Tavoitteet
Kaivosten vesiin liittyvää riskinhallintaa kehitettiin parantamalla tiedonhallintaa kaivosalueiden todellisista vesimääristä sekä vesitaseista. Hankkeen tavoitteena oli luoda luonnon- ja prosessivesien jatkuvasti päivittyvä hallintajärjestelmä, jonka avulla voidaan laskea kaivosalueiden vesitaseita ja tuottaa ennusteita kaivostoiminnan tueksi. Hankkeessa selvitettiin myös, kuinka seuranta- ja mallinnustyökalut voidaan integroida kaivoksen prosessinohjausjärjestelmään.
Jatkuvasti päivittyvä luonnon ja prosessivesien hallintajärjestelmä antaa mahdollisuuden huomioida nopeat vesitilanteen muutokset. Tätä tietoa tarvitaan kaikissa kaivostoiminnan vaiheissa suunnittelun ja päätöksenteon apuna. Vesitaseiden hallintajärjestelmällä voidaan laskea erilaisten suunnitteluvaihtoehtojen vaikutuksia.
Mittaukset
Hankkeen tutkimuskohteena olivat YARA Suomi Oy:n Siilinjärven kaivos ja Boliden Kylylahden Luikonlahden rikastamo.
Kuva 1. Automaattinen virtaaman mittaus (kuvat EHP-Tekniikka Oy).
Hydrologista ja veden laadun tarkkailua täydennettiin jatkuvatoimisella virtaus ja -vedenlaadun havainnoinnilla. Hankkeessa hyödynnettiin kaikki kaivosten toimesta syntyvä tarkkailuaineisto. GTK tutki kaivosalueiden hydrogeologiaa samoilla kohteilla.
Vesitaseiden mallinnus
WSFS (Watershed Simulation and Forecasting System) -malli on kehitetty SYKEssä. Mallilla lasketaan järvien ja jokien vesitaseita muun muassa tulvien ennakoimiseksi koko Suomen alueella. Laskelmat perustuvat hydrologisiin havaintoihin sekä meteorologisiin havaintoihin ja ennusteisiin. WSFS-malli on tässä hankkeessa sovitettu toimimaan pienillä valuma-alueilla, joita kaivoskohteet yleensä ovat.
Mallissa laskenta-alue jaetaan kohdekohtaisen karttatiedon perusteella valuma-alueisiin. Tuloksia on mahdollista tarkastella www-käyttöliittymän avulla. Hankkeessa tutkittiin mahdollisuuksia käyttää mallia myös kaivosten prosessinhallintaohjelmistojen kautta. Tulosteet ovat esimerkiksi kuvia virtaaman tai vedenkorkeuden muutoksista ennusteineen erikseen jokaiselle alueelle.
Kuva 2. Kaivosten vesitaseiden hallintatyökalu perustuu WSFS-järjestelmään, jolla lasketaan vesitaseita ja vesimääräennusteita eri valuma-alueilla Suomessa.
Tulokset
Vesitaseiden hallinnasta koottiin tutkimuslaitosten yhteistyönä ohjeistus raporttiin.
Automaattisesti päivittyvän ja jatkuvatoimisia mittauksia hyödyntävän vesitasemallin kehitystyön tuloksena käytössä on nyt toimiva malli, jolla voidaan
- ennakoida vesitaseet suunnittelussa, lupakäsittelyssä ja toiminnan mitoituksessa
- varautua vesimäärien muutoksiin ja tulviin sekä varmistaa veden riittävyys
- arvioida entistä luotettavammin erityisesti ilmastonmuutoksen aiheuttamat muutokset.
Vesitasemallin operatiivinen versio valmistui Siilinjärven kaivokselle. Vesistömallia voidaan käyttää itsenäisesti tai liittää osaksi kaivosten prosessinhallintaa.
Lisätietoja
Erikoistutkija Kirsti Krogerus, Suomen ympäristökeskus SYKE, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi
Ryhmäpäällikkö Bertel Vehviläinen, Suomen ympäristökeskus SYKE, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi
Posterit
Green Mining -seminaari 2.6.2016, Espoo
EGU General Assembly 12.-17.4.2015, Itävalta
Green Mining -vuosiseminaari 24.11.2014, Helsinki
Viides nuorten geohydrologien workshop 25.–27.6. 2014, Sosnowiec & Belchatów, Puola
Esitelmät
Kirsti Krogerus: WaterSmart – the expected results, Euromining-seminaari 21.5.2015, Tampere
Vesa Kolhinen: Management of water balance on mining areas – WaterSmart, Euromining-seminaari 21.5.2015, Tampere
Julkaisut
Krogerus K., Pasanen, A. (eds.), Kolhinen, V., Larkins, C., Vento, T., Hentinen, K., Pullinen, A., Luoma, S., Jakkila, J., Lerssi, J., Vehviläinen, B., Kaipainen, T., Mroueh, U.-M., Majaniemi, J., Huttunen, M., Turunen, K., Korkealaakso, J., Korppoo M. 2016. WaterSmart - Management of water balance and quality in mining areas. Reports of Finnish Env. Inst. (SYKE) 39. 64 p. ISBN 978-952-11-4648-0, ISSN 1796-1726 (Online).
Punkkinen, H., Räsänen, L., Mroueh, U.-M., Korkealaakso, J., Luoma, S., Kaipainen, T., Backnäs, S., Turunen, K., Hentinen K., Pasanen, A., Kauppi, S., Vehviläinen, B., Krogerus, K. 2016. Guidelines for Mine Water Management. VTT Technology 266. 57 p. + app. 11 p. ISBN 978-951-38-8443-7 (URL: http://www.vttresearch.com/impact/publications), ISSN-L 2242-1211, ISSN 2242-122X (Online).
Kolhinen, V., Vento, T., Jakkila, J., Huttunen, M., Korppoo, M. & Vehviläinen, B. 2017. Operational water balance model for Siilinjärvi mine. Inn. Wolkersdorfer C., Sartz L., Sillanpää M. & Häkkinen A. (Editors). Mine Water and Circular Economy, IMWA 2017. Lappeenranta. vol 1, pp. 73-77.
Muuta aiheesta