Pintavedestä pohjavettä

B_Alastaro_001 Käyttövesi on suomalaiselle itsestäänselvyys, sitä saa kraanasta. Suomi on tuhansien järvien maa, mutta pintavedet ovat pääsääntöisesti sellaisenaan juotavaksi kelpaamattomia. Aikaisempien vuosien kotitalouksien ja teollisuuden jätevesien riittämätön puhdistus sekä maatalouden rasitus on pilannut vesitöistämme suuren osan juomakelpaamattomaan kuntoon. Tätä tilannetta vasten tarkasteltuna hyvä ja laadukas talousvesi ei ole lainkaan itsestäänselvyys: kraanan ja raakaveden välissä on paljon tekniikkaa.

Miten talousvesi tuotetaan ja miten se jaetaan kaupungistuneessa maassamme kotitalouksiin ja teollisuudelle? Useimmissa tapauksissa kuntien veden hankinta koostuu pinta- ja pohjavesioton yhdistelmästä. Vesi puhdistetaan, kemikaloidaan ja siirretään siirtoverkoissa käyttöömme. Pääosa Turunkin kaupungin talousvedestä otetaan Aurajoesta. Raision ja Naantalin talousvesi otetaan Raisionjoesta ja Länsi-Turunmaan Paraisten talousvesi merenlahteen padotusta Sysilahden makeavesialtaasta.

Veden saannin ja laadun ongelmia

– Pitkään jatkuvina kuivina kausina, esimerkiksi vuosina 1999 ja 2002–2003 on Turun seudun vesihuolto kärsinyt kunnollisen raakaveden puutteesta. Jakso 2002–2005 taas oli pohjaveden muodostumisen kannalta kuiva. Mainitun kauden viimeisinä kahtena vuotena keskimääräinen vuosittainen sademäärä oli lähellä normaalia ja siksi pintavesien määrä olikin melko tavanomaisella tasolla. Vanhassa järjestelmässä on kuitenkin muitakin ongelmia kuin kuivuus. Aurajoesta ja Raisionjoesta puuttuvat veden virtaamia ja laatua tasaavat järvialtaat, toteaa Turun Seudun Vesi Oy:n toimitusjohtaja Jyrki Valtonen.

Tekopohjavesi on etevä ratkaisu tämänkaltaisen ongelman poistamisessa. Tekopohjaveden tuottamisesta on myös paljon kokemuksia: Tekopohjavesilaitoksia on maailmassa ollut käytössä jo runsaat sata vuotta. Suomessa niitä on rakennettu 1970-luvulta lähtien niiden lukumäärän ollessa 25 kappaletta.

Kaikki hyötyvät

Turun Seudun Vesi Oy:n laitos on vedenottolupansa puolesta maamme suurin tekopohjaveden tuottaja. Erityisen järjestelmästä tekee korkean teknologian puhdistustekniikka ja laitosjärjestelmän automatisointiaste: prosessiautomaatio, turvavalvonta, tietoliikenteen hyödyntäminen koko prosessin mitalta.

Muutos menneeseen on radikaali, sillä vanha hajautettu järjestelmä ja siihen liittyneet epävarmuustekijät poistuvat. Kuivista kausista käyttäjille aiheutuneet haju- ja makuongelmat ovat kohta historiaa. Tarkasteltaessa olevaa järjestelmää hieman syvemmin jokialueiden hajakuormitus, eroosio sekä raakaveden ajoittaiset nopeat laadunvaihtelut, jotka vaikeuttavat vedenkäsittelyprosessien toimintaa, ovat nekin kohta historiaa. Menneeseen voidaan myös pian Turun seudun kohdalla lukea nykyisiin raakavesilähteisiin liittyvät öljy- tai muusta kemikaalivahingosta johtuvat pintaveden saastumisen riskit.

Hyödyt ovat siis mittavat. Käyttäjät huomaavat sen veden maittavuuden tasalaadussa, ja yhteiskunta kokee asian talousveden tuotannon määrän ja saatavuuden tasalaadussa. Harvoin minkään tuotteen kohdalla havainnoitu subjektiivinen laatukokemus ja tuotannon laatu asettuvat samaan parenteesiin, ja kyseessähän on infrapalvelu!

– Laitoskokonaisuus takaa pitkälle tulevaisuuteen ulottuvan pysyvän ja kestävän ratkaisun tuottaa hyvälaatuista talousvettä asukkaiden, työpaikkojen ja teollisuuden tarpeisiin Kaarinan, Liedon, Naantalin, Raision, Paimion, Länsi-Turunmaan ja Turun alueella. Laitoskokonaisuus antaa mahdollisuuden turvata pysyvästi myös Nauvon, Korppoon, Maskun ja Nousiaisten kuntien vesihuolto, Jyrki Valtonen summaa.

Numeroina asian voi ilmaista siten, että 300 000 asukasta ja teollisuus lounaisessa Suomessa 11 kunnan alueella saa noin 75 000 m³ vettä vuorokaudessa tasatahtiin ja tasalaatuisena.

Järjestelmän kuvaus

Raakaveden otto Kokemäenjoesta ja mekaanis-kemiallinen esikäsittely tapahtuvat Huittisissa. Vesi pumpataan Huittisten esikäsittelylaitokselta noin 29 kilometriä pitkää ja halkaisijaltaan 1200 mm:n raakavesijohtoa pitkin Loimaan kaupungin Alastarolla sijaitsevalle Virttaankankaan tekopohjavesilaitokselle. Valmis tekopohjavesi johdetaan noin 60 kilometrin pituista ja halkaisijaltaan 1200 mm:n puhdasvesijohtoa pitkin Turun Saramäen kalliosäiliöön (vesitilavuus 66 800 m³), josta vesi pumpataan Turun, Raision ja Naantalin jakeluverkostoihin. Vuonna 1998 valmistunut 73 km pitkä, halkaisijaltaan 600 mm:n puhdasvesijohto johtaa veden Liedon, Kaarinan ja Paimion sekä edelleen Länsi-Turunmaan Paraisten verkostoihin.

Vesi lähtee Saramäestä kahta johtolinjaa pitkin: Noin yhdeksän kilometriä pitkä ja halkaisijaltaan 1000 mm:n linja Turun eteläosiin ja noin 0,5 kilometriä pitkä ja halkaisijaltaan 400 mm:n linja Turun pohjoisosiin. Turun pohjoisosiin vettä siirretään Saramäen lisäksi myös Turun eteläosista. Kaarinasta Länsi-Turunmaan Paraisille veden kuljettaa noin 20 kilometriä pitkä ja kahden halkaisijaltaan 300 mm olevan putken johtolinja. Turun pohjoisesta jakeluverkosta vesi johdetaan noin viisi kilometriä pitkää, kahden halkaisijaltaan 600 mm putken muodostamaa johtolinjaa pitkin Raisioon ja Naantaliin.

Pääkonsultilla iso rooli

Voidaan täydellä syyllä sanoa, että Pöyry on toiminut Turun Seudun Vesi Oy:n tekopohjavesihankkeessa pääkonsulttina.

– Pöyry on vastannut seuraavista palveluista: järjestelmän yleissuunnittelu, ympäristövaikutusten arviointi ja riskienhallintasuunnitelmien ja ympäristölupahakemuksien laadinta, koko järjestelmän toiminnallinen suunnittelu, kaikkien laitoskohteiden toteutussuunnittelu (raakavedenottamo, esikäsittelylaitos, tekopohjavesilaitos, Saramäen kalliosäiliö, siirtolinjojen venttiiliasemat), kokonaisautomaation toteutussuunnittelu, veden vastaanoton toteutussuunnittelu koskien Turun verkostossa ja Halisten vesilaitoksella tehtyjä järjestelyjä. Näiden lisäksi Pöyry on osaltaan vastannut rakentamisen aikaisista palveluista, laitosten käyttöönoton konsultoinnista sekä henkilöstön käyttökoulutuksesta, summaa projektipäällikkö Kristian Sahlstedt Pöyry Finland Oy:stä.

Sahlstedt toteaa, että kollegakunnalle asia näin sanottuna on varmasti selvä jo suunnitteluprosessin vaativuuttakin ajatellen. Hän tahtoo erityisesti korostaa pitkissä siirtolinjoissa vesimassojen hydraulisen toiminnan hallinnan vaatimaa suunnitteluosuutta, josta syntyi myös lähtötietoa laitos-, putkilinja- ja automaatiosuunnittelua varten.

– Pisin yhtäjaksoinen siirtolinja on nimittäin noin 60 km pitkä, ja sen sisällä yhdellä kertaa oleva vesimäärä painaa lähes 65 000 tonnia. Tämä vastaa useamman kymmenen täydessä lastissa olevan tavarajunan yhteenlaskettua painoa. Tällaisen massan siirtoon liittyvien energiatilojen hallinta vaatii erikoisosaamista, korostaa Sahlstedt.

Ainoa merkittävä osakokonaisuus, jota Pöyry Finland Oy:ssä ei suunniteltu, olivat siirtolinjat, maarakentaminen, perustukset ja putkien rakenne, mistä osiosta vastasi Ramboll Finland Oy.

– Pääosa suunnittelusta tapahtui aikavälillä 2000–2007. Viimeisin suunnittelukohde oli veden vastaanotto, jonka toteutussuunnittelu tehtiin vuosina 2009–2010. Tämän laitososuuden rakentaminen on juuri aloitettu. Rakennusaikaisessa palveluntuotossa on käytetty ja käytetään edelleen kaikkien suunnittelualojemme asiantuntijoita: prosessi-, koneisto-, putkisto- arkkitehti-, rakenne-, alue-, geotekninen, LVI-, sähkö-, instrumentointi- ja automaatiosuunnittelu, osastopäällikkö Jussi Ristimäki Pöyry Finland Oy:stä tiivistää.

Suunnitteluvaihe – koordinoinnin merkitys korostuu

– Vesihuollon laitossuunnitteluosastomme on vastannut koko Pöyryn tekemän suunnittelun projektinjohtamisesta. Sen alaisuuteen ovat kuuluneet myös arkkitehti- ja SIA-suunnittelu sekä rakenne- ja LVI-alikonsulttien työ. Pöyryn ympäristökonsultointi-, pohjavesi-, verkostosuunnittelu- ja infraosastot tekivät omia osuuksiaan itsenäisinä yksiköinä, mutta ne tekivät sen kiinteässä yhteistyössä laitossuunnitteluosastomme kanssa.

‑ Voisin sanoa, että yhdessä olemme muodostaneet hyvin toimivan linjaorganisaation, jossa asiantuntevuus yhdistettynä hyvään tiedonkulkuun tuotti maksimaalisen tuloksen tilaajalle laaja-alaiselta yhtiön sisäiseltä insinöörisuunnittelun yhteenliittymältä, Jussi Ristimäki toteaa tyytyväisenä.

– Tärkein väline hankkeen näpeissä pitämisessä on projektinhallintajärjestelmämme, jonka kehitimme aiemmissa toteutussuunnitteluhankkeissamme ja jonka hioimme valmiiksi tämän hankkeen alkupuolella. Äärimmilleen tiivistetysti sanottuna järjestelmä määrittelee konsultin sisäisen vastuujaon sekä sen, miten lähtötietoja, eri suunnitelmaversioita ja tiedonkulkua hallinnoidaan hankkeen eri vaiheissa. Projektinhallintajärjestelmämme ansiosta tilaaja sai käytännössä kaiken palvelun yhteen puhelinnumeroon soittamalla, Kristian Sahlstedt summaa.

Rakentamisen aikana suunnittelija osallistui työmaakokouksiin ja muihin työmaalla pidettyihin palavereihin. Näin tieto työmaalta suunnittelijalle kulki reaaliajassa ja suunnittelija pystyi toimimaan tilaajan tukena esimerkiksi lausumalla tuoreeltaan kantansa urakoitsijan esittämiin kysymyksiin ja muutosehdotuksiin.

– Tässä yhteydessä en voi olla mainitsematta, että tähän mennessä valmistuneiden laitoskohteiden rakentamiskustannukset ovat pysyneet kustannusarvioiden asettamissa raameissa ja laajentuneet rakentamisen aikana suunnittelusta riippuvista syistä vain muutaman prosentin kokonaishinnasta. Tämä kuvaa mielestäni suunnittelun laatua. Ratkaisujen ja materiaalien laatuun piti muutenkin panostaa erityisellä huolella, koska järjestelmän suunnittelukäyttöikä on sata vuotta, ja rakennusten sovittamiselle ympäristöönsä oli asetettu erittäin korkeat vaatimukset.

Toteutusvaihe ‑ täydentävät suunnitelmat ja valvonta

– Vastaukset urakoitsijoiden kysymyksiin toimitimme tarjouslaskentavaiheessa, mutta hankkeen aikana teimme paljon täydentävää suunnittelua. Laadimme esimerkiksi reikäpiirustukset, suoritimme urakoitsijan laitevalintojen edellyttämät suunnitelmatarkennukset, kuten pumppupetien suunnittelun sekä prosessiautomaation ohjaustapojen viimeistelyyn liittyvän suunnittelun. Viranomaispäätös esikäsittelyn yhteyteen vaadittavasta kemiallisesta käsittelystä laajensi suunnittelutehtävää. Osallistuimme myös automaatiosovelluksen tehdastesteihin yhdessä automaatiourakoitsijan kanssa, Kristian Sahlstedt kertoo.

Valvonnan rooli oli hankkeessa keskeinen tiedon siirron ja päätösten toteutumisen kannalta. Siksi tieto konsultilta urakoitsijalle ja takaisin konsultille kulki pääsääntöisesti valvojien kautta. Tämä oli tärkeää, jotta rakennuttaja pysyi tietoisena työmaalla tehtävistä ratkaisuista ja jotta vastuun jako säilyi selvänä. Konsultti ja urakoitsijat vaihtoivat tietoa myös suoraan, mutta kaikki toteutukset vaativat aina valvojan hyväksynnän.

Suunnitelmia hallinnoitiin sähköisessä projektipankkisovelluksessa. Konsultti tallensi alkuperäiset työpiirustukset ja niiden viimeisimmät revisiot projektipankkiin, josta osapuolet saattoivat ladata ja tulostuttaa niitä omiin tarpeisiinsa. Projektipankkiin tallennettiin myös työmaapäiväkirjat ja työmaakokouspöytäkirjat. Viralliset paperikopiot kulkivat työmaalle aina valvojan kautta, ja vain valvojan kuittaamia suunnitelmia sai käyttää.

– Me myös laadimme laitosten käyttöönotto-ohjeet ja osallistuimme käyttöönoton valmistelukokouksiin sekä itse käyttöönottoihin yhdessä tilaajan ja Turun vesilaitoksen edustajien kanssa, projektipäällikkö Kristian Sahlstedt Pöyry Finland Oy:stä kiteyttää lopuksi.

Rakennusten arkkitehtuuri

Laitosarkkitehtuuri on kokenut varsin suuren muutoksen sitten 1970-luvun. Arkkitehti Timo Penttilän käsialaa olevaa Salmisaaren 1980-luvun voimalaitosta voidaan hyvällä syyllä pitää kaupunkikuvallisena urbaanina veistoksena, joka mittakaavansa suhteen asettuu etevästi Helsingin Länsisataman kovaan toimitila-arkkitehtuurin maailmaan. Se oli aikanaan tiennäyttäjä sille, miten teollinen rakennus muotoutuu arkkitehdin käsissä massamuodoiksi ja osaksi kaupunkikuvaa.

Kokemäenjoen raakavedenottamo, Huittisten esikäsittelylaitos ja Virttaan tekopohjavesilaitos edustavat suunnittelijalle saman ongelman variaatiota. Huittinen on vanhaa Satakunnan viljavaa kansallista kulttuurimaisemaa, alavaa maata, jossa maatalousrakennukset nousevat harvakseltaan vainioiden ylle. Arkkitehteja viehättävä monumentaalisuus on saanut väistyä arkkitehtuuriajattelussa, mutta laatu, detaljien runsaus ja laadukkaat materiaalit nostavat kaikki Turun Seudun Vesi Oy:n rakennuttamat tekopohjavesijärjestelmän rakennukset kastiin, jossa ovat päiväkotimme, koulumme ja monet muut julkiset rakennuksemme.

Kokemäenjoen raakavedenottamon huoltorakennus on kuin mikä tahansa mökki tien vieressä, värikäs ja sopeutuvainen pikku rakennus jokimaiseman sillan kupeessa. Itse pumppaamo on maan alla, ja siitä todistaa vain sillan kainalossa olevan vedenottamon suuaukon rakenne kauniine kivipengerryksineen.

Huittisten esikäsittelylaitos jatkaa sama linjaa ja asettuu alavan viljavainion reunalle maatilarakennusten vierelle luontevana osana ympäristöä. Punatiilinen ja lasiviilloin massoiteltu rakennus voisi yhtä lailla olla maatalouden tutkimuskeskus tai koulu. Vilkaisu pääjulkisivun lasiseinän taakse kertoo siitä, että kyseessä on tekninen rakennus, laitos. Henkilöstön tilat ovat mukavat ja näköala vainioille on hyvä. Itse laitos on selkeä ja kiinteistönhoidollisesti käytännöllinen.

Myös Virttaankankaalla olevat laitosrakennukset ovat tiiliverhoiltuja. Ruskea tiiliverhoilu yhdessä lasiviiltojen kanssa soveltuu hyvin harjuylängön havumetsän maisemaan. Rakennusten sijoitustapa muistuttaa keskiaikaisten kirkkojen miljöötä, joissa rakennukset rajaavat suojaisan, tiiviin pihapiirin. Massoittelu vahvistaa tätä tunnelmaa. Virttaankankaan golfkentältä katsottuna rakennusten mataluus asettaa ne oikeaan mittasuhteeseen metsämaiseman kanssa.

Kokemäenjoen rannan raakavedenottamorakennuksen tapaan myös Virttaan pohjavesikaivoalueelle rakennetut pienet tekniset rakennukset selkeinä harjakattoisina noppina istuvat ympäristöönsä tekemättä itsestään suurta numeroa.

Laitosrakennusten arkkitehtisuunnittelusta vastannut Salme Marttio on tehnyt sen mitä arkkitehdeilta voisi yleisimminkin toivoa, kun kyse on esteettisesti haavoittuvasta ympäristöstä ‑ sovittaa ja sopeuttaa.

Virtaankankaan rakentaminen

Rakentamiseen ryhdyttäessä vielä Peab Seicon Oy iski kuokan maahan vuonna 2007. Alueen maarakennustyöt teki Powerman Oy. Vastaava mestari Jouni Rindel kertoo, että kyse on kilpailu-urakasta niin rakennusurakan kuin prosessirakentamisenkin kohdalla.

– Prosessirakentaminen suoritettiin Peab Oy:n omana työnä ja asentajina käytettiin Asennuspalvelu Vainionpään asentajia. Sähköasennukset ja instrumentoinnin teki aliurakkana Syspoint Oy.

– Kokonaisurakkaan kuuluivat muun muassa tekopohjavesilaitoksen laitosrakennusalueen rakennusten ja alueen toteutukseen kuuluvat rakennus- ja LVIS-tekniset työt, koneistotyöt, prosessiautomaatio, instrumentointityöt, maarakennusyöt, tulotien rakentaminen sekä ylivuotoaltaan rakentaminen, Rindell tiivistää.

Esikäsitellyn veden vastaanottorakennuksen pinta-ala on 1 280 brm² ja tilavuus on 8 530 m³. Rakennukseen kuuluvat esikäsitellyn veden vastaanottosäiliö ja esikäsitellyn veden pumppaamo. Puhdasvesisäiliö on kooltaan 1 100 brm² ja 11 230 m³ ja jälkikäsittelyrakennus 640 brm² ja 4 500 m³.

– Rakentamisen kannalta alueella on hienot olosuhteet. Maapohja on hiekkaa ja soraa. Kurasta tai savesta ei ole tietoakaan, eikä siellä ole vaikeuksia perustuskaivantojen kuivana pidossa, Rindell toteaa tyytyväisenä.

Kaikki primäärirakenteet ovat paikalla valettuja. Erikoisuutena ovat parhaimmillaan noin yhdeksän metrin korkuiset, vesitiiviit, paikalla valetut seinät. Vesikaton rakenne alapuolisesta primäärirakenteesta lueteltuna on: ontelolaatta, lämpöeristys, teräsrakenteiset kattotuolit, laudoitus, konesaumattu peltikate.

Kokemäenjoen raakavedenottamo ja Huittisten esikäsittelylaitos

Huittisten kohdalla urakka käsitti raakavedenottamon rakentamisen Kokemäenjoen rantaan Karhiniemeen sekä esikäsittelylaitoksen rakentamisen Vesiniityntien varteen.

– YIT toimi pääurakoitsijana ja kyse on kokonaishintaurakasta. Alistettuja sivu-urakoita olivat koneisto-, sähkö- ja instrumentointiurakat ja nekin suoritettiin kokonaishintaurakoina. Prosessiautomaatio, lietteenkäsittelyn kokonaistoimitus ja eräät laitehankinnat olivat tilaajan erillishankintaa, kertoo Timo Tuomisto.

Perustamisen olosuhteet Huittisten rakennuspaikan alla olivat aivan erilaiset kuin Virttaankankaalla. Pinnan alla oli savi. Numeroiksi muutettuna paalua saveen upposi 1 500 m, tukiseiniä rakennettiin 2 500 m².

‑ Kokonaisuudessaan betonirakenteita siellä on 1 500 m³. Lisäksi raakavedenottamolla maaperää stabiloitiin 30 000 kiintokuutiota. Esikäsittelylaitoksella maanleikkausta tehtiin 40 000 kiintokuution verran. Betonirakenteita esikäsittelylaitoksessa on 6 500 m³, betoniterästä 650 tonnia, viemäreitä rakennuksessa risteilee 3 000 m ja teräsrakenteita siinä on 110 tonnin verran.

Elämän vesi

Turun Seudun Vesi Oy:n tekopohjavesihankkeeseen ei ryhdytty kevein ottein, vaan toteuttaminen edellytti kattavien tutkimusten tekemistä ja edellyttää monipuolista ympäristön tilan seurantaa. Virttaankankaalla esimerkiksi on tehty pohjavesiselvityksiä jo usean vuosikymmenen ajan. Alueen pohjavesiolosuhteet ja geologinen rakenne tunnetaan hyvin. Pohjaveden pintojen vaihteluista ja niihin vaikuttavista tekijöistä on havaintoaineistoa jo 1980-luvun lopulta saakka.

Virttaankankaalla tehtyjen tutkimusten tuloksena on syntynyt useita aluetta käsitteleviä väitöskirjoja ja muita opinnäytetöitä.

Vesi on useimpien elintarvikkeiden pääkomponentti, joko niiden biologisessa synnyssä tai jalostusprosessissa. Vesi on myös hygienian pidon keskeinen tekijä kemiallisten ominaisuuksiensa vuoksi. Ei turhaan sanota, että vesi on elämän perusta ja pohjaveden muodostus on paras keino puhdistaa vesi. Prosessi on luonnon oma tapa, jota vain on autettava, jotta tasalaatu, maku ja tarvittava määrä vettä on aina saatavilla.