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
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
Umbusi, kaevandusala piirdekraavist
13 kuni 30 m 4805 aasta keskmine Kull, 2013
Laukasoo, kaevandusala piirdekraavist
10 kuni 27 m 5242 aasta keskmine Kull, 2013
Umbusi, kaevandusala piirdekraavist
30 kuni 75 m 4368 aasta keskmine Kull, 2013
Laukasoo, kaevandusala piirdekraavist
27 kuni 44 m 6552 aasta keskmine Kull, 2013
Umbusi, kaevandusala piirdekraavist
75 kuni 150 m 3494 aasta keskmine Kull, 2013
Laukasoo, kaevandusala piirdekraavist
44 kuni 88 m 3058 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-
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.