Põhjavee olemus, seire ja probleemid Eestis (0)

Tallinna Ülikool
Matemaatika - Loodusteaduste Instituut
Referaat
Põhjavee olemus, seire ja probleemid Eestis
Monitooringu alused
Tallinn 2008
Põhjavesi on tähtsaim joogiveeallikas. Maapõuest allikatena väljavoolav põhjavesi
toidab kuivaperioodidel jõgesid ja aitab säilitada väärtuslikke veeelupaiku. Puhas
põhjavesi on sama oluline loodusvara nagu nafta või kivisüsi. Eestis on suured
puhta põhjavee varud.
Märkamatu rikkusena meenub põhjavesi sageli alles siis, kui kaev on kuivanud,
vesi haiseb või igakuine veearve suureneb. Reostatud põhjavesi meenutab pikka
aega meie varasemat hoolimatust.
Põhjavee säästlik kasutamine nõuab pidevat hoolt. Tänaseks on tööstuspiirkondades
ja asustatud aladel reostunud suur osa maapinnalähedastest põhjaveekihtidest.
Nende asemel kasutatakse sügavaid põhjaveekihte. Sügavate veekihtide iidne vesi
pole aga alati tervislik. Seetõttu peame mõnedes linnades puhast vett kaugemalt
juurde tooma.
Hüdrogeoloogia on teadus põhjaveest ja veekihtidest, nende säästlikust
kasutamisest ja kaitsest, mis eeldab teadmisi mitmes valdkonnas, nagu geoloogia,
hüdroloogia, füüsika, keemia, mikrobioloogia, matemaatika ning insenerioskused.
Eesti hüdrogeoloogiline uurimine algas 19. sajandi keskpaigas. Tallinnas puuriti
endise rannapatarei juurde 1842–1845 esimene süvapuurkaev (91,5 m), millega
avastati sinisavi all liivakivis suures koguses survelist põhjavett. Tartus rajati 1908.–
1909. a Meltsiveski tiikide lähedusse puurkaevud – neist kaks töötavad tänapäevani.
Mis on põhjavesi
Põhjavee all mõistetakse maakoore ülaosa kivimite ja setete poorides ja lõhedes
olevat vett, mis võib liikuda raskusjõu või rõhu toimel. Kui kaevata või puurida
vett läbilaskvasse pinnasesse auk, siis täitub see teatud sügavuses veega. Seejärel
kaevises stabiliseerunud surveta veetase on põhjaveetase ja sellest allpool pinnases
olev vesi on põhjavesi.
Allpool põhjaveetaset on pinnas veeküllastunud (küllastusvöö). Kapillaarjõudude
mõjul tõuseb vesi pinnase poorides põhjaveetasemest pisut kõrgemale. Ülalpool põhjaveetaset, mitteküllastunud kihis, sisaldab pinnas erineval määral vett, kuid seda pole võimalik kasutada (niiskus, seotud vesi, infiltreeruv vesi). Maapinna ja põhjaveetaseme vahele jäävat vahemikku nimetatakse aeratsioonivööks.
Joonis 1 Maapinnalä hedane (enamasti vabapinnaline) ja surveline põhjavesi
Maapinnalähedane põhjavesi on vabapinnaline ja järgib üldiselt maapinna reljeefi,
olles madalikel ja orgudes maapinna läheduses, kuid kõrgematel aladel sügavamal.
Sel moel peegeldab maapinnalähedase põhjavee pind maapinna reljeefi mõnevõrra
madalamal ja “silutud” kujul.
Sügavamal esineb põhjavesi harilikult vettpidavate kihtide vahel ning on seetõttu
surveline. Survelist põhjavett nimetatakse ka arteesiaveeks. Kaevu rajamisel
survelisse põhjaveekihti tõuseb veetase kaevus tunduvalt kõrgemale vettandva
pinnase lasumissügavusest (joonis 1).
Põhjavee toitumine. Sademete keskmisest aastasummast – 600–800 mm,
moodustab pinnavee äravool 260 mm ehk 39%. Sademete hulk on suurem
kõrgustikel. Eesti alale langevatest sademetest läheb põhjavee toiteks keskmiselt
70 mm aastas ehk 10%. Infiltreeruva vee arvel kujuneb põhjaveevaru.
Kõige intensiivsem on põhjavee toitumine Pandivere kõrgustikul, ulatudes 200–
300 mm aastas, väikseim on põhjavee toitumine Lääne–Eestis ning Võrtsjärve ja
Peipsi madalikul ning rabaaladel, jäädes seal vahemikku 0–50 mm aastas (joonis 3).
Võrreldes kuivade maadega on liigniisketel aladel ( sood , margalad) põhjavee
toitumine väiksem. Oluline on ka taimkatte iseloom. Püsirohumaalt ja eriti
metsamaalt on aurumine suurem kui põldudelt. Seepärast on põhjavee toitumisel
suur oluline osa põllumaadel ja seal moodustunud põhjavee kvaliteedil.
Joonis 3 Netoinfiltratsioon ja põhjavee äravool jõevõrku peegeldavad põhjavee toitumist
Joonis 4 Põhjavee toitumise aastasisene jaotus, oktoober 1994 kuni september 1995
Intensiivne infiltratsioon põhjavette toimub kevadel, sügisvihmade ja talviste sulade
ajal, enim kui külmunud pinnas sulab ning lumesulavesi imbub läbi pinnakatte
ning jõuab maapinnalähedase põhjaveeni. Hiliskevadel–suvel ning talvel võib
hoolimata sademetest põhjavee toitumine olla väike (joonis 4), enamik sademeveest
suveperioodil aurub, talvel aga jääb lumena külmunud pinnasele .
Põhjavee keemiline koostis
Sademete osa põhjavee koostise kujunemisel. Vihm ja lumi sisaldavad samu ioone, mis esinevad pinna– ja põhjavees: kaltsium -, magneesium -, vesinikkarbonaat-, naatrium -, kaalium -, kloriid -, sulfaat -, nitraatiooni jt.
Naatrium-, kaalium- ja kloriidioon, osaliselt ka sulfaatioon satuvad atmosfääri merelt õhku paisatavate veepiiskadega. Kaltsium-, magneesium- ja karbonaatioon satuvad atmosfääri koos tolmuga . Valdav osa atmosfääris leiduvast sulfaat- ja nitraatioonist on paisatud atmosfääri tööstusheitmetega, milleks on tehaste suits ja muud gaasilised ning tahked heitmed . Lämmastikuühendid satuvad atmosfääri põllumajandustootmise kõrvalproduktina ja nitraatioon moodustub atmosfääri alumistes kihtides õhulämmastiku (N2) ja osooni (O3) ühinemisel.
Riikliku keskkonnaseire andmetel oli 2003 aastal sademevee keskmine koostis
vaatluspunktides järgmine: kloriidiooni sisaldus 0,4–2,1 mg/l; nitraatiooni sisaldus
1,3–2,3 mg/l; sulfaatiooni sisaldus 3–8 mg/l.
Sademete keemilise koostise mõju maapinnalähedase põhjavee loodusliku koostise
kujunemisel on määrava tähtsusega. Aurub vaid puhas H2O, s.o toimub justkui
vee destilleerimine . Umbes kaks kolmandikku sademetes sisalduvatest
mineraalainetest jõuab varem või hiljem põhjavette, kusjuures vee mineraalainete
sisaldus suureneb aurumise mõjul keskmiselt neli korda.
Kui sademevesi on läbinud allapoole valgudes aeratsioonivöö, saavutab vesi selle
piirkonna maapinnalähedasele põhjaveele iseloomuliku keemilise koostise,
sealhulgas naatriumi (Na+), kloriidiiooni (Cl-) ja sulfaatiooni (SO42-) sisalduse 2–
20 mg/l. Sügavamates veekihtides, aeglase veevahetuse vöös, on nende
komponentide sisaldus tunduvalt suurem.
Ainsateks looduslikeks lahustuvateks ühenditeks meie pinnases on karbonaadid , eelkõige CaCO3 (kaltsiit) ja CaMg(CO3)2 ( dolomiit ), mis rikastavad vett kaltsiumi,
magneesiumi ja vesinikkarbonaatioonidega.
Põhjaveekihid Eestis
Põhjavesi esineb kogu Eesti territooriumil. Enamasti on põhjaveekihid maapinna läheduses ja kergesti kättesaadavad. Kulukam on veekihi kasutuselevõtt aladel, kus veekiht asub sügaval vettpidavate setete või kivimite all – nagu kohati Lõuna–Eesti moreenkõrgustikel ja Põhja–Eesti rannikualadel.

• Kvaternaari veekihid levivad erineva geneesiga soo–, tuule–, jõe–, mere–, jääjärve–, liustikujõe– ja liustikusetetes. Enamik kasutatavast põhjaveest saadakse liiva ja kruusa levikualadel. Vesi liigub vettandvate setete poorides
  
• Ülem– Devoni veekihid levivad Eesti äärmises kaguosas Dubniki ja Plavinase lademe karstunud ja lõhelises dolomiidis ning lubjakivis. Vesi liigub vettandvate kivimite lõhedes
  
• Kesk–Devoni veekihid levivad Lõuna–Eestis eeskätt Gauja , Burtnieki ja Aruküla lademe liivakivis ja aleuroliidis ( milledes esineb savi vahekihte ja lääsi). Vesi liigub vettandvate kivimite poorides ja ka lõhedes
  
• Kesk–Alam–Devoni veekihid levivad samuti Lõuna–Eestis Pärnu ja Rezekne ning Til1e lademe peeneteralises nõrgalt tsementeerunud liivakivis ja aleuroliidis, milles esineb savikaid ja dolomiitse tsemendiga liivakivi vahekihte
  

• Siluri –Ordoviitsiumi veekihid on oluliseks veevarustuse allikaks pea kogu Eestis.Põhjavesi levib Siluri ja Ordoviitsiumi ladestu lubjakivis ja dolomiidis, milles esinevad savikama koostisega vahekihid
  
• Ordoviitsiumi–Kambriumi veekihi põhjavesi levib peaaegu kogu Eestis Alam–Ordoviitsiumi Pakerordi lademe ja Alam–Kambriumi kihistute liivakivis ja aleuroliidis. Selle veekihi põhjavesi on oluliseks ühisveevarustuse allikaks Põhja–Eestis, seda veekihti kasutati ka Pärnus, Viljandis ja Tartus
  

Põhjavee kasutamine
Enamasti kasutatakse Eestis joogiveevarustuses põhjavett, pinnavett kasutatakse ainult Tallinnas ja Narvas. Põhjavett võetakse kõigist põhjaveekihtidest üle kogu riigi. Suurima põhjaveevõtuga veehaarded on Harju ja Ida–Viru maakonnas .
Eestis on suured mineraalveevarusid (6000 m3 ööpäevas). Loetakse mineraalveeks vett, mille mineraalainete sisaldus ületab 2 grammi liitri kohta. Esimesena saadi kõrge mineralisatsiooniastmega vett Pärnu linna alal levivate aluskorrakivimite murendist 500 m sügavuselt 1958. aastal. Tänaseni on lisandunud rida uuritud mineraalvee leiukohti - Kuressaares, Kärdlas, Häädemeestel, Võrus, Värskas.
Põhjavee probleemid Eestis
Eesti keskkonnastrateegias on esile toodud põhjaveega seonduvalt jä rgmised probleemid:

• Oluline osa Eesti territooriumist on läbi kaevandatud, reostatud või kaetud jäätmete ja aherainega –see on toonud kaasa põhjavee reostumise suurtel aladel
  
• jääkreostuskolded ohustavad senini inimese tervist ja põhjavett;
  
• põhjavee seisund on halb Kirde–Eesti tööstuspiirkonnas;
  
• lokaalselt on põhjavesi reostunud ülisaaduste ja lämmastikühenditega;
  
• veekaitsemeetmed on ebapiisavad Pandivere veekaitsealal, kus moodustub
  

suur osa Eesti põhjaveest;

• ei ole selge kõigi seni kasutatavate põhjaveekihtide vee joogiveeallikana
  
• kasutamise ohutus tervisele, vee puhastamise teostatavus ja majanduslik otstarbekus;
  
• jätkub põhjavee reostamine ohtlike ainete lohaka hoidmise, pinnasesse juhitava reovee ebapiisava puhastamise ja keskkonnanõuetele mittevastava silo- ja sünnikukäitluse tõttu;
  

• allikate ja karstialade kaitse on korraldamata
  

Põhjavee seire
Põhjavee riiklik seire on ellu kutsutud Eesti põhjaveevarude määramiseks ning põhjavee kvaliteedi hindamiseks
Samuti võimaldavad seireprogrammi raames läbiviidavad uuringud kindlaks teha reostuskoldeid, hinnata reostatud ja reostusohtlike piirkondade põhjavee seisundit ning vastavalt tulemustele planeerida kaitsemeetmete rakendamist.
Põhjaveeseire riiklik tugivõrk
Riikliku põhjaveeseire ülesanne on süstemaatiliselt jälgida Eesti looduslikes või looduslähedastes paikneva põhjavee seisundit ning samal ajal uurida põhjaveeressursse riigi kõige pigelisema tehnogeense koormuse ja keeruliste hüdrogeoloogiliste tingimustega piirkondades. Põhjaveeseiret viiakse läbi tugivõrgu 80 vaatluspostil, kus 2001. aastal oli kokku 343 vaatluskaevu.
Tulenevalt hüdrogeoloogilistest tingimustest ja keskkonnakaitseliste probleemide teravusest on vaatluspostide pindalaline jaotus ebaühtlane. Seirevõrgu tihedus on suurem Tallinna ja Ida- Viru vaatluspiirkondades, s.t. Aladel, kus on probleeme põhjavee hea seisundi saavutamisega. Suhteliselt hõreda asustuse ja põhjavee looduslähedase seisundiga Lõuna- ja Lääne- Eestis on seirevõrgustik tunduvalt hõredam.
Põhjavee loodusliku ja looduslähedase seisundi jälgimine
Vaatlusvõrk koosneb põhiliselt erinevaid veekihte või komplekse avavate puuraukude rühmadest, mis võimaldavad hinnata ka veekihtide vahelisi seoseid . Peamised põhjavee seisundit kujundavad tegurid looduslikes tingimustes jagunevad

• ajas püsivateks: ala geoloogiline ehitus, reljeef ja selle liigestatus, äravoolutingimused
  
• ajas muutlikeks: näiteks ilmastikutingimused
  

Esimene tegurigrupp määrab põhjavee seisundi kujunemise territoriaalsed iseärasused, teine selle ajalised muutused. Tulenevalt tegurite koosmõjust võib maasiseses hüdrosfääris eristada kahte vööd- aktiivse ja aeglase mõju vöö.
Viimase viie aasta jooksul olid ilmastikutingimused põhjaveevaru täienemiseks enam-vähem soodsad, v. a. 1999.aastal.
Pandivere veekaitseala põhjavee seisund
Metoodika
Pandivere veekaitseala põhjavee seire algas Järvamaal 1991. aastal ja Lääne- virumaal 1992. aastal. Analüüsitakse nitraat -, ammoonium -, kloriid- ja sulfaatiooni sisaldusi põhjavees. Vee temperatuuri, elektrijuhtivust ja pH-d mõõdetakse kohapeal aparaadiga AP50.
2001. aastal oli Pandivere veekaitseala seireprogrammis 36 vaatluspunkti, neist 14 allikat, 6 karstipunkti ja 16 kaevu. Proove võeti 4korda aastas ( aprillis , juunis, septembris ja novembris). Aastatel 1991-1999 võeti vaatlupunktidest proove kord kuus aasta ringi. Johtuvalt nitraaditundliku ala põhjaveeseire konseptsioonist tehti aastatel 2000-2001 kõrgendatud lämmastikusisaldusega põhjaveealadele järelkotrolli.
Rahvusvaheline koostöö
Põhjavee kvaliteedi ja selle vastavuse jälgimine kasutusotstarbelistele nõuetele, mis on sätestatud järgmiste direktiivide ja standarditega:

• Euroopa Liidu Vee raamdirektiiv
  
• Põhjavee kaitse direktiiv
  
• Põllumajandusliku nitraatse reostuse direktiiv
  
• Eesti Vabariigi Joogivee Standard (kohandamisel vastavusse Euroopa Liidu Joogiveedirektiiviga)
  

Pideva ja adekvaatse info edastamine põhjavee tarbimise ja reostamise kohta probleemsetel aladel (tööstuspiirkonnad, nitraaditundlik ala), ilmnenud muutuste analüüsimine võrdluses foonitingimustega;
· Iga-aastane muutuste analüüs koos soovitustega edaspidiseks tegevuseks põhjaveevarude säästliku kasutamise seisukohalt;
· Põhjaveeseire andmebaasi ning selle GIS-il põhineva väljundi muutmine avalikult kättesaadavaks interneti kaudu;
· Informatsiooni kogumine ja koondamine kasutatavate põhjaveekihtide kohta piirialadel eesmärgiga ennetada riikidevahelisi konflikte
· Andmete edastamine siseveekogude hüdrokeemilise- ja bioloogilise seisundi kohta Euroopa Keskkonnaagentuuri siseveekogude seire ja andmevahetuse võrgustikku EUROWATERNET,
Kasutatud kirjandus:

Eesti põhjavee kasutamine ja kaitse, Põhjaveekomisjon, 2004, Tallinn

Keskkonnaalaste õigusaktide kogumik, 1998, Tallinn

http://www.envir.ee/orb.aw/class=file/action=preview/id=1302/Pohjavesi_Eestis.pdf

http://www.maves.ee/Projektid/2004/PV_raamat.pdf

http://www.tuit.ut.ee/orb.aw/class=file/action=preview/id=401828/ErikPuura.pdf

http://www.veeyhing.ee/incoming/2203007Veepaev.pdf

http://www.keskkonnainfo.ee/index.php?lan=EE&sid=38&tid=44&l2=36&l1=2
 
 
9