Source: http://docplayer.fi/41365482-Nord-stream-kaasuputkilinjan-rakentaminen-ja-kaytto-suomen-talousvyohykkeella-ymparistotarkkailu-vuoden-2010-viimeinen-neljannes.html
Timestamp: 2019-01-19 03:30:02+00:00
Document Index: 5417024

Matched Legal Cases: ['kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ']

Nord Stream kaasuputkilinjan rakentaminen ja käyttö Suomen talousvyöhykkeellä. Ympäristötarkkailu - vuoden 2010 viimeinen neljännes - PDF
Download "Nord Stream kaasuputkilinjan rakentaminen ja käyttö Suomen talousvyöhykkeellä. Ympäristötarkkailu - vuoden 2010 viimeinen neljännes"
1 LIITE 3 Nord Stream kaasuputkilinjan rakentaminen ja käyttö Suomen talousvyöhykkeellä. Ympäristötarkkailu - vuoden 2010 viimeinen neljännes NORD STREAM-HANKKEESSA VEDENLAADUSTA JA VIRTAUSTARKKAILUSTA VASTAAVAN URAKOITSIJAN TARKKAILURAPORTTI: A Luode Consulting Oy Vedenlaadun ja virtausten tarkkailu Nord Streamin toimintojen aikana Suomenlahdella. Marraskuu 2009 joulukuu Antti Lindfors, Luode Consulting Oy, , G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A B Luode Consulting Oy Vedenlaadun tarkkailu Nord Streamin toimintojen aikana Suomenlahdella. Putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella. Antti Lindfors, Luode Consulting Oy, , G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
2 Urakoitsijan LOGO Nord Stream -hanke A Versio käyttöön APL APL APL Versio Päivämäärä Kuvaus Valmisteltu Tarkastettu Hyväksytty Luode Consulting Oy Nord Stream AG Urakoitsijan LOGO Asiakirjan nimi VEDENLAADUN JA VIRTAUSTEN TARKKAILU NORD STREAMIN TOIMINTOJEN AIKANA SUOMENLAHDELLA Marraskuu 2009 joulukuu 2010 Yrityksen vastuuhenkilö : Tiina Salonen Maakoodi: Viittaus : PO. nro : Urakoitsijan yhteyshenkilö : Antti Lindfors Asiakirjan omistaja : Luode Consulting Oy Putkilinja Asiakirjan nro G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A Alihanke Ala Asiakirjan Alkuunpanijan tyyppi tunnus Yhdistäjä Versio A
3 2 / 22 Raportin tunniste: VEDENLAADUN JA VIRTAUSTEN TARKKAILU NORD STREAMIN TOIMINTOJEN AIKANA SUOMENLAHDELLA MARRASKUU 2009 JOULUKUU 2010 Versio Tekijä Päivämäärä Tila Tarkastettu Hyväksytty 02 Antti Lindfors Luonnos Tiina Salonen APL 03 Antti Lindfors Korjattu versio Tiina Salonen APL A Antti Lindfors Lopullinen versio Tiina Salonen APL Nord Streamin dokumenttinumero: G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A
4 3 / 22 Sisällys 1. Johdanto 4 2. Materiaali ja menetelmät Jatkuva tarkkailu ankkuroitavilla asemilla Tietojen yleiskatsaus Vedenlaatu- ja virtaustiedot 8 3. Tulokset Lämpötila Suolaisuus Sameus Veteen liuennut happi Virtaukset Vesinäytteet ja CTD-profiilit Liitteet 19 Nord Streamin dokumenttinumero: G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A
5 4 / Johda nto Tässä raportissa käsitellään kiinteiden antureiden mittaustuloksia, jotka on kerätty marraskuun 2009 ja joulukuun 2010 välisenä aikana Suomenlahdella CONTROL1 ja 2 asemilta. Asemat on asennettu vedenlaadun tarkkailemiseksi koko rakennusvaiheen ajaksi 1. Asemien sijainnit on esitetty kartassa 1. Karttaan on merkitty myös niiden kolmen muun FIX-aseman sijainnit, joita käytettiin aiempien rakennustoimien aikana. Näiltä kolmelta asemalta kerätyt tiedot on esitetty raportissa Vedenlaadun ja virtausten tarkkailu Nord Streamin toimintojen aikana Suomenlahdella 3. marraskuuta 2009 ja 30. kesäkuuta 2010 välisenä aikana, Luode Consulting Oy, G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ2L-A, sekä raportissa Vedenlaadun ja virtausten tarkkailu Nord Streamin toimintojen aikana Suomenlahdella 3. marraskuuta 2009 ja 30. syyskuuta 2010 välisenä aikana, Luode Consulting Oy, G-PE-EMS-MON- 175-LUODEQ3L-A. Molemmat asemat CONTROL 1 2 on varustettu automaattisilla vedenlaadun mittauslaitteilla, joilla mitattiin suolapitoisuutta, lämpötilaa, sameutta ja liuenneen hapen määrää 1,5 2 metrin etäisyydellä merenpohjasta. Lisäksi asemilla on 3D akustiset virtausmittauslaitteet (ADCP), joilla tarkkaillaan virtauksen nopeutta ja suuntaa pohjalta pintaan useissa kerroksissa. Kartta 1. Pitkän ai kavälin tarkkail uasemien FIX 1 3 ja kontrolliasemien CONTROL 1 2 sijaint i. (Kartta: Ramboll Finland Oy) 1 Viite Itämeren kaasuputken ympäristövaikutusten tarkkailuohjelma, raportti nro G-PE-PER-REP-000- ENVMONFI-E. Nord Streamin dokumenttinumero: G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A
6 5 / 22 Yhteenveto pääasiallisista johtopäätöksistä Mittaustulosten perusteella meriympäristöön ei havaittu kohdistuvan Nord Streamin rakennustöistä johtuvia vaikutuksia yhdessäkään tarkkailukohteessa. Sameus, suolapitoisuus, lämpötila tai liuenneen hapen määrä eivät poikenneet tyypillisistä Suomenlahdella mitatuista arvoista. Taulukossa 1 on esitetty asemien koordinaatit, veden syvyys ja kultakin asemalta tallennetut parametrit. Taulukko 1. Tallennetut parametrit eri asemilla. Sijainti ja veden syvyys Parametrit Tarkkailusyvyys CONTROL 1 syvyys 43 m Automaattisesti mitatut parametrit: suolapitoisuus, lämpötila, sameus, liuenneen hapen määrä, 3D-tiedot virtauksen nopeudesta ja suunnasta Vertailunäytteet: metallit, ravinteet, sameus, suspendoitunut ainesja happipitoisuus Veden laatu: 1,5 2,0 metriä merenpohjasta Virtaukset: kaikki syvyydet CONTROL 2 syvyys 47 m Automaattisesti mitatut parametrit: suolapitoisuus, lämpötila, sameus, liuenneen hapen määrä, 3D-tiedot virtauksen nopeudesta ja suunnasta Vertailunäytteet: metallit, ravinteet, sameus, suspendoitunut aines ja happipitoisuus Veden laatu: 1,5 2,0 metriä merenpohjasta Virtaukset: kaikki syvyydet 2. Materiaali ja menetelmät 2.1 Jatkuva tarkkailu ankkuroitavilla asemilla Jatkuva pitkän aikavälin tarkkailu toteutetaan CONTROL-asemilla pohjaan ankkuroiduilla laitteilla (sijainnit on merkitty karttaan 1). Mittauslaitteet, YSI-6600-sarjan syvän veden sondit (kuva 2), kirjaavat automaattisesti 60 minuutin välein tiedot suolapitoisuudesta, lämpötilasta, happimäärästä ja sameudesta kaikissa tarkkailukohteissa. Mittauslaite tekee jokaisen tunnin alussa sarjan havaintoja, laskee lukujen keskiarvon, tallentaa arvon sisäiseen muistiin ja siirtyy sitten virtaa säästävään valmiustilaan. Jakso käynnistyy uudelleen seuraavan tunnin alussa. YSI-sondin mittausalue, resoluutio ja tarkkuus on esitetty liitteessä 1. Antureissa on automaattinen puhdistusjärjestelmä, joka ehkäisee likaantumisesta aiheutuvat virheelliset mittalukemat. Nord Streamin dokumenttinumero: G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A
7 6 / 22 Kuva 2. Moniparametrinen YSI-sondi. Vedenlaadun mittausten lisäksi CONTROL 1- ja CONTROL 2 -asemilla tehdään virtausmittauksia tallentavilla 3D ADCP laitteilla (akustiset virtausmittarit). Nämä ovat 300 khz:n tai 600 khz:n RD Instrumentsin Workhorse Sentinel ADCP laitteita, jotka on varustettu paine- ja lämpötila-antureilla (kuva 3). Laitteilla mitataan virtauksia merenpohjasta pintaan kahden metrin vertikaalisella resoluutiolla 60 minuutin välein. ADCP ei mittaa alinta 2 metrin kerrosta. Näyte otetaan 60 sekunnin välein ja keskimääräinen arvo kirjataan 60 minuutin välein, minkä ansiosta virtausnopeuden mittaustarkkuus on parempi kuin 1 cm/s. Kuva 3. RD-Instrumentsin Workhorse Sentinel ADCP Virtausmittarit ja automaattiset veden laadun mittarit ankkuroidaan merenpohjaan betonipainoilla, joissa on Sonardynen akustiset vapauttimet (kuva 4). Tarkkailu aloitettiin CONTROL 1 2 -asemilla marraskuun 2009 alussa, kaksi viikkoa ennen ammusten raivauksen suunniteltua aloittamista Suomen ja Venäjän vesillä. Tarkkailu jatkuu koko rakennusvaiheen ajan. Nord Streamin dokumenttinumero: G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A
8 7 / 22 Kuva 4. Sonardynen akustinen vapautin, jossa on etäisyystransponderi. Kuvassa 5 on pitkän aikavälin tarkkailuasemille asennettu kokoonpano, johon sisältyvät ADCP, akustinen transponderi + vapautin ja YSI-moniparametrisondi. Moniparametrisondi ankkuroidaan 1,5 2,0 metriä merenpohjan yläpuolelle, ja ADCP asennetaan merenpohjaan. Kaikki laitteet kalibroitiin ennen käyttöönottoa valmistajan ohjeiden mukaisesti. Kuva 5. Esimerkki pitkän aikavälin tarkkailuasemille asennetusta kokoonpanosta. Ei mittakaavassa. Nord Streamin dokumenttinumero: G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A
9 8 / Tietojen yleiskatsaus Tarkkailulaitekokoonpanot jätettiin paikalleen CONTROL 1 2 -asemille talven yli. Ensimmäinen huoltokäynti tehtiin toukokuun alussa. Sen jälkeen asemia huollettiin kolme kertaa vuonna 2010 ennen asemien talviasennusta kaudeksi Huoltokäynneillä asemat laukaistaan pintaan akustisilla vapauttimilla ja nostetaan huoltoalukseen. Noston jälkeen laitteet tarkastetaan ja tiedot ladataan. Kultakin asemalta otetaan huoltokäyntien aikana tarkkailusyvyydeltä sarja vesinäytteitä ja mitataan veden laadun vertikaalinen profiili. Vesinäytteet kerätään Limnos-näytteenottimella ja vertikaaliset tiedot tallennetaan samanlaisella YSIsondilla, jollaista käytetään pitkän aikavälin tarkkailussa. Huoltokäynneillä laitteet puhdistetaan, akut vaihdetaan ja laitteet ohjelmoidaan uudelleenkäyttöä varten. Kaikki laitteet ovat toimineet moitteettomasti neljännen tarkkailujakson alusta sen loppuun asti. Taulukossa 2 on esitetty laitteiden asennus- ja nostopäivät molemmilla pitkän aikavälin tarkkailuasemilla. Taulukko 2. Asennustiedot. Mittausjakso Asennus Nosto CONTROL 1 Mittausjakso rinnakkainen laite asennettu ja Mittausjakso Mittausjakso Mittausjakso Mittausjakso (kevät 2011) Asennus Nosto CONTROL 2 Mittausjakso ADCP Mittausjakso Mittausjakso Mittausjakso Mittausjakso (kevät 2011) 2.3 Vedenlaatu- ja virtaustiedot Vedenlaatu tiedot on esitetty erikseen molemmilta asemilta. Lämpötila, suolapitoisuus, sameus ja liuenneen hapen määrä on esitetty diagrammeina (kuvat 6 9). Diagrammien tiedot on kerätty marraskuusta 2009 alkaen, jolloin kaikki asemat olivat toiminnassa. Virtausnopeuden tiedot on esitetty asemilta CONTROL 1- ja CONTROL 2. Diagrammit esittävät kutakin 10 metrin kerrosta merenpohjasta pintaan (kuvat 10 ja 11). Meren ylin kerros on jätetty pois kuvaajista, koska tuuli ja aallot vaikuttavat voimakkaasti sekä virtausnopeuteen että -suuntaan ylimmässä vesikerroksessa eivätkä ne siksi edusta todellisia virtausnopeuksia tai -suuntia. Aikasarjojen lisäksi virtausnopeutta ja -suuntaa on kuvattu pylväskaavioilla (kuvat 12 ja 13). Virtausten suunnat CONTROL 1 2 -asemilla on esitetty myös virtausruusuina (kuva 14). Huoltokäynneillä kerätyt CTD-tiedot ja vesinäytteiden tiedot on esitetty liitteissä 2 ja 3. Nord Streamin dokumenttinumero: G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A
10 9 / 22 lämpötila [ ] LÄMPÖTILA, Nord Stream, tarkkailukohde: Control 1, , datapistettä, 1 tunnin kirjausväli lämpötila [ ] LÄMPÖTILA, Nord Stream, tarkkailukohde: Control 2, , datapistettä, 1 tunnin kirjausväli Kuva 6. Tal lennetut lä mpötila-arvot CONTROL 1 2 -ase milta syksyn 2009 ja t alven 2010 väliseltä ajalta. Katso tarkat tarkkailutiedot taulukosta 2. Nord Streamin dokumenttinumero: G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A
11 10 / 22 suolapitoisuus [ ] SUOLAPITOISUUS, Nord Stream, tarkkailukohde: Control 1, , datapistettä, 1 tunnin kirjausväli suolapitoisuus [ ] SUOLAPITOISUUS, Nord Stream, tarkkailukohde: Control 2, , datapistettä, 1 tunnin kirjausväli Kuva 7. Tallennetut su olapitoisuusarvot CONTROL 1 2 -asem ilta syksyn ja talven 2010 väliseltä ajalta. Nord Streamin dokumenttinumero: G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A
12 11 / 22 sameus [NTU] SAMEUS, Nord Stream, tarkkailukohde: Control 1, , datapistettä, 1 tunnin kirjausväli sameus [NTU] SAMEUS, Nord Stream, tarkkailukohde: Control 2, , datapistettä, 1 tunnin kirjausväli Kuva 8. Tallennetut sa meusarvot CONTROL 1 2 -asem ilta, syksyn 2009 ja talven 2010 väliseltä ajalta. Käytetty sam eusasteikko 0 50 NTU on tyypilli nen t arkkailtaessa veden laatua rakennusprojekteissa Suomessa. (NTU = Nefelometrinen sameusyksikkö). Katso tarkat tarkkailutiedot taulukosta 2. Nord Streamin dokumenttinumero: G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A
13 12 / HAPPI, Nord Stream, tarkkailukohde: Control 1, , datapistettä, 1 tunnin kirjausväli veteen liuennut happi [mg/l] HAPPI, Nord Stream, tarkkailukohde: Control 2, , datapistettä, 1 tunnin kirjausväli veteen liuennut happi [mg/l] Kuva 9. Tallennetut liue nneen happipitoisuudet CONTROL 1 2 -asemilta syksyn 2009 ja talven 2010 väliseltä ajalta. Nord Streamin dokumenttinumero: G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A
14 13 / 22 Virtausnopeus, Nord Stream, tarkkailukohde: Control 1, , datapistettä, 1 tunnin kirjausväli metriä merenpohjan yläpuolella Virtausnopeus [cm/s] metriä merenpohjan yläpuolella metriä merenpohjan yläpuolella Kuva 10. Tallennettu virtausnopeus kussakin kymmenen metrin kerroksessa m erenpohjasta pintaan CONTROL 1 -asem alla syksyn ja talven 2010 välisenä aikan a. Katso tarkat tarkkail utiedot taulukosta 2. Virtausnopeus, Nord Stream, tarkkailukohde: Control 2, , datapistettä, 1 tunnin kirjausväli Virtausnopeus [cm/s] metriä merenpohjan yläpuolella metriä merenpohjan yläpuolella metriä merenpohjan yläpuolella metriä merenpohjan yläpuolella Kuva 11. Tallennettu virtausnopeus kussakin kymmenen metrin kerroksessa m erenpohjasta pintaan CONTROL 2 -asem alla syksyn ja talven 2010 välisenä aikan a. Katso tarkat tarkkail utiedot taulukosta 2. Nord Streamin dokumenttinumero: G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A
15 14 / 22 virtausnopeus [% kokonaisajasta] 40 % 35 % 30 % 25 % 20 % 15 % 10 % 5 % 0 % Virtausnopeuden pylväskaavio, Nord Stream, tarkkailukohde: Control 1, metriä merenpohjan yläpuolella metriä merenpohjan yläpuolella 0 10 metriä merenpohjan yläpuolella [cm/s] virtaussuunta [% kokonaisajasta] 20 % 18 % 16 % 14 % 12 % 10 % 8 % 6 % 4 % 2 % 0 % Virtaussuunnan pylväskaavio, Nord Stream, tarkkailukohde: Control 1, metriä merenpohjan yläpuolella metriä merenpohjan yläpuolella 0 10 metriä merenpohjan yläpuolella [ ] Kuva 12. T allennetut tiedot virtausnopeudesta ja -suunn ista CONTROL 1 -asem alla syksyn 2009 ja talven 2010 välise nä aikana pylväskaaviona e sitettynä. Arvot on kuvatt u noudatta malla nopeuden luokituksessa 2 cm /s:n porrastust a ja virtau ksen suunn assa 10 a steen porra stusta. Ain eiston huippuarvot esittävät virtausten t yypillisiä suuntia ja no peuksia er i syvyyksillä. Arvot on esitetty merenpohjasta pinnalle 10 metrin kerrosvälein. Katso tarkat tarkkailutiedot taulukosta 2. Nord Streamin dokumenttinumero: G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A
16 15 / % 35 % 30 % 25 % 20 % 15 % 10 % 5 % 0 % virtausnopeus [% kokonaisajasta] Virtausnopeuden pylväskaavio, Nord Stream, tarkkailukohde: Control 2, metriä merenpohjan yläpuolella metriä merenpohjan yläpuolella metriä merenpohjan yläpuolella 0 10 metriä merenpohjan yläpuolella [cm/s] virtaussuunta [% kokonaisajasta] 20 % 18 % 16 % 14 % 12 % 10 % 8 % 6 % 4 % 2 % 0 % Virtaussuunnan pylväskaavio, Nord Stream, tarkkailukohde: Control 2, metriä merenpohjan yläpuolella metriä merenpohjan yläpuolella metriä merenpohjan yläpuolella 0 10 metriä merenpohjan yläpuolella [ ] Kuva 13. T allennetut tiedot virtausnopeudesta ja -suunn ista CONTROL 2 -asem alla syksyn 2009 ja talven 2010 välise nä aikana pylväskaaviona e sitettynä. Arvot on kuvatt u noudatta malla nopeuden luokituksessa 2 cm /s:n porrastust a ja virtau ksen suunn assa 10 a steen porra stusta. Ain eiston huippuarvot esittävät virtausten t yypillisiä suuntia ja no peuksia er i syvyyksillä. Arvot on esitetty merenpohjasta pinnalle 10 metrin kerrosvälein. Katso tarkat tarkkailutiedot taulukosta 2. Nord Streamin dokumenttinumero: G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A
17 16 / % % % % Control 1 0 % metriä merenpohjan yläpuolella metriä merenpohjan yläpuolella 0 10 metriä merenpohjan yläpuolella Control % % % 5 % % Kuva 14. Virtauksen su unta CONTROL 1 2 -asem illa ruusudiagrammeina esitett ynä syksyn ja talven välisenä aikana. Prosenttiarvot kertovat, kuinka p ysyvä virta uksen suu nta oli tarkkailujakson aikana. 360 = metriä merenpohjan yläpuolella metriä merenpohjan yläpuolella metriä merenpohjan yläpuolella 0 10 metriä merenpohjan yläpuolella Nord Streamin dokumenttinumero: G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A
18 17 / Tulokset 3.1 Lämpötila Lämpötilatiedot vastaavat tyypillistä vuodenaikojen mukaista vaihtelua kaikilla asemilla. CONTROL 1 2 -asemilla lämpötila laski 9 celsiusasteesta kohti nollaa helmikuussa, jota seurasi kahden - neljän asteen nousu. Sen jälkeen arvot pysyivät CONTROL 2 -asemalla suhteellisen muuttumattomina kolmannen tarkkailujakson loppuun eli vuoden 2010 syyskuun loppuun asti. Koko vesimassa sekoittui täysin lokakuun alussa, jolloin kerrostuneisuus poistui. Vaikutukset olivat selvästi nähtävissä, kun lämpötila ensin nousi ja alkoi sitten laskea talvea kohden. CONTROL 1 asemalla lämpötilavaihtelu oli voimakkaampi. Lämpötila-arvot nousivat 7 8 asteeseen talven arvoista. Lisäksi havaittiin useita selviä jaksoja, joiden aikana lämpötila nousi 3 5 astetta. Vuoden 2010 viimeisen neljänneksen aikana lämpötila-arvot nousivat voimakkaasti CONTROL 1 -asemalla, kun kerrostuneisuus poistui. Tätä seurasi nopea lämpötila-arvojen lasku talvea kohden. Vastaavat muutokset havaittiin myös CONTROL 2 -asemalla. Vaikutus johtuu voimakkaasta pystysuuntaisesta sekoittumisesta, jonka aikana pintavedet siirtyvät koko matkan pohjaan asti ja sekoittuvat sitten vähitellen koko vesimassaan. Vaikutus on selvästi havaittavissa myös suolapitoisuuden aikasarjoissa. 3.2 Suolapitoisuus Suolapitoisuusarvojen yleinen vaihtelu osoitti, että suolapitoisuus kasvoi CONTROL 1 2 -asemilla yhdestä kahteen PSU:ta talvi-kevätjaksolla, jolloin pystysuuntainen sekoittuminen ja jokien valumat ovat vähäisempiä kuin avovesikauden aikana. Sama kehitys jatkui kesästä kohti syksyä. Yleisestä trendistä huolimatta useita nopeita ja lyhytaikaisia arvojen pienenemisiä tallennettiin molemmilla asemilla. Tällaiset arvojen vaihtelut kertovat tavallisesti siitä, että koko vesimassa on vaihtunut voimakkaiden tuulien tai virtausten vaikutuksesta ja alkuperäinen vesimassa on vaihtunut muualta peräisin olevaan vesimassaan. Kerrostuneisuuden poistuminen näkyi suolapitoisuuden voimakkaana laskuna, kun vähemmän suolapitoiset pintavedet sekoittuivat suolapitoisten pohjavesien kanssa. Sen jälkeen suolapitoisuus vaihteli nopeasti CONTROL 2 -asemalla ja CONTROL 1 -asemalla trendi oli yleisesti laskeva tarkkailujakson loppua kohden. 3.3 Sameus Vuoden 2010 ensimmäisen ja kolmannen vuosineljänneksen välisenä aikana havaittu sameustasojen vaihtelu pysyi samankaltaisena neljännen vuosineljänneksen aikana. Sameusarvot pysyivät alhaisina, ja vain lyhytaikaisia kohonneita arvoja tallennettiin molemmilla asemilla. Arvojen vaihtelu vastaa muutoksia tilanteessa, jossa koko vesimassa sekoittuu tai siirtyy nopeasti voimakkaiden tuulien tai virtausten vaikutuksesta. Keskimääräinen sameustaso molemmilla asemilla oli noin 1 NTU. Suurin mitattu yksittäinen arvo oli 9 NTU, joka mitattiin molemmilla asemilla lokakuun 2010 lopussa, jolloin kerrostuneisuus poistui ja koko vesimassa sekoittui pinnasta pohjaan. Myrskyinen sää voi yleisesti aiheuttaa veden laajamittaista sekoittumista, ja siten johtaa sameusarvojen kohoamiseen loppuvuodesta, jolloin kerrostuneisuutta ei ole. Kerättyjen tietojen perusteella rakennustyöt eivät ole lisänneet sameutta näissä kahdessa tarkkailukohteessa. Nord Streamin dokumenttinumero: G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A
19 18 / Veteen liuenneen hapen määrä Happitasot CONTROL 1- ja CONTROL 2 -asemilla pysyivät suhteellisen hyvänä talvijakson ajan. Yleinen happipitoisuuden aleneminen tallentui kaikilla asemilla vuoden 2010 toisen vuosineljänneksen aikana, ja trendi jatkui edelleen kolmannen vuosineljänneksen aikana. Tilanne oli paras CONTROL 1 -asemalla, jolla arvot olivat noin 8 mg/l kolmannen vuosineljänneksen lopussa. Happipitoisuus putosi CONTROL 2 asemalla heinäkuussa alle 2 mg/l tasolle. Happipitoisuus on usein alhainen alueilla, joissa hajoava orgaaninen aines kuluttaa vedessä jäljellä olevan hapen. Kesä-ja syyskauden jälkeen happipitoisuudet nousivat nopeasti molemmilla asemilla, kun happipitoiset pintavedet sekoittuivat pohjavesien kanssa. Happipitoisuudet palasivat hyvälle tasolle molemmilla asemilla. 3.5 Virtaukset CONTROL 1 -asemalla virtauksen tyypilliset suunnat olivat lounas-länsi ja koillinen-itä. Pintakerroksissa läntiset suunnat ovat vallitsevia. Virtausnopeus oli keskimäärin noin 6 cm/s pohjassa ja 10 cm/s yläkerroksissa. Mahdollinen selitys on että pohjan muodot ohjaavat virtausten käyttäytymistä. Odotusten mukaisesti virtausnopeudet alkoivat kasvaa ja vaihdella voimakkaammin syksyä kohden mentäessä. Virtausnopeuden suurin tallennettu arvo alimmassa kerroksessa oli 37 cm/s CONTROL 1 -asemalla. CONTROL 2 -asemalla virtaussuunnat vaihtelivat enemmän. Kaakko oli hieman tavallisempi suunta kuin muut, mutta selvästi muita yleisempää suuntaa ei havaittu. Keskimääräinen virtausnopeus CONTROL 2 -asemalla voimistui 6 senttimetristä sekunnissa 9 senttimetriin sekunnissa siirryttäessä pohjasta pintaan. Vastaava vuodenaikaisvaihtelu kuin CONTROL 1 -asemalla havaittiin myös CONTROL 2 -asemalla, jolla tallennetut arvot vaihtelivat voimakkaammin kesäkauden lopussa. Virtausnopeuden suurin tallennettu arvo alimmassa kerroksessa oli 51 cm/s CONTROL 2 -asemalla. 3.6 Vesinäytteet ja CTD-profiilit Kerätyt vesinäytteet eivät osoittaneet voimakkaita muutoksia CONTROL 1 2 -tarkkailukohteissa. Vain ravinnepitoisuus vaihteli, mutta vaihtelu vastasi tyypillistä vuodenaikaisvaihtelua molemmilla asemilla. Odotusten mukaisesti suolapitoisuus kasvoi hieman siirryttäessä syvempiin vesikerroksiin, mutta voimakasta halokliinia ei muodostunut vesialueiden suhteellisen mataluuden vuoksi. Joulukuussa 2010 kerätyt viimeiset profiilitiedot osoittivat, että vesimassat olivat hyvin sekoittuneet pystysuunnassa. CONTROL 2 -asema sijaitsee hieman syvemmällä kuin CONTROL 1 -asema, ja siellä oli havaittavissa heikko lämpötila- ja suolapitoisuusgradientti 30 metrin syvyydessä. Nord Streamin dokumenttinumero: G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A
20 19 / 22 Liite 1. Automaattisten anturien ja aseman parametrit, mittausalue, resoluutio ja tarkkuus. Parametri Mittausalue Resoluutio Tarkkuus Sameus NTU 0,1 NTU 2 % tai 0,3 NTU Suolapitoisuus 0 70 promillea 0,01 promillea 1% Johtavuus ms/cm 0,001 0,1 ms/cm 0,5% Lämpötila C 0,01 C 0,15 C Happi 0 20 mg/l 0,01 mg/l 1% Virtauksen nopeus cm/s 0,1 cm/s yli 1 cm/s Virtauksen suunta ,1 ±5 Nord Streamin dokumenttinumero: G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A
21 20 / 22 Liite 2. Laboratoriotulokset. Näytteet otettiin huoltokäynt Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistys ry. ien yhteydessä tarkkailusyvyydeltä ka ikissa tarkka ilukohteissa. Akkr editoitu laboratorio: Päivämäärä Tarkkailuasema Cr Cu Hg Co Zn Ni Pb Cd As Veteen liuenneen hapen määrä Sameus Kiintoaines Kokonaistyppi NO2 N NO3 N NO23 N NH4 N Kokonaisfosfori PO4 P CONTROL 1 µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l mg/l FNU 2 mg/l µg/l µg/l N µg/l N CONTROL µg/l µg/l µg/l µg/l 0,7 5,6 320 <2, CONTROL 1 <0,05 0,25 <0,002 0,20 1,6 0,62 <0,05 0,02 0,85 11,0 1,5 1,2 300 <2, CONTROL 1 0,11 0,59 <0,02 0,62 1,9 0,8 0,8 0,04 0,94 8,2 1,1 1, , CONTROL 1 0,12 0,77 0,009 0,21 1,5 0,65 <0,05 <0,01 0,82 12,3 1,3 3, , < CONTROL CONTROL 2 <0,05 0,10 0,002 0,18 1,2 0,53 <0,05 <0,01 0,98 5,5 0,5 4,3 370 <2, < CONTROL 2 <0,05 0,33 <0,002 0,17 1,4 0,54 <0,05 0,02 0,93 4,6 1,0 <1,0 400 <2, < CONTROL 2 Ei 0,07 0,81 <0,005 0,30 1,7 0,71 <0,05 0,02 1,00 3,2 1,2 3, , <7 82 tied ossa CONTROL 2 0,12 0,73 <0,005 0,19 2,0 0,69 <0,05 <0,01 0,93 8,4 1,5 1, , < Luvissa hyväksytyt tarkkailuohjelmat eivät edellytä ko ntrollinäytteiden metallipitoisuuksien analysointia. Analyysit on kuitenkin lisätty analyysilistaan taustatietojen keräämiseksi, sen jälkeen kun näytteet CONTROL 1 -asemalta oli otettu Sameuden yksikkö: Formatsiininefelometristä sameusyksikköä (FNU) käytetään laboratorioanalyyseissa, kun taas kenttälaitteissa käytetään nefelometristä sameusyksikköä (NTU). Arvot ovat tavallisesti vertailukelpoisia suhteessa 1:1 silloin, kun arvot < 100 NTU/FNU. Hg- ja NO2-N -analyyseillä on eri alin määritysraja johtuen laboratoriossa saatavilla olleista eri analyysimenetelmistä ja -laitteistoista. Nord Streamin dokumenttinumero: G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A
22 21 / 22 Liite 3. Pystysuorat pro fiilit. Lu kemat kirjatti in huoltokäynneillä ka ikilta asem ilta. Tiedot kerät tiin pinnasta pohjaan. 0 Nord Stream, tarkkailukohde: Control 1, pystysuorat profiilit 10 syvyys [m] Lämpötila Lämpötila Lämpötila Lämpötila Suolapitoisuus Suolapitoisuus Suolapitoisuus Suolapitoisuus Sameus Sameus Sameus Sameus Lämpötila T [ ]; Suolapitoisuus S [ ]; Sameus [NTU] Nord Streamin dokumenttinumero: G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A
23 22 / 22 Nord Stream, tarkkailukohde: Control 2, pystysuorat profiilit 0 10 syvyys [m] Lämpötila Lämpötila Lämpötila Lämpötila Suolapitoisuus Suolapitoisuus Suolapitoisuus Suolapitoisuus Sameus Sameus Sameus Sameus Lämpötila T [ ]; Suolapitoisuus S [ ]; Sameus [NTU] Nord Streamin dokumenttinumero: G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A
24 LIITE 3 Nord Stream kaasuputkilinjan rakentaminen ja käyttö Suomen talousvyöhykkeellä. Ympäristötarkkailu - vuoden 2010 viimeinen neljännes NORD STREAM-HANKKEESSA VEDENLAADUSTA JA VIRTAUSTARKKAILUSTA VASTAAVAN URAKOITSIJAN TARKKAILURAPORTTI: A Luode Consulting Oy Vedenlaadun ja virtausten tarkkailu Nord Streamin toimintojen aikana Suomenlahdella. Marraskuu 2009 joulukuu Antti Lindfors, Luode Consulting Oy, , G-PE-EMS-MON-175-LUODEQ4L-A B Luode Consulting Oy Vedenlaadun tarkkailu Nord Streamin toimintojen aikana Suomenlahdella. Putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella. Antti Lindfors, Luode Consulting Oy, , G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
25 Urakoitsijan LOGO Nord Stream -hanke A Versio käyttöön APL APL APL Versio Päivämäärä Kuvaus Valmisteltu Tarkastettu Hyväksytty Luode Consulting Oy Asiakirjan nimi Nord Stream AG Urakoitsijan LOGO VEDENLAADUN TARKKAILU NORD STREAMIN TOIMINTOJEN AIKANA SUOMENLAHDELLA Putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella Yrityksen vastuuhenkilö : Tiina Salonen Maakoodi: Viittaus : PO. nro : Urakoitsijan yhteyshenkilö : Antti Lindfors Asiakirjan omistaja : Luode Consulting Oy Putkilinja Asiakirjan nro G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A Alihanke Ala Asiakirjan tyyppi Alkuunpanijan tunnus Yhdistäjä Versio A
26 2 Raportin tunniste: VEDENLAADUN TARKKAILU NORD STREAMIN TOIMINTOJEN AIKANA SUOMENLAHDELLA PUTKENLASKU DYNAAMISESTI ASEMOITAVALLA PUTKENLASKUALUKSELLA Versio Tekijä Päivämäärä Tila Tarkastettu Hyväksytty 02 Antti Lindfors Luonnos Tiina Salonen APL 03 Antti Lindfors Korjattu versio, jossa huomioitu Tiina Salonen APL Nord Streamin kommentit A Antti Lindfors Lopullinen Tiina Salonen APL Asiakirjan nimi: Vedenlaadun tarkkailu, putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella Versio: A Päiväys: Asiakirjan nro: G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
27 3 Sisällys 1. Johdanto 4 2. Materiaali ja menetelmät Jatkuva tarkkailu ankkuroitavilla asemilla Aluksesta tehtävä tarkkailu Tiedot veden laadusta 9 3. Tulokset Liitteet 15 Asiakirjan nimi: Vedenlaadun tarkkailu, putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella Versio: A Päiväys: Asiakirjan nro: G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
28 4 1. Johdanto Tässä raportissa esitetään aluksesta tehdyn automaattisen tarkkailun ja kiinteillä antureilla putkenlaskupaikan LAY1 ympäristössä toteutetun tarkkailun tulokset, jotka on esitetty kuvassa 1 1. Kaksi kiinteää anturia ankkuroitiin ennen putken asentamista merenpohjaan noin 50 metrin etäisyydelle suunnitellusta putkilinjasta 1, toinen sen eteläpuolelle ja toinen sen pohjoispuolelle. Anturilaitteistoihin kuului automaattiset vedenlaadun mittauslaitteet, joilla mitattiin suolapitoisuutta, lämpötilaa, sameutta ja veteen liuenneen hapen määrää. Mittaukset tehtiin 1,5 2,0 metriä merenpohjan yläpuolelta. Aluksesta tehtyyn tarkkailuun sisältyi pystysuuntaisen profiilin tietojen kerääminen kahdella mittauslinjalla putkenlaskualuksen ympärillä sekä perinteinen vesinäytteiden ottaminen (katso taulukosta 1 tarkemmat tiedot ajoituksesta). Tarkkailualueella merenpohjan sedimentti koostui pehmeästä savesta, sekä laikuista silttiä ja hienoa hiekkaa. Putki laskettiin Solitairella, joka on dynaamisesti asemoitu putkenlaskualus.. Kuva 1. Tar kkailuaseman LAY1 sija inti d ynaamisesti asem oitavalla alu ksella, Solitairella, tehtä vän putkenlaskun tarkkailuu n. (Kartta: Ra mboll Finland Oy.) Katso tarke mpi kuva 5, jossa esit etään tarkkailulinjojen ja putkilinjan sijainnit. 1 Tässä viitataan Itämeren poikki kulkevan kaasuputken ympäristöntarkkailuohjelma Suomi -asiakirjaan, jonka tunnus on G-PE-PER-REP-000-ENVMONFI-E. Asiakirjan nimi: Vedenlaadun tarkkailu, putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella Versio: A Päiväys: Asiakirjan nro: G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
29 5 Yhteenveto pääasiallisista johtopäätöksistä Alukselta tehdyn tarkkailun aikana kerättyjen tietojen perusteella putkenlaskusta ei aiheutunut mitattavissa olevaa sameuden leviämistä. Myöskään vesinäytteiden perusteella metalli- tai ravinnepitoisuudet eivät kohonneet vesimassassa putkenlaskutoimintojen seurauksena. Molemmilla ankkuroiduilla asemilla (55 metriä putkilinjan 1 eteläpuolella ja 45 metriä sen pohjoispuolella) tallennettiin kolme jaksoa, joiden aikana sameuslukemat olivat nousseet. Putkenlaskuaikataulun perusteella suurentuneet lukemat eivät aiheutuneet putkenlaskutoiminnoista. Niihin olivat syynä voimakkaat tuulet. Sameus oli näiden jaksojen aikana noin 3 NTU:ta. Suolapitoisuus, lämpötila tai liuenneen hapen määrä eivät poikenneet tyypillisistä Suomenlahdella mitatuista arvoista. Happimäärä oli yleisesti alhainen. Taulukossa 1 on esitetty koordinaatit, veden syvyys, asemalla tallennetut parametrit ja tehtävä. Taulukko 1. Tallennetut para metrit eri asem illa. Alukselta t ehdyn tarkkailun ajoitus mukaan lukien pystysuorien profiilitietojen keräämisen ja vesinäytteiden ottamisen ajoitus. Asema/tehtävä, kilometrikohta (KP) ja syvyys Aseman tunnus ja sijainti Parametrit Tarkkailusyvyys Tarkkailujakso LAY1/1, etelä (anturi 55 m etelään putkilinjasta) KP 184, syvyys 65 m KP 184/1: 59 53,482 N, 25 24,399 E suolapitoisuus, lämpötila, sameus ja liuenneen hapen pitoisuus 1,5 2,0 metriä merenpohjasta LAY1/2, pohjoinen (anturi 45 m pohjoiseen putkilinjasta) KP 184, syvyys 66 m KP 184/2: 59 53,533 N, 25 24,372 E suolapitoisuus, lämpötila, sameus ja liuenneen hapen pitoisuus 1,5 2,0 metriä merenpohjasta Aluksesta tehtävä tarkkailu, ~KP 179 Mittauslinja A ja B (katso kuva 3) sameus (lämpötila ja suolapitoisuus), vesinäytteet pinnasta pohjaan :45 15:00 (paikallista aikaa) 2. Materiaali ja menetelmät 2.1 Jatkuva tarkkailu ankkuroitavilla asemilla Jatkuva pitkäaikainen ja alukselta tehtävä tarkkailu toteutettiin LAY1-asemalla samanlaisilla laitteilla. Ankkuroidut mittauslaitteet, YSI-6600-sarjan syvän veden sondit (kuva 2), kirjaavat automaattisesti 30 minuutin välein tiedot suolapitoisuudesta, lämpötilasta, happimäärästä ja sameudesta. Mittauslaite Asiakirjan nimi: Vedenlaadun tarkkailu, putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella Versio: A Päiväys: Asiakirjan nro: G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
30 6 tekee jokaisen puolen tunnin jakson alussa sarjan havaintoja, laskee näiden lukujen keskiarvon, tallentaa arvon sisäiseen muistiin ja siirtyy sitten virtaa säästävään valmiustilaan. Kierto alkaa uudestaan seuraavan puolen tunnin jakson alussa. YSI-sondin mittausalue, resoluutio ja tarkkuus on esitetty liitteessä 1. Antureissa on automaattinen puhdistusjärjestelmä, joka ehkäisee virheelliset mittalukemat. Anturit ankkuroitiin merenpohjaan 45 metriä putkilinjan 1 suunnitellun sijainnin eteläpuolelle ja 55 metriä sen pohjoispuolelle. Anturit asennettiin samaan linjaan poikittain putkilinjan reittiin nähden 2. Anturilaitteilla mitattuja arvoja verrattiin asemien käyttöönoton yhteydessä otettuihin vesinäytteisiin ja CTD-profiilitietoihin. Kuva 2. Moniparametrinen YSI-sondi. Automaattiset veden laadun anturit ankkuroidaan merenpohjaan kilon painoisilla betonipainoilla, joissa on Sonardynen akustiset vapauttimet (kuva 3). Laitteet asennettiin noin kaksi viikkoa ennen putkenlaskun aloittamista ja poistettiin noin neljän viikon kuluttua putkenlaskun lopettamisesta kyseisellä osuudella (katso taulukko 1). 2 Tässä viitataan Tarkkailu putkenlaskutoimintojen aikana -asiakirjaan, jonka tunnus on G-PE-EMS-MON-175-LAY1MONI-B. Asiakirjan nimi: Vedenlaadun tarkkailu, putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella Versio: A Päiväys: Asiakirjan nro: G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
31 7 Kuva 3. Sonardynen akustinen vapautin, jossa on etäisyystransponderi. Molemmat pohjaan asennetut laitteet toimivat ongelmitta koko tarkkailujakson ajan. Noston aikana anturit laukaistiin pintaan akustisilla vapauttimilla ja nostettiin huoltoalukseen. Noston jälkeen laitteet tarkastettiin ja tiedot ladattiin. Asennuksen aikana molemmista tarkkailukohteista otettiin yksi vesinäyte ja kerättiin pystysuoran CTD-profiilin tiedot. Huonot sääolosuhteet estivät vesinäytteiden ottamisen ja CTD-profiilitietojen keräämisen laitteiden noston yhteydessä. Vesinäytteet otettiin asennuksen ja aluksesta tehtävän tarkkailun aikana 3,5 litran Limnos-näytteenottolaitteella (kuva 4). Kaikki vesinäytteet tallennettiin pulloihin, merkittiin ja säilytettiin viileässä odottamassa kuljetusta laboratorioon. Kuva 4. Limnos-tyyppinen vesinäytteen ottolaite Asiakirjan nimi: Vedenlaadun tarkkailu, putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella Versio: A Päiväys: Asiakirjan nro: G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
32 8 2.2 Aluksesta tehtävä tarkkailu Aluksesta tehtävä tarkkailu suoritettiin varsinaisen putkenlaskuprosessin aikana 13. marraskuuta Tarkkailu toteutettiin laskemalla automaattisesti tallentava laite (kts. kappale 2.1, kuva 2) pinnalta pohjaan etukäteen suunnitelluilla mittauslinjoilla 3. Tarkkailupäivänä putkenlaskualus liikkui jatkuvasti länteen keskinopeudella 2,65 km/päivä. Tarkkailu toteutettiin kerran kahdella mittauslinjalla, joista toinen oli likimain putkilinjan yläpuolella (mittauslinja B kuvassa 5) ja toinen likimain kohtisuoraan putkilinjaan nähden (mittauslinja A kuvassa 5). Mittauslinjalla A pystysuorien profiilien tietojen kerääminen kuvassa 5 esitetyistä sijainneista aloitettiin pohjoispuolelta. Mittauslinja ylitti putkilinjan noin 600 metriä Solitairen takana kuvassa 5 esitetyllä tavalla, ja jatkui putkilinjan eteläpuolella. Mittauslinja B alkoi Solitairen etupuolelta ja jatkui putken pohjakosketuspaikan taakse, 600 metrin päähän siitä. Mittauslinjan A tavoin pystysuoran profiilin tiedot kerättiin mittauslinjalla B kuvassa 5 esitetyistä sijainneista alkaen pohjoispuolelta. Mittauslinja ylitti putkilinjan noin 800 metriä Solitairen takana kuvassa 5 esitetyllä tavalla, ja jatkui putkilinjan eteläpuolella. Mittauslinjan A pituus oli metriä ja mittauslinjan B metriä (kuva 5). Solitaire liikkui noin 500 metriä länteen alukselta tehdyn tarkkailun aikana. Pystysuorien profiilien tietojen lisäksi mittauslinjoilta (kuva 5) kerättiin viiden vesinäytteen sarja käyttäen kappaleessa 2.1 ja kuvassa 4 esiteltyjä laitteita. Näytteet otettiin mittauslinjojen molemmista päätepisteistä sekä keskikohdasta tarkkailuohjelmassa kuvatulla tavalla. Näytteet otettiin viisi metriä merenpohjan yläpuolelta. Alukselta tehdyn tarkkailun tulokset vesinäytteiden osalta on esitetty taulukossa 2. Tarkkailutoimien aikana nopeasti heikentyneen sään aiheuttamien turvariskien vuoksi mittaukset tehtiin mittauslinjoilla vain kerran. Tämän seurauksena alkuperäinen tarkkailuohjelma ja -menetelmä poikkeaa toteutuneesta. Muutokset koskevat vain aluksesta tehtävää tarkkailua tarkkailuohjelmassa. 3 Tässä viitataan Tarkkailu putkenlaskutoimintojen aikana -asiakirjaan, jonka tunnus on G-PE-EMS-MON-175-LAY1MONI-B. Asiakirjan nimi: Vedenlaadun tarkkailu, putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella Versio: A Päiväys: Asiakirjan nro: G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
33 9 Aloituskohta mittauslinjalla Bklo 12:00 paikallista aikaa Solit aire Vesinäyte 5 KP 179 Put kenlasku tarkkailun aikana Vesinäyte 3 Vesinäyte 2 Aloituskohta mittauslinjalla A klo 12:55 paikallista aikaa KP 178 Syvyysasteikko [m] Vesinäyte 4 Pohjakosketuskohta 500 m Solitairen takana aluksestatehtävän tarkkailun LOPUSSA klo 15:00 paikallista aikaa Pohjakosketuskohta 500 m Solitairen takana aluksesta tehtävän tarkkailun ALUSSA klo 15:00 paikallista aikaa Lopetuskohta mittauslinjalla Bklo 12:45 paikallista aikaa Lopetuskohta mittauslinjalla A klo 13:40 paikallista aikaa Vesinäyte 1 Kuva 5. Alukselta tehtävän tarkkailun mittauslinjat ja sijainnit, joista kerättiin pystysuorien profiilien tiedot (mustat pisteet) ja otettiin vesinäytteet (1-5) putkenlaskun aikana. KP ovat putkilinjan kilometrikohtia, jotka on laskettu alkaen Venäjän rantautumispaikasta. Putkenlaskun edistymistä tarkkailutoimien aikana kuvastaa punainen nuoli. Aluksesta tehtävän tarkkailun aikatietoihin sisältyvät sekä pystysuoran profiilin tietojen keräämisen että vesinäytteiden ottamisen ajat. Vesinäytteiden tarkat ottoajat on esitetty taulukossa Tiedot veden laadusta Alla on erilliset kuvat molemmista mittauslinjoista (kuvat 6 7). Aluksesta tehtävän tarkkailun aikana otettujen vesinäytteiden tutkimustulokset on esitetty taulukossa 2. Tarkat tiedot profiilitietojen keräämisen ja vesinäytteiden ottamisen sijaintipaikoista on esitetty kuvassa 5. Vedenlaatutiedot on esitetty molemmilta ankkuroiduilta asemilta. Lämpötila, suolapitoisuus, sameus ja liuenneen hapen pitoisuus on esitetty diagrammeina (kuvat 8 11). Käytetty sameusasteikko 0 50 NTU (NTU = nefelometrinen sameusyksikkö) on tyypillinen tarkkailtaessa veden laatua rakennusprojekteissa Suomessa. Liitteet 5 ja 6 esittävät mittauslinjojen tulokset uudessa mittakaavassa asteikolla 0 10 NTU, jolloin sameuden pienemmät vaihtelut näkyvät paremmin. Laboratoriotutkimusten tulokset ankkuroitavien anturien asennuksen aikana otetuista vesinäytteistä ja kerätyistä CTD-profiilitiedoista on esitetty liitteissä 2 ja 3. Asiakirjan nimi: Vedenlaadun tarkkailu, putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella Versio: A Päiväys: Asiakirjan nro: G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
34 10 0 Sameus mittauslinjalla A, LAY1 50 NTU syvyys [m] NTU 40 NTU 35 NTU 30 NTU 25 NTU 20 NTU 15 NTU 10 NTU 5 NTU etäisyys [m] 0 NTU Kuva 6. L AY1, sa meus mittauslinjalla A, 13. marraskuuta 2010 (NTU = nefelo metrinen sameusyksikkö). Etäi syydet on l askettu po hjoisimmasta pistee stä. Toteutun eet profiil itietojen keräyspaikat ja etäisyydet on esitetty kuvassa 5. Valkoinen ympyrä ilmaisee putkilinjan 1 sijainnin. 0 Sameus mittauslinjalla B, LAY1 50 NTU syvyys [m] NTU 40 NTU 35 NTU 30 NTU 25 NTU 20 NTU 15 NTU 10 NTU 5 NTU etäisyys [m] Kuva 7. L AY1, sa meus mittauslinjalla B, 13. marraskuuta 2010 (NTU = nefelo metrinen sameusyksikkö). Etäisyydet on laskettu lä ntisimmästä pisteestä. Toteutuneet profiilitie tojen keräyspaikat ja etäisyydet on esitetty kuvassa 5. Valkoinen ympyrä ilmaisee putkilinjan 1 sijainnin. 0 NTU Asiakirjan nimi: Vedenlaadun tarkkailu, putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella Versio: A Päiväys: Asiakirjan nro: G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
35 Taulukko 2. Laboratoriotulokset aluksesta teh dyn tarkkailun aikana LAY1-asemalta otetuist a vesinäyt teistä. Näytt eiden ottop aikat on esitetty kuvassa 5. Akkreditoitu laboratorio: Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistys ry. 11 Päivämäärä ja kellonaika PA = paikallinen aika = UTC + 2 tuntia Tarkkailuasema, Näytteenottokohta, Näytteenottosyvyys ja veden syvyys Cr Cu Hg Co Zn Ni Pb Cd As *Sameus Kiintoaines Veteen liuennut happi Kokonaistyppi NO3 N NO2 N NO23 N NH4 N Kokonaisfosfori PO4 p , 14:00 PA , 14:15 PA , 14:30 PA , 14:45 PA , 15:00 PA LAY1 WS1, 74 m, 79 m LAY1 WS2, 68 m, 74 m LAY1 WS3, 66 m, 71 m LAY1 WS4, 68 m, 73 m LAY1 WS5 67 m, 72 m µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l FNU mg/l mg/l µg/l µg/l N µg/l N µg/l µg/l µg/l µg/l 0,09 0,46 <0,002 0,28 2,2 0,83 <0,05 <0,01 1,5 1,3 6,4 5, ,5 130 < ,1 0,48 <0,002 0,3 2,2 1,7 <0,05 <0,01 1,5 1,4 5,6 4, ,7 130 < ,12 0,46 <0,002 0,29 2,2 0,82 <0,05 <0,01 1,5 0,96 5,7 4, ,5 130 < ,12 0,54 <0,002 0,29 2,3 0,81 <0,05 <0,01 1,5 0,89 5,3 4, ,4 130 < ,12 0,53 <0,002 0,3 3,1 0,86 <0,05 <0,01 1,5 1,2 4,5 4, ,6 130 < *Sameusyksiköt: Fo rmatsiininefelometristä sameusyksikköä (F NU) kä ytetään la boratorioanalyyseissa, ku n taa s ke nttälaitteissa käytetään nefel ometristä sameusyksikköä (NTU). Arvot ovat tavallisesti vertailukelpoisia suhteessa 1:1 silloin, kun arvot < 100 NTU/FNU. Asiakirjan nimi: Vedenlaadun tarkkailu, putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella Versio: A Päiväys: Asiakirjan nro: G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
36 12 sameus [NTU] SAMEUS, Nord Stream, tarkkailukohde: Lay1 (KP184), 59 53,50 N, ,39 E, , datapistettä, 0,5 tunnin kirjausväli, 2 asemaa Sameus 55 m, etelä Sameus 45 m, pohjoinen Kuva 8. Ankkuroiduilta laitteilta LAY1-ase malta tallennet ut sam eusarvot (NTU = Nefelom etrinen sameusyksikkö). Korostettuna näkyvä alue il maisee ajanjakson, jo na putkenla skun aiheut tama leviäminen tapahtui ta rkkailuanturien lähettyvil lä ( ). Katso liitte estä 4 uud essa mittakaavassa esitetty sameuden aikasarja ja sen vastaavuus putkenlaskun edistymisen kanssa. 7 LÄMPÖTILA, Nord Stream, tarkkailukohde: Lay1 (KP184), 59 53,50 N, ,39 E, , datapistettä, 0,5 tunnin kirjausväli, 2 asemaa 6 lämpötila [ ] Lämpötila 55 m, etelä Lämpötila 45 m, pohjoinen Kuva 9. Tallennetut lämpötila-arvot ankkuroiduilta laitteilta LAY1-asemalta Asiakirjan nimi: Vedenlaadun tarkkailu, putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella Versio: A Päiväys: Asiakirjan nro: G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
37 13 12 SUOLAPITOISUUS, Nord Stream, tarkkailukohde: Lay1 (KP184), 59 53,50 N, ,39 E, , datapistettä, 0,5 tunnin kirjausväli, 2 asemaa suolapitoisuus [ ] Suolapitoisuus 55 m, etelä Suolapitoisuus 45 m, pohjoinen Kuva 10. Ankkuroiduilla laitteilla LAY1-asemalta tallennetut suolapitoisuusarvot. veteen liuennut happi [mg/l] HAPPI, Nord Stream, tarkkailukohde: Lay1 (KP184), 59 53,50 N, ,39 E, , datapistettä, 0,5 tunnin kirjausväli, 2 asemaa Happimäärä 55 m, etelä Kuva 11. Ankkuroiduilla laitteilta LAY1-asemalla tallennetut happipitoisuusarvot. Asiakirjan nimi: Vedenlaadun tarkkailu, putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella Versio: A Päiväys: Asiakirjan nro: G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
38 14 3. Tulokset Aluksesta tehtävän tarkkailun tulosten mukaan sameus ei lisääntynyt. Putkenlaskun jälkeisen tutkimustiedon perusteella putki hautautui keskimäärin vähintään 50- prosenttisesti pehmeästä savesta muodostuvaan merenpohjaan välittömästi laskun jälkeen. Putki ei näytä tietojen perusteella liikkuneen muuhun suuntaan kuin alaspäin merenpohjassa kilometrikohtien KP 178 ja KP 179 välillä, jolla alukselta tehtävät tarkkailutoimet tehtiin (katso liite 7). Tässä osassa veden syvyys vaihteli metrin välillä ja merenpohjan sedimentti koostui suurimmaksi osaksi pehmeästä savesta. Metalli- ja ravinnearvot alukselta tehtävän tarkkailun yhteydessä otetuista vesinäytteistä eivät poikenneet tyypillisistä arvoista, ja niiden pitoisuudet olivat pieniä kaikissa näytteissä. Ravinnearvot olivat tyypillisiä syysajan arvoja Suomenlahdella. Ainoa poikkeus oli näyte numero 2, jossa kromipitoisuus oli merkittävästi suurempi kuin muissa näytteissä. Pitoisuus oli 8,1 μg/l. Lisäksi saman näytteen nikkelipitoisuus oli suurempi (1,7 μg/l) kuin neljässä muussa näytteessä. On todennäköistä että vesinäyte, joka oli otetty putkenlaskualuksen takapuolelta välittömästi putken yläpuolelta, sisälsi putken pään viistämisestä syntynyttä metallipölyä. Viistämisen yhteydessä putki katkaistaan ja hiotaan jolloin syntyy hienojakoista hiomapölyä. On mahdollista että osa hienojakoisimmasta hiomapölystä on kulkeutunut putkea ympäröivän betonipinnoitteen mukana veteen ja huuhtoutunut pois siitä putkenlaskun yhteydessä. Toinen mahdollinen lähde on merenpohjan sedimentti, josta on voinut resuspendoitua aineita putkilinjan pohjakosketuskohdassa. Sameus oli kuitenkin pieni tässä vesinäytteessä. Molemmat ankkuroidut anturit 1 ja 2 (45 metrin ja 55 metrin etäisyydellä putkilinjasta 1 kilometrikohdassa KP 184) tallensivat hieman kohonneita sameusarvoja kolmen jakson aikana. Sameus lisääntyi näiden jaksojen aikana 1 NTU:sta 3 NTU:hun. Enimmäisarvo oli 3,3 NTU:ta (mittauspäivä 25. marraskuuta). Liitteessä 4 esitetyllä tavalla putkenlaskutoimintoja tehtiin kohonneiden sameusarvojen jaksojen aikana useiden kilometrien etäisyydellä ankkuroiduista tarkkailuantureista. Tämän perusteella on ilmeistä, ettei tallentunut sameuden kasvu aiheutunut putkenlaskutoiminnoista. Pystysuuntainen kerrostuneisuus oli vähäistä tarkkailukohteissa CTD-profiilien (liite 3) osoittamalla tavalla. Tuuli voi siten aiheuttaa veden sekoittumista koko vesimassassa aina lähellä merenpohjaa oleviin vesiin asti ja kohottaa sameusarvoja. Tästä kertovat myös tallennetut suolapitoisuusarvot, jotka laskevat voimakkaan sekoittumisen (kuva 10) aikana, ja kasvaneet happimäärät (kuva 11). Kålbadagrundin majakalla, joka sijaitsee 15 km luoteeseen tarkkailukohteesta, mitattujen tuulennopeuksien perusteella ankkuroitujen anturien tallentamat sameuden enimmäisarvot LAY1- asemalla ajoittuvat samaan aikaan koko vesimassan sekoittavien voimakkaiden tuulien kanssa. Vastaavuus on esitetty liitteessä 4. Asiakirjan nimi: Vedenlaadun tarkkailu, putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella Versio: A Päiväys: Asiakirjan nro: G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
39 15 LIITTEET Liite 1. Automaattisten luotainten ja aseman parametrit, toiminta-alueet, resoluutio ja tarkkuus. Parametri Toiminta alue Resoluutio Tarkkuus Sameus NTU 0,1 NTU 2 % tai 0,3 NTU Suolapitoisuus 0 70 promillea 0,01 promillea 1% Johtavuus ms/cm 0,001 0,1 ms/cm 0.5% Lämpötila C 0.01 C 0.15 C Happi 0 20 mg/l 0,01 mg/l 1% Asiakirjan nimi: Vedenlaadun tarkkailu, putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella Versio: A Päiväys: Asiakirjan nro: G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
40 Liite 2. Lab oratoriotulokset. Näyttee t otettiin ant urien asenn uksen yhte ydessä tarkkailusyvyyde ltä molemmissa kohtei ssa. Huonot sääolosuhte et estivät vesinäytteiden ottamisen anturien noston yhteydessä. Akkreditoitu laboratorio: Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistys ry. 16 Päivämäärä Tarkkailukohde Cr Cu Hg Co Zn Ni Pb Cd As Veteen liuenneen hapen määrä Sameus Kiintoaines Kokonaistyppi NO3 N NO2 N NO23 N NH4 N,M Kokonaisfosfori po4 p µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l mg/l FNU mg/l µg/l µg/l N µg/l N µg/l µg/l µg/l µg/l LAY1, 45 metriä, etelä LAY1, 55 metriä, pohjoinen 0,44 0,48 0,007 0,34 2,1 0,,09 <0,05 0,01 0,97 5,6 0,7 5, < <0,05 0,41 0,0013 0,35 2,5 0,52 <0,05 0,01 0,65 5,6 0,76 7, ,1 120 < Sameusyksiköt: Form atsiininefelometristä sa meusyksikköä (F NU) käytetä än labo ratorioanalyyseissa, kun taa sameusyksikköä (NTU). Arvot ovat tavallisesti vertailukelpoisia suhteessa 1:1 silloin, kun arvot < 100 NTU/FNU. s kenttälaittei ssa kä ytetään nefelom etristä Asiakirjan nimi: Vedenlaadun tarkkailu, putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella Versio: A Päiväys: Asiakirjan nro: G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
41 17 Liite 3. Pystysuorat profiilit. Tiedot kerättiin anturien asennuksen yhteydessä. Tiedot kerättiin pinnasta pohjaan ko hteissa, jo ista toinen sij aitsi noin 5 0 metriä putkilin jan 1 e teläpuolella ja toinen no in 50 metriä sen pohjoispuol ella. Huonot sääolosuht eet estivät pystysuoran profiilin t ietojen kerää misen anturien noston yhteydessä. 0 Nord Stream, tarkkailukohde: LAY1, 59 53,50 N, ,39 E, pystysuorat profiilit 10 syvyys [m] Lämpötila , etelä Lämpötila , pohjoinen Suolapitoisuus , etelä 40 Suolapitoisuus , pohjoinen Sameus , etelä Sameus , pohjoinen Lämpötila T [ ]; Suolapitoisuus S [ ]; Sameus Turb [NTU] Asiakirjan nimi: Vedenlaadun tarkkailu, putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella Versio: A Päiväys: Asiakirjan nro: G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
42 18 Liite 4. Uudessa mittakaavassa esitetyt sameuden aikasarjat ankkuroiduilta antureilta LAY1-asemalta. Kerättyjen tietojen lisäksi esitetään tiedot ankkuroitavien asemien ja putkenlaskutoimien välisistä etäisyyksistä. Säätiedot: Ilmatieteen laitos. Sameus ja tuulennopeus sekä putkenlaskutoimintojen etäisyys tarkkailuasemilta sameus [NTU] ja tuulen nopeus [m/s] Sameus 55 m, etelä Sameus 45 m, pohjoinen Tuulen nopeus Etäisyys Putkenlaskutöiden etäisyys asemilta LAY1 / 1&2 [m] Asiakirjan nimi: Vedenlaadun tarkkailu, putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella Versio: A Päiväys: Asiakirjan nro: G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
43 19 0 Sameus mittauslinjalla A, LAY1 10 NTU syvyys [m] etäisyys [m] 9 NTU 8 NTU 7 NTU 6 NTU 5 NTU 4 NTU 3 NTU 2 NTU 1 NTU 0 NTU Liite 5. LAY1, uudessa mittakaavassa esitet yt sam eusarvot m ittauslinjalla A, 1 3. marraskuuta Toteutunee t profiilitietojen keräyspa ikat ja etäi syydet on esitetty ku vassa 5. Sam eusarvot näkyvät aste ikolla 0 10 NT U. Valkoine n ympyrä ilmaisee putkilinjan 1 sijainnin. Asiakirjan nimi: Vedenlaadun tarkkailu, putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella Versio: A Päiväys: Asiakirjan nro: G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
44 20 0 Sameus mittauslinjalla B, LAY1 10 NTU syvyys [m] etäisyys [m] 9 NTU 8 NTU 7 NTU 6 NTU 5 NTU 4 NTU 3 NTU 2 NTU 1 NTU 0 NTU Liite 6. LAY1. uudessa mittakaavassa esitet yt sam eusarvot m ittauslinjalla B, 1 3. marraskuuta Toteutunee t profiilitietojen keräyspaikat ja etäisyydet on esitetty kuvassa 5. Sameusarvot näkyvät asteikolla 0 10 NTU. Asiakirjan nimi: Vedenlaadun tarkkailu, putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella Versio: A Päiväys: Asiakirjan nro: G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
45 21 Liite 7. Laskunjälkeinen pitkittäisprofiili putkilinjasta 1 suhteessa m erenpohjaan alueella, jolla al ukselta tehtävä tarkkailu suoritettiin 4. Putki on osittain hautautunut sedimenttiin alueilla, joissa alempi vihreä viiva (putken pohja) on punaisen viivan (merenpohjan taso) alapuolella. 4 Perustuu tietoihin asiakirjassa Saipem Nord Stream -hanke. Putkenlaskun jälkeisen tutkimuksen kenttäraportti linjalla 1 (länsi) Suomi. KP Asiakirjan nimi: Vedenlaadun tarkkailu, putkenlasku dynaamisesti asemoitavalla putkenlaskualuksella Versio: A Päiväys: Asiakirjan nro: G-PE-EMS-MON-175-LUODELAY-A
46 LIITE 4 Nord Stream -kaasuputkilinjan rakentaminen ja käyttö Suomen talousvyöhykkeellä. Ympäristötarkkailu vuoden 2010 viimeinen neljännes NORD STREAM HANKKEESSA HELCOM ASEMIEN POHJAELÄIMISTÖN TARKKAILUSTA VASTAAVAN URAKOITSIJAN TARKKAILURAPORTTI: Finnish Environment Institute, SYKE Marine Research Centre Monitoring of the HELCOM benthos stations in the Gulf of Finlanf. First Progress Report 2 February 2011, G-PE-EMS-MON-193-SYKEHELC-A (*SYKEn Merikeskus (Suomen ympäristökeskus) 2011: Itämeren suojelusopimuksen (HELCOM) mukaisten pohjaeläinasemien seuranta Suomenlahdella. Ensimmäinen väliraportti, ) *suomenkielinen versio toimitetaan myöhemmin
47 Draft Saved: : :37 Monitoring of the HELCOM benthos stations in the Gulf of Finland First Progress Report 2 February 2011 Jan Erik Bruun, Anna Leena Downie, Juha Flinkman, Marko Jaale, Juha Markku Leppänen*, Kaarina Lukkari, and Mika Raateoja SYKE Marine Research Centre Ref: Nord Stream AG Purchase Order PO Finnish Environment Institute Mechelininkatu 34a Po Box 140, Helsinki Finland *) Contact author title: Monitoring of the HELCOM benthos stations in the Gulf of Finland First Progress Report Document title: Monitoring of the HELCOM benthos stations in the Gulf of Finland Date: First 23 Progress February 2011 Report 2 February /65
48 Revision Record: Revision Date Description Made by Checked by Approved by Issue for comments A Issue for comments Jan Erik Bruun, Anna Leena Downie, Juha Flinkman, Marko Jaale, Juha Markku Leppänen, Kaarina Lukkari, and Mika Raateoja Jan Erik Bruun, Juhamarkku leppänen and Mika Raateoja 2/65
49 Monitoring of the HELCOM benthos stations in the Gulf of Finland First Progress Report Jan Erik Bruun, Anna Leena Downie, Juha Flinkman, Marko Jaale, Juha Markku Leppänen, Kaarina Lukkari, and Mika Raateoja SYKE Marine Research Centre 1. Summary Nord Stream AG has contracted the Marine Research Centre of the Finnish Environment Institute (SYKE) to carry out a project to a) find alternative benthic sampling stations to the current ones (LL7, LL6A and LL5) situated close to the gas pipeline being installed in the Baltic Sea as well as b) to monitor the benthic community at the original stations as well as the alternative stations prior and after the construction of the pipeline. In order to find the environmentally representative alternative stations, the areas surrounding the current stations were screened utilizing the existing GIS data and the obtained information was supplemented by echo soundings for bottom topography and structure. As the oxygen condition of the bottom surface is highly dependent on depth, the study was primarily focused on areas of similar sea floor depth as at the current stations. The alternative stations were finally pin pointed by the GIS approach by creating maps of environmental similarity to the current stations. At all the stations, the sediment substrate was soft clay. The sediment surface was fluffy and rich of organic matter. The presence of hydrogen sulphide was as a sign of anoxia. At all the current stations, the animal abundances had decreased drastically since the latest monitoring cruise in May 2010, most likely due to worsened oxygen conditions. At LL5 and LL7, no animals were observed, and at LL6A the abundance had decreased to one sixth of the former level. The employed approach provided representative alternative stations considering the highly variable bottom landscape in the area. Some deviations were inevitable, though; according to the sediment descriptions, none of the alternative sampling sites was an exact match to the current ones. Despite a similarity in bottom depth, the alternative stations for LL7 had somewhat worse oxygen conditions and one of them had also a lower sedimentation rate compared to the current station. In the LL6A area, the sedimentation rates at the alternative stations were higher than at the current station. This was the case in the LL5 area as well. Furthermore, the oxygen concentration at 1m above the sea floor was better at LL5 than at the alternative stations. Overall, the difference between the current monitoring site and the alternative ones was smaller in the LL6A area than in the LL5 area and the LL7 area. The best alternatives for the current sampling stations are the following: LL7: LL7BEN_B LL6A: LL6ABEN_A LL5: LL5BEN_A 3/65
50 Content 1. Summary Introduction Aim of the study Study area Preliminary desktop study of mapping of the areas Field study carried out onboard r/v Aranda Material and methods Results Sediment samples Macrozoobenthos and sediment properties Conclusions References Annexes /65
51 2. Introduction Nord Stream AG is installing an offshore gas pipeline from Russia to Germany. Laying of the pipeline is now underway in the waters of the Gulf of Finland: the construction works started in the Finnish EEZ in April 2010 and both pipelines are to be completed in At the route section, close to which the HELCOM benthos monitoring stations to be monitored are located, the pipelay started in November The construction project has been preceded by an extensive Environmental Impact Assessment, and as required in the national permits granted by Finland, an environmental monitoring programme has to be conducted in order to document the environmental impacts. Along the whole pipeline route, more than 20 different survey companies are contracted to conduct the surveys and measurements Aim of the study In the Gulf of Finland, the route of the pipeline passes close to three sampling stations (Figure 1) where long term environmental monitoring data has been collected since the end of 1890s. The comprehensive zoobenthos monitoring programme started in the area in 1960s and is part of HELCOM's Cooperative Monitoring in the Baltic Marine Environment (COMBINE). As part of the compliance monitoring programmes required by the Finnish environmental authorities 1, Nord Stream AG has contracted the Marine Research Centre of the Finnish Environment Institute (SYKE) to carry out a project to monitor the effects of the construction and operation of the pipeline at the three COMBINE benthic stations. Since the pipeline may affect the bottom currents and subsequently sedimentation near its route, the aim of the study is a) to find possible alternative benthic sampling stations to the original ones (LL5, LL6A and LL7, respectively), and b) to monitor the benthic community at the original stations as well as the alternative stations prior to and after the construction of the pipeline. In 2011, the monitoring takes place twice a year (early summer and fall), and after that annually in early summer up to The first field survey was carried out before the pipeline installation at the route section close to which these three HELCOM stations are located in order to provide reference information in case the long term monitoring must be relocated to the alternative sampling stations and thus safeguard the continuation of the usability of the unique long term data sets. The results of the final zoobenthic analysis will be released as a separate report in the 2 nd quarter of Reference is made to Baltic Sea Natural Gas Pipeline Environmental Monitoring Programme Finland, document no. G PE PER REP 000 ENVMONFI E. 5/65
52 Figure 1. Locations of the current HELCOM monitoring stations in relation to the gas pipeline routes Study area The current monitoring stations LL5, LL6A, and LL7 are situated in the middle part of the Gulf of Finland, roughly between Helsinki and Tallinn (between longitudes E024 48' and E025 36') (Figure 1). The bottom depth (Figure 2) and the large scale landscape in this area is highly diverse being a mixture of rock formations, sand and gravel bottoms and sedimentation sites (Figure 3). 6/65
53 Figure 2. Depth variation in the study area. 7/65
54 Fi Figure 3. Large scale landscapes in the study area (Al Hamdani & Reker, 2007) The near bottom oxygen concentration and salinity are highly variable in the area. The stagnation periods are characterized by high salinity and low oxygen concentrations or anoxia. During periods when no distinct halocline has been present, the near bottom oxygen concentrations have been up to 9 ml/l (Figure 4). The oxygen conditions showed temporary improvement in the early 1990s, but have deteriorated thereafter. 8/65
55 Figure 4. Long term variation in the oxygen concentration and salinity at 1m above the sea floor in the LL7 station area. Negative oxygen levels are based on hydrogen sulphide measurements. The near bottom oxygen concentration is strongly influenced by the presence of halocline that, if existing, restricts the vertical supply of oxygen to the bottom layer. According to Elken et al. (2006), the short term deviation of the halocline depth is about 5 m at the entrance to the Gulf of Finland, which could be the case in the study area, too (Pekka Alenius, pers. comm.). For instance, the sea floor area in the 60 to 65 m depth range could be exposed to or relieved from a lack of oxygen supply in a relatively short time interval. This information has been used when considering the acceptable depth deviation between the current and alternative monitoring stations. The long term oxygen variation is reflected in the abundance of benthic animals (Figure 5). In 1990s and early 2000s the area was inhabited by a diverse population of crustaceans, molluscs and polychaetes. Depending on the saline water intrusions into the Baltic Sea and its influence to the presence or absence of halocline in the Gulf of Finland, the zoobenthos communities may recover in a few years time frame. 9/65
56 Figure 5. Long term variation in the abundances of the macrozoobenthos (individuals/m 2 ) in at the stations LL7, LL6A and LL5. (The table presents the corresponding abundances in in numeric form). 10/65
57 3. Preliminary desktop study of mapping of the areas Preliminary analysis of the existing environmental GIS data layers was carried out prior the field expedition. The data layers used in the desktop study included a depth model based on the point data and contours available in electronic sea charts and a Benthic Marine Landscape layer produced in the BALANCE Interreg IIIb project (see Al Hamdani & Reker, 2007). The benthic marine landscapes are an amalgamation of substrate, photic depth and salinity. More detailed depth data was available for the immediate vicinity of the planned gas pipeline from reconnaissance surveys by Nord Stream, however, the extent of these data is limited to within a 2 km corridor around the pipeline. The aim of this study was to find environmentally similar areas at least a 3 5 km distance perpendicular to the pipeline. Consequently the preliminary desktop analysis was performed using the data derived from navigational charts. The depth data was used to identify areas with depths as close as possible to depths of the current monitoring stations (Figure 6). Figure 6. Deviation of bottom depth from the current monitoring stations (red, green and blue refer to LL7, LL6a and LL5, respectively). It was noted that the modeled depth layer had a very large error at LL5, where measured depth is recorded at 69 metres and the depth model gives a value of 54 metres. Due to this error in the depth model at LL5, the depth zone for this station was centred on the depth model value of 54 11/65
58 metres, instead of the real station depth. The bottom topography data was supplemented with the correct benthic landscape type for each site (Figure 7), to obtain a preliminary picture of areas that would be considered when planning the field work (Figure 8). Figure 7. Benthic marine landscapes at the current sampling stations (Al Hamdani & Reker, 2007) 12/65
59 Figure 8. Deviation of combined depth range and landscape types from the current monitoring stations (red, green and blue refer to LL7, LL6a and LL5, respectively). 4. Field study carried out onboard r/v Aranda The aim of the first field study, prior to the pipeline construction, was to record the current status of the existing monitoring stations and, based on the results of the desktop study, to map the area and find alternative zoobenthos monitoring stations and to start their monitoring. The survey was carried out in the central Gulf of Finland from 27 September to 3 October The detailed description of the survey can be found in r/v Aranda chief scientist's log as contained in Annex Material and methods During the field study, an echo sounding survey was carried out to map bottom depth and sediment quality. Based on the echo sounding data, an environmental suitability analysis was performed. Based on the analysis results, sediment core samples were taken for sediment descriptions and grab samples for macrozoobenthos analysis. In addition, temperature and salinity profiles were recorded by a CTD profiler. Bottom water oxygen concentrations were determined in water samples. 13/65
60 Echo soundings The echo sounding survey was carried out by traversing the predetermined grid areas along parallel lines at one tenth of a nautical mile (185.2 m) interval (see Annex 1). The ship speed was kept at approximately seven knots during the gridding. The positioning accuracy of the R/V Aranda is ±2 m using differential global positioning system (DGPS). All the samplings and gridding procedures took place using DGPS and the co ordinate system WGS 84. Data on sea bed topography and sediment structure was recorded by means of a digital Meridata MD 300 echo sounding system ( and a 12 khz signal transducer. To assure the quality of the echo data, an electronic heave compensator was used to minimize the effect of the ship rolling. The accurate DGPS position data was recorded simultaneously with the echo data. After the gridding, the surface substrate and the structures observed from the digital echograms were determined using Meridata MDPS software. The bottom substrate layers on the echograms were visually identified to four classes (Rock, Hard clay, Clay and Mud, Figure 9). Figure 9. An example of an echogram obtained by gridding the LL6A area. Substrate types were marked with distinguishable colours (red=rock, green=hard clay or sediment with structure masked by gas formation, blue=soft clay). The depth of the sediment profile is ca. 30 m and the length of the section is ca. 200 m. GIS analysis The obtained echo sounding data was used in GIS analysis. The depth and substrate of the bottom as well as the thickness of the surface layer of clay or mud, where present, were determined for each area using ArcGIS 9.2. Point depths from the acoustic bottom profiler transects in each area were interpolated to a depth model using the TopoToRaster tool in Spatial Analyst. For LL7 and LL6A the point data on surface substrate and the thickness of the clay or mud layer were 14/65
61 converted to 150 x 150 m cell size raster maps directly from the point data. For LL5 this was done using a moving window analysis (200 x 50 m). In the case of substrate class, this was done by selecting the most common value in each raster cell/moving window, and with the thickness of the clay/mud layer observations were averaged for each raster cell. The data were combined in a GIS analysis to pinpoint areas environmentally similar to the original monitoring stations. Locations were identified where all three environmental factors (depth, substrate and the thickness of the clay/mud layer) were within a specified range of values similar to the original site. The specifications were: LL7 area LL6A area LL5 area o The acceptable depth deviation of ± 3 m from the depth of 76 m o The accepted surface substrate was clay o The thickness of the clay layer needed to be more than 10 m o The acceptable depth deviation of ± 2 m from the depth of 72 m o The accepted surface substrate was clay o The thickness of the clay layer needed to be from 6 to 10 m o The acceptable depth deviation range of 65 to 70 m. It was later extended to 63 to 70 m o The accepted surface substrate was hard clay Sediments The sediment description is based on observations made through acrylic sediment cores of a Gemax corer. Thus, this description does not include determinations of geological sediment types or any chemical analysis. At least two lifts of a Gemax twin corer (altogether four cores) were taken. At some sites, sediment was disturbed during sampling and a third lift was taken. Velocity of the corer during sampling was 0.4 m/s, except at site LL7BEN B, where it was 0.6 m/s. Sediment cores were photographed and the visual sediment description was made in the ship's laboratory. One core per station was sectioned into 1 cm sections as deep as it was possible using the sampling table equipped with a piston. A visual examination was made of each of the 1 cm sections and included in the sediment descriptions. In addition, these samples were examined manually through a thin plastic bag to find the presence of coarse sediment particles. One core per station was sectioned into 5 cm sections until a depth of 20 to 40 cm, depending on the sample depth in the cores. When the sediment was solid enough (practically below a depth of 5 cm), these 5 cm sections were split to get a clearer and less disturbed image of the inner structure of the sediment. 15/65
62 The sediment descriptions are presented in Annex 2. Hydrography and oxygen The water column hydrography was probed with an SBE 911plus CTD system equipped with SBE 13 Beckman oxygen sensor (Sea Bird Electronics). As the system cannot probe the near bottom oxygen concentration, a separate water sample was taken at 1 m above the sea floor. The oxygen concentration was determined employing the Winkler technique with a Metrohm 702 SM Titrino and a Pt Titrode electrode (Metrohm AG) according to Grasshoff and co workers (Grasshoff et al. 1999) except that a potentiometric endpoint recognition was used in the titration. Benthic fauna Three replicate van Veen grab samples (1120 cm 2 ) were taken at each of the current monitoring stations, and ten replicate samples were taken at each of the alternative stations. Sediments were sieved on the ship and animals were picked from a 1 mm mesh, the species were determined and abundances counted. An additional 0.5 mm sieve was used under the 1 mm sieve for three replicates per each station, and the sieve residues were collected. All samples were stored in hexamine buffered 5 % formalin solution for further analysis. Notes about the amount of caught sediment and the sediment quality were made. Caught sediment amount was roughly estimated as a percentage of the volume of the van Veen grab, which also gave an estimate of the hardness of the bottom considering that the grab penetrates better into the soft than into the hard sediment. Quality of the sediment was monitored during sampling and sieving, and the focus was on the description of the composition and colour of the sediment layering, as well as smell and a sieve residue Results General Based on the pre campaign desktop study, areas for echo sounding grids were chosen. The areas i) started at the current HELCOM stations, ii) were within a perpendicular distance of 1 to 6 km from either of the two gas pipeline routes, and iii) contained bottom areas of similar substrate and depth in comparison to the current HELCOM stations. The resulting echo sounding grids are presented in Figure /65
63 Figure 10. Locations of the gridlines for the acoustic survey. Oxygen in the water column All the stations had a pronounced vertical density gradient (Figure 11 13) at 30 to 50 m (LL7), at 30 to 40 m (LL6A), and at 20 to 30 m (LL5). The oxygen concentration decreased steadily with depth but did not reach suboxic (< 2 ml/l, Conley et al. 2009) levels in the water column probed with the CTD. At a depth of 1 m above the seafloor (based on actual water samples taken at 1 m above the seabed), half of all the stations were suboxic but none anoxic (cf. Table 2 with description of the sediment samples). 17/65
64 18/65
65 Figure 11. Water column hydrography at LL7. Figure 12. Water column hydrography at LL6A 19/65
66 Figure 13. Water column hydrography at LL5 20/65
67 Echo sounding and GIS analysis An environmental suitability analysis was carried out to find alternative sites as similar as possible to the current monitoring sites. Depth of the sea floor, bottom substrate and clay thickness were taken into account in the analyses. LL7 area The total area mapped at the LL7 site was 6.9 km 2. The bottom depth ranged from 40 m to 95 m (Figure 14A) and substrate consisted mainly of clay and hard clay (Figure 14C). Based on the range of vertical halocline fluctuation, an acceptable depth deviation of ± 3 m from the depth of 76 m at LL7 was chosen as the similarity criteria. Similarly, the accepted surface substrate was clay and the thickness of the clay layer needed to be more than 10 m. Approximately 30 % of the echo sounded area was in the acceptable depth range. Adding the clay requirement as an attribute reduced the environmentally similar area to approximately 6 % of the total mapped area (Figure 15). Two new locations further away from the gas pipeline were identified (LL7BEN A and LL7BEN B, Table 1, Fig 15). 21/65
68 Draft Saved: : : A. Depth in the area covered by the acoustic grid survey. The map is an interpolation based on the echo sounder depth measurements along the grid lines. B. Variation in depth from the current monitoring station. Darker red colours indicate increasingly shallower areas, whilst darker blue colours indicate increasingly deeper areas. C. Substrate map for the acoustic survey area. The map is based on interpretation of surface material from echograms along the acoustic survey grid lines and generalized to the surrounding area in ArcGIS. Figure 14. Depth (A), depth difference (B), sediment substrate (C) and clay thickness (D) in the LL7 area. D. The map shows the thickness of the clay substrate layer. The thickness of the clay layer has been calculated from visual interpretation of the echograms along the acoustic survey grid lines and generalized to the surrounding area in ArcGIS. 22/65
69 Draft Saved: : :37 Fig 15. Environmental similarity of the seafloor to that at the existing monitoring station LL7. Similarity is graded on a 4 level scale reflecting how close the values of depth and thickness of the clay layer interpreted from the acoustic survey are to the corresponding values at the existing monitoring station. LL 6A area At the LL6A area, the bottom depth varied between 48 m and 94 m (Figure 16a) and the sediment was mainly of clay (Figure 16C). The acceptable depth deviation was determined ± 2 m from the depth of 72 m of LL6A. The accepted surface substrate was clay and the thickness of the clay layer (Figure 16 D) needed to be from 6 to 10 m. The total area mapped at LL6A was 11.5 km 2, approximately 54 % of which was within the acceptable depth range. Adding the clay requirement as an attribute reduced the environmentally similar area to approximately 6 % of the total mapped area (Figure 17). Two new locations further away from the gas pipeline were identified from the resulting map (LL6ABEN A and LL6ABEN B, Table 1, Figure 17). 23/65
70 Draft Saved: : : A. Depth in the area covered by the acoustic grid survey. The map is an interpolation based on the echo sounder depth measurements along the grid lines. B. Variation in depth from the current monitoring station. Darker red colours indicate increasingly shallower areas, whilst darker blue colours indicate increasingly deeper areas. C. Substrate map for the acoustic survey area. The map is based on interpretation of surface material from echograms along the acoustic survey grid lines and generalized to the surrounding area in ArcGIS. Figure 16. Depth (A), depth difference (B), sediment substrate (C) and clay thickness (D) in the LL6A area. D. The map shows the thickness of the clay substrate layer. The thickness of the clay layer has been calculated from visual interpretation of the echograms along the acoustic survey grid lines and generalized to the surrounding area in ArcGIS. 24/65
71 Draft Saved: : :37 Figure 17. Environmental similarity of the seafloor to that at the existing monitoring station LL6A. Similarity is graded on a 4 level scale reflecting how close the values of depth and thickness of the clay layer interpreted from the acoustic survey are to the corresponding values at the existing monitoring station. LL5 area The analysis for LL5 differed from those made for LL7 and LL6A due to the shallowness of the survey area (the maximum depth was 70 m and much of the area was less than 65 m deep in comparison of the average recorded depth of 69 m at LL5, Figure 18). Originally, the acceptable depth deviation range for suitable sites was estimated from 65 to 70 m. The total area mapped at LL5 was 6.5 km 2, but only 5 % of the area was included in the depth range (Figure 18B), and no suitable substrate was identified in the right depth range (Figure 18C). 25/65
72 Draft Saved: : : A. Depth in the area covered by the acoustic grid survey. The map is an interpolation based on the echo sounder depth measurements along the grid lines. B. Variation in depth from the current monitoring station. Darker red colours indicate increasingly shallower areas, whilst darker blue colours indicate increasingly deeper areas. C. Substrate map for the acoustic survey area. The map is based on interpretation of surface material from echograms along the acoustic survey grid lines and generalized to the surrounding area in ArcGIS. Figure 18. Depth (A), depth difference (B), sediment substrate (C) and clay thickness (D) in the LL5 area. D. The map shows the thickness of the clay substrate layer. The thickness of the clay layer has been calculated from visual interpretation of the echograms along the acoustic survey grid lines and generalized to the surrounding area in ArcGIS. 26/65
73 Draft Saved: : :37 Consequently, the depth range was extended to 63 to 70 m, which covered 23 % of the mapped area. The station LL5 itself had a hard clay surface, whilst many areas in the acceptable depth range had a very soft surface. Thus, no exact match could be found based only on using depth and the thickness of the clay layer and the absence of a mud layer on top of the clay as the criteria. Hence, the environmental suitability was graded as based on the depth as well as thicknesses of the mud and clay layers. These were ranked to a scale from 0 to 6 (Figure 19). Two new locations further away from the gas pipeline were identified from the resulting map (LL5BEN A and LL5BEN B, table 1, Figure 19). LL5BEN A was chosen especially for it's proximity to a rocky outcrop, similarly to LL5. Figure 19. Environmental similarity of the seafloor to that at the existing monitoring station LL5. Similarity is graded on a 6 level scale reflecting how close the values of depth and thicknesses of the clay and mud layers are to the corresponding values at the existing monitoring station. 27/65
74 Table 1. Sampled stations, their locations, depths, samples taken and their approximate perpendicular distance from the pipeline route. The alternative sampling stations were selected based on the environmental suitability analysis. The chosen criteria were the sediment structure as much alike as possible to the original station, and the acceptable deviation for the location from the original depth. station location depth Gemax van Veen Distance from the pipeline LL5 N59º55.009, E025º km (north) LL5BEN A N59º55.896, E025º km (north) LL5BEN B N59º57.556, E025º km (north) LL6A N59º55.010, E025º km (north) LL6ABEN A N59º56.171, E025º km (north) LL6ABEN B N59º57.666, E025º km (north) LL7 N59º51.000, E024º km (south) LL7BEN A N59º52.258, E024º km (north) LL7BEN B N59º53.061, E024º km (north) 4.3. Sediment samples The sediment descriptions can be found in Annex 2, and in Table 2. LL7 area The sediment surface at all LL7 stations was fluffy and organic rich (Figure 20). The colour varied from dark grey to brown and black. Some smell of hydrogen sulphide was detected at every sampling site. At LL7BEN A the sediment surface was elevated in the core (ca. 2 cm within 1 h) due to gas in the sediment. Figure 20. Sediment surface at LL7, LL7BEN A, and LL7BEN B. 28/65
75 LL6A area At LL6A the sediment surface was fluffy and organic rich (Figure 21). The colour was black and smell of hydrogen sulphide was detected. About 1/5 of the surface had a thin white or light grey fibrous bacterial growth. The sediment surface of LL6BEN A was fluffy with high water content. Its colour was dark grey or black, and about 80% of the surface was covered by a dark greenish brown mat of decaying organic matter. At LL6BEN B the sediment surface was fluffy and organic rich its colour varied being dark grey, black, and dark brownish green and there was a relatively solid mat of decaying organic matter at the surface. Figure 21. Sediment surface at LL6A, LL6ABEN A, and LL6ABEN B. LL5 area At LL5 the sediment surface was fluffy and organic rich (Figure 22). The colour was greenish brown. Some smell of hydrogen sulphide was detected. At LL5BEN A the sediment surface was fluffy, organic rich with high water content. The colour was black or dark grey and there were brownish remains of decaying organic matter. Some smell of hydrogen sulphide was detected. A thin mat of white filamentous bacteria covered 40 50% of the surface. Also at LL5BEN B the sediment surface was fluffy and organic rich. The colour was dark grey, black, and dark brownish green, and there was a relatively solid mat of decaying organic matter at the surface. 29/65
76 Figure 22. Sediment surface at LL5, LL5BEN A, and LL5BEN B. 30/65