Piiriülese veevahetuse määramine Eesti põhjaveekihtides

Transcript

1 1 Töö tellija: Keskkonnaagentuur Rein Perens Kristiina Kebbinau Piiriülese veevahetuse määramine Eesti põhjaveekihtides Juhatuse liige Aivar Pajupuu Töö finantseeritakse: KIK-i 2015 keskkonnaprogrammi veemajanduse programmi eelarvest, projekti nimetus Piiriülese veevahetuse määramine Eesti põhjaveevarude hindamisel Töö on koostatud lepingu nr 4-1/16/32 alusel Tallinn 2016

2 2 Annotatsioon Perens, R, Kebbinau, K. Piiriülese veevahetuse määramine Eesti põhjaveekihtides. Eesti Geoloogiakeskus OÜ, Hüdrogeoloogia osakond. Kadaka tee 82, Tallinn Tekst 53 lk, sh 8 joonist ja 17 tabelit; 1 tekstilisa ja 8 graafilist lisa. (Eesti Geoloogiakeskus OÜ, KAUR). Töö on tellitud Keskkonnaministeeriumi hallatava riigiasutuse Keskkonnaagentuuri (KAUR) poolt, ajendatuna vajadusest arvestada piiriülest põhjaveevahetust Eesti veebilansi koostamisel ja veekasutusindeksi (WEI+) arvutamisel. Töö sisuks on Venemaa ja Läti riigipiire ületava sissevoolava ja väljavoolava põhjavee koguse hinnangud (m³/a) erinevate piiriüleste või riigipiire puutuvate põhjaveekihtide (põhjaveekomplekside) ning põhjaveekogumite kaupa. Kokku on Eestis 39 põhjaveekogumit, millistest 13 omavad tähendust piiriüleses või riigipiiri puutuvas veevahetuses. Piiriüleste põhjaveekihtide ja põhjaveekogumite hüdrogeoloogilise ehituse ja filtratsiooniomaduste kirjeldused on koostatud põhiliselt aruande Põhjaveekogumite piiride kirjeldamine ja põhjaveekogumite hüdrogeoloogiliste kontseptuaalsete mudelite koostamine (OÜ Eesti Geoloogiakeskus, Tallinn, 2012) põhjal. Põhjavee hüdraulilise kalde arvutused on tehtud valitud arvutuslõigule lähimate hüdroisohüpside (hüdroisopieeside) absoluutväärtuste vahe ja põhjavee filtratsioonitee pikkuse järgi. Riigipiire ületava põhjavee koguse arvutamiseks vajalike põhjavee kallete ja hüdraulilise gradiendi arvutamiseks on kasutatud põhjavee modelleerimise tulemusi. Piiriüleste põhjaveekihtide ja põhjaveekogumite levikukaardid ja nende põhjaveevahetuse hindamine on esitatud graafiliste lisadena MapInfo vormingus. Piiriüleselt sisse- ja/või väljavoolava põhjavee kogused (m 3 /d ja m 3 /a) eraldiseisvate põhjaveekihtide (põhjaveekomplekside) ja põhjaveekogumite kaupa Vene ja Läti suunal on kokkuvõtlikult esitatud excelivormingus tekstilisas 1. Projektijuht: Rein Perens Sisukord Sissejuhatus 6

3 3 1. Piiriülese põhjaveevahetuse hindamise metoodika Hüdrogeoloogiline modelleerimine Piiriülese veevahetuse arvutamise lähteandmete valik Piiriüleste põhjaveekihtide ja põhjaveekogumite hüdrogeoloogiline ehitus ja filtratsiooniomadused Põhjaveekihtide, -komplekside ja -kogumite mõisted Kambriumi Vendi veekompleks Gdovi veekiht (V2gd) Voronka veekiht (V2vr) Kambriumi Vendi Voronka põhjaveekogum Voronka veekiht väljaspool põhjaveekogumit Ordoviitsiumi Kambriumi veekiht (O Ca) Ordoviitsiumi Kambriumi põhjaveekogum Ida-Eesti vesikonnas Ordoviitsiumi Kambriumi veekiht (O Ca) väljaspool põhjaveekogumit Siluri Ordoviitsiumi veekompleks (S O) Ordoviitsiumi Ida-Viru põhjaveekogum Ordoviitsiumi Ida-Viru põlevkivibasseini põhjaveekogum Siluri Ordoviitsiumi põhjaveekogum Devoni kihtide all Ida-Eesti vesikonnas Kesk Alam-Devoni veekompleks (D2 1) Kesk Alam-Devoni põhjaveekogum Lääne-Eesti vesikonnas Kesk Alam-Devoni põhjaveekogum Ida-Eesti vesikonnas Kesk Alam-Devoni veekompleks (D2 1) väljaspool põhjaveekogumeid Kesk-Devoni veekompleks (D2) Kesk-Devoni põhjaveekogum Lääne-Eesti vesikonnas Kesk-Devoni põhjaveekogum Ida-Eesti vesikonnas Kesk-Devoni põhjaveekogum Koiva vesikonnas Ülem-Devoni põhjaveekompleks (D3) Ülem-Devoni põhjaveekogum Kvaternaari Ruusmäe-Krabi põhjaveekogum 58

4 4 Kokkuvõte 50 Kasutatud kirjandus 53 Tabelid Tabel 1. Gdovi veekihi piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus 14 Tabel 2. Kambriumi Vendi Voronka põhjaveekogumi piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus 18 Tabel 3 Põhjaveekogumivälise Voronka veekihi piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus 19 Tabel.4. Ordoviitsiumi Kambriumi põhjaveekogumi Ida-Eesti vesikonnas piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus 23 Tabel 5. Ordoviitsiumi Kambriumi veekihi põhjaveekogumiväliselt liikuva piiriülese põhjaveekoguse arvutus 24 Tabel 6. Ordoviitsiumi Ida-Viru põhjaveekogumi piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus 27 Tabel 7. Ordoviitsiumi Ida-Viru põlevkivibasseini piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus 30 Tabel 8. Siluri Ordoviitsiumi põhjaveekogumi Devoni kihtide all Ida-Eesti vesikonnas piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus 31 Tabel 9. Kesk Alam-Devoni põhjaveekogumi Lääne-Eesti vesikonnas piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus 35 Tabel 10. Kesk Alam-Devoni põhjaveekogumi Ida-Eesti vesikonnas piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus 37 Tabel 11. Kesk Alam-Devoni veekompleksi väljaspool põhjaveekogumeid piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus 38 Tabel 12. Kesk-Devoni põhjaveekogumi Lääne-Eesti vesikonnas piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus 42 Tabel 13. Veevõtt Kesk-Devoni põhjaveekogumist Ida-Eesti vesikonnas aastal 43 Tabel 14. Kesk-Devoni põhjaveekogum Ida-Eesti vesikonnas piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus 44 Tabel 15. Kesk-Devoni põhjaveekogumi Koiva vesikonnas piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus 46 Tabel 16. Ülem-Devoni põhjaveekogumi piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus 48 Tabel 17. Kvaternaari Ruusmäe-Krabi põhjaveekogumi piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus 49

5 5 Joonised Joonis 1. Piiriülese Kesk Alam-Devoni veekompleksi modelleeritud põhjavee looduslik rõhk ja liikumissuund Leo Vallneri (2002) järgi 9 Joonis 2. Ida-Eesti vesikonna lõuna põhjasuunaline hüdrogeoloogiline läbilõige Leo Vallneri (2002) järgi 9 Joonis 3. Gdovi veekihi lasumi modelleeritud kaart 13 Joonis 4. Voronka veekihi lasumi modelleeritud kaart 16 Joonis 5. Ordoviitsiumi Kambriumi veekihi lasumi modelleeritud kaart 20 Joonis 6. Siluri Ordoviitsiumi veekompleksi lasumi modelleeritud kaart 25 Joonis 7. Kesk Alam-Devoni veekompleksi lasumi modelleeritud kaart 33 Joonis 8. Kesk-Devoni veekompleksi lasumi modelleeritud kaart 39 Tekstilisa Lisa 1. Põhjavee piiriülese veevahetuse hindamine Graafilised lisad Lisa 1. Gdovi veekihi põhjavee piiriülese veevahetuse hinnangu kaart Lisa 2. Voronka veekihi põhjavee piiriülese veevahetuse hinnangu kaart Lisa 3. Ordoviitsiumi Kambriumi veekihi põhjavee piiriülese veevahetuse hinnangu kaart Lisa 4. Siluri Ordoviitsiumi veekompleksi põhjavee piiriülese veevahetuse hinnangu kaart Lisa 5. Kesk Alam-Devoni veekompleksi põhjavee piiriülese veevahetuse hinnangu kaart Lisa 6. Kesk-Devoni veekompleksi põhjavee piiriülese veevahetuse hinnangu kaart Lisa 7. Ülem-Devoni põhjaveekogumi põhjavee piiriülese veevahetuse hinnangu kaart Lisa 8. Kvaternaari Ruusmäe-Krabi põhjaveekogumi Gdovi veekihi põhjavee piiriülese veevahetuse hinnangu kaart

6 6 Sissejuhatus Töö on tellitud Keskkonnaministeeriumi hallatava riigiasutuse Keskkonnaagentuuri poolt, ajendatuna vajadusest arvestada piiriülest põhjaveevahetust Eesti veebilansi koostamisel ja veekasutusindeksi (WEI+) arvutamisel. Veekasutusindeks (WEI+) võrdleb vee kasutamist taastuvate veeressursside suhtes. Selleks, et tagada võrreldavust teiste Euroopa Liidu liikmesriikide andmetega, tuleb WEI arvutamisel arvestada ka põhjavee piiriülese veevahetusega. Käesoleval ajal piiriüleseid põhjaveekogumeid Eestis ei ole moodustatud, Venemaale on tehtud ettepanek käsitleda piiriüleste põhjaveekogumitena Ordoviitsiumi veekompleksi ning Ordoviitsiumi Kambriumi ja Voronka (Venemaal Lomonossovi) veekihti. Töö sisuks on Venemaa ja Läti riigipiire ületava sissevoolava ja väljavoolava põhjavee koguse hinnangud (m³/a) erinevate piiriüleste või riigipiire puutuvate põhjaveekihtide (põhjaveekomplekside) ning põhjaveekogumite kaupa. Põhjaveekogumid on määratud keskkonnaministri määrusega nr 75. Määruse nr 75 muudatustega, mis jõustusid , lisandus esialgselt moodustatud 25 põhjaveekogumile 14 põhjaveekogumit. Kokku on Eestis 39 põhjaveekogumit, millistest 13 omavad tähendust piiriüleses või riigipiiri puutuvas veevahetuses. Töö teostamisel on lähtutud Euroopa Parlamendi ja Nõukogu Veepoliitika Raamdirektiivist 2000/60/EÜ, Põhjaveedirektiivist 2006/118/EÜ ja Veeseadusest. Piiriüleste põhjaveekihtide ja põhjaveekogumite hüdrogeoloogilise ehituse ja filtratsiooniomaduste kirjeldused on koostatud põhiliselt aruande Põhjaveekogumite piiride kirjeldamine ja põhjaveekogumite hüdrogeoloogiliste kontseptuaalsete mudelite koostamine (OÜ Eesti Geoloogiakeskus, Tallinn, 2012) põhjal. Riigipiire ületava põhjavee koguse arvutamiseks vajalike põhjavee kallete ja hüdraulilise gradiendi arvutamiseks on kasutatud põhjavee modelleerimise tulemusi: OÜ Eesti Geoloogiakeskus, Leo Vallner, Tallinn, 2002 Eesti hüdrogeoloogiline mudel ; OÜ Eesti Geoloogiakeskus, Rein Perens, Valeri Savva, Tallinn, 2007 Eesti-Vene piiriülese põhjavee geoloogiline ja hüdrogeoloogiline modelleerimine.

7 7 Piiriüleste põhjaveekihtide ja põhjaveekogumite levikukaardid ja nende põhjaveevahetuse hindamine on esitatud graafiliste lisadena MapInfo vormingus. Piiriüleselt sisse- ja/või väljavoolava põhjavee kogused (m 3 /d ja m 3 /a) eraldiseisvate põhjaveekihtide (põhjaveekomplekside) ja põhjaveekogumite kaupa Vene ja Läti suunal on kokkuvõtlikult esitatud excelivormingus tekstilisas 1. Töö tulemused on esitatud aruandena Keskkonnaagentuurile elektrooniliselt ja paberil kahes eksemplaris. Aruande teksti on koostanud hüdrogeoloogia osakonna nõunik Rein Perens, piiriülese põhjaveevahetuse põhjaveekoguste arvutused tegi ja graafilised lisad vormistas hüdrogeoloog Kristiina Kebbinau. Aruande keelelise korrektuuri tegi tehnik Kaja Zavitskaja. 1. Piiriülese põhjaveevahetuse hindamise metoodika 1.1. Hüdrogeoloogiline modelleerimine Piiriüleste veekihtide põhjavee dünaamika väljaselgitamine põhineb hüdrogeoloogilise modelleerimise tulemustel aastal koostati OÜ Eesti Geoloogiakeskuses Leo Vallneri poolt Eesti hüdrogeoloogiline mudel (Vallner 2002). Modelleerimiseks kasutati Ameerika Ühendriikide Geoloogiateenistuse programmipaketti MODFLOW ja GMS (Groundwater Modelling System). Modelleerimisvõrgu tihedus oli 4 km. Läbiviidud modelleerimisega rekonstrueeriti põhjavee looduslik rõhk ja liikumissuund kõikides Eesti põhjaveekihtides, sealhulgas ka piiriülese veevahetusega veekihtides (joonis 1). Modelleerimise lähteandmetena antavateks rajatingimusteks on brutoinfiltratsioon, evapotranspiratsioon (aurumine põhjavee pinnalt ja pinnaseniiskust kasutavast taimestikust) ja põhjavee väljapumpamine kaevudest. Vähese tõepärasusega määratava brutoinfiltratsiooni ja evapotranspiratsiooni asemel on mudelisse antud otse netoinfiltratsioon In vastava varemkoostatud kartogrammi alusel (Vallner 1997). Modelleerimisarvutused on tehtud statsionaarsel režiimil, kuivõrd see väljendab põhjavee rõhu tehismuutuste mõju maksimaalseid amplituude. Põhjavee rõhu loodusliku jaotumuse kohta koostati vastavad isopieeside ja põhjavee liikumissuundade kaardid ning hüdrogeoloogilised läbilõiked (joonis 2). Hiljem on Leo Vallner Eesti Geoloogiakeskuses loodud hüdrogeoloogilist mudelit täiendanud veekomplekside põhjaveebilansi arvutustega (Vallner & Porman 2016).

8 8 Käesolevas töös on piiriülese veevahetuse määramiseks kasutatud koostöös Prantsusmaa Geoloogiateenistusega (BRGM) a tehtud Eesti-Vene piiriäärsete alade hüdrogeoloogilise modelleerimise tulemusi, mis põhinevad 3-mõõtmelise modelleerimisprogrammi MARTHE kasutamisel (Perens & Savva 2007). Mudel hõlmab kogu põhjaveekihtkonna, kusjuures 11 mudelikihina eristatakse 7 põhjaveekompleksi või veekihti ja nende vahele jäävat 4 regionaalset veepidet. Mudelikihtidena eristatakse pinnakate, mis haarab kogu maapinnalähedase surveta põhjavee, Ülem-Devoni ja Kesk- Devoni veekompleks, Narva regionaalne veepide, Kesk Alam-Devoni veekompleks, Siluri Ordoviitsiumi veekompleks, Siluri Ordoviitsiumi regionaalne veepide, Ordoviitsiumi Kambriumi veekiht, Lükati Lontova regionaalne veepide, Voronka veekiht, Kotlini veepide ja Gdovi veekiht. Modelleerimisalasse on võetud ka Peipsi-Pihkva järv tervikuna. Töös sisestatud andmed ja kaardid on koostatud Ida-Eesti vesikonna ja Koiva vesikonna kohta.

9 9 Joonis 1. Piiriülese Kesk Alam-Devoni veekompleksi modelleeritud põhjavee looduslik rõhk ja liikumissuund Leo Vallneri (2002) järgi. Joonis 2. Ida-Eesti vesikonna lõuna põhjasuunaline hüdrogeoloogiline läbilõige Leo Vallneri (2002) järgi.

10 10 Käesoleva aruande koostamisel on mudelikaarte täiendatud ja parandatud vastavalt Eesti ja Venemaa viimaste aastate põhjaveeseire tulemustele (Pakudina 2015). Kuna piiriülene veevahetus Lätiga on valdavalt looduslik, siis on käesoleva aruande koostamisel piirdutud Eesti ja Läti piiriala haaravate hüdrogeoloogiliste kaartide mõõtkavas 1 : , kasutamisega (Väärsi 1972; Tšeban 1979; Tratsevski 1973) Piiriülese veevahetuse arvutamise lähteandmete valik MARTHE mudeliga modelleeritud veekihtide hüdroisohüpside (hüdroisopieeside) kaartide järgi on määratud piiriülese veevahetusega lõigud, arvutuslõigu pikkused, põhjavee hüdrauliline rõhk ja filtratsioonivoolu suund (graafilised lisad 1 8). MapInfo kaartidel tähistati riigipiiri punktid, mille vahelisel lõigul toimub kas põhjavee sissevool või väljavool (põhjavee liikumise suund on risti põhjaveesurve isojoontega). Juhul kui põhjaveesurve isojooned on risti riigipiiriga, siis märkimisväärset piiriülest veevahetust ei toimu ja põhjavee liikumine toimub piki riigipiiri. Modelleeritud kihipindade lasumuse (lasumi ja lamami absoluutkõrguste vahe) järgi on arvutatud piiriülese veevahetuse konkreetses lõigus veekihi paksus b. Riigipiiri ületavate või riigipiiri puutuvate põhjaveekoguste hindamine põhineb klassikalisel Darcy võrrandil: k b w dh dl filtratsioonikoefitsient, m/d; dh q k b w( ), kus dl veekihi paksus veevahetuse arvutuseks võetud isohüpside või isopieeside vahel; arvutuslõigu pikkus (voolujoonte vaheline kaugus); isopieeside survekõrguste vahe; isopieeside vaheline kaugus. Filtratsioonikoefitsiendi k ja veekihi paksuse b korrutis iseloomustab põhjaveekihi veeläbilaske võimet ehk põhjaveekihi veejuhtivust, mida tähistatakse tavaliselt km (m²/d). dh iseloomustab surve (rõhu) vähenemist filtratsioonitee ühiku kohta ehk hüdraulilist kallet dl (gradienti), mida tähistatakse tähega I. Valemiga v = k I tähistatakse filtratsioonikiirust, mis ei ole siiski vee tegelik voolukiirus kivimikihi poorides ja tühikutes. Tegelik vee voolukiirus on filtratsioonikiirus jagatud vett sisaldava kihi efektiivpoorsusega (suhtarvuna väljendatud). Seega võib vee liikumiskiirus sama gradiendi juures kordades erineda võrdse filtratsioonikoefitsiendiga pinnastes.

11 11 Põhjaveekihtide ja -kogumite filtratsioonikoefitsiendi arvutamiseks kasutati esmalt piiriäärsete puurkaevude andmestikku. Tulenevalt erinevusest puurkaevude konstruktsioonides ja pumpamiste metoodikas osutusid saadud väärtused väga erinevateks, mistõttu käesolevas töös on arvutuslikeks parameetriteks võetud suuremate veehaarete põhjaveevaru uuringutega või põhjaveekogumite ülevaatearuandes (Perens jt 2012) toodud keskmised näitajad. Põhjavee hüdraulilise kalde arvutused on tehtud valitud arvutuslõigule lähimate hüdroisohüpside (hüdroisopieeside) absoluutväärtuste vahe ja põhjavee filtratsioonitee pikkuse järgi. Riigipiire ületav (puutuv) põhjaveekihi või põhjaveekogumi sissevoolav või väljavoolav põhjaveekogus on arvutatud üksikute arvutuslõikude summeerimise teel eraldi Läti ja Venemaa kohta. Piiriüleste põhjaveekihtide ja põhjaveekogumite levikukaardid ja nende põhjaveevahetuse hindamine on esitatud graafiliste lisadena MapInfo vormingus. Piiriüleselt sisse- ja/või väljavoolava põhjavee kogused (m 3 /d ja m 3 /a) eraldiseisvate põhjaveekihtide (põhjaveekomplekside) ja põhjaveekogumite kaupa Vene ja Läti suunal on kokkuvõtlikult esitatud excelivormingus tekstilisas Piiriüleste põhjaveekihtide ja põhjaveekogumite hüdrogeoloogiline ehitus ja filtratsiooniomadused 2.1. Põhjaveekihtide, -komplekside ja -kogumite mõisted Vastavalt Veepoliitika raamdirektiivi 2000/60/EÜ määratlusele on põhjaveekiht üks või mitu maa-alust kivimikihti või muud geoloogilist kihti, mis on piisavalt poorsed ja läbilaskvad, et põhjavesi saaks seal märkimisväärses ulatuses voolata või sealt saaks olulises koguses põhjavett võtta. Põhjaveekihi filtratsioonikoefitsient peab olema suurem kui m/s (~1 m/d). Kui veekiht on oluline piirkonna veevarustuseks, võib filtratsioonikoefitsient lokaalselt ka väiksem olla. Veepoliitika raamdirektiivi klausleid ei rakendata madala veejuhtivusega veekihtidele, kui need ei ole veevarustuses olulised. Vastavalt Veepoliitika raamdirektiivi täitmise juhendmaterjalidele jagatakse veekihid sõltuvalt vettkandvate kivimite tühemike tüübist poorseteks, lõhelisteks ja kavernoosseteks ning sõltuvalt kivimite filtratsioonikoefitsiendist veekihtideks (k > 10 5 m/s), veepidemeteks (k = 10-5 m/s 10 9 m/s) ja tugevateks veepidemeteks (k < 10 9 m/s). Sellisele jaotusele lähedast

12 12 hüdrogeoloogiliste ühikute klassifikatsiooni on kasutatud ka Eesti põhjaveekihtkonna stratifitseerimisel (Perens & Vallner 1997). Kui põhjaveekiht on suhteliselt homogeenne ühik, siis vettkandva kompleksi all mõistetakse käesolevas aruandes fatsiaalselt ja aineliselt koostiselt kirjut, valdavalt ühte liiki veeläbilaskvusega, kuid erinevate filtratsiooniomadustega kihindit. Veepoliitika raamdirektiiv on võtnud riigi vesikondade veemajanduskavade elluviimiseks kasutusele põhjaveekogumi mõiste. Vastavalt Veepoliitika raamdirektiivile mõistetakse põhjaveekogumi all piiritletavat põhjavee mahtu põhjaveekihis või -kihtides. Põhjaveekogumite eristamise juhend (Horizontal Guidance Water Bodies) täpsustab mõistet oluline kogus põhjavett. Selleks loetakse geoloogilist kihti, kust on võimalik ammutada rohkem kui 10 m³ joogivett ööpäevas või mis võib varustada veega rohkem kui 50 inimest. Samas ei tohi põhjaveevõtt põhjustada negatiivseid muutusi põhjavee kvantitatiivses ja keemilises seisundis. Põhjaveekogumi ulatuse määramisel arvestatakse põhjaveekogumi hüdrogeoloogilisi tingimusi, sh põhjavee looduslikku keemilist koostist, kivimite füüsikalis-keemilisi ja veelisi omadusi, veevahetuse kiirust, tundlikkust hüdrokeemiliste mõjurite suhtes, inimtegevuse võimalikku mõju ning sotsiaalmajanduslikke aspekte. Arvestades nimetatud kriteeriumeid, on vastavalt keskkonnaministri määrusele nr 75 eristatud Eestis 5 põhjaveekogumite gruppi: Kvaternaari, Devoni, Siluri Ordoviitsiumi, Ordoviitsiumi Kambriumi ja Kambriumi Vendi, mis põhimõtteliselt vastavad Eestis traditsiooniliselt eristatavatele veekompleksidele. Nende gruppide piires on eristatud 39 põhjaveekogumit, millest 13 puudutavad riigipiiri Kambriumi Vendi veekompleks Gdovi veekiht (V2gd) Kambriumi Vendi veekompleks suidub Mandri-Eestis ligikaudu Häädemeeste Pikasilla Mõniste joonel. Plaanis jaguneb kompleks kaheks eriilmeliseks osaks. Võsu Võru joonest lääne poole jääv osa koosneb Vendi kihtide liivakividest ja aleuroliitidest, mis moodustavad seal Kambriumi Vendi veekompleksi. Piirist ida poole on välja eraldatud Kambrium-Vendi Gdovi ja Voronka veekihid. Hüdrogeoloogiline ehitus. Gdovi veekiht moodustab Ida-Eestis Venemaaga piirneva Kambriumi Vendi veekompleksi alumise osa. Veekiht koosneb segateralisest liivakivist ja aleuroliidist, valdava paksusega m, mis lasub vahetult kristalsel aluskorral. Ülemise veepideme moodustab Kotlini kihistu savi, mis ligikaudu Võsu Võru joonel suidub välja (gr.lisa 1). Veekiht lasub kallakusega lõuna suunas (joonis 3).

13 13 Joonis 3. Gdovi veekihi lasumi modelleeritud kaart.

14 14 Esialgne looduslik survepind on Põhja-Eesti rannikualal 3 5 m võrra meretasemest kõrgemal. Praegune survepinna sügavus maapinnast oleneb eelkõige kaevu asukohast. Vee survetaseme absoluutkõrgus kasvab lõuna suunas, mis määrab põhjavee liikumise suuna kagust loodesse ehk Venemaalt Eesti poole (gr. lisa 1). Põhjavee toitealana käsitletakse Mazuuria Valgevene antekliisi. Tektoonilistest struktuuridest (Lokno kõrgustik) tulenevalt puudub Eesti-Läti piirialal Kambriumi Vendi veekompleks, sealhulgas Gdovi veekiht. Gdovi veekihi vee suur mineraalsus ning Cl - - ja Na + -sisaldus on põhjuseks, miks Eesti-Vene piirilähedasel alal vesi ei vasta joogiveeallika kvaliteedinõuetele ja vastavat põhjaveekogumit ei ole moodustatud. Filtratsiooniomadused. Vettandvate kivimite filtratsioonikoefitsient on Põhja-Eestis 0,5 9,2 m/d. Lõuna suunas filtratsioonikoefitsient väheneb. Kohtla-Järve piirkonnas on veejuhtivus m²/d, vähenedes sealt lõuna ja ida poole alla 100 m²/d. Põhjavee liikumise kiirus on valdava hüdraulilise gradiendi 0,0008 ja kivimite efektiivpoorsuse 0,15 juures 0,016 m/d. Puurkaevude erideebitid varieeruvad suhteliselt laias vahemikus, olles keskmiselt 1,5 2,5 l/s m. Põhjaveekihi üldine veebilanss. Gdovi veekihi maht on 1751 km 3, efektiivpoorsus 0,15, mis teeb põhjavee kogumahuks 262,6 km 3. Aastase veevahetuse 0,013 km 3 juures on kogu veekihi veevahetuse kestus aastat. Põhjavee lateraalne sissevool Gdovi veekihti on m 3 /d ja väljavool 6300 m 3 /d (Vallner & Porman 2016). Põhjaveekihi looduslik veeressurss, põhjaveevõtt, põhjavee tarbevaru ja selle kasutamine. Kuna piiriülese veevahetusega alal Gdovi veekihi põhjavesi ei vasta joogivee kvaliteedinõuetele, siis veevõtt puudub. Narva-Jõesuu lähedal Merikülas on kinnitatud mineraalvee tarbevaru 100 m³/d, mida käeoleval ajal ei kasutata. Tabel 1. Gdovi veekihi piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus Jrk. nr Lõik põhjavee koguse määramiseks Lõigu pikkus L, m Põhjaveetasemete vahe Δh, m I arvutuse vahekaugus, l, m h I l paksus b, m pindala ω, m² k, m/d Piiriülene veevahetus, m³/a 1 A B , , , B C , , C D , D E , , , Kuna Gdovi veekihi toiteala asub väljaspool Eestit, on põhjavee liikumine kõikjal suunaga Venemaalt Eestisse (gr. lisa 1). Sissevoolava vee kogus: , ,2 = ,3 m 3 /d ehk m 3 aastas. Sisse Välja

15 Voronka veekiht (V2vr) Hüdrogeoloogiline ehitus. Veekiht esineb Ida-Eesti struktuur-fatsiaalses vööndis ja selle moodustavad peamiselt Kotlini lademe Voronka kihistu kvartsliivakivid ja aleuroliidid, kogupaksusega enamasti kuni 40 meetrit. Looduslikes tingimustes on veekihi survepind Soome lahe rannikul olnud 1,5 5,5 meetrit üle meretaseme, kusjuures lõuna suunas kasvab survepinna absoluutkõrgus Otepääl ja Petseris 60 meetrini. Veekiht lasub kallakusega lõuna suunas (joonis 4). Vastavalt veekihi lasumussügavuse muutumisele põhjast lõunasse ning litoloogilise koostise ja filtratsiooniomaduste muutumisele idast läände on muutlik ka põhjavee keemiline koostis. Voronka veekiht (V2vr) on kogu Põhja-Eesti jaoks üks olulisemaid joogiveeallikaid, mistõttu seal on moodustatud samanimeline põhjaveekogum, mille piiriülest veevahetust käsitletakse eraldi järgnevas peatükis. Tulenevalt veekihi erinevast kasutusest on põhjavee piiriülene liikumine Peipsi järvest põhja pool ja lõuna pool erinev. Kirde-Eestis toimub põhjavee liikumine Eestist Venemaale, Kagu-Eestis aga on põhjavee liikumise suund Venemaalt Eesti poole. Filtratsiooniomadused. Kivimite filtratsioonikoefitsient muutub vahemikus 0,6 12,5 m/d, olles keskmiselt 2 6 m/d. Veejuhtivus on Põhja-Eestis harilikult m²/d, ent väheneb lõuna poole kuni 50 m²/d või veelgi vähem. Puurkaevude erideebit jääb harilikult vahemikku 0,2 5,8 l/s m, keskmiselt 0,80 l/s m. Kesk- ja Lõuna-Eestis erideebit väheneb kuni 0,1 0,3 l/s m. Vettandvate kivimite efektiivpoorsus on hinnanguliselt 0,15. Põhjavee liikumise kiirus on valdava hüdraulilise gradiendi 0,0004 juures 0,008 m/d. Põhjaveekihi üldine veebilanss. Voronka põhjaveekihi maht on 740 km 3, efektiivpoorsus 0,15, mis teeb põhjavee kogumahuks 111,0 km 3. Aastase veevahetuse 0,015 km 3 juures on kogu veekihi veevahetuse kestus 7259 aastat. Põhjavee lateraalne sissevool veekihti on 9000 m 3 /d ja väljavool 2600 m 3 /d (Vallner & Porman 2016) Kambriumi Vendi Voronka põhjaveekogum (2) Hüdrogeoloogiline ehitus. Kambriumi Vendi Voronka põhjaveekogum on moodustatud Kambriumi Vendi veekompleksi Voronka veekihist. Litoloogilises koostises valdavad liivakivi ja aleuroliit. Põhjaveekogumi keskmine paksus on 27 m, vettandvate kivimite maht 140,8023 km³ ehk 140, m³. Põhjaveekogumi piiriülese tähendusega ala paikneb Ida-Viru maakonna territooriumil. Põhjaveekogumi põhjapiir on tegelikult määramata, sest puuduvad täpsed andmed Voronka veekihi mageda vee ja merevee lahkmeala kohta.

16 16 Joonis 4. Voronka veekihi lasumi modelleeritud kaart.

17 17 Tinglik piir kulgeb Soome lahe kaldajoonest 2 km kaugusel meres. Põhjaveekogumi lõunapiir on võrdlemisi tinglik ja kulgeb ligikaudu Koeru Roela Kauksi Vasknarva joont mööda, mis vastab vee kloriidide sisaldusele mg/l. Nimetatud piirist lõuna pool vee mineraalsus ja kloriidide sisaldus suurenevad, mistõttu Voronka veekihti Kesk- ja Lõuna-Eestis põhjaveekogumina ei käsitleta. Põhjaveekogumi idapiir kulgeb mööda Narva jõge ja füüsiliselt jätkub põhjaveekogum ka Venemaal. Eesti-Vene piiriveekogude kaitse ja kasutamise ühiskomisjoni seire, hinnangu ja rakendusuuringute töörühm käsitleb Eesti piires Voronka põhjaveekihti, millele Venemaal vastab Lomonossovi veekiht, piiriülese veekihina. Ida-Eesti vesikonna veemajanduskava kohaselt on põhjaveekogumi pindala 4954,9 km². Põhjaveekogum on kogu ulatuses kaetud Lükati Lontova (Calk Caln) regionaalse veepidemega, mis on esindatud samanimeliste Alam-Kambriumi kihistute aleuroliitide ja savidega. Veepideme paksus on keskmiselt 70 m ja see väheneb lõuna suunas. Veepide on väga tugeva isolatsioonivõimega: transversaalne filtratsioonikoefitsient jääb enamasti m/d vahemikku. Esialgne põhjaveetase oli põhjaveekogumi põhjaosas lähedane Gdovi veekihi põhjaveetasemele (~3 5 m üle merepinna) ja lõunas absoluutkõrgusel m. Looduslikes tingimustes suureneb surve lasumile põhjast lõuna suunas koos lasumussügavuse suurenemisega. Põhjaveevoolu suunad. Looduslik põhjaveevool suundub lõunast põhja, Soome lahes oleva väljeala poole, keskmiselt kallakusega 0, ,00081 ja kiirusega 0,00315 m/d. Käesoleval ajal oleneb põhjavee survetase ja põhjaveevoolu suund põhiliselt tarbimise intensiivsusest. Seoses intensiivse tarbimisega on põhjavee looduslik survetase oluliselt langenud ja Ida-Viru maakonnas on moodustunud survepinna ulatuslik alanduslehter, mille piires põhjaveevool on jagunenud suuremate veetarbijate (Jõhvi, Sillamäe ja Narva-Jõesuu) vahel. Põhjaveetasemete seire andmete põhjal alanes põhjaveetase veevõtu tõttu kuni aastani Sillamäel ja Jõhvis absoluutkõrgusele 50 m ja 53 m, edasi hakkas põhjaveetase tõusma ning ulatus aastal vastavalt absoluutkõrgusteni 17,08 m ja 12,63 m. Põhjaveetaseme taastumise põhjuseks on veevõtu vähenemine enam kui 4 korda alates aastast kuni aastani, mille tulemusel juurdevool alanduslehtrisse oli veevõtust oluliselt suurem. Viimastel aastatel on veetaseme tõus olnud 0,1 0,5 m aastas. Intensiivse tarbimise tõttu väljakujunenud põhjaveevoolu suuna muutus Soome lahe poolt mandri suunas kujutab kloriidide sisalduse suurenemise näol olulist riski põhjavee kvaliteedile. Põhjavesi infiltreerub vähesel määral allpool lasuvasse Kambriumi Vendi Gdovi põhjavee-

18 18 kogumisse, kuid käesoleval ajal on põhjaveevoolu suund tingitud eelkõige intensiivsest veevõtust Venemaal, mistõttu põhjavee liikumine toimub Eestist Venemaale (gr. lisa 2). Põhjaveekogum toitub looduslikult Ordoviitsiumi Kambriumi veekihist läbi Lükati Lontova veepideme nõrgunud veest ja mattunud ürgorgude (Voka Vasavere) kohal läbi kvaternaarisetete infiltreeruvast sademeveest. Veevõtu korral lisandub teatud suurusega veevõtust alates ka transiitvool veekihi merealusest osast. Filtratsiooniomadused. Vettandvate kivimite lateraalne filtratsioonikoefitsient on vahemikus 1,3 9,6 m/d, keskmiselt 4,2 m/d, ent väheneb kiiresti lõuna suunas. Transversaalne filtratsioonikoefitsient asub intervallis 0,1 0,5 m/d. Olemasolevate väheste andmete põhjal on vettandvate kivimite poorsus 0,15 0,2. Põhjaveekogumi veejuhtivus km on valdavalt m²/d, keskmiselt 78 m²/d. Vettandvate kivimite efektiivpoorsus on hinnanguliselt 0,15. Põhjavee liikumise kiirus on valdava hüdraulilise gradiendi 0,0005 juures 0,013 m/d. Põhjaveekogumi looduslik veeressurss, põhjaveevõtt, põhjavee tarbevaru ja selle kasutamine. Ida-Eesti vesikonna veemajanduskavas on põhjaveekogumi tegelikuks põhjaveeressursiks hinnatud m 3 ööpäevas. Voronka põhjaveekogumi vett kasutab suur hulk veehaardeid, mis asuvad nii kaldajoone ligidal (Toila, Sillamäe ja Narva-Jõesuu) kui ka sellest km lõuna pool (Narva, Voka, Oru, Jõhvi). Summaarne veevõtt aastatel moodustas 503, m³. (Perens jt 2012). Viimastel aastatel on täheldatud veevõtu vähenemist, mistõttu registreeritud veevõtt moodustab enamasti alla kolmandiku kinnitatud põhjaveevarust. Nii on Narva linna kinnitatud põhjaveevaru 3500 m 3 ööpäevas, veevõtt valdavalt m 3 ööpäevas, Narva- Jõesuus m 3 ööpäevas, kinnitatud põhjaveevaru 2500 m 3 ööpäevas, Sillamäel m 3 ööpäevas, kinnitatud põhjaveevaru 6500 m 3 ööpäevas. Tabel 2. Kambriumi Vendi Voronka põhjaveekogumi piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus Jrk. nr Lõik põhjavee koguse määramiseks Lõigu pikkus L, m Põhjaveetasemete vahe Δh, m I arvutuse vahekaugus, h I l, m l paksus b, m pindala ω, m² k, m/d Piiriülene veevahetus, m³/a 1 F - G , , , G - H Seoses intensiivse veevõtuga Venemaal Ivangorodis on põhjavee liikumise suund Ida- Virumaal Eestist Venemaale (gr. lisa 2). Arvutuslik väljavoolav veekogus on 3404,1 m 3 ööpäevas ehk m 3 aastas. Sisse Välja

19 Voronka veekiht väljaspool põhjaveekogumit Hüdrogeoloogiline ehitus. Koeru Roela Kauksi Vasknarva joonest, mis vastab vee kloriidide sisaldusele mg/l, lõuna pool Voronka veekihti Kesk- ja Lõuna-Eestis põhjaveekogumina ei käsitleta. Kogu Lõuna-Eesti kuulub kloriidse vee levikualasse. Mitmel pool (Värska, Petseri) on sellest veekihist saadud mineraalvett, mineraalsusega 5,6 9,8 g/l. Veepoliitika raamdirektiivi kohaselt on see piirkond põhjaveekogumi levikualast välja arvatud (gr. lisa 2). Põhjaveevoolu suunad. Looduslik põhjaveevool suundub lõunast põhja. Filtratsiooniomadused. Kivimite filtratsioonikoefitsient põhjaveekogumist lõuna poole väheneb kuni 0,5 1,0 m/d ja veekihi veejuhtivus on kuni 30 m²/d või veelgi vähem. Kesk- ja Lõuna-Eestis puurkaevude erideebit väheneb kuni 0,1 0,3 l/s m. Vettandvate kivimite efektiivpoorsus on hinnanguliselt 0,15. Põhjavee liikumise kiirus on valdava hüdraulilise gradiendi 0,0003 juures 0,003 m/d. Põhjavee looduslik ressurss, põhjaveevõtt, põhjavee tarbevaru ja selle kasutamine. Väljaspool põhjaveekogumit põhjavee tarbevaru üle arvestus puudub ja kõrge mineraalainete sisalduse tõttu ei leia vesi kasutamist. Tabel 3 Põhjaveekogumivälise Voronka veekihi piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus Jrk. nr Lõik põhjavee koguse määramiseks Lõigu pikkus L, m Põhjaveetasemete vahe Δh, m I arvutuse h vahekaugus, I l, m l paksus b, m pindala ω, m² k, m/d Piiriülene veevahetus, m³/a Sisse 1 H - I , I - J , Välja Kagu-Eestis on säilinud põhjavee looduslik seisund ja põhjavee liikumise suund on Venemaalt Eestisse (gr. lisa 2). Arvutuslik sissevoolav veekogus on 403,1 m 3 ööpäevas ehk m 3 aastas Ordoviitsiumi Kambriumi veekiht (O Ca) Hüdrogeoloogiline ehitus. Ordoviitsiumi Kambriumi veekiht jääb Siluri Ordoviitsiumi regionaalse veepideme alla, levides peaaegu kogu Eestis, välja arvatud Põhja-Eesti rannikumadalikul ning Mõniste Lokno kerkealal. Veekiht koosneb Alam-Ordoviitsiumi Pakerordi lademe Kallavere kihistu ja Alam-Kambriumi Tiskre kihistu peeneteralisest liivakivist ja aleuroliidist. Veekihi paksus on m, kasvades lõuna poole. Veekiht lasub kallakusega lõuna suunas (joonis 5). Sügavus maapinnast suureneb meetrist Põhja-Eesti pankrannikul kuni 500 meetrini Eesti lõunapiiril.

20 20 Joonis 5. Ordoviitsiumi Kambriumi veekihi lasumi modelleeritud kaart.

21 21 Põhjaveevoolu suunad. Peamiseks toitumisalaks on Pandivere kõrgustik, kus Ordoviitsiumi kihtidest läbi Siluri Ordoviitsiumi regionaalse veepideme nõrgunud vesi valgub surveliste filtratsioonivooludena laiali radiaalsuundades. Vee survepinna absoluutkõrgus on seal looduslikes tingimustes kuni 70 m. Käesoleval ajal on veekiht oluliseks ühisveevarustuse allikaks Põhja-Eestis, kuid varasematel aastatel on teda intensiivselt kasutatud ka Pärnus, Viljandis ja Tartus. Kvaliteedinõuetele vastava vee levikualal Põhja- ja Kesk-Eestis on moodustatud vastav põhjaveekogum. Käesoleval ajal toimub Venemaaga ühise piiriülese põhjaveeseire programmi kooskõlastamine. Filtratsiooniomadused. Ordoviitsiumi Kambriumi veekihi läbilaskvus on pindalaliselt üsna ühtlane, kuna lateraalne filtratsioonikoefitsient jääb enamasti vahemikku 1 3 m/d. Läbilaskvus väheneb üldiselt lõuna suunas. Seevastu vettandvate kihtide paksusest olenevalt on veejuhtivus Keskja Kagu-Eestis m²/d, ent Põhja-Eestis vaid m²/d. Puurkaevude deebit moodustab 5 7 l/s alandusel m. Erideebit kõigub valdavalt vahemikus 0,1 0,3 l/s m. Vettandvate kivimite efektiivpoorsus on hinnanguliselt 0,15. Põhjavee liikumise kiirus on valdava hüdraulilise gradiendi 0,0005 juures 0,005 m/d. Põhjaveekihi üldine veebilanss. Ordoviitsiumi Kambriumi veekihi maht on 4371 km 3, efektiivpoorsus 0,05, mis teeb põhjavee kogumahuks 218,5 km 3. Aastase veevahetuse 0,041 km 3 juures on kogu veekompleksi veevahetuse kestus 5289 aastat. Põhjavee lateraalne sissevool veekihti on m 3 /d ja väljavool m 3 /d (Vallner & Porman 2016). Siinjuures on arvestatud ka põhjavee väljavoolu Põhja-Eestis. Ordoviitsiumi Kambriumi veekiht on väljaspool põhjaveekogumit esindatud sisuliselt mineraalveega, mille kinnitatud tarbevaru kahes Värska puurkaevus on hinnatud 540 m 3 /d. Kuigi mineraalvee kasutamises täheldatakse tõusutrendi, moodustab veevõtt vähem kui kümnendiku kinnitatud varust (2014. aastal 52 m 3 /d; Olesk 2015) Ordoviitsiumi Kambriumi põhjaveekogum Ida-Eesti vesikonnas (5) Hüdrogeoloogiline ehitus. Põhjaveekogum ulatub Loksa Viljandi joonest itta kuni Narva jõeni ja Pihkva järveni (gr. lisa 3). Piiriülese veevahetusega ala paikneb Ida-Viru, Jõgeva ja Tartu maakonna territooriumil. Põhjapiir kulgeb Põhja-Eesti rannikumadalikul mööda Kambriumi ladestu Tiskre või Kallavere kihistu avamusjoont või vahetult mööda Põhja-Eesti klinti. Geoloogiliselt jätkub veekiht ka Venemaal. Lõunas ulatub põhjaveekogum Tartu linnani, kus käesoleval ajal on arvel kinnitatud põhjaveevaru m³/d. Tartust lõuna pool ületab kloriidide sisaldus 350 mg/l ning seetõttu ei vasta vesi joogiveeallika kvaliteedinõuetele.

22 22 Vettandvateks kivimiteks on Ülem-Kambriumi Alam-Ordoviitsiumi Kallavere kihistu hele kvartsliivakivi ja Alam-Kambriumi Tiskre kihistu hele aleuroliitne kuni peeneteraline kvartsliivakivi. Põhjaveekogumi paksus suureneb lõuna suunas 18,5 meetrilt Aa mõisa juures kuni 47 meetrini Tartus. Vettandvate kivimite keskmine paksus on 23 m. Vettandvate kivimite maht on 271, m³, kivimite poorsuskoefitsiendi n = 0,15 juures. Vee maht kivimites V = W n = 271, ,15 = 40, m³. Põhjaveekogum on põhjaosas kaetud Alam-Ordoviitsiumi Türisalu kihistu tumepruuni kerogeense kiltsaviga (diktüoneemakildaga), millel lasub Leetse kihistu tumehall glaukoniitne liivakivi või Toila kihistu savikate vahekihtidega dolomiitne glaukoniitlubjakivi. Veepide on kallakusega lõuna suunas (3 4 m 1 km kohta). Veepideme paksus suureneb lõuna suunas, moodustades Kesk- ja Lõuna-Eestis Siluri Ordoviitsiumi regionaalse veepideme. Põhjaveekogumi sügavus maapinnast on klindi piirkonnas m, Tartus 350 m. Veepideme horisontaalsuunaline veejuhtivus on hinnatud 0,001 1,0 m/d, vertikaalne veejuhtivus on vahemikus m/d. Põhjaveevoolu suunad. Ordoviitsiumi Kambriumi põhjaveekogum Ida-Eesti vesikonnas toitub Siluri Ordoviitsiumi põhjaveekompleksist, läbi Siluri Ordoviitsiumi regionaalse veepideme nõrgunud veest ja Purtse ning Vasavere ürgoru kohal läbi kvaternaarisetete infiltreeruvast sademeveest. Peamine toitumisala on Pandivere kõrgustik, kust Ordoviitsiumi kihtidest läbi Siluri Ordoviitsiumi regionaalse veepideme nõrgunud vesi valgub ühtlaste surveliste filtratsioonivooludena laiali radiaalsuundades. Põhjavee survepind ulatub Pandivere kõrgustikul kuni 70 m üle merepinna. Põhja-Eesti klindi piirkonnas väheneb Pandivere kõrgustikult survepinna absoluutkõrgus igas suunas radiaalselt tasemele m üle merepinna. Tartus on survetase 3 5 m sügavusel maapinnast ehk m üle merepinna. Seoses intensiivse veevõtuga on mitmes Ida-Eesti vesikonna piirkonnas (Mäetaguse vald, Estonia kaevandus, Kiviõli, Rakvere, Tapa) välja kujunenud kohalikud alanduslehtrid. Kirde- Eestis lisandub kaevandusvee ärajuhtimise mõju. Põhjaveevool infiltreerub vähesel määral allpool lasuvatesse Kambriumi Vendi põhjaveekogumitesse. Väljavooluala praktiliselt puudub ning piirdub kitsa alaga Põhja-Eesti klindi jalamil. Ordoviitsiumi Kambriumi põhjaveekogum ületab riigipiiri Ida-Virumaal, olles seal nii Eesti kui Venemaa veekasutuse mõju all. Seoses veekihi intensiivse kasutamisega Venemaal Slantsõ linna piirkonnas toimub põhiline põhjavee liikumine Eestist Venemaale. Käesoleval ajal toimub Venemaaga ühise piiriülese põhjaveeseire programmi kooskõlastamine.

23 23 Filtratsiooniomadused. Vettandvate kivimite lateraalne filtratsioonikoefitsient on üldiselt vahemikus 0,5 3 m/d, vähenedes lõuna suunas. Liivakivi elastne mahtuvus on 2, Põhjaveekogumi veejuhtivus km on valdavalt m²/d. Vettandvate kivimite efektiivne poorsus on hinnanguliselt 0,05. Põhjavee liikumise kiirus valdava hüdraulilise gradiendi 0,0005 juures on 0,005 meetrit ööpäevas Põhjaveekogumi looduslik veeressurss, põhjaveevõtt, põhjavee tarbevaru ja selle kasutamine. Ida-Eesti vesikonna veemajanduskavas on põhjaveekogumi tegelikuks põhjaveeressursiks hinnatud m 3 ööpäevas. Põhjavee loodusliku ressursi hinnang on antud looduslähedastes, st veevõtust rikkumata tingimustes võrrandi Q = ω I k järgi, kusjuures filtratsioonikoefitsiendi k väärtusteks ristlõikejoontel on võetud 1,62 ja 0,82 m/d. Erinevates suundades arvutatud põhjavee vooluhulk 1 km pikkuse ristlõike kohta moodustas 8,56 13,48 m 3 /d (Perens jt 2012). Tabel.4. Ordoviitsiumi Kambriumi põhjaveekogumi Ida-Eesti vesikonnas piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus Jrk. nr Lõik põhjavee koguse määramiseks Lõigu pikkus L, m Põhjaveetasemete vahe Δh, m I arvutuse h vahekaugus, I l, m l paksus b, m pindala ω, m² k, m/d Piiriülene veevahetus, m³/a 1 K L , L - M , , M - N , N - O , , O - P , , Sisse Välja Põhjaveekogumi levikualal on põhjavee liikumise suund suuresti määratud vee tarbimisest ja väljapumpamisest Venemaal Slantsõ linna piirkonnas (gr. lisa 3). Seoses sellega on põhjavee liikumise suund Ida-Virumaal Eestist Venemaale. Arvutuslik väljavoolav veekogus on 47, , ,5 = 2044,8 m 3 ööpäevas ehk m 3 aastas Ordoviitsiumi Kambriumi veekiht (O Ca) väljaspool põhjaveekogumit Hüdrogeoloogiline ehitus. Kvaliteedinõuetele mittevastava vee levikualal Kagu-Eestis suureneb veekihi sügavus maapinnast kuni 500 meetrini Eesti lõunapiiril. Põhjaveevoolu suunad. Vee survepinna absoluutkõrgus on seal looduslikes tingimustes kuni 70 m. Kagu-Eestis leiab aset soolaka mineraalvee vähene juurdevool Venemaalt Eestisse. Filtratsiooniomadused. Ordoviitsiumi Kambriumi veekihi läbilaskvus on pindalaliselt üsna ühtlane, kuna lateraalne filtratsioonikoefitsient jääb enamasti vahemikku 1 3 m/d. Läbilaskvus

24 24 väheneb üldiselt lõuna suunas. Seevastu vettandvate kihtide paksusest olenevalt on veejuhtivus Keskja Kagu-Eestis m²/d. Vettandvate kivimite efektiivpoorsus on hinnanguliselt 0,15. Põhjavee liikumise kiirus on valdava hüdraulilise gradiendi 0,002 juures 0,02 m/d. Põhjaveekogumi looduslik veeressurss, põhjaveevõtt, põhjavee tarbevaru ja selle kasutamine. Ordoviitsiumi Kambriumi veekiht on väljaspool põhjaveekogumit esindatud sisuliselt mineraalveega, mille kinnitatud tarbevaruks kahes Värska puurkaevus on hinnatud 540 m 3 /d. Kuigi mineraalvee kasutamises täheldatakse tõusutrendi, moodustab veevõtt vähem kui kümnendiku kinnitatud varust (2014. aastal 52 m 3 /d; Olesk 2015). Tabel 5. Ordoviitsiumi Kambriumi veekihi põhjaveekogumiväliselt liikuva piiriülese põhjaveekoguse arvutus Jrk. nr Lõik põhjavee koguse määramiseks Lõigu pikkus L, m Põhjaveetasemete vahe Δh, m I arvutuse vahekaugus, l, m h I l paksus b, m pindala ω, m² k, m/d Piiriülene veevahetus, m³/a 1 P - Q , Q - R , , R- S S - T , T - U U - V , V - Õ , , Kagu-Eestis on säilinud põhjavee looduslik seisund ja põhjavee liikumise suund on Venemaalt Eestisse ja Eestist Lätisse (gr. lisa 3). Arvutuslik sissevoolav veekogus Venemaalt on 434,6 m 3 ööpäevas ehk m 3 aastas ja Lätist m 3 ööpäevas ehk m 3 aastas Siluri Ordoviitsiumi veekompleks (S O) Hüdrogeoloogiline ehitus. Siluri Ordoviitsiumi veekompleks on tähtis veevarustuse allikas Pärnu Põlva joonest põhja pool. Veekihtide stratigraafilisest kuuluvusest tulenevalt on Siluri ja Ordoviitsiumi ladestute veekihte käsitletud ka omaette veekompleksidena ja veekihtidena. Veekompleks lasub kallakusega lõuna suunas (joonis 6). Põhjaveevoolu suunad. Peamiseks toitumisalaks on Pandivere kõrgustik, kust vesi valgub filtratsioonivooludena laiali radiaalsuundades. Filtratsiooniomadused. Otsene näitaja, mis peegeldab põhjaveekogumi vertikaalset ja horisontaalset muutlikkust, on filtratsioonikoefitsient. Kõige olulisem seaduspära on vett sisaldavate lõhede ja nendega seotud veekihtide veejuhtivuse kiire vähenemine kihtide lasumussügavuse suurenemisel. Peale kihtide lasumussügavuse tingivad filtratsioonilist muutlikkust ka kivimite litoloogilised ja tekstuurilised iseärasused. Sisse Välja

25 25 Joonis 6. Siluri Ordoviitsiumi veekompleksi lasumi modelleeritud kaart.

26 26 Tulenevalt lasumusest ja paiknemisest eristatakse veekompleksi koosseisus rida põhjaveekogumeid, millistest piiriülest tähendust omavad Ordoviitsiumi Ida-Viru põhjaveekogum, Ordoviitsiumi Ida-Viru põlevkivibasseini põhjaveekogum ja Siluri Ordoviitsiumi põhjaveekogum Devoni kihtide all Ida-Eesti vesikonnas. Põhjaveekompleksi üldine veebilanss. Siluri Ordoviitsiumi veekompleksi maht on 4366 km 3, efektiivpoorsus 0,03, mis teeb põhjavee kogumahuks 131,0 km 3. Aastase veevahetuse 1069 km 3 juures on kogu veekompleksi veevahetuse kestus 123 aastat. Põhjavee lateraalne sissevool veekompleksi on m 3 /d ja väljavool m 3 /d (Vallner & Porman 2016). Siinjuures on arvestatud ka põhjavee väljavoolu Põhja-Eestis Ordoviitsiumi Ida-Viru põhjaveekogum (6) Hüdrogeoloogiline ehitus. Ordoviitsiumi Ida-Viru põhjaveekogum on moodustatud Ordoviitsiumi põhjaveekompleksi veekihtidest. Administratiivselt paikneb põhjaveekogum tervenisti Ida-Viru maakonnas põlevkivi kaevandamisalast väljaspool (gr.lisa 4). Põhjaveekogumi piirid on määratletud eeskätt administratiivsete ja hüdrogeoloogiliste mõjupiirkondade järgi ning riigipiiriga. Põhjaveekogumi läänepiir ühtib Ida-Viru maakonna piiriga, põhjapiir kulgeb mööda Põhja-Eesti klinti, idapiir piki Narva jõge ja lõunas ulatub põhjaveekogum Peipsi järveni. Põhjaveekogumit moodustavad veekihid jätkuvad ka teisel pool Narva jõge Venemaal, mistõttu kohati võib aset leida ka piiriülene veevahetus. Suhteliselt tinglik on piir Ordoviitsiumi Ida-Viru põlevkivibasseini põhjaveekogumiga. Põhjaveekogumi pindala on 2099 km², maksimaalne ulatus läänest itta on 84,0 km ja põhjast lõunasse 67,2 km. Põhjaveekogumi lasuv veepide on äärmiselt ebaühtlane. Ida-Viru põlevkivibasseinist põhja pool lasuv veepide praktiliselt puudub ja vettandvad kivimid on kaetud suhteliselt õhukese glatsiaalse geneesiga, valdavalt moreenist koosneva pinnakattekihiga. Põlevkivikaevandustest lõuna pool on laia levikuga ka Kesk-Devoni Narva lademe sporaadiliselt vett andev veekiht, mis kohati moodustab lasuva veepideme. Vettandvad kivimid on lubjakivid ja dolomiidid, mis on kohati tugevasti karstunud ja lõhestunud (eriti 30 m paksune ülemine osa). Vanuseliselt haaravad põhjaveekogumi kivimid peaaegu kogu Ordoviitsiumi läbilõike Kunda lademest kuni Porkuni lademeni. Põhjaveekogumi paksus suureneb lõuna suunas 8 10 m Põhja-Eesti klindil kuni meetrini Peipsi järve ääres. Põhjaveevoolu suunad. Põhjaveekogum toitub avamusalal läbi pinnakatte infitreeruvast sademeveest ja idaosas Kesk Alam-Devoni põhjaveekogumi veest. Põhjavee survepind jälgib suures osas maapinna reljeefi. Suuremal osal alast on põhjavee survepind 1 3 m sügavusel maapinnast. Põhjavesi infiltreerub allpool lasuvasse Ordoviitsiumi Kambriumi põhjavee-

27 27 kogumisse, liigub transiitvooluna Ordoviitsiumi Ida-Viru põlevkivibasseini põhjaveekogumisse (seni kuni kaevandusvett välja pumbatakse). Väljavoolualadeks on Põhja-Eesti klint, Peipsi järv ja Narva jõgi. Viimaste dreneerivast mõjust tingituna märkimisväärset piiriülest veevahetust ei toimu. Põhjaveekogumi põhjaveerežiim sõltub looduslike faktorite (sademed, aurumine jm) ja Estonia kaevanduse ning Narva karjääride vee ärajuhtimise koosmõjust. Kvaternaari veekihtide, sealhulgas Puhatu soostiku rabalasundi veerežiim sõltub eelkõige sademetest. Käesoleval ajal ei ole kaevandamise mõju Puhatu soostiku veerežiimile täheldatud. Filtratsiooniomadused. Vettandvad kivimid on lubjakivid ja dolomiidid, mis on kohati tugevasti karstunud ja lõhestunud (ülemine, 30 m paksune osa), vesi liigub vettandvate kivimite lõhedes. Põhjaveekogumi karbonaatkivimite ülemises, kuni 20 m paksuses osas on filtratsioonikoefitsient 5 30 m/d, sügavusvahemikus m 3 5 m/d ning sügavamal kui 50 m 1 2 m/d. Põhjaveekogumi veejuhtivus km oleneb avatud intervalli sügavusest ja on võrdlemisi muutlik. Valdavalt on veejuhtivus m²/d. Põhjaveevoolu looduslik liikumiskiirus on tavaliselt 1 10 m/d. Kihtidevahelise transversaalse põhjavee liikumise kiiruseks hinnatakse 0,001 1 m/d. Vettandvate kivimite efektiivpoorsus on hinnanguliselt 0,03. Põhjavee liikumise kiirus on valdava hüdraulilise gradiendi 0,0007 juures 0,07 m/d. Põhjaveekogumi looduslik veeressurss, põhjaveevõtt, põhjavee tarbevaru ja selle kasutamine. Ida-Eesti vesikonna veemajanduskavas on põhjaveekogumi tegelikuks põhjaveeressursiks hinnatud m³/aastas ehk m³/d. Põhjaveekogumis puuduvad kinnitatud põhjaveevaruga veehaarded. Veevõtt puurkaevudest moodustab 236 m³/d. (Perens jt 2012). Tabel 6. Ordoviitsiumi Ida-Viru põhjaveekogumi piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus Jrk. nr Lõik põhjavee koguse määramiseks Lõigu pikkus L, m Põhjaveetasemete vahe Δh, m I arvutuse vahekaugus, l, m h I l paksus b, m pindala ω, m² k, m/d Piiriülene veevahetus, m³/a 1 A` - B` , , B` - C` ,0 0 0 Sisse Välja Tingituna Narva jõe dreenivast mõjust on põhjavee liikumine valdavalt küll Venemaa suunas, kuid äravool, 562,5 m 3 ööpäevas ehk m 3 aastas, piirdub sissevooluga Narva jõkke (gr. lisa 4).

28 Ordoviitsiumi Ida-Viru põlevkivibasseini põhjaveekogum (7) Hüdrogeoloogiline ehitus. Ordoviitsiumi Ida-Viru põlevkivibasseini põhjaveekogum on moodustatud Ordoviitsiumi veekompleksi Nabala Rakvere, Keila Kukruse ja Lasnamäe Kunda veekihist. Põhjaveekogum levib Ida-Viru maakonna keskosas. Põhjaveekogumi piirid on määratletud eeskätt põlevkivikaevandamise ja -energeetika mõjupiirkonnaga ja riigipiiriga. See on ala, mille põhjavesi on, johtuvalt kaevanduste, karjääride, samuti keemia- ning energeetikatööstusettevõtete ning nende jäätmeladestuste mõjust, joogiveeallikana perspektiivitu. Läänes ulatub põhjaveekogum suletud Kiviõli kaevanduse ja Põhja-Kiviõli põlevkivikarjäärini, põhja poolt haarab põhjaveekogum suletud Kohtla, Käva ja Kukruse kaevanduse, lõunast Uus-Kiviõli ja Ojamaa kaeveväljad ning Estonia kaevanduse. Piiriülese veevahetusega on seotud ainult Kvaternaari Vasavere põhjaveekogumist ida poole jääv põhjaveekogumi osa, mis haarab OÜ Eesti Energia Kaevandused Sirgala, Viivikonna ja Narva karjäärid. Põhjaveekogumi pindala on 1095 km², maksimaalne ulatus läänest itta on 75,7 km ja põhjast lõunasse 30,9 km (gr. lisa 4). Savika lubjakivi ja mergli esinemine läbilõikes võimaldab eristada põhjaveekogumis suhteliselt iseseisvaid, erinevate filtratsiooniomaduste, veetasemete ja põhjavee keemilise koostisega veekihte. Üleujutatud kaevanduste piires eristatakse kahte, Keila Kukruse ja Lasnamäe Kunda veekihti, mis on teineteisest eraldatud Kesk-Ordoviitsiumi Uhaku lademe savikast lubjakivist koosneva suhtelise veepidemega. Põhjaveekogumi lasuv veepide on ebaühtlane. Vettandvate kivimite avamusala on kaetud 2 10 meetri paksuse glatsiaalse, fluvioglatsiaalse ja limnoglatsiaalse geneesiga pinnakattekihiga, mis ei moodusta väljapeetud veepidet. Ainult Narva karjäärist lõuna pool on Ordoviitsiumi ladestu kivimid kaetud Kesk-Devoni Narva lademe sporaadiliselt vett andva veekihiga, mis kohati moodustab ka suhteliselt väljapeetud veepideme. Narva lademe kivimite filtratsioonikoefitsient avamusalal on hinnatud 0,06 3,4 m/d. Põhjaveevoolu suunad. Põhjavee looduslik liikumissuund on Pandivere kõrgustikult kirdesse. Kohalikuks põhjavee toitealaks on Kurtna mõhnastik, kus regionaalne põhjaveevool jaguneb kaheks: läänepoolne suundub Ojamaa ja Estonia kaevanduse poole, idapoolne Narva karjääride suunas. Põhjavee survepind on mõjutatud põlevkivi kaevandamisest ja sellest tulenevast kaevandusvee ärajuhtimisest. Põhjavesi on valdavalt surveta. Maapinnalähedase Nabala Rakvere veekihi veetase on enamasti 0,3 6,0 m sügavusel maapinnast, kaevetööde mõjupiirkonnas tunduvalt sügavamal kuni 30 m maapinnast.

29 29 Karjääride ja kaevandustega läbitud Keila Kukruse veekiht on kaevetööde piirkonnas täielikult dreenitud kuni põlevkivi tootsa kihindi lamamini. Lasnamäe veekiht on valdavalt surveline ja tema piesomeetriline tase püsib ülemise, Keila Kukruse veekihi tasemest 2 6 m madalamal. Põhjaveekogumi põhjaveerežiim sõltub looduslike faktorite (sademed, aurumine jm) ja kaevanduste (Estonia, Ojamaa) ning Narva karjääride vee ärajuhtimise koosmõjust. Kaevanduste veeärastuse mõju ulatuses täheldatakse kindlat seaduspära, mis oleneb suures osas hüdrogeoloogilistest tingimustest, kaevandatava ala paiknemisest reljeefis ning veekihi lasumusssügavusest. Sügaval lasuvates survelistes veekihtides levib survelangus kuni 13 km kaugusele kaevandustest. Maapinnalähedastes veekihtides (Nabala Rakvere veekiht) korvab infiltratsioon veevõtust tingitud veetaseme alanemise kiiremini, mistõttu põhjavee liikumine ka vahetult piirilähedasel alal põlevkivikarjääride ja Narva jõe vahel ei ületa riigipiiri. Filtratsiooniomadused. Põhjaveekogumi karbonaatkivimite ülemises, kuni 20 m paksuses osas on filtratsioonikoefitsient 5 80 m/d, keskmiselt 20 m/d, sügavusvahemikus m 3 5 m/d ning sügavamal kui 50 m 1 2 m/d. Põhjaveekogumi veejuhtivus km oleneb avatud intervalli sügavusest ja muutub suurtes piirides. Ülekaalus on puurkaevud veejuhtivusega kuni 50 m²/d, kuid sagedane on ka veejuhtivus kuni 300 m²/d. Kaevetööde tulemusel on vettandvate kivimite füüsikalised omadused järsult muutunud. Põlevkivi tootsa kihindi väljakaevandamise tõttu on suurenenud kivimite üldine poorsus. Lae deformatsioon ja varistamine on suurendanud kivimite lõhelisust ning maapinna mikroreljeef on muutunud, mis soodustavad muutusi pindmises äravoolus ja selle infiltratsioonis. Vettandvate kivimite efektiivpoorsus on hinnanguliselt 0,03. Põhjavee liikumise kiirus on valdava hüdraulilise gradiendi 0,0015 juures 0,2 m/d. Põhjaveekogumi looduslik veeressurss, põhjaveevõtt, põhjavee tarbevaru ja selle kasutamine. Ida-Eesti vesikonna veemajanduskavas on põhjaveekogumi tegelikuks põhjaveeressursiks hinnatud m³/aastas ehk m³/d. Põhjaveekogumis puuduvad kinnitatud põhjaveevaruga veehaarded. Veevõtt puurkaevudest praktiliselt puudub. Põhiline veevõtt on seotud kaevanduste ja karjääride veeärastusega (Perens jt 2012). Kaevanduste veekõrvaldus on põhjustanud põhjaveekogumi lootusetult halva kvantitatiivse seisundi ja mõjutanud oluliselt ka põhjaveekogumi kvalitatiivset seisundit. Töötavate kaevanduste ja karjääride veetaseme alandamiseks pumbatakse vett välja rohkem kui 34 pumplast, ühtekokku m³/d, sõltuvalt aasta sademeterikkusest. Vee väljapumpamine praegu töötavates karjäärides ja kaevandustes enamasti aastatega kasvab kogumispinna suurenemise ja vee

30 30 juurdevoolu tõttu suletud kaevandustest. Kaevandustest ja karjääridest väljapumbatavast veest moodustab enamiku sademevesi, mis muidu auruks või jõgedega ära voolaks. Narva karjääridest väljapumbatavast veest on hinnanguliselt kuni 80 % sademevesi (Savitski & Savva 2005). Tabel 7. Ordoviitsiumi Ida-Viru põlevkivibasseini piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus Jrk. nr Lõik põhjavee koguse määramiseks Lõigu pikkus L, m Põhjaveetasemete vahe Δh, m I arvutuse vahekaugus, l, m h I l paksus b, m pindala ω, m² k, m/d Piiriülene veevahetus, m³/a 1 C` - D` , , D` - E` , , Sisse Välja Tingituna Narva jõe dreenivast mõjust on põhjavee liikumine valdavalt küll Venemaa suunas, kuid äravool, ,4 m 3 ööpäevas ehk m 3 aastas, piirdub sissevooluga Narva jõkke Siluri Ordoviitsiumi põhjaveekogum Devoni kihtide all Ida-Eesti vesikonnas (18) Hüdrogeoloogiline ehitus. Siluri Ordoviitsiumi põhjaveekogum Devoni kihtide all Ida- Eesti vesikonnas on moodustatud Siluri Ordoviitsiumi veekompleksi põhjaveekihtidest. Administratiivselt kuulub suurem osa põhjaveekogumist Peipsi järvega piirnevasse Tartu maakonda. Kuigi põhjaveekogumit moodustavad Siluri karbonaatsed kivimid levivad ka Valga ja Põlva maakonna põhjaosas, on sealsed kivimid praktiliselt vettpidavad. Ida-Eesti vesikonna veemajanduskava kohaselt on põhjaveekogumi pindala 6134 km². Põhjaveekogum on kogu ulatuses kaetud Alam-Devoni Rezekne lademe või Kesk-Devoni Pärnu lademe liivakividega, mis on omakorda kaetud Kesk-Devoni Narva lademe savikast aleuroliidist, merglist, savist ja dolomiitmerglist koosneva Narva regionaalse veepidemega. Litoloogiline koostis on suhteliselt homogeenne, koosnedes mitmesugustest lubjakividest ja dolomiitidest, milles esinevad savikama koostisega vahekihid. Põhjaveekogumi paksus muutub suurtes piirides. Litoloogiliselt ulatub Siluri ja Ordoviitsiumi kivimite paksus põhjaveekogumi lõunapiiril mitmesaja meetrini, kuid põhjaveekogumi vettandvate kivimite ja seega ka põhjaveekogumi paksus piirdub ülemise 100 meetriga. Põhjaveekogumi lamavaks veepidemeks on Siluri Ordoviitsiumi karbonaatsete kivimite pealispinnast rohkem kui 100 m sügavusele jäävad kivimid, mis moodustavad Siluri Ordoviitsiumi regionaalse veepideme. Põhjaveevoolu suunad: Põhjavee liikumise suuna määrab Pandivere ja Sakala kõrgustiku

31 31 kui põhiliste veelahkmete paiknemine. Pandivere kõrgustikult toimub põhjavee liikumine lõuna suunas, Sakala kõrgustikult itta. Põhjavee toitealadel (Pandivere ja Sakala kõrgustikul) on survepind m maapinnalt (absoluutkõrgusel m). Peipsi järve rannikumadalikul ulatub põhjavee survepind kohati üle maapinna ning kaevud on ülevoolavad. Filtratsiooniomadused. Filtratsioonikoefitsienti iseloomustab suur horisontaalne ja vertikaalne muutlikkus. Maapinna lähedal (kuni 10 m sügavuseni) ulatub horisontaalne veejuhtivus kuni 70 m/d, valdavalt m/d. Sügavuse suurenedes kivimite filtratsioonikoefitsient väheneb. Suur muutlikkus iseloomustab ka põhjaveekogumi vee läbilaskevõimet ehk veejuhtivust (km). Kõrvuti võivad paikneda puurkaevud, mille veejuhtivus on üle 1000 m²/d, ja puurkaevud veejuhtivusega kuni 50 m²/d. Valdavalt on põhjaveekogumi veejuhtivus 30 kuni 300 m²/d, kusjuures suures ülekaalus on puurkaevud veejuhtivusega kuni 50 m²/d. Olenevalt kivimite lõhelisusest ja karstumusest on põhjaveekogumi poorsus keskmiselt 0,02 0,06. Põhjavee liikumise tegelik kiirus on väga erinev. Vettandvate kivimite efektiivpoorsus on hinnanguliselt 0,03. Põhjavee liikumise kiirus on valdava hüdraulilise gradiendi 0,0013 juures 0,13 m/d. Looduslik põhjaveeressurss, põhjaveevõtt, põhjavee tarbevaru ja selle kasutamine. Ida-Eesti vesikonna veemajanduskavas on põhjaveekogumi tegelikuks põhjaveeressursiks hinnatud m³/aastas ehk m³/d. Kinnitatud põhjavee tarbevaru Peipsi järve äärsetele linnadele ja asulatele puudub. Praegune veevõtt ei mõjuta piiriülest veevahetust. Tabel 8. Siluri Ordoviitsiumi põhjaveekogumi Devoni kihtide all Ida-Eesti vesikonnas piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus Jrk. nr Lõik põhjavee koguse määramiseks Lõigu pikkus L, m Põhjaveetasemete vahe Δh, m I arvutuse vahekaugus, l, m h I l paksus b, m pindala ω, m² k, m/d Piiriülene veevahetus, m³/a 1 E` - F`` , , F`` - G` ,0 Tingituna Peipsi järve dreenivast mõjust on põhjavee liikumine valdavalt küll Venemaa suunas, kuid äravool, 6980 m 3 ööpäevas ehk m 3 aastas, piirdub sissevooluga Peipsi järve. Sisse Välja 2.5. Kesk Alam-Devoni veekompleks (D2 1) Hüdrogeoloogiline ehitus. Narva regionaalse veepideme all lamavad vettandvad Kesk-Devoni Pärnu lademe ja Alam-Devoni Rezekne ja Tilze lademe peeneteralised nõrgalt tsementeerunud liivakivid ja aleuroliidid savikate ja dolomiidistunud tsemendiga liivakivi vahekihtidega. Kuna

32 32 veekompleksi avamusala on võrdlemisi kitsas ja kaetud suhteliselt paksu savika kvaternaarisetete kihiga, siis on kompleksi põhjavee looduslik reostuskaitstus üks paremaid Eestis. Ida-Virumaal moodustab maapinnalähedane Narva lademe savikast aleuriidist ja domeriidist koosnev lasund sporaadiliselt vettandva veekihi, mida käsitletakse koos Kesk Alam-Devoni põhjaveekogumiga Ida-Eesti vesikonnas. Veemajanduslikult jaguneb veekompleks Kesk Alam- Devoni põhjaveekogumiks Ida-Eesti vesikonnas, Kesk Alam-Devoni põhjaveekogumiks Lääne-Eesti vesikonnas ja väljaspool põhjaveekogumeid paiknevaks veekompleksi osaks, kus põhjavee kvaliteet ei vasta joogivee kvaliteedinõuetele. Vettandvate kivimite paksus on valdavalt m. Veekompleks lasub kallakusega lõuna suunas (joonis 7). Lõuna-Eestis ulatub kuni 100 m paksuse Kesk Alam-Devoni veekompleksi lasumussügavus rohkem kui 200 m allapoole merepinda. Põhjaveevoolu suunad. Veekompleks toitub avamusalal läbi pinnakatte infitreeruvast sademeveest ja lõuna pool Kesk-Devoni põhjaveekompleksi veest. Ühtekokku võib Viru Peipsi valgalal Kesk Alam-Devoni põhjaveekompleksi toitumiseks hinnata m 3 /d. Kõrgustikel jääb survepind m sügavusele maapinnast. Põhjavesi infiltreerub allpool lasuvatesse põhjaveekihtidesse, väljavoolualadeks on Ida-Virumaal Narva jõgi, mujal Peipsi järv. Põhjavee piiriülene liikumine toimub Haanja kõrgustikult valdavalt Venemaa suunas ja Otepää kõrgustikult Läti suunas. Vesi on enamasti surveline, kusjuures survepind ulatub madalamatel aladel üle maapinna, põhjustades kaevude ülevoolu. Filtratsiooniomadused. Liivakivi filtratsioonikoefitsient on enamasti 2 6 m/d, harvem 8 10 m/d. Veekompleksi veejuhtivus on m 2 /d. Elastne mahtuvus on 0,001 0,15. Vettandvate kivimite efektiivpoorsus on hinnanguliselt 0,15. Põhjavee liikumise kiirus on valdava hüdraulilise gradiendi 0,0005 juures 0,01 m/d. Põhjaveekompleksi üldine veebilanss. Kesk Alam-Devoni põhjaveekompleksi maht on 1331 km 3, efektiivpoorsus 0,15, mis teeb põhjavee kogumahuks 199,7 km 3. Aastase veevahetuse 0,157 km 3 juures on kogu veekompleksi veevahetuse kestus 1269 aastat. Põhjavee lateraalne sissevool veekompleksi on m 3 /d ja väljavool m 3 /d (Vallner & Porman 2016).

33 33 Joonis 7. Kesk Alam-Devoni veekompleksi lasumi modelleeritud kaart.

34 Kesk Alam-Devoni põhjaveekogum Lääne-Eesti vesikonnas (21) Hüdrogeoloogiline ehitus. Administratiivselt paikneb põhjaveekogum kogu ulatuses Pärnu ja Viljandi maakonnas. Põhjaveekogumi piirid on määratletud geoloogiliste ja hüdroloogiliste kontuuridega. Põhjaveekogumi põhjapiir kulgeb mööda Pärnu lademe avamusjoont. Läänes ühtib piir rannajoonega, idapiir on ühitatud Lääne-Eesti ja Ida-Eesti vesikonna piiriga. Põhjaveekogumi lõunapiir kulgeb mööda riigipiiri Lätiga (gr. lisa 5). Kuigi veekihi füüsiline levik ulatub ka Läti territooriumile, piiriülest põhjaveekogumit Lätiga ei ole moodustatud, kuna veekasutus piiriäärsetel aladel on väike. Ainult Iklas ja Mõisakülas ületab puurkaevude veevõtt 10 m 3 /d. Lääne-Eesti vesikonna veemajanduskava kohaselt on põhjaveekogumi pindala 4450 km². Põhjaveekogumi põhjaosa Pärnu lademe avamusala - on maapinnalt esimene väljapeetud põhjaveekiht, mis on kaetud suhteliselt paksu savikate kvaternaarisetete lasundiga. Põhjaveekogumi kesk- ja lõunaosas on Kesk- ja Alam-Devoni vettandvad liivakivid kaetud Narva lademe savikast aleuroliidist, merglist, savist ja dolomiitmerglist koosneva Narva regionaalse veepidemega. Narva veepideme transversaalne filtratsioonikoefitsient on m/d, kohati 10 6 m/d või veelgi väiksem. Piiriülene veevahetus Narva lademe kivimites sisalduval veel puudub. Litoloogiline koostis on suhteliselt homogeenne. Vettandvad kivimid on esindatud Kesk- Devoni Pärnu lademe ja Alam-Devoni Rezekne ja Tilze lademe peeneteraliste nõrgalt tsementeerunud liivakivide ja aleuroliitidega, mis sisaldavad dolomiidistunud tsemendi ja liivakivi vahekihte. Põhjaveekogumi paksus suureneb enam-vähem ühtlaselt 10 meetrilt põhjas 20 meetrini riigi lõunapiiril. Põhjaveevoolu suunad. Sakala kõrgustikult kui põhiliselt toitealalt toimub aastaringne põhjaveevool Pärnu jõe ja Liivi lahe suunas. Toitumise intensiivsus sõltub põhjaveekogumit katvate kvaternaarisetete koostisest. Sakala kõrgustikul on hinnatud põhjavee toitumiseks mm aastas. Savika pinnakattega liigniisketel aladel põhjavee toitumist ei toimu või on see vähene. Seetõttu on Pärnumaal sademete netoinfiltratsioon üsna väike kuni 20 mm aastas. Toitumist raskendab veel asjaolu, et valdaval osal levikualast on põhjaveekogum kaetud Narva veepidemega. Reljeefi lohkudes ja Liivi lahe rannikumadalikul ulatub survetase üle maapinna. Põhjavesi infiltreerub transversaalse põhjaveevooluna allpool lasuvatesse põhjaveekihtidesse. Piiriülene veevahetus toimub põhjaveekogumi idaosas valdavalt Eestist Lätisse. Põhjaveekogumi lääneosas piiriülene veevahetus puudub ja põhjaveevoolu suund on valdavalt mere poole. Filtratsiooniomadused. Otsene näitaja, mis peegeldab põhjaveekogumi muutlikkust, on filtratsioonikoefitsient. Põhjaveekogumi lateraalne filtratsioonikoefitsient on üsna ühtlane 2 6 m/d, keskmiselt 3 m/d. Põhjaveekogumi veejuhtivus km on võrdlemisi muutlik. Põhjaveekogumi

35 35 lääneosas on ülekaalus väärtused m²/d, idaosas ületab harva 50 m²/d. Elastne mahtuvus on 0,001 0,15. Puurkaevude erideebit on valdavalt 0,3 2,0 l/s m. Põhjaveevoolu liikumise kiirus sõltub eelkõige põhjaveevoolu hüdraulilisest gradiendist. Põhjavee lateraalne liikumiskiirus liivakivides on valdavalt 0,02 0,2 m/d, transversaalse liikumise kiiruseks on hinnatud 0,001 0,005 m/d. Vettandvate kivimite efektiivpoorsus on hinnanguliselt 0,15. Põhjavee liikumise kiirus on valdava hüdraulilise gradiendi 0,0033 juures 0,066 m/d. Looduslik põhjaveeressurss, põhjaveevõtt, põhjavee tarbevaru ja selle kasutamine. Ida-Eesti vesikonna veemajanduskavas on põhjaveekogumi tegelikuks põhjaveeressursiks hinnatud m³/aastas ehk m³/d. Põhjaveekogumis puuduvad kinnitatud põhjaveevaruga veehaarded Suuremate veehaarete veevõtt Iklas, Mõisakülas ja Karksi-Nuias on vahemikus m³/d. Tabel 9. Kesk Alam-Devoni põhjaveekogumi Lääne-Eesti vesikonnas piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus Jrk. nr Lõik põhjavee koguse määramiseks Lõigu pikkus L, m Põhjaveetasemete vahe Δh, m I arvutuse h vahekaugus, I l, m l paksus b, m pindala ω, m² k, m/d Piiriülene veevahetus, m³/a 1 P` - Q` , , Q` - R` , R` - S` , S` - S` ,0 0 0 Sisse Välja Lõuna-Eestis on säilinud põhjavee looduslik seisund ja põhjavee liikumise suund on kas Eestist Lätisse või piki piiri Liivi lahe suunas (gr. lisa 5). Arvutuslik väljavoolav veekogus on 7200 m 3 ööpäevas ehk m 3 aastas Kesk Alam-Devoni põhjaveekogum Ida-Eesti vesikonnas (22) Hüdrogeoloogiline ehitus. Kesk Alam-Devoni põhjaveekogum Ida-Eesti vesikonnas on moodustatud Kesk Alam-Devoni veekihist. Administratiivselt paikneb põhjaveekogum Tartu, Jõgeva, Põlva, Valga ja Viljandi maakonnas. Põhjaveekogumi piirid on määratletud geoloogiliste ja hüdroloogiliste kontuuridega. Põhjaveekogumi põhjapiir kulgeb mööda Pärnu lademe avamusjoont. Idas ühtib piir Peipsi järve rannajoonega, läänepiir on ühitatud Lääne-Eesti ja Ida-Eesti vesikonna piiriga. Põhjaveekogumi lõunapiir kulgeb kuni Valgani mööda riigipiiri Lätiga (gr. lisa 5). Kuigi veekihi füüsiline levik ulatub ka Läti territooriumile, ei ole piiriülest põhjaveekogumit Lätiga moodustatud, kuna veekasutus piiriäärsel alal on väike. Valga Põlva joonest lõuna ja kagu pool

36 36 muutub põhjavesi kloriididerikkaks ega vasta joogiveeallika kvaliteedinõuetele, mistõttu on põhjaveekogumi piiridest välja arvatud. Põhjaveekogum paikneb leviku põhjaosas maapinnalt esimeses väljapeetud põhjaveekihis, mis on kaetud suhteliselt paksu savikate kvaternaarisetete lasundiga, mille filtratsioonikoefitsient on valdavalt 0,01 1,0 m/d. Lõuna-Eestis on põhjaveekogum kaetud Narva veepidemega, mille transversaalne filtratsioonikoefitsient on m/d, kohati 10 6 m/d või veelgi väiksem. Samas võrdlemisi laial Narva lademe avamusalal moodustavad lademe ülemise osa kivimid lokaalse iseloomuga veekihi, mistõttu nad ka Ida-Virumaal on tinglikult arvatud Kesk Alam-Devoni veekogumi hulka. Ida-Eesti vesikonna veemajanduskava kohaselt on põhjaveekogumi pindala 7715 km². Litoloogiline koostis on suhteliselt homogeenne. Vettandvad kivimid on esindatud Kesk- Devoni Pärnu lademe ja Alam-Devoni Rezekne ja Tilze lademe peeneteraliste nõrgalt tsementeerunud liivakivide ja aleuroliitidega, mis sisaldavad dolomiidistunud tsemendi ja liivakivi vahekihte. Põhjaveekogumi paksus suureneb enam-vähem ühtlaselt 10 meetrilt põhjas 20 meetrini Eesti lõunapiiril. Põhjaveevoolu suunad. Põhjavee liikumise suunad on määratud kohalike veelahkmeliste kõrgustike paiknemisega. Emajõest põhja pool on põhjavee suund määratud Pandivere kõrgustikult ja Vooremaalt Peipsi järve ja Emajõe poole liikuva põhjaveevooluga. Põhjaveekogumi keskosas domineerivad Otepää kõrgustikult lähtuvad radiaalsed põhjaveevoolud. Täiendav lõunast põhja suunduv põhjaveevool saab alguse Karula ja Haanja kõrgustikult. Veetaseme suuremad sügavused (40 42 m) on Otepää kõrgustikul. Künklikust reljeefist tingituna on ka veetase muutlik, kuid enamasti jääb sügavusele m maapinnast. Põhjavesi infiltreerub transversaalse põhjaveevooluna ka allpool lasuvatesse põhjaveekihtidesse. Piiriülene veevahetus Lätiga leiab aset ainult Valgast lääne pool. Veejuhtivus ja põhjaveevoolu kiirus. Otsene näitaja, mis peegeldab põhjaveekogumi muutlikkust, on filtratsioonikoefitsient. Põhjaveekogumi lateraalne filtratsioonikoefitsient on üsna ühtlane 2 6 m/d, keskmiselt 3 m/d. Põhjaveekogumi veejuhtivus km on võrdlemisi muutlik. Ligikaudu pooled uuritud puurkaevud on veejuhtivusega kuni 50 m²/d. Enam-vähem võrdselt on kaeve veejuhtivuse väärtustega m²/d ja m²/d. Elastne mahtuvus on 0,001 0,15. Põhjaveevoolu liikumise kiirus sõltub eelkõige põhjaveevoolu hüdraulilisest gradiendist. Põhjavee lateraalne liikumiskiirus liivakivides on 0,02 0,2 m/d, transversaalse liikumise kiiruseks on hinnatud 0,001 0,005 m/d. Vettandvate kivimite efektiivpoorsus on hinnanguliselt 0,15. Põhjavee liikumise kiirus on valdava hüdraulilise gradiendi 0,001 juures 0,02 m/d.

37 37 Looduslik põhjaveeressurss, põhjaveevõtt, põhjavee tarbevaru ja selle kasutamine. Ida-Eesti vesikonna veemajanduskavas on põhjaveekogumi tegelikuks põhjaveeressursiks hinnatud m³/aastas ehk m³/d. Põhjaveekogumis puuduvad kinnitatud põhjaveevaruga veehaarded. Põhjaveekogum on Peipsi järve äärse elanikkonna tähtis joogiveeallikas Mustveest kuni Räpinani. Üheski piirilähedases kaevus ei ületa veevõtt 5 m 3 /d. Läti piiri ääres veevõtt praktiliselt puudub. Lähimad puurkaevud paiknevad Tõrvas, mis asub riigipiirist 15 km kaugusel. Tabel 10. Kesk Alam-Devoni põhjaveekogumi Ida-Eesti vesikonnas piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus Jrk. nr Lõik põhjavee koguse määramiseks Lõigu pikkus L, m Põhjaveetasemete vahe Δh, m I arvutuse h vahekaugus, I l, m l paksus b, m pindala ω, m² k, m/d Piiriülene veevahetus, m³/a 1 H` - I , , J - K` , , , K` - L` , , , Sisse Välja Lõuna-Eestis on säilinud põhjavee looduslik seisund ja põhjavee liikumise suund on Peipsi- Pihkva järve suunas (gr. lisa 5). Arvutuslik väljavoolav veekogus on ,3 m 3 ööpäevas ehk m 3 aastas. Põhjaveevool dreenitakse Peipsi-Pihkva järves ega jõua Venemaale Kesk Alam-Devoni veekompleks väljaspool põhjaveekogumeid Hüdrogeoloogiline ehitus. Väljaspool põhjaveekogumeid paiknevaks veekompleksi osaks on piirkond Kagu-Eestis, kus põhjavee kvaliteet ei vasta kõrge kloriidide sisalduse tõttu joogivee kvaliteedinõuetele. Kuni 100 m paksuse Kesk Alam-Devoni veekompleksi lasumissügavus ulatub seal rohkem kui 200 m allapoole merepinda. Põhjaveevoolu suunad. Veekompleks toitub selles piirkonnas Kesk-Devoni põhjaveekompleksi veest. Põhjavee piiriülene liikumine toimub Haanja kõrgustikult valdavalt Venemaa suunas ja Otepää kõrgustikult Läti suunas (gr. lisa 5). Filtratsiooniomadused. Liivakivi filtratsioonikoefitsient on enamasti 2 6 m/d, harvem 8 10 m/d. Veekompleksi veejuhtivus on m 2 /d. Elastne mahtuvus on 0,001 0,15. Vettandvate kivimite efektiivpoorsus on hinnanguliselt 0,15. Põhjavee liikumise kiirus on valdava hüdraulilise gradiendi 0,0005 juures 0,01 m/d. Põhjaveekompleksi looduslik veeressurss, põhjaveevõtt, põhjavee tarbevaru ja selle kasutamine. Veekompleksi suure lasumussügavuse ja põhjavee kõrge kloriidide sisalduse tõttu vett ei kasutata.

38 38 Tabel 11. Kesk Alam-Devoni veekompleksi väljaspool põhjaveekogumeid piiriüleselt liikuva põhjaveekoguse arvutus Jrk. nr Lõik põhjavee koguse määramiseks Lõigu pikkus L, m Põhjaveetasemete vahe Δh, m I arvutuse vahekaugus, l, m h I l paksus b, m pindala ω, m² k, m/d Piiriülene veevahetus, m³/a 1 L` - M` , , M` - N , N` - O , , O` - P` , , Sisse Välja Lõuna-Eestis on säilinud põhjavee looduslik seisund ja põhjavee liikumise suund on Venemaa ja Läti suunas (gr. lisa 5). Arvutuslik väljavoolav veekogus Venemaale on 5197 m 3 ööpäevas ehk m 3 aastas ja Läti suunas 4086, ,4 = 5933,1 m 3 ööpäevas ehk m 3 aastas Kesk-Devoni veekompleks (D2) Hüdrogeoloogiline ehitus. Kesk-Devoni veekompleks koosneb valdavalt Gauja, Burtnieki ja Aruküla kihistu liivakividest ja aleuroliitidest, kus esineb ka dolomiidi ja mergli läätsi. Umbes kolmandiku veekompleksi paksusest hõlmavad savikad kivimid, mis nõrkade või keskmiste veepidemetena toimides eraldavad lokaalse levikuga survelisi veekihte. Veekompleksi põhjapoolseks piiriks on ligikaudu Puhja Omedu joon, kust selle paksus kasvab kagu poole kuni 250 meetrini Haanja kõrgustikul. Veekompleks lasub kallakusega lõuna suunas (joonis 8). Veekompleksi kasutatakse ühisveevarustuseks peamiselt Elva Tartu joonest lõuna pool. Valdavalt on põhjaveekompleksi põhjavesi vabapinnaline (survetu). Põhjavesi on kohati surveline suure paksusega kvaternaarisetete all ja Amata lademe savikamate kihtide all. Amata lade koos Snetnaja Gora kihtidega moodustab Ülem- ja Kesk-Devoni vahel nõrga kuni keskmise veepideme. Tänu suhteliselt väikesele veevõtule ja kivimite suurele veeandvusele on põhjavee seisundi muutused veevõtust hoolimata valdavalt looduslähedase iseloomuga. Põhjaveevoolu suunad. Põhjaveekompleks toitub peamiselt läbi pinnakatte infitreeruvast sademeveest ja Ülem-Devoni põhjaveekompleksi veest. Enamasti survelise vee tase jääb kõrgustikel harilikult m sügavusele maapinnast, kuid madalamatel aladel leidub ka ülevoolavaid kaeve. Ühtekokku võib Viru Peipsi valgalal Kesk-Devoni põhjaveekompleksi toitumiseks hinnata m 3 /d. Põhjavesi infiltreerub allpool lasuvatesse põhjaveekompleksidesse, väljavoolualadeks on ka pinnaveekogud ja reljeefi madalamates kohtades madalsood.

39 39 Joonis 8. Kesk-Devoni veekompleksi lasumi modelleeritud kaart.