Turba kaevandamise hüdroloogilise mõju vähendamine · 2016-07-19 · 3 1. SISSEJUHATUS Käesolev aruanne on valminud Keskkonnainvesteeringute keskuse (KIK) rahastatud projekti

TURBA KAEVANDAMISE HÜDROLOOGILISE MÕJU

VÄHENDAMINE Aruanne

Marko Kohv, Jüri-Ott Salm, Laura Jakobson, Erki Niitlaan

Toetas Keskkonnainvesteeringute Keskus

2015

2

SISUKORD

1. SISSEJUHATUS ..................................................................................... 3

2. TURBA KAEVANDAMINE NING KAASNEVA KUIVENDUSE

ULATUS ................................................................................................... 4

3. VEEMAJANDUSLIKUD MEETMED TURBATOOTMISALADEL

................................................................................................................... 8

4. HÜDROGEOLOOGILINE MUDEL .................................................. 11 4.1 Modelleerimismeetodi kirjeldus ......................................................................... 11

4.2 Mudeli alusandmed ............................................................................................. 11

4.3 Mudeli kontroll ja tundlikkuse analüüs .............................................................. 14

4.4 Mudeli variandid ................................................................................................. 14

5. HÜDROGEOLOOGILISE MODELLEERIMISE TULEMUSED . 18 5.1 Tundlikkuse analüüsi tulemused ......................................................................... 18

5.2 Veetõkke lahenduste väljavoolu tulemused ........................................................ 21

5.3 Hüdrogeoloogilise modelleerimise tulemuste kokkuvõte................................... 26

6. MAJANDUSLIKU TASUVUSE ANALÜÜS ..................................... 27 6.1 Veetõkkemeetmete rajamismaksumus ja hoolduskulud ..................................... 27

6.2 Tulud – kaevandatav turba kogus ....................................................................... 31

6.3 Süsinikuemissioonide vähenemine ..................................................................... 32

6.4 Tammide rajamine ja mõju vähenemine 5 olemasoleva tootmisalaala näitel .... 34

6.5 Majandusarvutuste kokkuvõte ............................................................................ 37

7. VEETÕKETE KATSESKEEM JA KULUHINNANG ..................... 38 7.1 Katseskeemi rakendamise maksumus ................................................................. 39

8. KOKKUVÕTE ...................................................................................... 42

9. KASUTATUD KIRJANDUS ............................................................... 43

3

1. SISSEJUHATUS

Käesolev aruanne on valminud Keskkonnainvesteeringute keskuse (KIK) rahastatud

projekti nr 8053 „Turba kaevandamise hüdroloogilise mõju vähendamine“ raames.

Vastavalt KIK’ile esitatud taotlusele ning sõlmitud lepingule on projekti eesmärk

sõnastatud järgmiselt: „Turbatootmisega paratamatult kaasnev kuivendamine omab

mõju väljaspool tootmisalasid kuni 200 - 300 m kaugusele. Töö eesmärk on

hüdrogeoloogilisest seisukohast uurida võimalusi selle mõju vähendamiseks ning

hinnata nende rakendamisega kaasnevat täiendavat kulu ja tulu. Eeldatavasti on

ökonoomselt võimalik vähendada kuivenduse negatiivse mõju ulatust kuni 80%.“

Lisaks hüdrogeoloogilisele modelleerimisele kaardistati GIS-põhise analüüsi abil

mõjuala üldine ulatus Eestis ning teostati kulu-tulu analüüs pakutud lahendustele.

Kolme kõige perspektiivikama lahenduse valideerimiseks töötati välja sobiv

katseskeem, et välitingimustes saada kinnitus pakutud meetmete töötamisele,

kulukusele ning saada praktiline ehitamiskogemus. Projekti käigus külastati Eesti seni

ainsat turbavälja ümbritsevat veetõket Lavassaares ning saadud kogemust kasutati ka

töö täitmisel.

Töö tegijateks olid: Jüri-Ott Salm (kulu-tulu analüüs), Laura Jakobson

(hüdrogeoloogiline modelleerimine), Marko Kohv (hüdrogeoloogiline modelleerimine

ja GIS analüüs) ja Erki Niitlaan (turbatootmise know-how, projektijuhtimine, aruande

toimetamine).

4

2. TURBA KAEVANDAMINE NING KAASNEVA KUIVENDUSE

ULATUS

Eesti puhul võtavad turvastunud alad enda alla 22,3% maismaa territooriumist (Orru &

Mikkelsaar, 2011) kuid enamus on sellest kuivendatud ning hetkel on Eesti maismaast

soodega kaetud ~6%, st seal toimub ka täna turba moodustumine (Paal & Leibak, 2013).

Turvas on Eesti jaoks väärtuslik maavara, olles kütteainetest puidu ja põlevkivi järel

tähtsuselt kolmandal kohal (Paal & Leibak, 2013). Eesti turbavarude suuruseks on

hinnatud 1 640 tuhat tonni, millest aktiivne varu moodustab 1 120 tuhat tonni

(WEC, 2013; Paal & Leibak, 2013; Soosaar, 2005). Eestis on turvast kasutatud

kütteainena juba sajandeid. Esimene kirjalik teos selle kohta on välja antud 1777. a

pealkirjaga „Topographische Nachrichten von Lief- und Ehstland” August Wilhelm

Hupeli poolt. 18 sajandil köeti turbaga mõisaid, viinakööke ja reheahjusid (Trumm &

Rozental, 2012) ning hiljem kasutati kerget samblaturvast mõisates ja taludes

kariloomadele allapanuks (Animägi, 1995).

20. sajandi alguses kasutati Eestis turvast soojusallikana, seda eelkõige suurenenud

kütteaine puuduse tõttu. Meediakanalite kaudu kiideti turvast ja soovitati inimestel

kasutada seda oma ahjudes, sest kütteväärtus on turbal suurem ja hind odavam kui

puidul (Trumm & Rozental, 2012). 1922. a loodi Riigi Turbatööstus, mille eesmärk oli

siseriiklikult organiseerida turba kaevandamist ning mis ühendas omavahel erinevad

turbatööstusi. Alates 1957. a toimus turba kaevandamine ainult masinatega ning järjest

suureneva nafta pealetungiga suleti 1960ndatel paljud väikesed turbavõtukohad.

Kuni NSV Liidu lagunemiseni oli Balti riikides toodetud turvas kasutusel peamiselt

siseturul. Pärast riikide iseseisvumist ning majanduspoliitika ümberkorraldamist hääbus

turba kasutamine katlamajades, majapidamistes ja ka loomade allapanuna

(Keskkonnaministeerium, 2010). Pärast Eesti taasiseseisvumist loodi 1992. aastal

MTÜ Eesti Turbatootjate Liit (praeguse nimega MTÜ Eesti Turbaliit), mille

põhiülesandeks algusaastatel oli võidelda kodumaise kapitali eest ja olla vahendajaks

riigiasutuste ja turbatootjate vahel (Trumm & Rozental, 2012).

Tänaseks on Balti riigid tõusnud maailmapildis olulisteks turbatoodete eksportijateks

(Keskkonnaministeerium, 2010; WEC, 2013; Soosaar, 2005). Rohkem kui 2/3 kogu

ekspordist läheb Eestist: Hollandisse, Belgiasse, Saksamaale ja Rootsi (Soosaar, 2005).

Olulisemad õigusaktid, mis Eestis reguleerivad soode kaitset ja majandamist sealhulgas

turba kaevandamist, on maapõueseadus ja kaevandamisseadus aga ka veeseadus ja

looduskaitseseadus. Keskkonnaministeeriumi andmetel oli seisuga 04.07.2014 Eestis

kokku 115 kehtivat turba kaevandamise luba, mäeeraldiste kogupindalaga

20 970 ha. Keskkonnaagentuuri andmetel toodetakse turvast kokku 18 400 ha (87,8%

mäeeraldistest) pindalal (BIOCLIM, 2015 tööversioon). Ülejäänud mäeeraldistel kas ei

toimu hetkel tootmist, või on nad ammendatud, või veel välja ehitamata. Visuaalse

hinnangu põhjal (2013 - 2015 ortofotode põhjal) on ~90% neist vähemalt

piirdekraavidega ümbritsetud st kuivendatud.

Nõukogude Liidu lagunemise järel tekkis hulk peremeheta mahajäetud turbaalasid – 98

endist freesturba jääkala, kogupindalaga 9 371 ha (Ramst & Orru, 2009). Väga väike

osa jääksoodest on looduslikult taastaimestunud. Vähene taastaimestumine on tingitud

ebasoodsast veerežiimist (Orru & Mikkelsaar, 2011). Seega on otseselt praegusest või

5

varasemast turbakaevandamisest mõjutatud ~30 000 ha. Käesolevas töös uuritakse ja

analüüsitakse olemasolevaid mäeeraldisi, et leida võimalus turba kaevandamise

keskkonnamõju vähendamiseks eelkõige uutel kaevealadel tulevikus kus see

osutub vajalikuks.

Turba kaevandamine eeldab praeguse tehnoloogia kohaselt turbalasundi kuivendamist

kaevandamise kohas ning seetõttu rajatakse tootmisväljakute ümber tavaliselt kraavid,

mida kaevandamise käigus vastavalt vajadusele süvendatakse kuni nad kaevandamise

lõpuperioodil tavaliselt jõuavad välja mineraalse aluspinnani. Nende kraavide ülesanne

on koguda kokku ja juhtida ära tootmisväljakutelt kokku kogutud vesi, kuid kahtlemata

mõjutavad nad ka piirnevaid sooalasid. Jääksoode käsiraamatus (Paal, 2007) on välja

toodud, et kuivenduskraavide mõju on 20 - 150% kuivendatava ala pindalast. Tabelis

nr 1 on välja toodud kirjanduses leiduvate allikate järgi määratud kuivenduskraavide

mõju ulatus akrotelmile ja katotelmile (Landry & Rochefort, 2012).

Tabel 1. Kuivenduskraavide mõju ulatus turbakihtidele (Landry & Rochefort, 2012)

Mõju akrotelmile e

moodustuv turbakiht

Mõju katotelmile e veetasemest

sügavamal asuv turbaasund Allikas

10 m Van der Schaaf (1999)

15 m Prévost et al. (1997)

25 m Landry and Marcoux (2011)

5 - 50 m Boelter (1972)

60 m Roy et al. (2000)

40 m Marcotte et al. (2008)

30 - 50 m

Rothwell et al. (1996)

30 m

Belleau et al. (1992)

60 m

Poulin et al. (1999)

110 - 135 m

St-Arnaud et al. (2009)

150 - 200 m

Trettin et al. (1991)

Eestis tehtud seire- ja rakendusuuringutes, Kulli (2013) projekti I etapi aruandes ja Orru

ja Mikkelsaare (2011) koostatud aruandes, on määranud kuivenduskraavide mõju ulatus

looduslikele aladele. Aruannetes on toodud välja, et piirdekraavidest tingitud

veealanduse mõju ulatub rabades vähemalt paarisaja meetrini (Kull, 2013; Orru &

Mikkelsaar, 2010).

Kull ja teiste (2013) läbiviidud mahukate uuringute kokkuvõttena tõdetakse, et

kuivenduse tugev mõju ulatub rabades 100 m kraavist ning nõrk mõju ~300 m;

ettevaatusprintsiibist lähtuvalt aga soovitatakse puhvertsooniks arvestada 400 m.

Projekti algatamise põhjuseks on asjaolu, et mitmed olemasolevad ja juba aastakümneid

tegutsenud turbatootmisalad ja ka jääksood paiknevad kõrvuti looduskaitsealadega, sh

Natura 2000 võrgustikku kuuluvate elupaikadega ning tihti on elupaigatüübi piir

tõmmatud vahetult juba varasemalt olemas olnud mäeeraldise piirile. Enamasti on

tegemist raba (7110*) või rabametsaga (91D0*), mis kuuluvad prioriteetsete

elupaigatüüpide hulka. Natura 2000 elupaikade kaitse üldpõhimõtteks on kaitstavale

6

elupaigatüübile soodsa seisundi säilitamine ja vajadusel saavutamine ka aktiivsete

meetmetega.

Mäeeraldiste mõjualasse jäävate Natura 2000 alade hinnangulise pindala leidmiseks

teostati GIS analüüs kasutades aluskihtidena Keskkonnaministeeriumi maapõue

osakonnast saadud (04.07.2014) mäeeraldiste kihti ning EELIS-est pärinevat

(10.08.2015) Natura 2000 elupaigatüüpide kihti. Selleks eemaldati esmalt ülekatted

Natura 2000 elupaikade ja mäeeraldiste vahel, mis on ilmselt jäänud Natura 2000 kihis

uuendamata, sest ka näiteks ortofotodel on turbatootmisalade varasem olemasolu

tuvastatav (näiteks: Lavassaare ja Elbu rabas). Mäeeraldiste ümber loodi 100 ja 300 m

laiused puhvervööndid, vastavalt tugev ja nõrk mõjutsoon (Kull jt, 2013) ning eemaldati

ka nende ülekatted. Tulemused on esitatud tabelis 2 (lk 6) ja näidis kaardipilt joonisel 1.

Natura 2000 mõjutatud elupaigatüüpidena arvestati ainult „soiseid“ elupaigatüüpe,

teised (näiteks loopealsed, vanad metsad jne) eemaldati.

Joonis 1. Turbaväljade hinnanguline mõju Natura 2000 aladele Umbusi soostiku

loodeosas. 7110* ja 91D0* tähistavad prioriteetseid Natura 2000 elupaiku, vastavalt

raba ja rabametsa. Punane viirutus ümber mäeeraldise tähistab tugevat (100 m)

mõjutsooni ja lilla nõrka (300 m) mõjutsooni.

Tabel 2. Turbatootmisega seotud piirdekraavituse hinnanguline mõju Natura 2000

aladele

Kaugus mäeeraldisest (m) Kuivendusest mõjutatud

Natura 2000 alad (ha)

100 1 568

300 4 796

7

Natura 2000 alade pindala, mis on mõjutatud olemasolevate tootmisalade kuivendusest

(300 m mõjuraadiuse korral), on kokku hinnanguliselt 4 800 ha. Tugevamas

mõjutsoonis on ligikaudu 1 500 ha ning nõrgas lisaks veel ligikaudu 3 200 ha Natura

2000 elupaiku. Antud hinnang sõltub otseselt Natura elupaikade piiridest, kuid nende

analüüs ei mahu antud töö raamidesse. Samas on analüüsis kasutatud piirid praegu

ametlikult esitatud ja kasutusel ning seega tuleb neist lähtuda. Võib arvata, et saadud

pindala on pisut alahinnatud, sest see ei arvestata kraavidega, mis võivad paikneda

mäeeraldise teenindusmaal ega väljaveoteedega. Tehtud analüüs on üldistus, mida ei saa

võtta iga üksiku ala suhtes absoluutse tõena, sest looduslik variatsioon on soode puhul

suur. Samas annab see siiski üldise ettekujutuse kui suures osas on kaitsealad praegu

mäeeraldiste mõjutsoonis.

Kui olemasolevatel tootmisaladel kaevandamise jätkamine ei muuda oluliselt kujunenud

olukorda, siis uute tootmisalade rajamisel ei ole täiendava negatiivse mõju avaldamine

olemasolevatele kaitsealadele lubatav. Soovitusliku puhvertsooni (400 m) rakendamine

on praktikas raske, sest nii suuri alasid meil üldiselt lihtsalt ei ole. Seega peaks kaaluma

võimalusi mõju vähendamiseks, et vajalikke puhvertsoone saaks kitsendada. Samas

peaks projektis käsitletud meetodeid saama rakendada vajadusel ka olemasolevatel

tootmisaladel, kus kuivendamise mõju on vaja vähendada.

8

3. VEEMAJANDUSLIKUD MEETMED

TURBATOOTMISALADEL

Turba tootmisala piires kasutatakse mitmeid veemajanduse strateegiaid. Odavaimaks ja

efektiivsemaiks võtteks on ehitada kuivenduskraavide võrgustikke koos settebasseinide

ja ülevoolu tammidega, et parendada ärajuhitava vee kvaliteeti (Ihmre et al., 1991;

Klove et al., 1997, 2000; IWLERN, 2010). Turbatootmisala kuivendussüsteemist

pärineva vee puhastamiseks saab edukalt kasutada tootmisala kõrval asuvaid tasaseid

märgalasid, mis töötavad pinnasefiltrina, teiste sõnadega puhastuslodu (Vayrynen,

2010; Carpenter & Farmer, 1981). Kõige kallim variant oleks tootmisala kõrvale

veepuhastusjaama rajamine ja vee keemiline töötlemine, et alandada kaevandusvee

pH-d ja toitainete sisaldust (IWLERN, 2010; Vayrynen, 2010).

Tootmisalade puhul oleks keskkonnamõju vähendamiseks tarvilik need alad

rekultiveerida võimaluste piirides märgaladeks – kaevandada turvas lõpuni, sulgeda

kraavid ja drenaažitorud, langetada puud ning muuta tootmisala pind tasaseks, et

turbaväljal taastuks veerežiim (Grönroos, 2013). Seejärel taastada vegetatsioonipind,

istutades jääkaladele peamisi soos kasvavaid taimi – eelkõige turbasamblaid, et turvas

hakkaks uuesti moodustuma (Holden et al., 2004; Paal, 2007; Schumann & Joosten,

2008).

Tootmisalade taastamine on kallis nii Eestis kui ka teistes Euroopa riikides. Inglismaal,

kus on soid kuivendatud üle 1 miljoni ha, hinnatakse turbaalade taastamiseks kuluvaks

keskmiseks maksumuseks Rahvusvahelise Loodusvarade ja Looduskaitse Ühingu

(IUCN) hinnangul 1 500 £ hektari kohta (FAO, 2013). Eesti oludes võib arvata, et

tingimuste loomine soo taastumiseks nii kulukaks ei kujune, samas ei ole võimalik

konkreetset maksumust välja tuua, sest suuremahulisi taastamistöid veel tehtud ei ole.

Ehki majandusliku poole pealt vaadates on kulutused suured, tuleks sood siiski taastada,

sest need alad on hinnatud palju suurema „ökosüsteemi teenuse“ tasuvusega,

6 000 - 45 000 dollarit ha aastasˉ¹, kui näiteks põllumaad, 200 - 300 dollarit ha aastasˉ¹

(Lamers et al., 2015; Millennium Ecosystem Assessment, 2005).

Eestis läbi viidud seire- ja rakendusuuringud on välja toodud, et kraavide sulgemisel või

nende looduslikul kinnikasvamisel on algne veetase turbalasundis peaaegu taastunud

(Kohv, 2013; Kull, 2013). Veetaseme ühtlustumine on kaasa aidanud äärealadel liigilise

koostise taastumisele, peatanud turba mineraliseerumise ja sellest tuleneva turba

kokkuvajumise (Kull, 2013). Tõstes veetaset väheneb ka CO2 ja N2O eraldumine

atmosfääri (Strack, 2008; Kull, 2013). Eelnev lubab arvata, et puhvertsooni

vähendamisel hüdrotõkke rajamisega oleks selge keskkonnakaitseline efekt. Lisaks

aitab veetaseme hoidmine uute turbatootmisalade puhvertsoonides kokku hoida aega ja

raha, mis kuluks antud piirkonna taastamisele. Lihtne ja majanduslikult rakendatav

puhvertsooni vähendamise meetod tooks otsest kasu ka riigile ehk maavara varu

omanikule kui ka kaevandajatele, kes mõlemad saaksid uute tootmisalade rajamisel

leevendusmeetmete rakendamisel kasutada olemasolevat varu väiksema keskkonna-

mõjuga suuremas ulatuses.

Selleks, et takistada ja kontrollida pinnalt äravoolu looduslikel aladel tuleks tekitada

veeliikumise ette tõke. Erinevaid hüdrotõkete rajamise meetodeid on palju, näiteks

pinnase stabiliseerimine, pinnase injekteerimine, trenching ehk soonimine või

geomembraantõkke rajamine. Kuna nimetatud tehnoloogiate kasutamine soodes on

9

praktiliselt võimatu tehnika juurdepääsu puudumise tõttu, siis nendel pikemalt ei

peatuta.

Üks moodus, mida on soodes kasutatud on rajada terve piirdekraavi ulatuses sein või

tamm. Inglismaal, Iirimaal ja Hollandis on tammide ehitamine soode taastamiseks või

nende konserveerimiseks üks populaarsemaid lahendusi. Juhul kui turba kokkuvajumise

tõttu on kraaviäärne kallak liiga suur, siis sellisel juhul on mõistlikum paigaldada mitu

tammi järjest, et moodustuksid terrassid (Wheeler & Shaw 1995; O’Kelly et al., 2008).

Veetaseme kontrollsüsteemi kavandamisel tammidega peab arvestama veehulga

sesoonse kõikumisega, eriti kevadise suurveega. Tamm peab olema piisavalt kõrge ning

tammi peavad olema paigaldatud ülevoolutorud või kohad, et üleliigne vesi pääseks

välja ega põhjustaks tammide/paisude purunemist. Tammi peab aegajalt hooldama ning

jälgima, et tammid ei kuivaks läbi, et tammidesse ei tekiks pragusid, mis põhjustaksid

tammi purunemist (Wheeler & Shaw 1995; Streefkerk & Zandstra, 1994).

Sõltuvalt asukohast ja materjali kättesaadavusest võib kasutada tammi ehituseks savi

või hästi lagunenud turvast (Carpenter & Farmer, 1981; Schumann & Joosten, 2008;

Wheeler & Shaw 1995, Brooks, 2014). Enamjaolt on soovitatud kasutada märga ja

suure lagunemisastmega kiulist turvast (von Post skaala H6 - H8), mis oleks ühtlase

koostisega ega sisaldaks puujuuri, mis muudaksid tammi veejuhtivuse ebaühtlaseks.

Oluline on, et veetõke ulatuks halvasti vett läbilaskva pinnaseni. Juhul kui pinnast katab

kuiv või väiksema lagunemisastmega turvas tuleb see eelnevalt eemaldada (Wheeler &

Shaw 1995, Brooks, 2014). Tammi servad on soovitatav rajada 30 - 40 kraadise

kaldega, ning tammi kõrgus ning ülejäänud parameetrid on välja toodud tabelis 3,

(Streefkerk & Zandstra, 1994) Bargerveen raba näitel.

Tabel 3. Tammide dimensioonid Bargeveen’i rabas

Vee kõrgus tammi sisemisel

poolel (m) Tammi kõrgus (m) Tammi laius ülevalt (m)

0,5 - 0,75 1,5 3

0,75 - 1 2 4

1 - 1,5 2,5 5

Savi on materjalina kasutatav pigem õhema turbakihiga madalsoodes ja seda eelkõige

mineraalkihi peal. Rabas asuv savist tehtud tamm võib olla liialt ebastabiilne ja raske.

Lisaks võib tekkida probleem seoses savi läbikuivamisega, mistõttu tekivad praod ja

lõhed, mis juhiksid vett kiirelt ära. Savi muudab ka vee keemilist koostist, mõjutades nii

taastuva turbasambla kasvamist (Brooks, 2014). Eesti oludes kujuneks probleemiks savi

kättesaadavus (savikarjääride vähene arv) ja veokaugus ning võimalus tehnikaga

objektile ehitamiseks ligi pääseda.

Veevoolu tõkestamiseks on soodes kasutatud ka tehislikke materjale, mis on

vettpidavad, näiteks plastik või metall, mis muudab veetõkke maksumuse reeglina

kalliks (Carpenter & Farmer, 1981; Schumann & Joosten, 2008; Wheeler & Shaw

1995). Plastikust või metallist sein on arvesse võetav juhul kui suure lagunemisastmega

turvast pole piisavalt saada (Brooks, 2014). Plastikmembraani kasutamisest ümber

tootmisala saab tuua näitena Wicken madalsoo (Cambridgeshire) Inglismaal, Corlea

raba Iirimaal ja Fochteloerveen raba Hollandis (Wheeler & Shaw, 1995; Falcorner &

Goodwin, 1994).

10

Streefkerk & Zandstra (1994) ja Wheeler & Shaw (1995) on arvamusel, et

plastikmembraani sügavus peaks olema vähemalt 1 m ja soovitatavalt läbima ainult vett

hästi läbilaskvat turbakihi. Plastiksein peaks võimaldama ka sool kokku tõmbuda ja

paisuda vastavalt soo veemahtuvuse muutustele. Plastikseina paigaldamiseks tuleb ka

kasvav turbakiht eemaldada ja katta turbavalliga, mis aitab akrotelmi kihis vett kinni

hoida (Streefkerk & Zandstra, 1994; Wheeler & Shaw, 1995; Brooks, 2014).

Heaks alternatiiviks tehislike ja mineraalsete materjalide kasutamisele soo

isoleerimiseks on väiksema lagunemisastmega turvas asendada lasundi ülemises kihis

teatud laiuselt suurema lagunemisastmega ja halvemini vett läbi laskva turbaga. Antud

meetodit on kasutatud Saksamaal (Hahnenmoor), et tekitada looduslik, halvasti vett

juhtiv sein ja vähendada seeläbi veeliikumist läbi pinnase (Wheeler & Shaw, 1995;

Brooks, 2014) looduslikult sooalalt tootmisala poole.

Lisaks tammi või tõkke rajamisele on üheks veetaseme hoidmise ja seeläbi soo

konserveerimise võimaluseks tuua vett juurde pumpamise teel. Sellisel juhul tuleb

tootmisala piirist sobivale kaugusele rajada infiltratsiooni kraav või teise nimega

imbkraav, mis kompenseerib loodusliku sooala veetaseme languse. Nagu iga

veemajanduse strateegia puhul, tuleb vee pumpamisel kaaluda selle mõistlikkust ja

tasuvust. Üldiselt peetakse pumpamist ajutiseks lahenduseks, sest nõuab ettevõtte

kohalolu, kes katab pumpamisega seotud kulud ja hooldab süsteemi st selle meetodi

kasutamisel tuleb tootmisala korrastamisel rakendada teisi või järgnevaid meetmeid

kuidas veetaset külgnevatel aladel püsivalt üleval hoida. Kuna tamm rajatisena on ajas

püsivam, siis käesolevas töös keskendutakse eelkõige sellele meetodile.

11

4. HÜDROGEOLOOGILINE MUDEL

4.1 Modelleerimismeetodi kirjeldus

Hüdrogeoloogilisi mudeleid modelleeritakse, et leida lahendusi geotehnilistele ja

keskkonna probleemidele. Mudelite abil saab uurida põhjaveekihi veevarustatust,

saasteaine levimist ja kaevandustes kuivendamise mõju ulatusi (Lundin jt, 1999).

Põhjavee simulatsioon peab võimalikult täpselt jäljendama ehituselt ja vooluvee

liikumiselt reaalse veevoolu käitumist pinnases. Selleks, et jälgida põhjavee käitumist,

kasutatakse peamiselt kahte liiki mudeleid: füüsilisi ja matemaatilisi mudeleid.

Matemaatilisi mudeleid jagatakse omakorda: analüütilisteks, mis on lihtsustatud kujul

võrrand vee voolamisest ning numbriliseks, kus veevoolu võrrand on lahendatud

maatriksina (Mercer & Fraust, 1980; Geoslope, 2012). Numbriline mudel on kasulik, et

võrrelda alternatiive – muutes mudelis vaid ühte parameetrit saab hinnata

individuaalsete parameetrite muutuste olulisust (Geoslope, 2012).

Käesolevas töös kasutati RocScience Slide 6 tarkvara, mille abil loodi 2D

hüdrogeoloogilised mudelid. Tegu on numbrilise mudeliga, kus kasutati põhjavee

tasakaalulise voolamise tingimuse meetodit küllastunud või küllastumata pinnases

(Steady State FEA). Põhjavee liikumist määratakse modifitseeritud Darcy seadusest.

Steady State FEA valiku puhul peab lisaks pinnase parameetritele määratlema mudeli

piirtingimused (infiltratsioon, poorirõhk jne), et viia läbi poorirõhu analüüs mudeli sees.

Antud töö raames koostati hüdrogeoloogiline mudel selleks, et hinnata, kas püstitatud

hüpotees, vee voolutõkke rajamine, toob endaga kaasa turbatootmisalade mõjuraadiuse

vähenemise ning kui suures ulatuses ning milline tõkke konstruktsioon millist mõju

avaldab.

4.2 Mudeli alusandmed

Umbusi raba näitel koostati lihtsustatud hüdrogeoloogiline voolumudel, mis jäljendab

klassikalise sookompleksi üleminekut: madalsoo-siirdesoo-raba. Umbusi raba valiti

mudeli koostamiseks seetõttu, et juba pikka aega tegutsenud turbatootmisala kõrvale

asutati Natura 2000 kaitseala (joonisel 5) ja tootmisala piirab kuivenduskraav, mille

mõju on uuritud rakendusuuringu Kulli (2013) I etapi projektis. Selles uuringus teostati

georadari uuringud koos puurimiste ning turbaanalüüsidega ning määrati turba

veejuhtivusi in situ. Rajatud on ka transekt kuhu on paigaldatud automaatsed veetaseme

mõõturid, mille poolt kogutud andmeid kasutati mudeli kalibreerimisel. Kõiki neid

andmeid kasutati käesolevas töös.

Umbusi rabas on uuritaval transektil turba paksus ~8 m. Üldiselt jääb Eesti rabades

lasundi paksused vahemikku 3 - 5 m. Ehkki Kulli (2013) projektis oli uuritud ka

Laukasoo madalsoo-siirdesoo-raba sookompleksi, mille turba tüsedus jäi Eesti

keskmiste väärtuste juurde, siis Laukasoo ei osutunud sobivaks hüdrogeoloogilise

mudel koostamiseks, sest turbalasundi all olev pinnakate ei olnud tasane, vaid tõusis

kraavi suunas.

Lihtsustatud hüdrogeoloogiline mudel kopeerib uurimispiirkonna maapinna ja aluspõhja

kuju, turbalasundi kokkuvajumist kraavi ääres ning vee liikumist turbalasundis ja

piesomeetrite tulemusi. Mudeli pikkuseks on sisestatud 200 m, sest vastavalt Kulli

12

(2013) aruandele võib veetaseme alanduse mõju ulatuda Umbusis kuni 200 m

kaugusele. Mudelile on peale kantud 6 piesomeetri asukohad, mis asuvad kraavi servast

10, 15, 25, 40, 196 ja 198 m kaugusel. Viimane piesomeetri punkt (piesomeetrid nr 7 ja

7.5) asuvad rabas 350 m kaugusel ja selle piesomeetri andmeid kasutati mudelis 198 m

peal. Kõik piesomeetrid on maapinnast 1,3 m sügavusel ning lisaks nendele on veel

esimeses (piesomeetri tähistus 1.5) ja viimases (piesomeetri tähistus 7.5) punktis

piesomeetrid, mis ulatuvad mineraalkihini vastavalt 5,6 ja 8,91 meetri sügavusel.

Joonis 2. Umbusi tootmisväli ja Natura 2000 kaitseala piir, mis on märgitud punase

joonena (Maaameti geoportaal). Lisaks on joonisele kantud sinise joonena uuritava

mudeli/transekti asukoht

Umbusi transekti läbilõige (Joonis 3, lk 12) võeti aluseks mudeli koostamisel.

Läbilõikel on näha, et Umbusi raba kuivenduskraavi lähedal on turvas tihenenud ning

vajunud kuni 2,5 m. Mudeli koostamisel kasutati madalsoo ja raba kihtide eristamiseks

georadaril väljajoonistunud madalsoo-siirdesoo piiri. Mudelist jäi välja siirdesoo faas,

sest see turbakiht oli liiga õhuke, et seda eraldi kanda lihtsustatud mudelile.

Mudelis (Joonis 4) on kokku 6 erinevat pinnasekihti, mille veejuhtivuse (K) väärtused

on turba keskmiste filtratsioonikoefitsiendi väärtuste vahemikus ja esitatud tabelis 4.

Kraavi lähedal, kus turvas on märkimisväärselt vajunud, koosneb lasund kahest kihist –

raba- ja madalsooturbast. Kraavi lähedal on kihtide veejuhtivused vähenenud seoses

turba kokkuvajumisega ~10 - 15 korda. Lisaks puudub seal ka pindmine akrotelmi kiht,

sest veetaseme languse tõttu turba moodustumist selles tsoonis enam ei toimu.

Piesomeeter nr 4 juurest edasi on turbalasundis kihte juba kolm – akrotelm, raba- ja

madalsooturvas. Alates neljandast piesomeetri mõõtmispunktist (40 m kaugusel

kraavist) paranevad turbalasundi filtratsioonimooduli näitajad, sest turba kompaktsioon

veerõhkude languse tõttu on väike.

13

Joonis 3. Umbusi transekti läbilõige puurimiste ning georadari andmete põhjal.

Transekti asukoht on välja toodud joonisel 5 (Kull, 2013)

Ülemine kiht mudelis, ehk akrotelm, on ligikaudu 1 m paks ning seal toimub enamus

veeliikumisest, sest turbasammal on kohev ja poorne ning vesi saab seal kiirelt liikuda.

Alumistesse kihtidesse infiltreerub vett küllaltki vähe, sest veejuhtivus on seal halvem.

Turbalasundi lamamiks on moreen.

Mudelisse sisestati ka pinnase kihtide anisotroopset veejuhtivust iseloomustav K2/K1

koefitsient (vertikaalse veejuhtivuse (kv) ja horisontaalse veejuhtivuse (kh) jagatis), mis

määrab vee liikumise ühest kihist teise. K2/K1 väärtusega 100 näitab, et vertikaalses

suunas on veejuhtivus 100 korda parem kui horisontaalsuunas. Mudelis kasutatud

kihtide parameetrid on toodud välja tabelis 4, kus I tähistab akrotelmi, Ms tähistab

madalsoo turvast plokis a ja b, O on rabaturvas plokis a ja b ning turbalasund asub

moreenil.

Tabel 4. Turbakihtide parameetrite väärtused

Kihi nimetus K (m/s) K2/K1

I 2 x 10-6

100

Oa 7 x 10-9

0,20

Ob 7 x 10-8

0,16

Msa 2 x 10-9

0,20

Msb 1 x 10-8

0,16

Moreen 5 x 10-8

0,01

Mudeli piirtingimusteks määrati infiltratsioon ja põhjaveetase. Maapinnalähedase

põhjaveetase ulatub mudelis kraavi põhjani ehk mineraalini (38 m ü.m.p.) ning soo

poole edasi liikudes tõuseb ühtlaselt madalsoo-siirdesoo piirini (41 m ü.m.p.).

14

Madalsoo-siirdesoo piir jäljendab algset põhjavee survetaset, mille juures toimus

madalsoofaasi üleminek rabafaasi. Mudelis liigub vesi looduslikult alalt kraavi suunas

ning selleks loodud on 0,5 m gradient neljanda piesomeetri punktini.

Eestis infiltreerunud sademete vahemik kõigub 0 - 250 mm vahel. Keskmine

netoinfiltratsioon on 70 mm aastas (Allikas, 2004). Mudelis on kasutatud kokkuvajunud

(kraavi servaalal) turbalasundi pinnal infiltreeruva sademete väärtusena 10 mm/a, sest

koheva turbakihi puudumisel suureneb pindmine äravool ning enamus veest ei

infiltreeru turbalasundi halva veejuhtivuse tõttu pinnasesse, vaid voolab mööda

maapinda kraavi. Samuti soodustab pindmist äravoolu selles osas suurem nõlvakalle.

Kraavist eemal, seal, kus veetase hakkab tõusma maapinna lähedale, on infiltratsiooni

väärtuseks määratud 50 mm/a, sest seal on olemas kohevam akrotelm ning väga väike

nõlvakalle, mis võimaldab sademetel rohkem pinnasesse infiltreeruda.

Mudelis on turbalasundi küljed modelleeritud suletud süsteemina ja sealt vett lisaks

juurde ei tule. Kraavi ääres on igale kihile lisatud väljavoolu lõigud/seksioonid, et

vaadelda vooluhulkade väärtuste muutust, väljavoolu lõik on ka akrotelmi

väljakiildumiskohal piesomeeter 4 lähedal.

4.3 Mudeli kontroll ja tundlikkuse analüüs

Mudelit tuleb kalibreerida ja kontrollida selleks, et leida sobiv piirtingimuste komplekt,

kus infiltratsioon, mõõdetud veetasemed ja materjali veejuhtivuse väärtused on

vastavuses looduses mõõdetud veetasemetega. Umbusi soo mudeli kalibreerimiseks

kasutati 6 piesomeetri veetaseme andmeid (kogutud perioodil 22.10.2012 - 15.10.2013),

mille jaotiste keskpunktid ehk mediaanid arvutati MS Excelis ning kanti joonena

mudelile ning võrreldi mudeli arvutatud tulemustega. Mudel loeti hästi kalibreerituks

juhul kui esinesid mõned juhuslikud ja väikesed kõrvalekalded välitööl mõõdetud ja

mudelis arvutatud veetaseme tulemuse vahel. Väike kõrvalekalle esineb mudelis 2 ja 3

piesomeetri juures, kus mudelis arvutatud veetase asub kõrgemal kui välitööl mõõdetud

tulemus, mida saab põhjendada sellega, et looduses on 3 piesomeetri juures

turbalasundis pingelõhed, mis võivad veetaset looduses alandada (Joonis 5).

Tundlikkuse analüüs viiakse mudelis läbi ühe paremeetri muutuse kaupa. Eesmärk on

leida uuritava parameetri (miinimum ja maksimum) väärtuste vahemik, mille raames

mudel säilitab tasakaalu ja vastab looduses mõõdetud tulemustele (Kresic, 2007).

Tundlikkuse analüüsi juures vaadeldi turba filtratsioonimooduli, pinnasekihi K2/K1

suhte, põhjaveetaseme ja infiltratsiooni muutuse mõju iga kihi väljavoolule. Tulemuseks

saadud veetasemele ning mudeli arvutatud suurenenud/vähenenud vooluhulgale, leiti

need parameetrid, mis olid mudelis kõige tundlikumad.

4.4 Mudeli variandid

Kalibreeritud hüdrogeoloogiline voolumudel võeti töös aluseks kõigi veetõkkega

voolumudelite lahenduste koostamisel ja nende tulemuste analüüsimisel. Erinevate

veetõkke variantide puhul kasutati kõiki kirjandusest (Carpenter & Farmer, 1981;

Streefkerk & Zandstra, 1994; Wheeler & Shaw, 1995; Brooks, 2014) leitud võimalikke

lahendusi ja ideid ning kombineeriti neid omavahel (Joonis 6).

Joonis 5. Kalibreeritud hüdrogeoloogline mudel, fragment kraavi servaalast

Joonis 4. Umbusi raba hüdrogeoloogilise mudeli lõiked kraavi servast ja mudeli lõpust

16

Joonis 6. Mudelis kasutatud veetõkke lahenduste variandid vähendamaks

kuivenduskraavide mõju looduslikele aladele (Carpenter & Farmer, 1981; Streefkerk &

Zandstra, 1994; Wheeler & Shaw, 1995; Brooks, 2014

Järgnevalt on lühidalt selgitatud modelleeritud (illustreerival Joonisel 6 näidatud)

veetõkke lahendusi:

1. Esimeseks veetõkkeks on tamm, mis mudelis asub kraavi servast ligikaudu 30 m

kaugusel. Tammi sisemisel küljel ulatub paisutatud veetase 0,7 meetrini ning ulatub

4 piesomeetrini. Tammi materjaliks on turvas, mille parameetrite väärtuseks

sisestati: K = 7 x 10-8

m/s ja K2/K1 = 0,16. Selleks, et tamm viia lähemale kraavile

tuleks tamm kõrgemaks ehitada või paigutada järjest ridamisi mitu väiksemat

tammi. Antud mudelis ei ole seda võimalust kasutatud sellepärast, et kõrgem tamm

võib raskuse tõttu pinnasesse vajuda ning mitme tammi rajamine oleks ka

majanduslikult väga kulukas suure materjalikulu tõttu. Uute tootmisalade puhul, kus

maapinna vajumist ei ole veel toimunud võib tammi kõrgus olla oluliselt väiksem.

2. Järgmise modelleeritud veetõkke puhul kombineeriti omavahel kaks lahendust –

eelpool nimetatud tamm ja vettpidavast materjalist sein (K = 1 x 10-30

m/s). Sein

paigutati tammi alla ja 1 m sügavusele. Konstruktsiooniliselt oleks ilmselt parem

paigutada sein tammi ette ja jätta kõrgem nii, et tamm kompenseeriks veesurve ja

tagaks stabiilsuse.

3. Samamoodi modelleeriti ka järgmine hüdroloogiline barjäär, kus kasutati vettpidava

materjali asemel 1 m sügavusele ulatuvat halvema veejuhtivusega turvast

(K = 1 x 10-8

m/s ja K2/K1 = 0,16). Veetõkke laius pinnases on ligikaudu meeter,

üldjuhul võiks see olla kopa laius, millega tööd tehakse ja eeldatud on, et töö käigus

vajutatakse ning tambitakse materjal tihedaks. Kõigi eelpool nimetatud mudelite

puhul paigutati väljavoolu lõigud tammi alla, et võrrelda omavahel veetõkke

lahenduste tõhusust.

17

4. Mudelis modelleeriti hüdroloogilise barjäärina umbes 20 m kaugusele kraavist sein,

mis ulatub 1 m sügavusele ja on 1 m laiune. Materjalina on kasutusel halvema

veejuhtivusega turvas (K = 1 x 10-8

m/s ja K2/K1 = 0,16).

5. Sama kaugele on modelleeritud ka järgmises mudelis järgmine veetõke, mis ulatub

1 m sügavuseni, takistades sellisel viisil vee liikumist kraavi. Materjalina on

kasutusel vett mitteläbilaskvast materjalist (K = 1 x 10-30

m/s) seina.

6. Viimane modelleeritud lahendus on veega täidetud kraav, mis jookseks paralleelselt

piirdekraaviga. Antud ideed saab edukalt rakendada juba seetõttu, et enamasti on

sellised madalad eelkuivenduseks kasutatud kraavid looduslikel aladel juba olemas.

Mudelis asub selline kraav ligikaudu 20 m kaugusel piirdekraavist. Vesi saadakse

pumpamise teel, kas piirdekraavist või settebasseinidest.

Lisaks ülalmainitud variantidele kaaluti pinnase omaduste, ennekõike veejuhtivuse,

muutmisvõimalusi in situ. Selliseid lahendusi kasutatakse näiteks pinnase

tugevusomaduste parendamisel teedeehituses ning põhimõtteliselt seisneb see

olemasoleva pinnase segamises mõne tema omadusi muutva ainega nagu lubi (savide

puhul) või tsemendilahused (turbad) (Hebib ja Farrell, 2003). Selle meetodi eelis on

pinnasetööde väike maht, kuid pärast AS-ga Lemminkäinen Eesti konsulteerimist (kes

on teostanud selliste tööde katselõike Eesti teedel) jõuti järeldusele, et praegu

kasutatavad masinad on soodes töötamiseks liiga rasked ning seega pole hetkel selliseid

lahendusi võimalik praktikas kasutada. Tulevikus võib see aga muutuda ning siis oleks

in situ turba omaduste muutmine üks võimalusi pinnasesiseseid veetõkkeid luua.

18

5. HÜDROGEOLOOGILISE MODELLEERIMISE TULEMUSED 5.1 Tundlikkuse analüüsi tulemused

Tundlikkuse analüüsi läbi viimisel (tabel 5) selgus, et kihtide väljavoolu suurus sõltub

selle kihi enda filtratsioonimoodulist ja K2/K1 koefitsiendist. Kogu väljavoolu joonist

vaadates toimub enamus vee liikumisest (95%) akrotelmi kihis (joonistel ja tabelis

tähistatud I kihina). Akrotelmi kihist väljuva vooluhulga suurus on 1,41 m³ m-1

kohta

aastas, mis on võrreldes teiste kihtide väljavoolu hulkadega kõige suurem (Joonised 10

ja 11). Kõigi kihtide väljavoolu jooniseid kõrvuti vaadates on näha, et akrotelmi kihi

filtratsioonimooduli ja K2/K1 koefitsiendi muutus ei mõjuta alumiste kihtide

vooluhulkasid (Joonised 9, 10, 11).

Tabel 5. Tundlikkuse analüüsis läbi viidud parameetrite väärtuste vahemikud

(K mõõtühik on m/s). Tähis baas* tähendab kalibreeritud mudelit

madal baas* kõrge

Moreen K 3 x 10-8

5 x 10-8

8 x 10-8

Msa K 2 x 10-9

2 x 10-9

2,3 x 10-9

Msb K 9 x 10-9

1 x 10-8

9 x 10-8

Oa K 5 x 10-9

7 x 10-9

5 x 10-8

Ob K 7 x 10-9

8 x 10-8

1 x 10-7

I K 1,5 x 10-6

2 x 10-6

4 x 10-6

Moreen K2/K1 6 x 10-3

0,01 0,1

Msa K2/K1 0,14 0,16 0,18

Msb K2/K1 0,1 0,2 1

Oa K2/K1 0,11 0,16 1

Ob K2/K1 0,01 0,2 1

Põhjavee tase (abs. kõrgus) 37 - 40 38 - 41 39 - 42

Joonis 7. Kõikide kihtide väljavool kokku

19

Joonis 8. Väljavoolu akrotelmi (I) kihist

Turbalasundis muutub veetase hüppeliselt kui muuta tihenenud turbakihiga plokis Oa

või Msa kihi filtratsioonikoefitsiendi väärtusi. Siit järeldub, et kokkuvajunud turbakihid

on veejuhtivusväärtuste suhtes väga tundlikud ja mõjutavad veetaset turbalasundis

märkimisväärselt. Rabaturba (Oa kihi) väljavool sõltub enim tema all asuva

madalsooturba (joonistel ja tabelites tähistatud Msa) filtratsioonikoefitsiendist ja

madalsooturba (Msa kiht) ja rabaturba (Oa kihti) K2/K1 koefitsiendist (Joonis 9). Msa

kihi väljavoolu suurus sõltub enim põhjavee tasemest, moreeni ja Oa kihi K väärtusest

(Joonis 10).

Joonis 9. Väljavool rabaturba kihist Oa

20

Joonisel on Oa filtratsioonikoefitsiendi mõju kihi väljavoolule, võrreldes teiste

parameetritega palju suurem (Oa kihi kõrge filtratsioonimooduli väärtuse puhul on

vooluhulk 0,24 m³/a m kohta ja väikese filtratsioonikoefitsiendi puhul on väljavoolu

väärtus 0,01 m³/a m kohta).

Joonis 10. Väljavool madalsoo kihist Msa

Tundlikkuse analüüsist selgub veel, et mineraalkihi veejuhtivuse parameetrite väärtused

mõjutavad halvema veejuhtivusega turbalasundi kihtide vooluhulkasid, seda küll vähem

kui turba enda veejuhtivuse väärtused. Muutes paremaks moreenkihi veejuhtivuse

parameetreid väheneb väljavool halvema veejuhtivusega turbakihtidest ning vastupidi.

Moreenkihi väljavoolu suurus sõltub kihi enda filtratsioonimoodulist ja kihi K2/K1

koefitsiendist ning põhjavee tasemest (Joonis 11).

Joonis 11. Väljavool kihist moreen

21

Põhjavee taseme alandamise korral 1 m võrra terves turba lasundis hakkaks soo alune

moreenkiht veest tühjaks jooksma ning veetase alaneks veidi ka kraavi lähedal.

Sügavamatest kihtidest hakkab turbalasundisse vett rohkem sisse jooksma ning mudelis

püüab soo kompenseerida tekkinud olukorda. Protsess toimub seni kuni aurumisest jääb

vett üle. Sealjuures infiltratsiooni väärtuse tõstmine mudelis ei kompenseeri tekkivat

olukorda piisavalt ning tekib nn „rippuv soo“, kus vett täis turbalasundi all on veega

mitteküllastunud kiht. Põhjaveetaseme tõstmine meetri võrra suurendas moreenkihist ja

halvema veejuhtivusega pinnastest väljavoolu (joonised 8, 9, 10), kuid akrotelmi kihist

väljavool vähenes (Joonis 11).

5.2 Veetõkke lahenduste väljavoolu tulemused

Käesolevas töös on piirdekraavide mõju vähendamiseks ja kõige efektiivsema

lahenduse leidmiseks võrreldud omavahel kõigi veetõkke lahenduste väljavoolu suurusi

(tabel 6) iga kihi kaupa, võttes aluseks kalibreeritud mudeli (Joonis 5) väljavoolu

hulgad.

Tabel 6. Veetõkke lahenduste väljavoolu hulgad

Mudeli tüübid /

väljavoolu kohad

(m3/a m kohta)

Tamm Pinnas

+ tamm

Plastik

+ tamm Kraav

Plastiksein

(20 m

kraavist)

Pinnas

(20 m

kraavist)

Kalib-

reeritud

mudel

Kiht I 0,014 0,014 0,015 0,683 0,679 0,679 0,679

Kiht Oa 0,058 0,058 0,058 0,030 0,022 0,023 0,018

Kiht Msa 0,028 0,027 0,028 0,030 0,020 0,021 0,020

Kiht Moreen 0,005 0,005 0,005 0,002 0,000 0,000 0,000

Tammi põhi 0,055 0,052 0,061 - - - -

Kraavi põhi+

küljed - - - 0,048 - - -

Veetaseme tõstmiseks turbalasundis ja kogu äravoolu vähendamiseks on kõige

efektiivsemaks veetõkke lahenduseks tamm ja tammi variantidega kombineeritud

lahendused (Joonis 12), mis suudavad väljavoolu looduslikelt aladelt vähendada umbes

86% võrreldes ilma veetõkketa. Tammi kasutamise puhul ulatub paisutatud vesi üle

akrotelmi väljakiilduva kihi ning jooniselt 16 on näha, et sellel on positiivne mõju

pinnalt äravoolu takistamiseks. Alumistest kihtidest on tammi erinevate variantide

puhul väljavool seevastu suurenenud umbes 0,05 m³ võrra meetri kohta aastas.

Põhjuseks on suurenenud rõhugradient tammitaguse paisutuse tõttu.

Teiste veetõkke lahenduste puhul, nagu vettpidava materjali (mudeli nimi plastiksein –

ehk mudel ilma tammita) või halvema veejuhtivusega pinnase kasutamine (mudeli nimi

pinnas – mudel ilma tammita) ja kraavi rajamine, on sarnane olemasolevale

piirdekraavist mõjutatud olukorrale ning ei mõjuta märkimisväärselt kogu väljavoolu

(Joonis 12). Pinnasest või plastikseina rajamine kihti Oa ei mõjuta sügavamate kihtide

väljavoolu hulki piisavalt ning tulemused on sarnased veetõkketa mudelile (Joonis 10,

14, 15, 16). Oa kihti rajatud seina tüüpi lahendused, mis on ilma maapealse tammita, ei

vähenda väljakiilduvast akrotelmist vee väljavoolu hulka, kus liigub 95% infiltreerunud

22

veest. Kuivendamise mõju vältimiseks akrotelmi kihist on vaja rajada pais üle

maapinna, et tõkestada pinnalt äravoolu.

Joonis 12. Veetõkke lahenduste kogu väljavool

Joonis 13. Veetõkke lahenduste väljavool kihist I

Vaadates tammi veetõkkega variantide väljavoolu tulemusi sügavamatest kihtidest on

märgata väljavoolu suurenemist võrreldes kalibreeritud mudeli väljavooluga. Väljavool

kihist Oa (Joonis 14) on suurenenud pea 3 korda tammiga kombineeritud lahenduste

23

puhul, sest paisutatud veehulk on suurenenud rõhugradienti. Vesi hakkab kombineeritud

tammi lahenduste puhul jooksma rohkem läbi kihi Oa, sest akrotelmi kihist on väljavool

tõkestatud. Vett täis kraav tõstab väljavoolu hulka võrreldes veetõkketa lahendusega

0,01 m³/a meetri kohta, sest infiltreeruva vee hulk on Oa kihti suurenenud.

Joonis 14. Veetõkke lahenduste väljavool kihist Oa

Väljavool madalsoo (Msa) turbakihist (Joonis 15) on suurenenud tammi kombineeritud

lahenduste puhul ¼ võrra võrreldes olemasoleva olukorraga, sest väljavool akrotelmi

kihist on tõkestatud ning vesi liigub seetõttu rohkem läbi alumiste kihtide. Veehulk

sõltub siinjuures paisutatud veetasemest. Vett täis kraavi veetõkke lahenduse puhul on

väljavool enim suurenenud Msa kihist ning seda seetõttu, et vett täis kraav on rajatud

Oa kihti ning selle kihi kaudu infiltreerub pinnasesse ka rohkem vett. Plastikseina või

halvema veejuhtivusega seina puhul ei erine väljavool veetõkketa mudelist ning

väärtused jäävad 0,02 m³/a meetri kohta juurde.

Moreen kihist (Joonis 16) on tammi ja tammiga kombineeritud lahenduste puhul

väljavool 5 korda suurem kui veetõkketa lahendusega mudelil. Vett täis oleva kraaviga

modelleeritud mudelis on muutus pea 2-kordne ning plastikust ja pinnasest seina

kasutamise puhul on muutus märkamatu. Põhjenduseks võibki tuua juba eelpool

nimetatud põhjuse, et akrotelmi kihist on tammide puhul vee väljavool tõkestatud ning

veehulk läbi alumiste kihtide on seetõttu suurenenud. Läbi moreenkihi jookseb vett

rohkem läbi sellepärast, et võrreldes Msa kihi veejuhtivuse väärtustega on moreenkihil

parem filtratsioonikoefitsient.

Kuivenduskraavi veealanduse mõjust tingitud pinnase kahanemine ja kokkuvajumine on

loomulik mõju turbakihtidele, mille tulemusena on ka turba veejuhtivus halvenenud.

Samas pinnase kahanemise tagajärjel tekkinud pinnalang omakorda suurendab äravoolu

mööda maapinda. Oa ja Msa ning Ob ja Msb kihtidest läbivoolava vee vooluhulgad olid

märgatavalt väiksemad (5% kogu äravoolust) seoses kihtide enda väga halbade

veejuhtivusväärtuste tõttu. Sellest järelduvalt pole vajalik antud voolumudeli järgi

rajada veetõkkeks seinu kihti Oa või Msa, sest halvema veejuhtivusega pinnasesse

24

rajatud voolutõkke mõju on peaaegu olematu ja ei mõjuta üksi soo hüdroloogiat

piisavalt positiivses suunas.

Joonis 15. Veetõkke lahenduste väljavool kihist Msa

Joonis 16. Veetõkke lahenduste väljavool kihist Moreen

Pikka aega töötanud tootmisala näitel modelleeritud veetõkke lahenduste variandid

kinnitasid omakorda tundlikkuse analüüsis saadud tulemusi, et kõige olulisem on soo

pinnalt äravoolu vähendamine ning Oa kihti rajatud veetõkete puhul polnud näha

piisavalt suurt mõju vooluhulga muutusele (Joonis 12).

25

Tammi rajamisel, nii kuivendusest mõjutatud turbakihile kui ka kuivendussüsteemidest

mõjutamata aladel, peab meeles pidama kindlasti seda, et ehituseks kasutatud turvas

peab olema ühtlase koostisega ning ei tohiks sisaldada puujuuri/kände. Samamoodi

peab ka tammi aluspinda ette valmistama ning koorima pinnast seni, kuni on käes

halvema veejuhtivusega turbakiht ning seal ei esine kuivamislõhesid ega puujuuri, mis

tulevikus põhjustaks pinnase erosiooni ja seeläbi ka tammi purunemist. Seetõttu tuleks

ilmselt praktikas rajada tammi alus ~0,5 m maa sisse, et jõuda kindlasti pindmisest

juurte ja lõhedega kihist läbi ühtlase pinnaseni. Tammi veejuhtivus, mida tuleb tammi

rajamisel saavutada on K = 7 x 10-8

m/s vastavalt mudelis kasutatud väärtusele.

Tammile peab olemas paigaldatud ülevoolutorud või rajatud ülevoolukanalid, mille abil

üleliigne vesi pääseks soost välja. Soovitavalt on tammi külg, kus üleliigne vesi alla

jookseb ning ülevoolukanali põhjad kindlustatud erosioonikindla materjaliga – näiteks

kasutada geotekstiili.

Umbusi raba näitel modelleeritud mudelis on tamm paigutatud kraavi servast küllaltki

kaugele (umbes 30 m). Tammi asukoht sõltub soopinna sekundaarsest nõlvast, mis on

tekkinud turba kokkuvajumise tulemusena ning viimane omakorda ennekõike

kuivenduse tugevusest, kulunud ajast ning turbalasundi paksusest. Umbusi raba näite

näol on tegu enamvähem „kõige halvema“ variandiga, mis puudutab tammi kaugust

piirdekraavist, sest raba on pikaajalise kuivenduse mõjuga, piirdekraav läbi kogu

turbalasundi ja viimane on väga paks (kuni 8 m). Tammi rajamise puhul oli

kriteeriumiks ka tammi mõistlik kõrgus – maksimaalselt +1,2 m võrreldes loodusliku

pinnaga. Kõrgema tammi puhul muutub juba tõenäoliselt probleemiks tammi raskus ja

sellega seotud vajumised, mis viitab selle meetodi rakendamise keerukusele pikka aega

tegutsenud tootmisaladel.

Tammi mõistlikku kõrgust arvestades vaadeldi viit juhuslikult valitud turbatootmisala ja

hinnati nende lähiümbruse kõrgusmudeli abil 1,2 m kõrguse tammi (jättes 0,2 m

kõrgusest varuks) võimalikku rajamiskaugust piirdekraavist. Selleks vaadati igal

tootmisalal 5 - 10 piirdekraaviga risti tõmmatud kõrgusprofiili, et näha kuivenduse

mõjul toimunud loodusliku soo kokkuvajumise ulatust ja sellest olenevat tammi

võimalikku paigutust kraavi suhtes. Tulemused on esitatud tabelis 7.

Tabel 7. Tammi paigutus piirdekraavi suhtes ning vajalikud parameetrid

Koht Tammi kaugus

kraavist (m)

Tammi kõrgus

(m)

Tammi pikkus

(km)

Umbusi 30 1,2 2,3

Mõksi 25 1,2 2,3

Keressaare 5 1,0 3,5

Laukasoo 15 1,2 3,2

Lavassaare kirdenurk 5 1,0 3,0

Antud näites saadud andmete alusel saaks piirdekraavide tugevat mõju (100 m)

vähendada vähemalt 3 korda – 100 m vs 30 m. Enamuses tootmisväljadega mõjutatud

soodes aga rohkemgi, hinnanguliselt saab neis mõjutsooni vähendada 15 - 25 meetrini.

26

Uute väljakute puhul, kus kraavilähedast kokkuvajumist ei ole veel tekkinud, võiks

tammi rajada ~5 - 10 m kaugusele piirdekraavist. Seda on vaja ennekõike nõlvapüsivuse

tagamiseks. Nende puhul on kindlasti vajalik tammi põhja viimine vähemalt 1 m

sügavusele pinnase sisse, et läbi lõigata vettjuhtiv akrotelm. Rajatavate väljakute puhul

on oluline seirata rajatud veetõkke kõrgust vähemalt kaks korda aastas ning hoida

veetõkke absoluutkõrgust täiendavate töödega projekteeritud tasemel. Kuivenduse tõttu

hakkavad toimuma vajumised, kuid koos veetõkkega pole need hetkel prognoositavad,

sest vastavad vaatlused puuduvad.

5.3 Hüdrogeoloogilise modelleerimise tulemuste kokkuvõte

Lühike kokkuvõte hüdrogeoloogilise modelleerimise tulemustest:

Pinnasesse infiltreerub rabades arvestuslikust sademete koguhulgast (700 mm/a)

umbes 50 mm/a, ülejäänud aurab (~400 - 500 mm) või voolab mööda pinda

(150 - 250 mm).

Infiltreerunud veest liigub ~95% ulatuses ülemises 1 m kihis (akrotelmis).

o Veetõkked peavad läbima selle 1 m, sügavamad tõkked ei oma enam olulist

(lisa) mõju;

o Pinnases olev veetõke peab 1 m laiuse korral olema veejuhtivusega alla

7 x 10-8

m/s, mis vastab kokkuvajunud või -surutud rabaturba veejuhtivusele;

o Vana kuivendusega kraavide läheduses on akrotelm juba hävinud ning tammi

pinnasesse ulatuv osa võib olla 0,5 m sügav, et läbida intensiivsest

mineraliseerumisest, puujuurtest, kuivamislõhedest jne rikutud pealmine

turbakiht.

Vee hoidmiseks looduslikul alal on vajalik üle maapinna ulatuva tammi rajamine, et

kompenseerida turba kokkuvajumisest tekkinud ebaloomulikult suur pinnalang

kraavide suunas.

Veetõkete ja tammi kombinatsiooni rajamisel on võimalik vähendada vee väljavoolu

looduslikult alalt kuni 86%.

Vee väljavoolu vähenemise tulemusena saab tammidega vähendada piirdekraavide

tugevat mõjuala ~3 - 6 korda (vastavalt praeguselt 100 m veetõkkega 15 - 30

meetrini).

Uute tootmisalade puhul tuleks rajada tamm 5 - 10 m kaugusele piirdekraavist,

tammi põhi peab ulatuma vähemalt 1 m ulatuses turbapinnasesse.

27

6. MAJANDUSLIKU TASUVUSE ANALÜÜS

Vastavalt koostatud taotlusele antakse ülevaade järgneva kohta: erinevate

veetõkkemeetmetega kaasneva kulu ja tulu analüüs. Kuluna käsitletakse

rajamismaksumust ning hoolduskulusid. Tuluna käsitletakse täiendavalt kaevandatavat

turbakogust, süsinikuemissioonide vähenemist, turba mineraliseerumise vähenemist,

kaitsealuste elupaigatüüpidele negatiivse mõju vähenemist.

6.1 Veetõkkemeetmete rajamismaksumus ja hoolduskulud

Hinnapäring vee tõkendite rajamiseks esitati järgnevatele ettevõtetele:

AS Tootsi Turvas ([email protected])

OÜ Soosalu ([email protected])

AS Põlva Maaparandus ([email protected])

OÜ Timberston Ehitus ([email protected])

OÜ Vändra MP ([email protected])

AS Lemminkäinen Eesti ([email protected])

Tensar International ([email protected])

OÜ Mikrovai ([email protected])

AS Melkan ([email protected])

OÜ Proplastik ([email protected])

Esimesed viis ettevõtet valiti Eesti Turbaliidu soovitusel ja eeldusel, et need on

analoogseid töid teostanud ja omavad vastavat kompetentsi. Täiendavalt pöörduti viie

ettevõtte poole, mis tegelevad teistest materjalidest kui turbast veetõkendite rajamise või

vastavate materjalide müügiga.

Järelpärimised saatis Jüri-Ott Salm e-maili teel vahemikus detsember 2014 kuni jaanuar

2015 ja need sisaldasid järgmist:

I järelpärimine turbatammide ehituse maksumuse kohta

„Pöördun Teie poole Eesti Turbaliidust, kus oleme koostamas ülevaadet võimalustest

vähendada turba kaevandamise hüdroloogilist mõju piirnevatele soo-aladele. Soovituse

Teie poole pöörduda saime Tiit Saarmetsalt.

Soovime hinnapakkumist turbatammide rajamise kohta turbakaevanduste säiliva soo

poolsel piiril. Meil puudub konkreetne ala, kuid anname järgnevad tehnilised

tingimused ja eeldame, et tammi rajamine toimub paralleelselt turbakaevandusala

äärmise kogujakraavi rajamisega: turbalasundi sügavus – 5 m; ala laius – 1 km;

ühele poole jääb säiliv soo, turbakaevanduse poole turvas (lasundi sügavus 5 m)

~10 - 20 m laiuse ribana; geoloogia – liiv, savi või jüttija Tammi rajamiseks on oluline

hästilagunenud turba kasutus ja tihendamine. Tihendatud turbatammi rajamiseks

tehakse kaevis (laius 1-3 m) kuni hästi lagunenud turba kihini, st 4 m sügavusele. Tamm

ulatub 1 m üle pinnase ja sellesse jäetakse teatud vahemaa tagant väljavoolukohad

pinnasevee juhtimiseks kogujakraavi. Materjal pärineb kohapealt.

Palume hinda jooksva meetri (eeldatava kogupikkus 1 km) kohta: tihendatud turbatamm

mailto:[email protected]




mailto:([email protected]




28

4 m ümbritseva turba sees + 1 m maapinnal. Kaks varianti laiusega 3 m ja laiusega

1 m.

Juhul, kui siin on nüansse, mida lisada, on ettepanekud teretulnud.“

II Järelpärimine sulundseinade rajamiseks

“Pöördun teie poole Eesti Turbaliidust, kus oleme koostamas ülevaadet võimalustest

vähendada turba kaevandamise hüdroloogilist mõju piirnevatele soo-aladele.

Üheks võimaluseks on plastik- või metallist sulundseinade rajamine

turbakaevandusalade servadele. Eeldatav materjal polüetüleen või teras, kuid ehk

oskate selles osas täpsemaid soovitusi anda? Samuti küsin, mis on materjali eeldatav

maksumus (kogused oleksid tuhandetes ruutmeetrites), turba pinnasesse surumise

metoodika ja plaatide omavaheline ühenduvus/veetakistuse tagamine?”

Vastused laekusid seitsmelt ettevõttelt, enamuse ettevõtete puhul täpsustati täiendavalt

tehnilisi tingimusi. Oluline teave on koondatud tabelisse 8. Erinevate materjalide

maksumuse osas on odavaim lahendus turbatammide rajamine, maksumus vahemikus

10 kuni 85 €/jm. Siinjuures sõltub lõplik maksumus teisaldatava turba

transpordikuludest. Kallim lahendus on massstabiliseerimine (650 €/jm). Terase,

plastiku ja vinüülseina rajamise maksumus on suurusjärgus 200 €/jm või rohkem,

millele lisanduvad paigaldamiskulud.

Konsultatsioonide käigus AS-i Tootsi Turvas esindajatega käsitleti võimalust rajada

tootmisala ja soo vahele kaks kraavi (kaugus kahe kraavi vahel 50 m, kus säilitatakse

turbalasund kaevandamise eelse tervikuna) ning veetõkkena kasutatakse soo-poolset

kraavi, tagades selle veetaseme püsimise pumpamisega. Vastavat süsteemi

kavandatakse Õmma soosse planeeritava tootmisala mõju minimeerimise eesmärgil

tootmisala kõrval paiknevale soole. Vastavas osas pole käesolevas uuringus maksumuse

hinnangut koostatud.

29

Tabel 8. Koondteave hinnapäringule saadud vastustest vastavalt järelpärimises I toodud

parameetritele, kui ei ole teisiti määratletud tulbas “Pakutud veetõkke tüüp“

Pakkuja

Pakutud

veetõkke

tüüp

Maksumus

€/jm

(KM-ga)

Märkused,

hind

Märkused,

tehnilised tingimused

1 2 3 4 5

AS

Lem

min

käi

nen

Ees

ti

Mas

s st

abil

i-

seer

imin

e

650

Mass stabiliseerimine võiks ehk

sobida, kui töödelda läbi ~4 - 5m

laiune ala kogu turbakihi paksuses.

Tasuvusarvutuses võiksid arvestada

hinnaga 18 - 22 €/m3.

OÜ

Mik

rovai

Vin

üüls

ein

198

Hin

d k

oos

tran

spord

iga,

lisa

ndub

pai

gal

dusk

ulu

Garanteeritud mehaaniliste

omaduste säilivus on 50 aastat.

Kahjulike jääke ei eraldu, on

tõendatud vastavate

sertifikaatidega.

OÜ

Mik

rovai

Ter

ases

t

sulu

ndse

in

234

Hin

d k

oos

tran

spord

iga,

lisa

ndub

pai

gal

dusk

ulu

AS

Toots

i T

urv

as

Turb

atam

m

10

Ett

evõtt

e ots

ekulu

Tammi mõõdud: pealt laius 2 m ja

kõrgus pärast 2 aastast seismist

peab jääma üle 0,5 m. Materjal

kohapealt, saadud mehhaanilise

kogujaga ja transporditud tammi.

Tammi ehitusaegne kõrgus ~1 m

kohati rohkem, tamm peab olema

loodis ja ei tohi kopeerida

maapinda. Tammi materjal ei tohi

sisaldada kände ja lamapuitu.

Materjal kogutud kõrvalasuvalt

kaevandusalalt, mis alandab olulisel

määral transpordi hinda

30

1 2 3 4 5

SIM

ON

A A

G /

OÜ

Pro

pla

stik

Polü

etüle

enis

t ta

mm

(3 m

sügav

une)

.

Mat

erja

l 131

Lii

tekoht

27

Ilm

a pai

gal

duse

ta

Unfortunately we do not have

experience in such or similar

application. We suggest to run a

test. The test could be done for

example with our standards size

3x1,5 Meter in 15 mm thickness. In

case that it will work we are able to

offer bigger sizes as well.

Hopefully we have afterwards a

more clear idea the proposed way

of installation will work. Please let

us know whether you are able to

run the test and how much sheets

you need. Concerning connection -

overlapping installation or using a

H-Profile.

Polüetüleen looduses ei lagune –

samast materjalist tehakse ka

veetorusid, mahuteid jne.

OÜ

Tim

ber

ston E

hit

us

Turb

atam

m p

innas

es, ar

ves

tatu

d t

amm

i ra

jam

iseg

a a

late

s

1,2

m s

ügav

use

lt,

ehit

usj

ärgne

kõrg

us

1 m

, la

ius

3 m

.

85

Hin

d i

lma

mat

erja

li t

ransp

ord

ita,

tei

sald

atav

a m

ater

jali

mah

uks

hin

nat

ud 2

6,4

m3/h

.

Pakkumine põhineb

OÜ Inseneribüroo STEIGER

2012. a koostatud Muraka soostiku

servaalade veerežiimi ja

sooelupaikade taastamise

ehitusprojektil. Töös on antud

ekskavaatoriga paisude rajamise

kulu lähtudes täitematerjali mahust

ja ajakulust, samuti on esitatud

ekskavaatoriga paisude täitmise

maksumus. Vastavate andmete

põhiselt on 1 h töö maksumus

170 € ja teisaldatava täitematerjali

maht 19 - 30 m3/h.

Turba tammi ehituseks rajatakse

süvend 1,2 m, mis koheselt

täidetakse turbaga (turvas peab

olema ilma suuremate puidu

tükkideta, näit puujuured). Vajaliku

materjali maht 13,2 m3 jm, sh

arvestatakse 50% mahu

vähenemisega turba paigutamisel

süvisesse. Vastavate parameetrite

osas konsulteeriti AS-ga Tootsi

Turvas seonduvalt nende poolt

Lavassaare II turbatootmisala

lääneserva rajatud turbatammiga.

31

1 2 3 4 5

AS

Mel

kan

Turb

atam

m

pin

nas

e se

es,

laiu

s 1 m

38

Hindade aluseks on võetud Teie

poolt esitatud lähteandmed. Sellise

tulemi saamine nagu Teie

andmetest välja lugeda võisin, on

küllalt kahtlane. Kahtlane

seepärast, et sellise süvendi kaeve

on väga suur probleem värskes

rabas (sügavus). Kui siis ikka

kaevata, eeldab see 3-aastast või

isegi pikemat protsessi. Muidugi

sõltub rabast, kuid mina arvan, et

suht ebatõenäoline on selline tulem

saavutada.

Turb

atam

m

pin

nas

e se

es,

laiu

s 3 m

53

OÜ

Vän

dra

MP

- - -

Vastus: „Leian et iga raba tuleb

võtta eraldi, näiteks meie rabas

taolise süvendi saab kaevatud 3 - 4

aasta jooksul ~15 - 20 cm ühe

kaevega kuna pinnas lihtsalt ei

võimalda rohkem ja hinda pakkuda

ei oska“.

6.2 Tulud – kaevandatav turba kogus

Rootsi ja Eesti turba kaevandajatelt saadud hinnangute põhiselt on kütte- ja

aiandusturba kaevandamismaht 500 m3 ha

-1 a

-11. Kuna kaevandatava turbalasundi

paksus on ühe maardla piires või erinevate maardlat võrdluses väga erinev (näiteks

Lavassaare turbamaardlas esineva rabalasundi paksus jääb vahemikku 1,9 - 9,9 m,

keskmiselt 4,3 m ala kirde osas ja 6,3 m ala kagu osas, madalsoolasundi paksus

varieerub 0,9 - 8,2 m (Inseneribüroo STEIGER, 2011), ei käsitleta analüüsis

potentsiaalset kaevandatava varu suurust, vaid üksnes aastast tootmismahtu ühe hektari

kaevandatava ala kohta. Eelpool nimetud põhjusel ei eristata ka hästi- ja vähelagunenud

turba osakaalu.

Kosk ja Lõhmus (2012) uuringu tulemusel määratleti vähelagunenud alus- ja

aiandusturba keskmise hinnana ilma käibemaksuta on 7,68 €/m3. Eeldame, et kütteturba

maksumus jääb samasse suurusjärku. 2015. a algul tehtud järelpärimises Eesti

Turbaliidu liikmetele saime hinnanguks mõlema osas 6 - 8 €/m3.

Ala ettevalmistamise kulud on erinevate turba kaevandamise ettevõtete esindajatelt

saadud andmetele tuginevalt hinnanguliselt 10 000 €/ha.

1 Kütteturba keskmine niiskussisaldus on 25 - 40%; kaalumass freesturba puhul 161 t (ülemineku

koefitsient 3,1), tükkturba korral 192 t (ülemineku koefitsient 2,6) (Small Giant of Bioenergy, 2015).

Aiandusturba keskmiseks niiskussisaldus on 40%, kaalumass 110 t (ülemineku koefitsient 4,5, Tiit

Saarmets 2015).

32

Seega on ühe hektari kohta saadav turba kogus keskmiselt 500 m3 ha

-1 a

-1 ja saadav

müügitulu 3 000 kuni 4 000 € aastas. Kui arvestada turbatööstuse keskmiseks

kasumlikkuseks 12% (Eesti Turbaliit 2014), siis aastane kasum võiks olla

suurusjärgus 360 kuni 480 € ha-1

a-1

.

Olemasoleva tootmisala korral veetõkke rajamine ettevõttele ega riigile kaevandamisest

tulu ei too, sest kaevandatav varu sellest ei suurene. Seetõttu on tegemist

keskkonnakaitselise meetmega, mille rakendamine saab olla üksnes vajadusepõhine.

Kui uue tootmisala rajamisel eeldada, et puhvertsooni saab hüdrotõkke rajamisega

vähendada 100-lt meetrilt 90-le meetrile ja tammi iga 100 jm kohta lisandub 0,9 ha

tootmisala, siis on tammi tasuvusaeg minimaalselt 2 aastat olenevalt konkreetsetest

oludest ja kujunevast ehitushinnast. Näiteks tammi maksumuse korral 40 €/jm on

tasuvusaeg ~9 aastat. Uue tootmisala rajamisel peab arvestama, et tammi ehitamiseks

sobiv turvas ei pruugi olla lihtsalt kättesaadav, selle tõttu AS Tootsi Turvas antud

referents hind ei ole otse kasutatav vaid pigem indikaator. Tammi rajamise või vastavalt

suurema puhvertsooni jätmise kaitsealuse objekti vahele peab otsustama arendaja KMH

käigus konkreetse tasuvusarvutuse alusel. Võimalik tootmisala suurendamine on kasulik

ka riigile, kui varu omanikule, kellele laekub kaevandamise õiguse tasu suurema

maavara varu koguse pealt.

6.3 Süsinikuemissioonide vähenemine

Loodusliku režiimiga rabad toimivad süsiniku sidujana ja turba ladestumine ei ole

katkenud (Masing, 1988). Seevastu soode kuivendamisel ja sooveetaseme alanemisel

muutuvad rabad üldjuhul süsiniku allikaks (tabel 8), v.a juhul, kui veetaseme alanemist

ei ole õnnestunud saavutada. Siiski on Soomes läbiviidud uuringutes saadud tulemused,

kus rabas säilib metsakasvatuse eesmärgil läbi viidud kuivendusest hoolimata süsiniku

sidumise võime, seda ka veetaseme alandamisel kuni 60 cm-ni, soovituslikuks tasemeks

hinnatakse siiski 30 cm (Ojanen et al 2013). Käesolevas analüüsis rabametsade kasutust

turbakaevandusaladena ei käsitleta ja seeläbi pole vastavat teavet tabelis 9 toodud.

Tabelis 9 on esitatud andmed tuginevad järgneval: a) teaduskirjanduses avaldatud

kasvuhoonegaasi emissiooni andmetel ja siinkohal on arvestatud kogu ökosüsteemi

süsiniku bilanssi (sh biomassi seotud süsinikku) (vt tabel 9 – Salm et al 2009); b) Eestis

tehtud mõõtmistel, kus on mõõdetud üksnes mullahingamist (puudub hinnang süsiniku

sidumise kohta pinnases ja taimestikus) (tabel 9 – Kull, 2013 ja Salm et al 2012).

Kuivenduse tõttu toimuvat turba mineraliseerumise intensiivsust iseloomustab hästi

kahe turbatootmisala (Umbusi ja Laukasoo Tartumaal) kõrvale rajatud transektide teave,

kus kogujakraavi lähedal on CO2 emissioon enam kui kaks korda kõrgem võrreldes

200 m kaugusel mõõdetud emissiooni tasemega (tabel 9; Kull, 2013). Kull (2013) on

esile toonud ka sekundaarse kraavi olulisuse pindmise turbakihi (vähemalt 1 m)

aereerijana (indikaatoriks kõrge lahustunud hapniku sisaldus soovees) ja seeläbi

mineraliseerumise kiirendajana; tugevasti mõjutatud piirkonda hinnatakse 100 meetrile,

mõjutatud piirkonda 200 meetrile. Siinkohal on üheks iseloomulikuks tunnuseks turba

tekke, süsiniku akumuleerimise peatumise või vähenemise hindamisel turbasammalde ja

sellega seonduvalt kogu samblarinde üldkatvuse vähenemine kraavi suunas – vastavat

mõju hinnati 100 kuni 150 m; rabade taimkatte struktuuris toimunud märgatavaid

muutusi hinnati 200 m (Kull, 2013).

33

Kull (2013) andmetel on keskmistatud emissioon kahe ala põhjal on esimeses 0 - 10 m

tsoonis 7 648, 10 - 30 m tsoonis 5 023, 30 - 60 m tsoonis 5 460 ja 60 - 200 m 3 232 kg

CO2-C ha-1

a-1

(tabel 8). Lahutades sellest loodusliku raba pinnase hingamise – 1 509 kg

CO2-C ha-1

a-1

, saame kaevandamisest tuleneva täiendava CO2 emissiooni. Seega on

kaevandamiseks rajatud kuivendusvõrgu tulemusel CO2-C emissioon

kaevandamisalast loodusliku raba suunas paiknevas kuni 200 m laiuses tsoonis

1 723 - 6 139 kg ha-1

a-1

(CO2 emissioon vastavalt 6 345 - 22 552 kg ha-1

a-1

).

Emissiooni hinnang täpsustub 2015 - 2017 läbi viidatavate igakuiste mõõtmiste käigus,

mida teostab samuti A. Kulli juhitav Tartu Ülikooli töörühm. Praegused andmed on

esitatud juuni 2012 kuni november 2012 tehtud mõõtmiste põhjal ning ei ole

korrigeeritud pikaajalistele keskmistele kliimatingimustele vastavaks.

Espenberg ja teised (2013) on käsitlenud võimalust, et ka turbatootmisaladele

rakendatakse tulevikus CO2 maks või liidetakse see vastava heitmekaubandus-

süsteemiga, kus üks kaubeldav CO2 ühik annab õiguse emiteerida 1 tonn (ekvivalenti)

CO2. Euroopa Liidu CO2 emissiooni kaubeldava ühiku hind on aastatel 2011 – 2012

püsinud börsil ~7,3 €. Vastavalt Euroopa Komisjoni (2012) analüüsi erinevatele

stsenaariumidele loodetakse CO2 kaubeldava ühiku hinda tõsta 2020 aastaks 16,5 € või

maksimaalselt kuni 30 € (Kosk ja Lõhmus 2012). Seeläbi võib tulevikus turba

kaevandamisel ettevõtetel lisanduda senistele ressursitasudele CO2 maks 99 kuni 371

või 180 kuni 675 € ha-1

olenevalt CO2 hinnast. Siinkohal on käsitletud kaevandamisala

kõrval tugevalt mõjutatud aladelt pärinevate emissioonide maksustamist.

Tabel 9. CO2-C emissioonid rabadelt, turbakaevandusaladelt ja turbakaevandusala

mõjutsoonist (negatiivsena märgitud CO2-C sidumine)

Objekti kirjeldus CO2-C,

kg ha-1

a-1

Märkused Allikas

1 2 3 4

Looduslik raba -170; -299

25% ja 75%

kvartiilid,

arvestatud

biomassi seotud C

hulk

Salm et al

2009

Kuivendatud puistuta raba (kraavitus) 2154; 2860

25% ja 75%

kvartiilid,

arvestatud

biomassi seotud C

hulk

Salm et al

2009

Looduslik raba 1509 aasta keskmine Salm et al

2012

Kuivendatud ala vähese taimestiku või

taimestikuta, sh lisatakse pidevalt

kraavide süvendamisel värsket turvast

(kasutusest väljas kaevandusala näitel)

2845 aasta keskmine Salm et al

2012

34

1 2 3 4

Turba kaevandusala 1741 aasta keskmine Salm et al

2012

Umbusi, kaevandusala piirdekraavist

kuni 10 m 6316 aasta keskmine Kull, 2013

Laukasoo, kaevandusala piirdekraavist

kuni 13 m 8980 aasta keskmine Kull, 2013


13 kuni 30 m 4805 aasta keskmine Kull, 2013











Umbusi, Laukasoo, ~220 m

kaevandusala piirist 3145 aasta keskmine Kull, 2013

Eelnev on teoreetiline hinnang, sest turbamaade kasutamise liitmine süsiniku-

kaubanduse süsteemiga ei ole mitte Eesti, vaid Euroopa Liidu tasemel tehtav otsus ning

ei ole üksnes seotud turba kaevandamise, vaid ka mistahes muu turbamaa kasutamisega

sh põllumajanduses, metsanduses jm. Seetõttu ei saa veetõkke rajamisega kaasnevat

süsinukuemissioonide ega võimalikku maksukoormuse vähenemist esialgu käsitleda

majandusliku tuluna, vaid üksnes keskkonnakaitselise meetmena.

6.4 Tammide rajamine ja mõju vähenemine 5 olemasoleva tootmisalaala näitel

Analüüsime mõju ulatust 5 olemasoleval ja pikka aega tegutsenud juhuslikult valitud

tootmisalal: Keressaare, Laukasoo, Lavassaare kirdenurk, Möksi ja Umbusi. Kõikide

nimetud tootmisalade kõrvale on asutatud Natura 2000 alad, kus kaitstakse rabaelupaiku

(7110*). Mõjutsooni sisse (300 m) jääb ka teisi sooveetaseme kõrgusest sõltuvaid

elupaiku, kuid nende osakaal võrreldes rabaelupaikadega on väike.

Tootmisalade mõjutsooni ulatus on hinnatud 300 meetrini äärmisest kogujakraavist

(Joonis 17). Nendelt lähtuvat kasvuhoonegaaside voogu on hinnatud lähtuvalt tabel 9

esitatud andmetest, sh on keskmistatud Umbusi ja Laukasoo andmed vastavalt

kaugusele kaevandusala piirdekraavist ning lahutatud nendest looduslike alade

emissioon (Joonis 18, tabel 10). Kuivendusest tingitud CO2 emissiooni osas on antud

hinnang kaevanduse piirikraavist 200 m soo poole paikneva ala kohta.

35

Joonis 17. Mõjuala Natura 2000 elupaikadele tammideta ja tammide rajamisel

Joonis 18. CO2 emissioon kaevandusaladega piirnevatelt soodelt tammideta ja tammide

rajamisel

Tabel 10. CO2 emissioon vastavalt kaugusele turbatootmisala äärmisest piirdekraavist,

keskmine väärtus Laukasoo ja Umbusi mõõtmistulemuste põhjal (Kull, 2013)

kaugus kraavist,

m

CO2

t ha-1 a

-1

0 - 10 22,6

10 - 30 12,9

30 - 50 14,5

50 - 100 6,5

100 - 200 6,0

Tammide rajamisel eeldatakse nende rajamist vastavalt pinnaseprofiili analüüsil saadud

näitajatele, st kaugus kraavist sõltub pinna vajumisest tootmisalapoolsel küljel ja

eesmärgiks on seatud, et tamm kompenseerib vajumisega kaasneva pinnase ja

veetaseme languse soo poolses osas. Viimane tagab ühtlasi Natura elupaikade

säilimiseks vajalikud tingimused (eelkõige kõrge ja stabiilse veetaseme) ja hoiab ära

0 30 60 90

120 150

Mõjuala tammiga

Mõjuala tammita

ha

0

200

400

600

CO2 emissioon tammiga

CO2 emissioon tammita

CO

2 t

a

36

veetaseme alanemisega kaasneva turba mineraliseerumisega seotud täiendava CO2

emissiooni. Mõlema osas on siiski määravad ka taimestiku kompositsioon, sh

turbasammalde olemasolu ja katvus (paljandunud turba jätkuval olemasolul ei saa

eeldada täiendavate emissioonide täielikku kõrvaldamist).

Tabel 11. Kavandatavate tammide kaugus piirdekraavist ja pikkus

Koht

Tammi

kaugus

kraavist

(m)

Tammi

pikkus

(m)

Vajaminev

turba kogus

tammi

rajamiseks, m3

Tammi rajamise

maksumus,

40 €/jm

Umbusi 30 2 300 23 000 92 000

Mõksi 25 2 300 23 000 92 000

Keressaare 5 3 500 35 000 112 000*

Laukasoo 15 3 200 32 000 128 000

Lavassaare

kirde- külg 5 3 000 30 000 96 000*

*Keressaare ja Lavassaare kirdekülg on koefitsiendiga 0,8 kuna seal on vajalikud tammid madalamad.

Analüüsi tulemusel leiame, et hüdrotõkke rajamisel olemasolevale tootmisalale on

võimalik vähendada kuivendusest tingitud mõju elupaikadele kuni 99% ja

täiendavat CO2 emissiooni 70 kuni 90% võrra (joonis 17 ja 18). Turbatammide

rajamisel eeldame vastavust järgmistele näitudele: laius 4 m, kõrgus 1 m + pinnases

olev osa. Eeldame, et tammi rajamiseks kasutatav toorturvas niiskusega ~65% surutakse

kokku ja vajaminev kogus (10 m3

jm) on 2 korda suurem tammi mahust (5 m3

jm). Maht

on siinkohal näidatud illustratiivsena ning põhineb Lavassaare veetõkke rajamise

kogemusest (Saarmets, suulised andmed); tammi puhul on veepidavuse seisukohalt

oluline saavutada veejuhtivus, mis oleks halvem kui 7 x 10-8

m/s. Selleks võib nii

turvast kokku pressida, mis eeldab looduslikust madalamat niiskust; või kasutada

looduslikult kehvema veejuhtivusega (kõrgema lagunemisastmega) turvast. Valik kahe

variandi vahel sõltub konkreetsetest oludest.

Analüüsi käigus vaadeldi ka turbatammide mineraliseerumise ja sellega kaasnevaid CO2

emissioone. Siinkohal puuduvad vastavad mõõtmisandmed ja hinnangu andmiseks

kasutati Soome kasvuhoonegaaside (GHG) aruandes (2012) Lõuna-Soome kohta

kasutatavat emissioonifaktorit turba ladestamise all olevate alade kohta – 293 955 kg

CO2 ha-1

a-1

. Turbatammis seotud süsiniku hinnang anti T. Saarmetsa (vt eelpool)

üleminekukoefitsientide keskmise põhjal („4“) ja eeldusel, et süsiniku sisaldus on turbas

50%. Juhul, kui tammid mineraliseeruvad antud kiirusel, toimuks selle orgaanilise osa

kadu 30 aasta jooksul. Seeläbi võib eeldada, et tammid vajavad uuendamist 30

aastase tsükli jooksul ja tammide mineraliseerumisel vabanev CO2 jääb samasse

suurusjärku tammide rajamiseelse olukorraga. Vastava hüpoteesi tõestuseks on

vajalik kasvuhoonegaaside mõõtmine rajatud turbatammidel.

Tammi rajamise maksumuseks hinnatakse varuga 40 €/jm, mis põhineb AS Tootsi

Turba antud maksumusel, kus mõõtmetelt ligikaudu 2 korda väiksema tammi

rajamiseks Lavassaare II mäeeraldise ümber kuluks kujunes ~10 €/jm.

37

6.5 Majandusarvutuste kokkuvõte

Käesolevas töös tehtud teoreetilistest majandusarvutustest võib järeldada, et hüdrotõkete

rajamine olemasolevatele tootmisaladele majanduslikku efekti ei anna. Küll on võimalik

vähendada veetaseme muutusest lähtuvat mõju elupaikadele kuni 99% ja vähendada

CO2 emissiooni 70 kuni 90% võrra. Seega võib selle meetodi rakendamist kaaluda

vajaduse põhiselt. Samas kui uute tootmisalade rajamisel kohtades, kus muidu tuleks

jätta ulatuslik puhvertsoon on hüdrotõkke tasuvusaeg minimaalselt ~2,5, antud töös

tehtud arvutuste kohaselt ~9,5 aastat. Seega uute tootmisalade korral peab tammi

rajamise või vastavalt suurema puhvertsooni jätmise kaitsealuse objekti vahele

otsustama arendaja KMH käigus konkreetse tasuvusarvutuse alusel.

38

7. VEETÕKETE KATSESKEEM JA KULUHINNANG

Mudelarvutuste ja kulukalkulatsiooni põhjal valiti välja 4 potentsiaalselt parimat

lahendust, mida peaks välitingimustest katsetama. Lisaks tammidele tuleb rajada

põhjalik seiresüsteem, et veetõkete mõju ning selle ajaline areng oleks korralikult

dokumenteeritud, et anda lõplik hinnang ühe või teise meetodi tegelikule

rakendatavusele. Selleks koostati katseskeem (joonis 19), kus on näidatud eri tüüpi

tammid ning seirevõrk. Ühte tüüpi tammilõigu pikkus peaks olema vähemalt 100 m, et

elimineerida servaefektid ning saavutada piisavalt suur valgla tammi taha vee

kogumiseks. Seega kujuneb katseala kogupikkuseks koos kontrolltransektiga ~500 m.

Erinevate tammitüüpide mõju eristamiseks on vaja rajada ka põhitammiga risti

asetsevad abitammid, mis hoiavad iga tammilõigu taha kogunevat vett vastava

tammilõigu piires. Abitammide ulatus ja täpsemad mõõtmed sõltuvad katseala

looduslikest langudest, kuid tõenäoliselt jääb vajalik pikkus ~10 m piiresse. Abitammid

võib rajada pärast sugekihi koorimist otse maapinnale.

Põhitammide laius on minimaalselt 3 m, kuid see sõltub ennekõike kasutatavast

tehnikast, mis peab tammi kinni talluma. Hüdrogeoloogiliselt piisab 3 m laiusest

tammist veejuhtivusega alla 7 x 10-8

m/s. Selline veejuhtivus on saavutatav ka rabaturba

(65% niiskus) kokkusurumisel või tallumisel, sest taolisi väärtusi on mõõdetud

kraavikaldal enda raskuse mõjul kokkuvajunud turbas. Üldiselt kõrgema

lagunemisastme ja halvema veejuhtivusega madalsooturvas on samuti veetõkke

rajamiseks sobilik. Turvas ei tohi sisaldada kände, suuremaid puujuuri jne, mis annaksid

võimaluse vett hästi juhtivat makropooride tekkeks. Põhitammi maapealse osa ehituslik

kõrgus sõltub konkreetse katseala pinnalangudest, joonisel antud kõrgused on „tüüpilise

tootmisala“ näited. Pinnases oleva põhitammiosa sügavused on seevastu universaalsed.

Põhitammile rajatakse iga katselõigu kohta ülevool (-20 cm tammilõigu üldisest

kõrgusest), mis tuleb kindlustada geotekstiiliga erosiooni tõkestamiseks. Eriti oluline on

see IV tammivariandi juures, mis on teistest madalam.

Seiresüsteem koosneb neljast osast, seirepunktide paiknemise üldine loogika järgib

Tartu Ülikoolis A. Kulli juhtimisel läbi viidud projekti „Soode ökoloogilise

funktsionaalsuse tagamiseks vajalike puhvertsoonide määratlemine pikaajaliste

häiringute leviku piiramiseks või leevendamiseks“ käigus rajatud seiretransektide

ülesehitust, et oleks võimalik kasutada võrdluseks sealseid pikaajalisemaid

seiretulemusi.

Veetaseme seire lahendatakse automaatpiesomeetritega, mis paigaldatakse kaevudesse

või otse pinnasesse. Taimestikuseire jaoks kasutatakse klassikalist ruutude skeemi

piesomeetrite ümbruses, lisas tehakse igast seirelõigust 2 korda aastas droonifotode

põhine kõrglahutuslik ortofoto (GSD < 3cm), mis samuti peaks võimaldama taimestiku

muutusi hinnata. Kasvuhoonegaaside (GHG) seireks paigaldatakse püsirõngad

piesomeetrite naabrusesse ning mõõtmisi tehakse 1 kord kuus külmumata pinnaselt.

Tammi vajumiste seireks paigaldatakse püsimarkerid, mida mõõdistatakse 2 korda

aastas RTK GPS süsteemiga; lisaks tehakse tammist 2 korda aastat droonifotode ja

markerite põhine 3D mudel, et kvantitatiivselt jälgida tammi mahu muutusi.

39

Joonis 19. Katseala skeem, mis ei ole mõõtkavas. Iga tammilõigu pikkus on 100 m

7.1 Katseskeemi rakendamise maksumus

Tammide ehituskulude kalkulatsioon põhineb käesoleva aruande peatükis

„Majandusliku tasuvuse analüüs“ väljatoodud hindadel. Tegelik maksumus sõltub

konkreetsest katsekohast ja -oludest, siinset arvutuslikku hinda tuleks vaadata pigem

40

suurusjärguna. Seiresüsteemi väljaehitamise ning ühekordsete uuringute maksumus on

pakutud välja vastavalt Tartu Ülikooli viimaste aastate analoogsete tööde kogemusele.

Projekteerimise maksumus. Projekteerimise maksumuse hindamisel on konsulteeritud

OÜ-ga Inseneribüroo STEIGER, kellel on varasemalt analoogse projekteerimistöö

kogemus. Võttes projekteerimise töö hinnaks analoogselt ehitusettevõtete tööjõu kulu

hinna 40 €/tund, arvestada välitöödeks 2 inimtööpäeva ja projekteerimiseks 15

inimtööpäeva, lisaks materjali ja transpordi kulu, kujuneb katsetööde projekti

maksumuseks 7 000 €.

Ehitamise maksumus. 10 m3/jm puhul arvestuslik hind 40 €/jm. Lõikude kaupa on

arvestuslik turbakulu (10, 10, 5, 7 m3/jm), abitammide (5 x 10 m) puhul 2 m

3/jm.

Turbatööde kulu seega kokku 13 500 €, koos lisatöödega (juurdepääsud jne) 15 000 €.

III tammilõigu puhul on arvestuslik plastseina maksumus koos paigaldusega 100 €/jm,

mis annab 100 m lõigu maksumuseks 10 000 €. Ülevoolude rajamiskuludeks

(geotekstiil + ekskavaatoritöö) on arvestatud 200 €/tk – kokku 800 €. Seega oleks kogu

joonisel 19 näidatud tammide ehitusmaksumus 25 800 €, millest suur osa on plastseinal

10 000 €. Võimalik oleks ka plastseina lõik asendada II lõigu madalama variandiga, kus

maapealne tammiosa oleks 0,5 m ja pinnasesisene 1 m sügav. Sel juhul suureneks

turbatööde maksumus 16 000 € ja kogu ülevooludega tammiehitus maksaks 16 800 €.

Projekteerimise ja ehitamise nõustamiseks ning veejuhtivuste mõõtmiseks kulub

uuringurühmal kokku ~20 tööpäeva (20 x 130 = 2 600 €), lisaks transpordikulu

koosolekutel jms osalemiseks, sõltuvad prooviala kaugusest Tartust, arvestuslikult

300 €.

Seega oleks katse kogu projekteerimise ja ehitamise maksumus kokku maksimaalse

variandi puhul 35 400 € ja vähendatud variandi puhul 26 400 €.

Seiresüsteemi rajamise ja ühekordsete uuringute maksumus. Piesomeetrid maksavad

~650 €/tk ja kestavad ~10 aastat. Piesomeetrite maksumus oleks kokku 17 x 650 =

11 050 €, lisanduvad veel paigaldustarvikud ~500 €. GHG mõõterõngad maksavad

~50 €/tk, koguhind (3 rõngast ühes punktis) (3 x 15) x 50 = 2 250 €. Markerite

maksumus on ~5 €/tk, seega koguhinnaks kujuneb 32 x 5 = 125 €. Kogu seiresüsteemi

paigaldus 2 inimest 2 päeva (4 x 130 = 520 €). Seirepunktide turbalasundi

iseloomustamine võtab 2 inimesel 2 päeva (4 x 130 = 520 €). Transpordikulud sõltuvad

prooviala kaugusest Tartust, arvestuslikult 300 €. Kogu seiresüsteemi rajamine ja

ühekordne turbalasundi iseloomustus maksaks kokku 15 600 €.

Püsiseire 1 aasta maksumus. Taimestikuseire 1 kord, drooniseire 2 korda, GHG

mõõtmine 8 korda aastas. Taimestikuseire jaoks kulub 2 inimesel 2 päeva (520 €),

drooniseireks 2 inimesel 2 päeva (520 €). GHG mõõtmised (8 kuud aastas) võtavad 2 x 16 inimpäeva (4 160 €). Lisanduvad prooviseadmete- ja laborikulud (~7 € 1 proov; iga

mõõtekorral saadakse 3 x 15 proovi), kogusummas ((3 x 15) x 8) x 7 = 2 520 €.

Andmete esmaseks töötluseks ja analüüsiks kulub 20 tööpäeva (2 600 €).

Transpordikulud sõltuvad prooviala kaugusest Tartust, arvestuslikult 1 000 €. Seega

oleks aastase püsiseire kulu 11 320 €.

41

GHG mõõtmised on ülekaalukalt kõige kallim osa kogu seires – selle välja jätmisel

hoiaks kokku gaasirõngaste raha (-2 250) ja GHG püsiseire kulud -(4 160 + 2 520).

GHG emissiooni projektialal saaks tuletada eelpoolnimetatud TÜ projekti käigus siiani

kogutavate GHG ja veetasemete seose abil. Samas oleks tegemist ühe olulisima

kogutava andmestikuga, mida analoogsetes oludes varem uuritud ei ole.

Arvutatud projekti maksumusele lisaks inflatsioonist lähtuvaks hindade kallinemiseks ja

ettenägematuteks kuludeks täiendavalat kokku 10% kogumaksumusest ehk 6 200 € või

vähendatud eelarve korral 4 200 €. Sellele summale lisanduvad tüüpiliselt veel läbiviiva

organisatsiooni üldkulud, tüüpiliselt arvestatakse KIK-is lubatud 7%-ga kogusummast.

Kogumaksumuseks 2 aastasel projektil (1. aasta projekteerimine/ehitamine, 2. aasta

seire) oleks maksimumvariandi puhul 73 350 € ning vähendatud variandi (ilma

plastikseinata pinnases ja GHG mõõtmiseta) korral 52 250 €.

Katse väljaehitamiseks sobilikke kohti on mitmeid, esmase valikuna tasuks kaaluda

Keressaare, Põhara, Õmma turbatootmisalasid.

42

8. KOKKUVÕTE

Projekti eesmärk oli välja selgitada optimaalsed lahendused turba kaevandamisega

kaasneva kuivenduse mõju vähendamise võimalustest külgnevatele, looduslikele

sooaladele. Erilise tähelepanu all olid Natura 2000 võrgustikku kuuluvad elupaigad, mis

on Eestis tihtilugu moodustatud otseselt olemasolevate turbatootmisalade mõjualasse.

Teostatud GIS-analüüsi põhjal leiti, et Natura 2000 alasid, põhiliselt rabad (9110*) ja

rabametsad (91D0*), on olemasolevate mäeeraldiste mõjualasse moodustatud ~4 800 ha

ulatuses, neist tugevasse mõjualasse ~1 500 ha ulatuses.

Hüdrogeoloogilise modelleerimise abil koostati esmalt kalibreeritud numbriline mudel,

kus sisendparameetritena ja kalibreerimisandmetena kasutati Tartu Ülikooli aastatel

2011 - 2014 tehtud veejuhtivuskatsete ja veetasemete seire tulemusi. Modelleerimine

näitas selgelt, et vee äravoolu tõkestamiseks looduslikelt aladelt on parim variant

tõkketamm, mis peab ulatuma 0,5 - 1 m sügavusele turbalasundisse. Tammi materjaliks

sobib tihendatud turvas, mille veejuhtivus peab olema halvem kui 7 x 10-8

(m/d),

kasutada võib ka näiteks plastikseinu, kuid nende maksumus on vastavalt

hinnapäringutele oluliselt kõrgem. Tammi maksimaalseks kõrguseks võeti 1,2 m ning

selle paigutus äärmise piirdekraavi suhtes sõltub kuivenduse mõjul tekkinud nõlva

ulatusest. Kõige halvemal juhul on see kaugus 30 m, keskmiselt aga 15 - 20 m.

Vastavalt mudelile õnnestub sellise tammi abil veevoolu looduslikult alalt vähendada

kuni 86 % ning õige paigutuse korral luua tingimused ka loodusliku maapinna reljeefi

taastumiseks. Uute tootmisalade kasutusele võtmisel, kus sellel meetodil on kõige

suurem majanduslik mõju, oleks eeldatav efekt veelgi suurem, sest sekundaarset

reljeefi, mis kiirendab pindmist äravoolu, ei ole veel tekkinud.

Tõkketammi rajamisel väheneb mõjutud ala ulatus ligikaudu 80 - 90% ning emiteerivate

kasvuhoonegaaside kogused vähenevad ~70%. Seega vähendaks selliste tõkketammide

kasutuselvõtt turba kaevandamisega kaasnevat mõju Natura 2000 võrgustikule ning ka

väljaspool seda asuvatele sooaladele ning -elupaikadele. Samas näitas majanduslik

analüüs, et olemasolevate tootmisalade puhul meetme rakendamine majanduslikku

efekti ei anna ehk teisisõnu tegemist on üksnes looduskaitselise meetmega. Uute

tootmisalade puhul, kus võimalikku puhverala saaks vähendada 80 - 90% ulatuses oleks

tammi rajamisel ka majanduslik kasu nii arendajale kui riigile, kuna ressursi kasutamise

efektiivsus suureneks. Siiski tuleb tõkketammide rajamise mõttekust suurema puhverala

jätmisega võrreldes igal üksikul juhul eraldi hinnata.

Töö lõppfaasis koostati välikatse skeem, et planeeritava seire abil kontrollida

teoreetiliste lahenduste töötamist ning saada ehitamise / paigaldamise / hooldamise

kogemus enne võimalikku rakendamist konkreetsetel objektidel.

43

9. KASUTATUD KIRJANDUS

Allikas, L., 2004. Eesti põhjavee kasutamine ja kaitse. Põhjaveekomisjon, lk 7, 42.

Animägi, J. 1995. Development of peat industry. – In: M. Ilomets, J. Animägi, R. Kallas

(eds) Estonian peatlands, a brief review of their development, state, conservation, peat

resources and management. Ministry of Environment, Tallinn, lk 36-41.

Apodaca, L.E., 2013. 2012 Minerals yearbook: Peat. United States Department of the

Interior; United States Geological Survey.

Biancalani, R., Avagyan, A., 2014. Towards climate-responsible peatlands

management. Migration of climate hange in argikulure seires 9. Food and Agiculture

Organization of the United Nations (FAO).

Brooks, K.N. 1988, Hydrologic impacts of peat mining. The Ecology and Management

of Wetlands. Chapter 18, lk 180-189.

Brooks, S., Stoneman, R., Hanlon, A., Thom, T., 2014. Conserving Bogs- The

management handybook. 2nd edition. Saadaval Internetis:

(http://issuu.com/peat123/docs/conserving_bogs).

Carpenter, J.M., Farmer, G.T., 1981. Peat Mining. An initial assessment of wetlands

impacts and measures to mitigate adverse effects. Final Report. United States

Environmental Protection Agency.

Carter, V., 1997. Wetland Hydrology, Water Quality, and Associated Functions.

Technical Aspects of Wetlands. National Water Summary on Wetland Resources.

United States Geological Survey Water Supply Paper 2425.

Clarke, D., Rieley, J., 2010. Strategy for responsible peatland management. Internatonal

Peat Society.

Dietrich O., Redetzky M., Schwärzel K.,2007. Wetlands with controlled drainage and

sub-irrigation systems - modelling of the water balance. Hydrol.Process. 21, lk

1814-1828.

Falcorner, R.A., Goodwin, P., 1994. Wetland management. Cromwell Press, Melksham,

Wilts, lk 28-31.

Fuchsman, C.H., 1986. Peat and Water. Aspects of Water Retention and Dewatering in

Peat. Kluwer, lk 2.

Gilgman, K. 2002. A review of evapotranspiration rates from wetland and wetland

catchment plant communities. CCW Contract Science Report no. 504, lk 42.

Gregory, J.D.R., Skaggs, W., Broadhead, R.G., Culbreath, R.H., Bailey, J.R., Foutz.

T.L., 1984. Hydrology and water quality. Impacts of peat mining in North Carolina.

Department of Forestry, Department of Biological and Agricultural Engineering-North

Carolina State University. WRRI Report No. 214.

Grönroos, J., Seppälä, J., Koskela, S., Kilpeläinen, A., Leskinen, P., Holma,

A.,Tuovinen, J.P.,Turunen, J., Lind, S., Maljanen, M., Martikainen P.J., 2013. Life-

44

cycle climate impacts of peat fuel: calculation methods and methodological challenges.

Int J Life Cycle Assess 18, lk 567–576.

Hagberg, L., Holmgren, K., 2008. The climate impact of futuure energy peat

production. Sweadish Environmental Reasearch Institute.

Hebib, S., Farrell, E. 2003. Some experiences on the stabilization of Irish peats.

Canadian geotechnical journal, 40(1), 107-120.

Holden, J., Chapman P.J., Labadz, J.C., 2004. Artificial drainage of peatlands:

hydrological and hydrochemical process and wetland restoration. Progress in Physical

Geography 28,1, lk 95–123.

Holden, J., 2005. Peatland hydrology and carbon release: why small-scale process

mattes. Philosophical Transaction of the Royal Society 363, lk 2891-2913.

Ilomets, M. 1998. Sood – meie kaasavara Euroopa Liitu. Eesti Loodus, lk 5-6.

Imhre, R., Heikkinen, K., Lakso, E., 1991. Peat filtration, field ditches and sadimation

basins for the purification of runoff water from peat mining areas. Water and

Environment Reasearch Institute, National Board of Waters and the Environment,

Finland. No 9.

Jauhiainen, J., Takahashi, H., Heikkinen, J.E.P., Martikainen, P.J., Vasander, H., 2005.

Carbon fluxes from a tropical peat swamp forest floor. Global Change Biology 11, lk

1788–1797.

Joosten, H., Clarke, D., 2002. Wise use of mires and peatlands. Backgrownd and

principles including a framework for decision-making. International Mire Conservation

Group, International Peat Society.

Juske, 1995. Turbatootmisest Eestis. Turbatootmine Eestis. Eesti Turbaliit, Pärnu, lk.

26-31.

Kink, H., Andresmaa, E., Orru, M.,1998. Eesti soode hüdrogeoökoloogia. Teaduste

Akadeemia Kirjastus, lk 20-21: 107-109.

Klove, B., 1997. Comparison and development of ditch structures (bed pipe barriers) in

reducing suspended solids concentration in waters flowing from peat mining sites.

Boreal Environment Research 2, lk 275–286.

Klove, B., 2000. Retention of suspended solids and sediment bound nutrients from peat

harvesting sites with peak runoff control, constructed floodplains and sedimention

ponds. Boreal Environment Research 5, lk 81-94.

Kohv, M., Salm, J.O., 2012. Soode taastamine Eestis. Eesti Loodus. Märgalad 2012/04.

Kohv, M., 2013. Märgalade taastamiskavad. Eestimaa Looduse Fond.

Kresic, N., 2007. Hydrology and groundwater modeling. CRC Press, Taylor Francis

Group, lk 534-535.

45

Landry, J., Rochefort, L., 2012.The drainage of peatlands: impact and rewetting

techniques. Peatland Ecology Research Group. Universite Laval.

Lamers, L.P.M., Vile, M.A., Grootjans, A.P., Acreman, M.C., van Diggelen R.,, Evans,

M.G., Richardson, C.J., Rochefort, L.,, Kooijman, A.M., Roelofs, J.G.M., Smolders

A.J.P, 2015 Ecological restoration of rich fens in Europe and North America: from trial

and error to an evidence-based approach. Biol. Rev 90, doi: 10.1111/brv.12102, lk 182–

203.

Lappalainen, 2009. Coal, oil, shale, natural bitumen, heavy oil and peat 2 Edited by Gao

Jinsheng. Cutting and processing of peat. Eolss Publishers Company Limited.

Looduskaitseseadus – RT I, 08.07.2014, 20.

Lundin, L.C., Bergström,S., Eriksson, E., Seibert J., 1999. Hydrological models and

modelling. Sustainabler Water Management in the Baltic Basin, Part 1 Water in Nature,

the Baltic. Uppsala University, lk 129-140.

Mercer, J.W., Faust, C.R., 1980. Ground Water Modeling: Mathematical Models.

Groundwater, 18(3), lk 212-227.

Millennium Ecosystem Assessment, 2005. Ecosystems and human well-being: wetlands

and water Synthesis. World Resources Institute, Washington, DC.

Ngo, C., Natowitz, J., 2009. Our energy future resources, alternatives and the

environment: Peat. Wieley Survival Guides in Engineering and Science. Section Peat.

O'Kelly B.C.,2008. On the geotechnical design and use of peat bunds in the

conservation of bogs. In: Proceedings of the First International Conference on

Geotechnical Engineering, Hammamet, Tunisia, 24th–26th March, edited by Bouassida

M., Romdhane N.B. and Hamdi E., Sfax, Tunisie, Vol. 1, lk 259–267.

Paal, J., 2007. Jääksoode käsiraamat. Keskkonnainvesteerinkute keskus, lk. 21.

Paal, J., Leibak, E., 2013. Eesti soode seisund ja kaitstus. Eestimaa Looduse Fond.

Ramst, R., Orru, M., 2009. Eesti mahajäetud turbatootmisalade taastaimestumine. Eesti

Põlevloodusvarad ja -jäätmed lk 1–2: 6–7.

Regan, S., Johnston, P., Mackin, F., Naughton, O., and Flynn, R., 2013. Scientific basis

of raised bog conservation: The application of a hydrological management tool.

National Hydrology Conference, lk 90-103.

Rydin H., Jeglum J.K., 2006. The biology of peatlands. Oxford University Press.

Soosaar, S., 2005. Fuel Peat Industry in EU. Project report. Fuel Peat Industry in

Estonia. VTT Processes, lk 1-33.

Strack, M., 2008. Peatlands and climate change. International Peat Society.

Streefkerk, J.G., Zandsra, R.J., 1994. Irish-Dutch raised bog study geohydrology and

ecology. Experimental management measures in the south-east corner of the

Raheenmore raised bog reserve. National Parks and Wildlife Service of the Office of the

46

Public Works, Dublin. Geological Survey of Ireland. Department of Nature

Conservation, Environmental Protection and Wildlife Management, The Hague.

National Forest Service, Driebergen.

Trinnaman, J., Clarke, A., 2004. Survey of Energy Resources. World Energy Council,

lk. 233.

Trumm U., Rozental V., 2012. Eesti turbatööstuse ajalugu. 1. Osa: U. Trumm, 2. Osa:

V. Rozental. In Nomine OÜ; KIK.

Vayrynen,T., 2010. Water treatment methods in peat production. Peatlands International

Vol 1. International Peatlands Society, lk 38-39.

Valk, U., 1988. Eesti sood. Valgus, lk 178.

Valk, U., 2005. Eesti rabad. OÜ Halo kirjastus, lk 89.

Wheeler, B.D., Shaw, S.C., 1995. Restoration of damaged peatlands with particular

reference to lowland raised bogs affected by peat extraction. London: Her Majesty’s

Stationary Office.

Käsikirjad

Kull, A. 2013. Soode ökoloogilise funktsionaalsuse tagamiseks vajalike puhvertsoonide

määratlemine pikaajaliste häiringute leviku piiramiseks või leevendamiseks. Käsikiri

Tartu Ülikooli Ökoloogia ja Maateaduste Instituudis.

Internetiallikad

BBC,2011. Turf cutters battle over Irish peat bog ban.

(http://news.bbc.co.uk/2/hi/programmes/from_our_own_correspondent/9508788.stm),

16.05.2015.

FAO, 2013. Workshop report summary. Towards sustainable land management

practices for peatlands: special focus on drained areas.

(http://www.fao.org/climatechange/37903-0d591e99f320df276ad1e68fc8ce10fee.pdf),

16.05.2015.

Geoslope, 2012. Seepage modelling with SeepW. An Engineering Methology. GEO-

SLOPE International Ltd. (http://downloads.geo-

slope.com/geostudioresources/8/0/6/books/seep%20modeling.pdf?v=8.0.7.6129),

16.05.2015.

Ilomets, M., 2001. Mis saab jääksoodest? Eesti Loodus.

(http://www.loodusajakiri.ee/eesti_loodus/EL/vanaweb/0106/mati.html), 16.05.2015.

International Waters Learning Exchange & Resource Network (IWLERN), 2010.

Extraction of peat and the reduction of the concurrent impact on ground and surface

water in the Viru-Peipsi sub-basin. (http://iwlearn.net/iw-

http://www.fao.org/climatechange/37903-0d591e99f320df276ad1e68fc8ce10fee.pdf

http://downloads.geo-slope.com/geostudioresources/8/0/6/books/seep%20modeling.pdf?v=8.0.7.6129

http://downloads.geo-slope.com/geostudioresources/8/0/6/books/seep%20modeling.pdf?v=8.0.7.6129

http://www.loodusajakiri.ee/eesti_loodus/EL/vanaweb/0106/mati.html

http://iwlearn.net/iw-projects/1444/reports/extraction-of-peat-and-the-reduction-of-the-concurrent-impact-on-ground-and-surface-water-in-the-viru-peipsi-sub-basin/view

47

projects/1444/reports/extraction-of-peat-and-the-reduction-of-the-concurrent-impact-on-

ground-and-surface-water-in-the-viru-peipsi-sub-basin/view), 16.05.2015.

Keskkonnaministeerium, 2010. Eesti turbaalade kaitse ja säästliku kasutamise viisid,

eelnõu

(http://www.envir.ee/sites/default/files/turbakontseptsioon_kodulehele_taiendatud.pdf),

16.05.2015.

Maaamet, 2013. Koondbilanss. (http://geoportaal.maaamet.ee/est/Andmed-ja-

kaardid/Geoloogilised-andmed/Maardlad/Maavaravarude-koondbilansid-p193.html),

16.05.2015.

Orru, M., Mikkelsaar, K., 2011. Kuivenduse mõju ulatus turba kaevandamisel

looduslikele sooaladele. Kaevandamine ja vesi. Tallinn.

(http://www.ene.ttu.ee/maeinstituut/artiklid/2011/ems2011/Orru_Mikkelsaar_Kuivendu

se_moju_ulatus_turba_kaevandamisel_looduslikele_sooaladele.pdf) 16.05.2015.

Postimees, 2014. http://www.parnupostimees.ee/2821750/tootsi-turvas-sai-loa-

kaevandada-lavassaare-turbamaardlas. 16.05.2015.

Talleks, 2015. Eesti masinatootja Talleks drenaažiekskavaator.

(http://www.talleks.pri.ee/?action=text&cat=2&ID=290&leht=3), 16.05.2015.

Turbaliit, 2015. Kaevandamine (http://www.turbaliit.ee/?go=Kaevandamine),

16.05.2015.

World Energy Council (WEC), 2013. World Energy Resources Survey: Peat.

(http://www.worldenergy.org/wp-

content/uploads/2013/09/Complete_WER_2013_Survey.pdf), 16.05.2015.

http://www.envir.ee/sites/default/files/turbakontseptsioon_kodulehele_taiendatud.pdf

http://geoportaal.maaamet.ee/est/Andmed-ja-kaardid/Geoloogilised-andmed/Maardlad/Maavaravarude-koondbilansid-p193.html

http://geoportaal.maaamet.ee/est/Andmed-ja-kaardid/Geoloogilised-andmed/Maardlad/Maavaravarude-koondbilansid-p193.html

http://www.parnupostimees.ee/2821750/tootsi-turvas-sai-loa-kaevandada-lavassaare-turbamaardlas

http://www.parnupostimees.ee/2821750/tootsi-turvas-sai-loa-kaevandada-lavassaare-turbamaardlas

http://www.talleks.pri.ee/?action=text&cat=2&ID=290&leht=3

http://www.turbaliit.ee/?go=Kaevandamine

http://www.worldenergy.org/wp-content/uploads/2013/09/Complete_WER_2013_Survey.pdf

http://www.worldenergy.org/wp-content/uploads/2013/09/Complete_WER_2013_Survey.pdf

Documents

Turba kaevandamise hüdroloogilise mõju vähendamine · 2016-07-19 · 3 1. SISSEJUHATUS Käesolev aruanne on valminud Keskkonnainvesteeringute keskuse (KIK) rahastatud projekti