teseks, kuivrd hdraulika kui vaadeldavat valdkonda ksitlev teadusharu neb ette otse vastupidist. Hdraulika jrgi mjutab veetaseme alandamine mingis voolulikes ka veetaset sellest likest teatud kauguseni lesvoolu ning kujuneb vlja nn. langjoon. Seda kirjeldab matemaatiliselt nii vabasngi kui ka phjavee hdraulika. Nii et antud juhul ei saa mju phimttelisest vimatusest juttugi olla, vaid ksimus taandub langjoone (karjri puhul alanduslehtri) prognoosimisele.

Tammiku alanduslehtri prognoos. Niakaev asub Nabala maardlasse kavandatud Tammiku karjrist 2,8 km kagu pool. Kui karjris alandada veetaset 20 meetri vrra, siis kujuneb karjri mber phjaveepinna alanduslehter, mille kuju ja mtmed olenevad mitmest hdrogeoloogilisest tunnusest, sh. phjavee ldisest liikumissuunast [1, 5]. Alanduslehtri mtmete mramiseks on mitu meetodit. Antud juhul, arvestades vljapumpamise suhteliselt pikka kestust (kmned aastad) ja vajadust vltida eksitust, tuleb ilmselt eelistada konservatiivset meetodit, s.t. sellist, mis eksimise korral hindab lehtrit tegelikust pigem suuremaks kui viksemaks. Seetttu kasutame hdrogeoloogias laialt tuntud mdukalt konservatiivset Kerkise valemit [4]:

Rd lg Rd lg r0 0,217 = 0,66 (k/w) S0(2H S0) 0,5r02
kus Rd on karjri keskkohast mdetud stabiliseerunud alanduslehtri raadius meetrites, r0 ringiks taandatud karjri raadius meetrites, k filtratsioonimoodul meetrites peva kohta, w infiltratsioonimoodul meetrites peva kohta, S0 veetaseme alandus karjris meetrites, H vettkandva kihi tsedus meetrites (# 2).
Vtkem teadaoleva ning ettevaatlike kaalutluste alusel jrgmised algandmed: r0 = 505 m, k = 60 m pevas (mratud Nabala maardla Nmmkla uuringualal, mis on ilmselt vhem karstunud kui Niakaevu mbrus), w = 0,00074 m pevas (Eesti keskmine), S0 = 20 m, H = 20 m. Nii saame alanduslehtri raadiuseks (Rd) 4400 meetrit.
Mned meetodid (nt. Sichardti ja Kussakini valemid) annavad kll viksema tulemuse kui Kerkise valem, kuid kivad suhteliselt lhiajalise pumpamise kohta vi on muidu sobimatud, et vaadeldava mju kohta jreldusi teha. Samas on ka meetodeid, mis nitavad veelgi suuremat alanduslehtri raadiust kui Kerkise valem [1, 4].
Vttes arvesse phjavee ldist liikumissuunda selles piirkonnas lunast phja poole , ei kujune tegelik alanduslehter mitte korrapraseks ringiks, vaid luna ldsuunas vljavenitatuks ja ulatub seega ka kagu poole karjriservast kaugemale kui 4400 505 = 3900 meetrit, haarates niisiis 2,8 km kaugusel paikneva Niakaevu kindlalt karjri mjusfri. Karjri toimel vib keskmine phjaveetase Niakaevu juures alaneda le meetri vrra. Seetttu viks vljavool Niakaevust vheneda vi sootuks lppeda.
Valemis kasutatud arvvrtused ei pretendeeri kll erilisele tpsusele, kuid annavad koostoimes tegelikkusest pigem viksema kui suurema tulemuse. Niteks vib karstunud lubjakivi filtratsioonimoodul Niakaevu suunal tegelikult olla mitu suurusjrku suurem kui siin oletatud 60 m/d. Srasel juhul oleks ka alanduslehter vastavalt laiem.
Seega, lisaks algul selgitatud mju phimttelisele vimalikkusele osutab siinne arvutus ka sellele, et mju on tenoline. Kui keegi sooviks sellele vastu vita, tuleks tal thistada arvutuse aluseks olnud ldtuntud hdraulika ja hdrogeoloogia seadusprasused ning meetodid. See pole kuigi tenoline. Siin saadud tulemust ei saa korrigeerida laiemat mbrust kirjeldava, suhteliselt nappide lhteandmete alusel koostatud ldistatud hdrogeoloogilise mudeli [3] kohaselt, nii nagu suuremtkavalist kaarti ei saa korrigeerida sellest viksema mtkavaga kaardi jrgi.
Kokkuvttes tuleb nentida, et pelgalt usuks nimetatud arvamus Niakaevu ohustatusest on sisuliselt phjendatud.

1. Hlting, Bernward 1980. Hdrogeologie. Stuttgart.
2. Nabala arutelu. Reporteritund. Vikerraadio, 26.05.2010: vikerraadio.err.ee/helid?main_id=1362191
3. Perens, Rein 2008. Kuidas paekarjrid mjutaksid Nabala piirkonna phjavee seisundit. Keskkonnatehnika 7.
4. Максимов В. М. и др. 1967. Справочное руководство гидрогеолога. Ленинград.
5. Плотников Н. И. 1989. Техногенные изменения гидрогеологических условий. Москва.


Enn Soovik (1933) on hdrotehnikainsener ja tehnikakandidaat.

Vaata hulka teavet Nabala kohta ka keskkonnaministeeriumi veebilehelt: http://www.envir.ee/1073706
ning autori artiklit ajakirjas Keskkonnatehnika 5/10.


Misteid

Hdraulika: vedelike liikumise ja tasakaalu seadusprasusi uuriv rakendusteadus. Vabasngi hdraulika uurib vooluveekogusid, phjavee hdraulika phjavett, s.t. maapinna all asuvaid veekogusid.
Hdrogeoloogia: teadusharu, mis uurib phjavee pritolu, koostist, omadusi, liikumist ning vastasmju keskkonnaga.
Filtratsioonimoodul: kivimite veelbilaskvust iseloomustav suurus, mdetakse meetrites peva kohta (m/d).
Infiltratsioonimoodul: siin: sademevee maasse imbumise kiirust iseloomustav suurus, mdetakse meetrites peva kohta (m/d).
Vettkandev kiht: siin: uuritava svendi (karjri) veega toitmisel osalev pinnasekiht.

-------------------------------

Kommenteerib Enno Reinsalu (Tallinna tehnikalikooli emeriitprofessor, 2006. aasta Eesti Memees):

Enn Soovik, vaieldamatu spetsialist phjavee lemise, nn. pinnasevee kihi toimimise alal, rakendab hdraulika seadusprasusi Nabala-Tuhala veekogumi jaoks mnevrra lihtsustatult. Nabala-Tuhala alal paiknevad maapue kivimid ja setted mitme kihina, mille veejuhtivus on vga erisugune. Nn. hekihiline mudel ei ole seetttu piisavalt tpne. Sellistes arvutustes tuleks silmas pidada, et 1015 meetrist sgavamal on maapuel hoopis teised hdrogeoloogilised omadused kui maalhedases pinnases.
Torkab silma ka teine, sedalaadi arvutustes vga sage lihtsustus. Nimelt on jetud krvale asjaolu, et lhed, praod ja karstirikked on maapues sna kindla suunaga. Suuremad maapuerikked, eriti karst on kirdeedela-suunalised, kuid selgesti on jlgitav ka nendega ristuv loodekagu-suunaline lhede ssteem. Seetttu on nii Kerkise kui ka teised samalaadsed valemid siin ebatpsed.
Phjavee taseme tegelik alanduskver ei tule tenoliselt nii sujuv ja nii tugevasti langev kui joonisel 2. Mrksa tpsemad on Eesti geoloogiakeskuse spetsialistide ruumilise modelleerimise ja vaatlusandmete abil saadud alanduslehtrid ja -kverad (vt. artiklis viide [3] toim.), mis nitavad viksemat alanduslehtrit.
Enn Soovik mainib mjurina ka Nabala-Tuhala alal nagu kikjal Phja- ja Lne-Eestis leiduvat karsti. Karst kui nhtus on ldteada, vhem teatakse ja sageli ka eiratakse asjaolu, et enamjagu karstirikkeid (s.t. phjavee tekitatud thikuid maapuekivimis toim.) on titunud savi ja savikate setetega. Seega suur osa karstiriketest mitte ei juhi vett, vaid on looduslikud tkked vee liikumise teel. Karstirikkeid saab leida maapue geoloogilisel uuringul: sgavamaid elektrilise profileerimise abil, maapinnalhedasemaid georadariga. Seeprast on knealuse ala kavandatav lisauuring vga tnuvrt. Kuid peab teadma, et kui karst pindmise uuringuga leitakse, ei thenda see, et on leitud allmaajgi vi themik: tegu vib olla hoopis veetkkega.
Teadaolevalt leidub karstithemikke Phja-Eestis jadadena: nagu ketid. Sellised karstivndid on valdavalt kirdeedela-, mitte phjaluna-suunalised. Kaevanduste veeprobleeme phjalikult uurinutele on teada, et samas suunas on vlja veninud ka kaevandite (karjrid, tiigid, allmaaakevandused) alanduslehtrid ja eelkige just sellel suunal liigub phjavesi. Seega pole ksitletaval alal phjust oletada alanduslehtri pikenemist Niakaevu suunas, mis asub Tammiku karjrist kagus.
Kaevandamise mju Niakaevule ei saa phimtteliselt eitada ja seda polegi tehtud. Kuid kaevu keema panev suurveetulv on ilmselt mitu suurusjrku vimsam kui vimalik ravool karjride poole.


Rein Perens (Eesti geoloogiakeskuse hdrogeoloogia osakonna juhataja):

Enn Sooviku meetodi ja hinnangutega ei ole kuidagi vimalik nustuda. Et tpselt hinnata karjride mjuraadiust, eelistatakse tnapeval Kerkise valemile hdrodnaamilise modelleerimise meetodit, mis arvestab kivimite filtratsiooniomaduste pindalalist muutumist.
Teine asjaolu: autor on vtnud lubjakivide filtratsioonimooduli suuruseks 60 m/d. See on erandlikult suur nitaja. Siluri-Ordoviitsiumi veekompleksi karbonaatsete kivimite keskmine filtratsioonimoodul on 8,1 m/d (vt. Perens, Rein R.; Vallner, Leo 1997. Water-Bearing formation. Geology and mineral resources of Estonia). Nabala kaevanduste piirkond ei ole karstiala, pigem soostunud moreentasandik. Seda kinnitab kasvi pgus pilk topokaardile, kus vib nha tihedalt liigvee rajuhtimiseks kaevatud kuivenduskraave, samal ajal kui karstialal kogub maa sademevee endasse, nii et see pindmiselt vooluveekogudesse vhemalt ajuti ei voola (vt. nt. Eesti phjavee kasutamine ja kaitse, lk. 76: www.maves.ee/Projektid/2004/PV_raamat.pdf). Suure veejuhtivusega Tuhala karstiala jb kavandatavatest kaevandustest kilomeetreid kagu poole, Kurevere karstiala aga phja poole. Seega on tenoline, et kaevanduste ala keskmine filtratsioonimoodul on mitu korda viksem artikli autori kasutatud suurusest. Nnda on ka karjride tenoline mjuraadius tunduvalt viksem Enn Sooviku hinnatust.


Olavi Tammeme (energia- ja geotehnika doktor; keskkonnamjude hindamisega seotud alates aastast 1991):

Ekspertide senine vastus tundelisele loosungile Pstke Tuhala Niakaev! on olnud, et kaev ei ole ohus ning kaevandamisega kaasnevaid keskkonnamjusid on ndistehnoloogia abil vimalik kontrollida. Ei tasu unustada ka tsiasja, et Tuhala maastikukaitseala piiranguvndis asuv Niakaev on riikliku kaitse all. Seetttu on kogu Nabala teema keskkonnaministeeriumi eriti terava thelepanu all.
Inimene pole seni suutnud looduslikke protsesse kuigi tpselt modelleerida, mistttu suhtun ka Enn Sooviku arvutustesse paraja ettevaatlikkusega. Juba tudengitele rgitakse, et mis tahes karukaval mudel ei suuda kunagi asendada katset vahetus looduses. Keskkonnaekspertide ettepanek rajada taotletaval Nmmkla meeraldisel katsekarjr uppus kaevandamise vastaste julisse vilekoori.
Koosts piirkonna valdade vljapakutud ekspertidega kavandab keskkonnaministeerium praegu Nabala maardlale veel vliuuringuid, tpsustamaks sealsete karstialade levikut ning phjavee liikumist, et muu hulgas saada selgust salajgedes asjus ning kas ja millises mahus on Nabala maardla lubjakivi ikkagi kaevandatav eeldusel, et kaasnevad olulised keskkonnamjud on korralikult hinnatud ja leevendusmeetmed praktiliselt teostatavad.
Nabala uuringuid kommenteerides tles ks kohalik rahvalaulik: Te vite mulle rkida mida iganes mina ei usu seda niikuinii! Siit ka ksimus, millele mina paraku jn vastuse vlgu: kuivrd on teadmisega vimalik vrata usku? Kahjuks on kaevandamise vastaste argumendid senini olnud uskumise ja mitteuskumise tasemel.


Indrek Tamm (Tammiku karjri keskkonnamjusid hindava AS-i Maves esindaja):

Jme oma aastatepikkusel uuringul phineva seisukoha juurde: Niakaevu keemine oleneb eelkige sademete ja lumesulavee pealevoolu hulgast Tuhala jkke. Kavandatavad karjrid ei muuda selle je suurveeperioodi ravoolu mdetaval mral ja seega pole ohtu, et need muudaksid Niakaevu keemise sagedust. Enn Sooviku kasutatud valemi phjal tehtud anals meile mingit uut informatsiooni ei anna, kll annaks vrt teavet tulevikuks Tuhala je vooluhulga pikaajaline seire.
Enn Sooviku arvutustes leiduvad jrgmised vaieldavused:
1. Filtratsioonimooduli vrtus (60 m/d) ei pruugi olla adekvaatne: see on mdetud Nmmkla
uurimisalal, mis asub Tammiku alast sna kaugel ning sealgi vaid lubjakivide lemises, umbes 10 meetri paksuses kihis. Enn Sooviku arvutus annab kogu 20-meetrise kaevandatava kihi veejuhtivuseks 20 x 60 = 1200 m2/d. Tegelikult on Tammiku alal lubjakivide veejuhtivuseks kaevandatavas kihis hel nitemtmisel saadud vaid 72 m2/d (Harjumaa Nabala lubjakivimaardla Tammiku uuringuruumi geoloogiline uuring. Eesti Geoloogiakeskus, 2007).
2. Tehtud arvutuskik eeldab, et kaevis lbib kogu veekihti (veekihi tsedus H ja veetaseme alandus S on vetud vrdseks). See ei vasta looduslikule olukorrale, sest veekihi tsedus pole tpselt teada. Srases olukorras oletatakse ldjuhul, et veekiht on 1,31,5 korda tsedam kui kaevise sgavus.
3. Infiltratsioonimooduli vrtuseks on vetud lihtsalt Eesti keskmise sademete hulga ja aurumise vahe (0,00074 m/d x 365 peva teeb infiltratsioonimooduliks 270,1 mm aastas). Nii pole ige, sest kogu sademevee lejk ei imbu maasse, vaid osa voolab ra pinnaveena, ojades ja kuivenduskraavides. Knealuses piirkonnas tuleks infiltratsioonimooduli vrtuseks vtta alla 200 mm aastas.
4. Knealuse piirkonna phjaveeveepind on tegelikult kaldu. Arvutusskeem aga ei arvesta looduslikku phjavee liikumist ega pinnaveejuhtmete olemasolu.
5. Ka Kerkise valem iseenesest ei sobi, et arvutada kaevanduste mju Tuhala Niakaevule. Seda tendab lihtne nide: isegi juhul, kui Tammiku kaevanduse raadius oleks vaid meeter, annab Kerkise valem alanduslehtri raadiuseks ometi tervelt 2130 m. Tegelikult aga vee alandamine meetrise raadiusega augus (sisuliselt salvkaevus) ilmselt ei phjusta nii laia alanduslehtrit: niteks plevkivi kaevandamisel pole teada, et urfid alandaksid phjavee taset sedaviisi lausa kilomeetrite ulatuses.
Ent isegi kui oletada, et Kerkise valem sobib, saime hdrogeoloogiliselt phjendatud parameetreid kasutades selle valemiga alanduslehtri raadiuseks kigest 2200 meetrit.
Enn Sooviku arvamus, et tema arutlus, mis phineb hel valemil, annab sisulisemaid tulemusi kui teadaolevate andmete phjal professionaalide koostatud hdrogeoloogiline mudel, ei ole phjendatud.


Autor:

Ekspertide lisaselgitused on ootusprased ega muuda vhimalgi mral minu tehtud phijreldust: kavandatud paekarjrid vivad nii phimtteliselt kui ka praktiliselt Niakaevu mjutada. Diskussiooni jrgmises ringis ma osaleda ei soovi, sinna oleks soovitatav kaasata uusi ja erapooletuid eksperte. Arvan, et peale allkirjade kogumise ja Urmas Sisaski helindi vrib Niakaevu probleem ka erapooletut professionaalset ksitlust.




Enn Soovik
28/11/2012
26/11/2012
05/10/2012
09/07/2012
26/06/2012
26/06/2012
22/05/2012