O slideshow foi denunciado.
Utilizamos seu perfil e dados de atividades no LinkedIn para personalizar e exibir anúncios mais relevantes. Altere suas preferências de anúncios quando desejar.

Fosforiidi kihind Sonda prognoosvaru alal - Valter Petersell (Eesti Geoloogiakeskus)

783 visualizações

Publicada em

Fosforiidiseminar 07.01.2014

Publicada em: Tecnologia
  • Seja o primeiro a comentar

Fosforiidi kihind Sonda prognoosvaru alal - Valter Petersell (Eesti Geoloogiakeskus)

  1. 1. EESTI GEOLOOGIAKESKUS Hüdrogeoloogia osakond Leonid Savitski SONDA UURINGUVÄLJA HÜDROGEOLOOGILISED TINGIMUSED JA PERSPEKTIIVSETE KAEVANDUSTE JUURDEVOOLU EELHINNANG Juhatuse liige Aivar Pajupuu Tallinn, 2011
  2. 2. 2 Annotatsioon Leonid Savitski. Sonda uuringuvälja hüdrogeoloogilised tingimused ja perspektiivsete kaevanduste juurdevoolu eelhinnang. Eesti Geoloogiakeskus OÜ, hüdrogeoloogia osakond. Tallinn, 2011. Tekst 17 lk, sh 3 joonist, ja 1 tekstilisa. Viru Keemia Grupp AS, EGK. Hinnati hüdrogeoloogilisi tingimusi Sonda uuringuväljal, mis asub Kiviõli üleujutatud kaevandusest lääne pool ja mille ja läänepiiriks on Kunda mattunud org. Hüdrogeoloogiliste tingimuste hindamisel võeti aluseks detailuuringutööde materjalid ning vk. 5119 ja 5120 (vaatlused kestavad) ja vk. 5129–5131 (vaatlused lõpetati 2002. aastal) põhjaveeseire andmed. Täiendavalt uuriti vaatluskaeve 5129–5131 ning jõuti järeldusele, et neid võib soovitada vaatluste jätkamiseks. Piirkonnale, kus esinevad nii põlevkivivaru kui ka fosforiidi tootus kihind, anti kaevandustesse juurdevoolava veehulga eelhinnang ja hinnati põhjaveetaseme alanduse mõjuraadius. Anti soovitused edaspidisteks detailsemateks uuringuteks, et oleks võimalik igakülgselt hinnata vee juurdevoolu, keskkonnamõjusid, elanikkonna veevarustusprobleeme ja kaevandusvee ärajuhtimist. Projektijuht Leonid Savitski
  3. 3. 3 Sisukord Sissejuhatus 4 1. Looduslikud tingimused. Reljeef, hüdrograafia, kliima 4 2. Hüdrogeoloogilised tingimused 5 2.1. Kvaternaaristete veekompleks 5 2.2. Ordoviitsiumi veekompleks 6 2.3. Ordoviitsiumi–Kambriumi veekiht 9 3. Vee juurdevool kaevandusse Sonda uuringuvälja piires 13 4. Soovitused edaspidisteks uuringuteks 15 Kasutatud kirjandus 16 Tekstilisa Lisa 1. Vee analüüsi tulemused 17
  4. 4. 4 Sissejuhatus Sonda uuringuvälja perspektiivsetesse kaevandustesse juurdevoolava vee hulga eelhinnang on tehtud Viru Keemia Grupp AS tellimusel. Hüdrogeoloogilised tingimused on iseloomustatud 13. kaevandusvälja põlevkiviuuringute (Morozov jt, 1975) ja Kabala–Rakvere fosforiidimaardla uuringutöö (Raudsep jt, 1989) materjalide ning põhjaveeseire andmete põhjal. Täiendavalt uuriti vaatluskaevurühma 5129–5131 seisundit, kus põhjaveeseiret tehti aastatel 1976–2001. Üldkeemiliseks analüüsiks võeti veeproov Kunda jõe Sämi lävendil. Vaatluskaevude ülevaatus näitas, et kõik kolm vaatluskaevu, mis avavad Nabala–Rakvere, Keila–Kukruse ja Lasnamäe–Kunda veekihti, on sobivad põhjaveeseire jätkamiseks. Kunda jõe vee analüüside tulemused on toodud lisas 1. Töö käigus analüüsiti varasemate aastate töid, hinnati hüdrodünaamilisi parameetreid ja arvutati analüütilisel meetodil vee juurdevool perspektiivsetesse põlevkivi- ja fosforiidikaevandusse. Vee juurdevoolu hinnati Sonda uuringuvälja loodeosa kohta, kus uuritud põlevkivivaru all lamab tööstuslik fosforiidivaru. Uurimistöö vastutav täitja oli juhtivhüdrogeoloog Leonid Savitski, kes koostas ka käesoleva aruande. Aruande joonised vormistas hüdrogeoloog Svetlana Jaštšuk, vaatluskaeve uurisid ja veeproovid võtsid vanemhüdrogeoloog Nadežda Kivit ja vanemgeoloog Mati Lelgus. Aruande vormistas tehnik Kaja Zavitskaja. 1. Looduslikud tingimused Reljeef, hüdrograafia, kliima. Uuringuvälja reljeef on nõrgalt liigendatud, väikese kallakusega loodest kagusse. Maapinna maksimaalne absoluutkõrgus ulatub 93,6 meetrini, minimaalne – 60,8 meetrini. Kõrgematel aladel levivad mõhnastikud ja oosid, mille suhteline kõrgus võib ulatuda 15–20 m maapinnast. Maapinna keskmiseks absoluutkõrguseks võib lugeda 60–70 m. Negatiivsetest reljeefivormidest esineb detailuuringute alal pinnakarsti lehtreid, mille kõige aktiivsemat arengut võib täheldada Sonda kaevevälja loodeosas. Karst avaldub ümarate ja ovaalsete lehtrite või orundite kujul. Üksikute karstilehtrite diameeter ulatub 5 meetrini, sügavus 3–4 meetrini. Hüdrograafiavõrk on Sonda uuringuvälja piires nõrgalt arenenud. Seal voolab vaid Kunda jõgi ja asuvad Hirmuse jõe lähted, jõeorud on lauged ja ebaselgelt väljendunud. Jõgede veerežiim sõltub sademete hulgast, jõed on veerohked sügis- ja kevadperioodil.
  5. 5. 5 Kunda jõe vesikond ulatub Sämi lävendi juures 390 km², aasta keskmine vooluhulk on 4,29 m³/s ja äravoolumoodul 11,0 l/s·km² (Ресурсы поверхностных вод, т. 4, 1972). Uuringuväli on umbes 60% soostunud. Soostumata alad on kas metsa all või põllumajandusmaad. Mets on valdavalt okas- või segamets. Kõige suuremaks ja üsna raskesti läbipääsetavaks soomassiiviks on Sirtsi soo, mille pindala on uuringuväljal 23,5 km². Sood, väikesed järved, jõed, ojad ja maaparanduskraavid on sügis- ja kevadperioodil vett täis ning igal talvel ei külmu ja on raskesti läbitavad. Piirkonna kliima on mereline, aasta keskmine õhutemperatuur on +4,5 °C. Sooja perioodi kestvus on ligikaudu 150 päeva, aasta keskmine sademete summa on umbes 680 mm. Maapind külmub sesoonselt 0,7–1,3 m sügavuseni. Püsiv lumikate tekib detsembri keskel ja aktiivne lumesulamine jääb märtsi-aprilli. Ala on ebaühtlaselt asustatud. Uuringuväljal ei ole suuri asustatud punkte, on ainult väikesed külas ja talud. Suurimateks asulateks on Viru-Kabala küla ja Sonda alevik, mis asuvad vahetult uuringuala põhjapiiril. 2. Hüdrogeoloogilised tingimused Uuringuväljal levivad järgmised veekihid: 1. Kvaternaarisetete veekompleks; 2. Ordoviitsiumi veekompleks (O): – Nabala–Rakvere veekiht (O3nb–rk); – Keila–Kukruse veekiht (O3kl– kk); – Lasnamäe–Kunda veekiht (O2–1ls–kn). 3. Ordoviitsiumi–Kambriumi veekiht (O1pk–Ca1pr); 4. Kambriumi–Vendi veekompleks (Ca–V): – Voronka veekiht (V2vr); – Gdovi veekiht (V2gd). 2.1. Kvaternaarisetete veekompleks Kvaternaarisetted levivad kogu alal ning on esindatud Ülem-Pleistotseeni ja kaasaegsete moodustistega. Kvaternaarisetete paksus on kõige suurem Kunda mattunud orus (68,4 m) ja künkliku liustikulise reljeefi arengu piirkondades, mis jäävad kaarena liustikumoodustiste servale alates Uljaste järvest kuni Kunda mattunud oru alguses – 10,7–14,0 m.
  6. 6. 6 Ülejäänud alal on kvaternaarisetted suhteliselt väikese paksusega, ulatudes keskmiselt 4 meetrini. Kvaternaarisetete veekihte eristatakse geneetilise tunnuse järgi. Uuritaval alal levivad: limnoglatsiaalsete sete veekiht, glatsiofluviaalsete setete veekiht, veetus moreenis sporaadiliselt leviv saviliiva- ja liivaläätsede veekiht ja soosetete veekiht. Reeglina on need veekihid väikese veeandvusega, lokaalsed, filtratsioonikoefitsient jääb vahemikku 0,5–8,4 m/ööpäevas, veetase on maapinnast 0,2–1,0 m sügavusel. Kvaternaarisetete tähtsus seisneb lamava Ordoviitsiumi veekompleksi toitumise reguleerimises sademevee infiltreerumise teel. Sademe- ja pinnavee juhtijana on kvaternaarisetete veel suur tähtsus kaevandite üleujutamises, eriti kevadise suurvee ja sügisvihmade ajal. Iseseisva veekihina on suurima tähtsusega Kunda mattunud oru setete pinnasevesi. Kunda mattunud org saab alguse ebaselge vagumusena Anguse küla lähistel ning kulgeb piki uuringuvälja läänepiiri lõunast põhja. Mattunud org on ristlõikes peaaegu U-kujuline, mille nõlvade vorm on mitmekesine – laugest kuni peaaegu järsakuni. Kunda mattunud org lõikub järsult geoloogilis-hüdrogeoloogilisse läbilõikesse. Uuringuvälja põhjaosas lõikab mattunud org läbi põlevkivi tootsa kihindi ning oru setted lasuvad erineva vanusega aluspõhjakivimitel – alates Ülem-Ordoviitsiumi Rakvere lademest lõunas kuni Alam-Ordoviitsiumi Kunda lademeni põhjas. Kunda mattunud org on täitunud Valdai jäätumise Neeva staadiumi litoloogiliselt erineva settekompleksiga, kus põhimassi moodustavad liustikulised ja limnoglatsiaalsed moodustised (lgOIII, lglOIII). Glatsiofluviaalsed moodustised (fglOIII) on vähe arenenud. Kunda mattunud orgu iseloomustab järgmine vertikaalläbilõige: oru põhjas lamab hall või pruunikashall moreen karbonaatsete ja kristalliliste kivimite tükkidega, seda katavad limnoglatsiaalsed viirsavi ja viirsavilaadne savi ning liiv, või glatsiofluviaalsed, harvem ürgsed alluviaalsed moodustised. Oru setetes on vettandvateks liiva ja kruusa-veerise erimid. Oru vesi on vabapinnaline või kohaliku survega ning lasub 3,25–+2,9 m sügavusel maapinnast. Vettandvate kivimite filtratsiooni- ja kollektoromadused on ebaühtlased ja suhteliselt väikesed. Puurkaevude erideebit jääb vahemikku 0,0024–0,103 l/s·m; filtratsioonikoefitsient – 0,0041–2,46 m/ööpäevas; keskmine kaalutud filtratsioonikoefitsient – 0,67 m/ööpäevas; tasemejuhtivuskoefitsient – 1,2×104 m²/ööpäevas. 2.2. Ordoviitsiumi veekompleks Nabala–Rakvere veekiht (O3nb–rk) levib uuringuala kesk- ja lõunaosas ning paikneb Ülem-Ordoviitsiumi Nabala ja Rakvere lademe lõhelistes ning kavernoossetes dolomiitides ja dolomiidistunud lubjakivides (joonis 2). Vettandvate kivimite paksus on kuni 34,3 meetrit, mis väheneb kirde suunas veekihi väljeala poole. Vettandvad kivimid lasuvad peaaegu horisontaalselt,
  7. 7. 7 väikese langusega lõuna suunas, väljuvad kogu oma levialal kvaternaarisetete alla, milleks kohati on vettpidav moreen. Veekihi lamamiks on Ülem-Ordoviitsiumi Oandu ja Keila lademe ülemise osa savikas lubjakivi ja mergel. Põhjavesi on kohati surveline, veetase lasub 0,72–3,07 m sügavusel maapinnast. Puurkaevude erideebit jääb vahemikku 0,60–11,43 l/s·m, iseloomulikum on 2,1–5,20 l/s·m. Allikate deebit muutub kümnendikust liitrist kuni mitmesaja liitrini sekundis. Eriti suurt vee väljavoolu on märgitud Rakvere lademe dolomiitidest Põlula ja Roela küla juures, kus allikate deebit ulatub 142–385 l/s. Nabala–Rakvere veekihi filtratsioonikoefitsient on 1,80–43,57 m/ööpäevas, iseloomulikud 20,97–29,8 m/ööpäevas. Filtratsioonikoefitsiendi maksimaalset väärtust on täheldatud intensiivse lõhelisuse ja karstumusega kivimites, mis tihti asuvad tektoonilistes rikkevööndites. Tasemejuhtivuskoefitsient on 1,2×104 m²/ööpäevas. Veekiht toitub sademeveest. Põhjaveetaseme muutuste aastane amplituud ulatub 1,2–1,8 meetrini (joonis 3). Keemilise koostise poolest on põhjavesi HCO3-Ca-tüüpi, kuivjäägiga 0,2– 0,35 g/l. Keila–Kukruse veekiht (O3kl–kk). Põhjavesi levib Keila lademe alumise osa ning Jõhvi ja Kukruse lademe ebaühtlaselt lõhelistes, kohati kavernoossetes ja dolomiidistunud ebaühtlaselt savikates lubjakivides koos savika põlevkivi vahekihtidega. Veekiht levib kogu alal, v.a kitsas riba Kunda mattunud oru keskosas. Kvaternaarisetete alla väljuvad vettandvad kivimid uuringuvälja põhjaosas, kesk- ja lõunaosas on nad kaetud Ülem-Ordoviitsiumi setetega. Piirkondades, kus esineb Ülem-Ordoviitsiumi koguläbilõige, muutub vettandvate kivimite paksus vähe, jäädes 36,5–40,6 m vahele. Uuringuvälja põhjaosas, kus veekihi kivimitel lasuvad kvaternaarisetted, väheneb veekihi paksus kirde suunas veekihi regionaalse väljeala poole, ja läände – Kunda mattunud ürgoru suunas. Veekihi lasumussügavus suureneb edela suunas, alates mõnest meetrist kuni 37,6 meetrini maapinnast. Veekihi lamamiks on kogu alal Uhaku lademe savikas tihe lubjakivi, paksusega 12,1– 14,6 m, mis on välja peetud nii pindalaliselt kui ka läbilõikes ja moodustab veekihile alumise suhtelise veepideme. Siiski on tektoonilistes rikkevööndites ja karstivööndites, kus Uhaku lade on tihti esindatud mergli ja lubjakivi vahekihtidega tugevalt lõhelise dolomiidiga, pumpamisandmete põhjal tuvastatud nende kihtide mõningane omavaheline seos. Uuringuvälja põhjaosas on veekihi põhjavesi survetu, looduslikes tingimustes on veetaseme lasumussügavus 2,32–7,79 m maapinnast.
  8. 8. 8 Uuringuvälja kesk- ja lõunaosas on veekihi setted kaetud suhtelise veepidemega – Oandu lademe ja Keila lademe ülemise osa tugevalt savika lubjakiviga. Seal lasub põhjaveetase 1,50– 1,98 m sügavusel, vesi muutub surveliseks, mille tugevus kasvab edela suunas ning saavutab maksimaalse väärtuse – 28 m üle veekihi lasumi. Erideebit jääb vahemikku 0,0005–65,81 l/s·m, iseloomulik on 0,80–3,73 l/s·m. Filtratsioonikoefitsient on 0,004–32,6 m/ööpäevas, iseloomulik 2,1–18,0 m/ööpäevas; veejuhtivuskoefitsient on 77,7–409 m²/ööpäevas; piesojuhtivuskoefitsient 1,6×105–1,4×106 m²/ööpäevas. Filtratsioonikoefitsiendi levikuskeem näitab, et veekihi kivimite veejuhtivus väheneb läbilõikes ülevalt alla, pindalaliselt aga kirdest edelasse lasumussügavuse suurenemise suunas, st üldise seaduspärasuse järgi lõhelisus, järelikult ka veejuhtivus vähenevad vastavalt sügavuse suurenemisele maapinnast. Veekihi režiim moodustub suuremal osal uuringuväljast ilmastikutingimuste mõju all. Aastane veetaseme muutumise amplituud on 0,8–1,9 m (joonis 3). Põhilise toite saab veekiht piirkondades, kus ta ulatub kvaternaarisetete alla. Väljavool toimub hüdrograafiavõrku ja lamavasse Lasnamäe–Kunda veekihti. Keemiliselt koostiselt on veekihi põhjavesi HCO3-Ca-Mg-tüüpi, kuivjäägiga 0,25–0,45 g/l. Lasnamäe–Kunda veekiht (O2–1ls–kn) levib kogu uuringuväljal Kesk-Ordoviitsiumi Lasnamäe ja Aseri lademe ning Alam-Ordoviitsiumi Kunda lademe osaliselt savikas lubjakivis ja dolomiidis. Veekiht ulatub kvaternaarisetete alla kitsa ribana Kunda mattunud oru keskosas, ülejäänud alal on kaetud Kesk-Ordoviitsiumi setetega. Vettandvad kivimid on pindalaliselt suhteliselt ühtlase paksusega, 17,2–20,0 m. Kivimid lasuvad väikese lõunasuunalise kallakusega ja lasumussügavus suureneb 42,5 meetrilt kuni 85,3 meetrini. Alumiseks suhteliseks veepidemeks on Alam-Ordoviitsiumi Volhovi lademe ja Leetse kihistu savikas glaukoniitlubjakivi ja dolomiit ning Pakerordi lademe diktüoneemakilt, paksusega ligikaudu 3–4 m. Ülemiseks suhteliseks veepidemeks on Uhaku lademe savikas lubjakivi. Mõlemad veepidemed levivad kogu alal. Põhjavee lasumussügavus on +4,08–16,4 m maapinnast. Ülevoolu on märgitud Kunda jõe orus. Veekihi põhjavesi on surveline, survetugevus ulatub 36–75 meetrini ja suureneb lõuna suunas. Veekihi põhjavett avavate puurkaevude erideebit jääb vahemikku 0,0075–7,05 l/s·m, iseloomulik on 0,46–1,74 l/s·m. Filtratsioonikoefitsient on 0,058–33,6 m/ööpäevas, iseloomulik – 2,72–10,56 m/ööpäevas. Veejuhtivus km = 9,9–540 m²/ööpäevas; piesojuhtivuskoefitsient on
  9. 9. 9 7,8×104–3,3×107 m²/ööpäevas. Veejuhtivusomaduste levikul ei ole pindalalist seaduspärasust täheldatud. Põhjaveerežiimi uuriti vaatluskaevus nr 5129 (joonis 3). Põhjaveetaseme muutuste aastane amplituud oli 0,75–1,40 m. Põhilise toite saab veekiht väljealadel, kus tema kivimid ulatuvad kvaternaarisetete alla, ja osaliselt lasuva Keila–Kukruse veekihi läbivoolust. Väljavool toimub Kunda ja Koolma jõe orgudes. 2.3. Ordoviitsiumi–Kambriumi veekiht Põhjavesi levib Alam-Ordoviitsiumi Pakerordi lademe ning Alam-Kambriumi Tiskre kihistu ja Pirita lademe ülemise osa kivimites. Veekiht levib kogu alal ning on litoloogiliselt esindatud pisi-, peene- ja keskmiseteralise liivakiviga, mis on erineva tsementeerituse astmega ja aleuroliidi vahekihtidega, kogupaksusega 18,5–31,0 m. Veekihi lasumussügavus on 63,5–111,6 m, mis suureneb lõuna suunas vettandvate kivimite väikese kallakuse poole. Alumiseks kindlaks veepidemeks on veekihile Pirita lademe alumise osa ja Lontova lademe savi, keskmise kogupaksusega 32–70 m, mis pindalaliselt levib kogu alal. Ülemine veepide, mida juba iseloomustati eelmise veekihi puhul, on suhteline. Põhjaveetase lasub 13,97–17,17 m sügavusel maapinnast, vesi on surveline – survekõrgus ulatub 55–90 meetrini ja suurenemine toimub lõuna suunas. Veekihti avavate puurkaevude erideebit muutub vahemikus 0,17–0,58 l/s·m; filtratsioonikoefitsient – 1,03–3,09 m/ööpäevas; piesojuhtivuskoefitsient 4,5–106 m²/ööpäevas. Seega on veekihi filtratsiooni- ja kollektoromadused suhteliselt ühtlased. Kirjeldatava veekihi ja lasuva Lasnamäe–Kunda veekihi vahel on võimalikud seosed, sest neid eraldav veepide on suhteline. Põhiliseks toitealaks on Pandivere kõrgustiku piirkond, väljavool toimub Soome lahte. Kambriumi–Vendi veekompleksi Voronka ja Gdovi veekiht kaevandite üleujutamises ei osale.
  10. 10. OÜ Eesti Geoloogiakeskus Voorse 55.9 56.2 67.7 71.1 53.2 46.6 67.5 60.5 77.9 66.7 SONDA 56.3 53.6 65.0 K a b a l a r a b a 66.9 ja st e so o 57.2 Uljaste 59.5 66.8 54.8 68.5 90.0 67.0 72.8 V i r u -K a b a l a Sala-aru Salaküla 66.8 71.4 j KUNDA J 68.1 Pada 69.9 ? 5118 65.8 Sats u 5113 5114 70.9 5115 75.5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5116 5117 58.7 oja Kabala 70.1 Fosforiidimaardla piir 51.6 54.7 67.7 Nõmmise 5101 66.6 5103 5104 Sonda uuringuvälja piir 51.0 59.0 Sonda Uljaste 64.3 Kiviõli Varinurme Sonda Linnamägi 88.5 66.7 Legend Satsu Uljaste jv 66.3 124.9 145.9 53.6 145.0 64.9 75.1 50.2 45.4 KIVIÕLI Soojärv 66.0 60.7 pkr Uuem Ul 66.2 66.4 Ilmaste 59.0 81.2 77.4 42.5 Koljala 58.0 66.6 õisa oj a Ulvi laugasjärv 67.0 Vainu 49.8 69.1 70.5 67.8 Kiviõli kaevanduse kr Nüri 60.5 (Morozov jt; 1975) 54.1 71.9 54.7 65.6 77.0 69.2 Ulvi 69.3 64.6 91.8 81.0 72.0 e pkr Hirmus 53.8 74.2 74.8 53.1 57.0 84.2 53.2 52.7 pkr Hirmuse 62.3 DA 78.4 J Projekteeritav vaatluspuurauk i pkr j J 83.2 80.5 S 73.6 75.8 S irt si i r t s 71.5 88.5 76.1 81.8 70.1 ? ? ? 5130 ? ? ? ? ? j 64.3 use rm Hi64.2 pk r o 64.9 o 69.9 56.7 56.1 77.0 5131 63.0 64.5 85.0 5122 5123 5124 5125 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5126 5127 5128 71.1 69.4 72.2 70.6 76.0 75.6 77.2 S I R T S I dva Jõela 64.8 o 73.3 S O O K A I T S E A L A 71.0 Me hid 73.7 so o 64.1 Te dr es o kr la hu Ri 81.1 82.4 64.2 72.0 68.9 eo ja Anguse 83.9 j Ädara Aravuse 78.3 Sir tsi 68.0 oja 66.4 68.5 67.0 Palasi 72.6 Aravuse jv 71.0 78.3 78.6 ej aj 77.3 68.9 66.2 66.4 83.3 74.0 60.4 77.2 77.9 69.9 oja va Lii Jõepere kr 78.3 ej 75.7 ts Pur 71.9 67.8 66.0 65.9 76.6 0 Joonis 1. Sonda uuringuala ülevaatekaart. © OÜ Eesti Geoloogiakeskus. 2011. 63.6 Koolma 78.8 78.3 82.3 1 2 Projekteeritav kaevandus Mattunud org 63.3 62.2 5129 80.6 67.0 70.0 i s ja 26262 Sirtsi kr 67.2 diku Raien e us ND A kr la hu Ri 5109 94.6 5110 5111 5112 55.2 26260 ? ? ? ? ? ? ? 26261 72.8 rm Hi KU 26259 64.7 j ? ? 76.5 Projekteeritav hüdromeetriline lävend 56.1 57.4 kr us e 75.0 56.0 diku Raien Hirm 93.6 oja MAIDLA 60.2 Sirts Ordoviitsiumi veekompleksi avav Ordoviitsiumi-Kambriumi veekompleksi avav ? 69.3 79.4 66.4 re 74.3 76.6 Vaatluspuurauk Tarbepuurkaev: 53.9 62.0 77.0 KU N 68.1 Kund Kulja 88.8 Lavi Kunda j 78.1 51.7 52.1 66.5 72.7 Vo or eo Soonurme 55.0 66.7 75.5 87.5 Vo or eo ja Voo 48.6 Soonurme 76.9 5105 ?K õ r m a ? ? 5106 ? ? ? 5107 Põlula 58.3 Pu rts 75.7 ? 26259 57.0 5119 ? ? ? ? ? ? ? ? 5120 78.1 86.4 Miila 71.3 Hüdrogeoloogiline puurauk, kõrval puuraugu number 3 km
  11. 11. Põhjaveetaseme abs. kõrgus, m 74 73 72 vaatluspuurauk 5131 (O3nb-rk) 71 70 69 vaatluspuurauk 5130 (O3kl-kk) vaatluspuurauk 5129 (O2-1ls-kn) 68 67 66 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 Joonis 3. Põhjaveetaseme muutused vaatluspuuraukudes. aasta
  12. 12. 13 3. Vee juurdevool kaevandusse Sonda uuringuvälja piires Sonda uuringuvälja loodeosa põlevkivi ja fosforiidi tootsa kihindi vööndis hinnatakse vee juurdevoolu põlevkivikaevandusse, mis hakkab kuivendama Keila–Kukruse veekihti, ja fosforiidikaevandusse, mis hakkab kuivendama Ordoviitsiumi–Kambriumi veekihti. Vee juurdevoolu hinnang on antud mittestatsionaarse liikumise võrrandi põhjal pindalaliselt piiramatu kihi tingimustes. Kaevandus on planeeritud rajada uuringuvälja loodeosasse (joonis 1). Arvutused on tehtud kaevanduse 1. ja 5. tööaasta lõpu seisuga tingimustel, et põlevkivi kaevandamisel isoleeritakse Nabala–Rakvere veekiht ja fosforiidi kaevandamisel isoleeritakse lasuvad veekihid. Hüdrogeoloogilised parameetrid on võetud O. Morozovi, T. Kattai, N. Domanova jt 1975. a aruandest ning R. Raudsepa, H. Liivranna, V. Belkini jt 1989. a aruandest. Põlevkivikaevandusse sissevoolavat veehulka on hinnatud Keila–Kukruse veekihi kuivendamise tingimustes, kui põlevkivi toodetakse 1,8 mln tonni aastas. Ammendatud ala pindala on 1. tööaasta lõpuks F1 = 600 000 m², selle tinglik raadius R1  600000   437 m ; 5. tööaasta lõpuks F5 = 3 000 000 m² ja R5 = 977 m. Veejuhtivuse arvutuslik väärtus km = 211 m²/ööpäevas on võetud hüdrogeoloogiliste puuraugurühmade 4, 5, 7 katsepumpamiste 1973. a andmete ning pa. 26260 ja 26261 katsepumpamisel 2010. a saadud andmete põhjal (joonis 2). Piesojuhtivuskoefitsient a arvutati valemist a  km   211  5275 m 2 / ööpäevas , 0,04 kus  – veeandvus. Põhjaveetaseme alanemine kaevandamise piirkonnas S = 50 m. Vee juurdevool (Q) kaevandusse arvutatakse valemi (1) järgi: Q1  Q5  4  211  50 4  km  S   32162 m 3 / ööpäevas (1) 6,12  5275  365 6,12  a  t ln ln 2 437 2 R 4  211  50 4  km  S   32162 m 3 / ööpäevas 6,12  a  t 6,12  5275  5  365 ln ln R2 977 2 Kaevetööde lähenemisel Kunda mattunud orule ja ala loodeosale kahekordistub vettandvate kivimite veejuhtivus, mistõttu vee juurdevool kaevandusse kahekordistub ja suureneb selle sõltuvus
  13. 13. 14 aasta ilmastikutingimustest, kuna Keila–Kukruse veekihi lasumis puuduvad Oandu lademe suhteliselt vettpidavad kihid. Keila–Kukruse veekihi kuivendamine suurendab rõhku alt, Lasnamäe–Kunda veekihist, mille tulemusel hakkab vesi voolama läbi Uhaku suhtelise veepideme, mida on vee ärajuhtimissüsteemid nõrgestanud. Läbivoolu hulk sõltub Uhaku suhtelise veepideme parameetritest, kuid kaevanduste töökogemuste põhjal moodustab juurdevool altpoolt ligikaudu 1% kogujuurdevoolust. Veealanduse mõjuraadius R hinnatakse valemi (2) järgi: R  1,5 a  t  1,5 5275  365  4654 m (2) Juurdevoolu hindamisel Ordoviitsiumi–Kambriumi veekihist põhjaveetaseme alandamisel 3 meetrit alla lasumi piiri, S = 80 m, on kasutatud valemit (1). Arvutustes on arvestatud, et aastatoodangu 3 mln tonni ja tootsa kihindi paksuse 1,5 m juures moodustab ammendatud ala F1 = 1 000 000 m², R1 = 564 m ning F5 = 5 000 000 m² ja R5 = 1261 m. Veejuhtivuseks on võetud piirkonna keskmine km = 80 m²/ööpäevas ja piesojuhtivuseks a = 2·106 m²/ööpäevas (Raudsep jt, 1989). Pannes algandmed valemisse (1), saame vee juurdevooluks Q1 = 7365 m³/ööpäevas ja sama väärtuse ka kaevanduse 5. tööaasta lõpuks. Juurdevoolu täpsemaid tulemusi, mis arvestaksid ka läbivoolu läbi veekihi lasumi Lasnamäe–Kunda veekihist, võib saada ülesannete lahendamisel mudelil. Mudeli abil saab hinnata ka Ordoviitsiumi–Kambriumi veekihi põhjaveetaseme alanduslehtri arengut. Ligikaudsete arvutuste põhjal moodustub põlevkivi ja fosforiidi levialal summaarne vee juurdevool 39 527 m³/ööpäevas, kusjuures sesoonsed muutused võivad suureneda 2–3 korda, aga põlevkivikaevanduses suureneb tööde edenedes põhja poole vee juurdevoolu ebaühtlus. Kaevandusvee eelnev ärajuhtimine tööde algetapil võib toimuda pärast vee selitamist settetiikides Pada jõkke. Võimalust, kas Pada jõkke on võimalik juhtida kogu kaevandusvett, peavad selgitama täiendavad uuringud. On vaja sisse seada hüdromeetriline vaatluspost Sonda–Kabala maanteesilla juures (joonis 1) ning hinnata jõe läbilaskevõimet raudtee all. Teine võimalus on kaevandusvesi ära juhtida Kunda jõkke, kui lubatakse suurendada vee karedust ja sulfaatide sisaldust. 2011. aastal tehtud Kunda jõe vee analüüs on esitatud lisas 1.
  14. 14. 15 4. Soovitused edaspidisteks uuringuteks Hindamaks perspektiivsete kaevandusalade senist uuritust ja kaevanduste mõju piirkonna hüdrogeoloogilisele ja hüdroloogilisele seisundile, on vajalik teha järgnev tööde ja uuringute kompleks: 1. Elanikkonna veevarustuse seisundi hindamiseks on vaja läbi viia kõikide veehaarete ja veevarustusallikate revisjon. Revisjoni tulemuste põhjal valida välja vaatluspunktid, kus on otstarbekas teha põhjaveeseiret. 2. Kaitsealuses Sirtsi soos seada sisse vaatluspunkt soovee dünaamika jälgimiseks. 3. Jätkata põhjaveetaseme vaatlusi vaatluskaevudes 5129–5131 ning varustada need põhjaveetaseme mõõtmise automaatanduritega. 4. Uurida Pada jõge ja seada sisse hüdromeetriline vaatluspost, et hinnata jõe võimalusi täiendava koguse kaevandusvee läbilaskmiseks. 5. Töötada välja hüdrogeoloogiline mudel, mis võimaldab hinnata perspektiivsete kaevanduste vee juurdevoolu bilanssi kaevetööde erinevate variantide puhul, veealanduse mõju elanikkonna veevarustusele ja kaitsealustele objektidele (Sirtsi soo).
  15. 15. 16 Kasutatud kirjandus Morozov jt, 1975 – Морозов О., Каттай Т., Доманова Н., Каттай В., Данченко В., Петровицкая Р., 1975. Отчет о детальной разведке шахтного поля №13 Эстонского месторождения горючих сланцев за 1971–75 гг. Кохтла-Ярве. Raudsep jt, 1989 – Раудсеп Р., Лийвранд Х., Белкин В., Мардисте А., Расс В., Мерикюлль В., Мадалик Я., Паюпуу А., Мальцева И., Семенова Н., Кельдер Н., Купцов А., Громов, O., 1989. Отчет о результатах детальной разведки фосфоритов шахтного поля на месторождении Кабала Раквереского фосфоритоносного района Эстонской ССР в 1985–89 г. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 4. Эстония. 1972.

×