Merituulivoimaloiden rakentaminen: Onnistunut hanke perustuu riittävään tutkimustietoon

Päätökset merituulivoimaloiden rakentamispaikoista perustuvat moniin erilaisiin, eri tekniikoihin perustuviin tutkimuksiin. Arkeologiset tutkimukset maatuulivoiman sijoituspaikkaa valittaessa voivat tulla yllätyksenä alaa tuntemattomille – mutta niitä tehdään myös merellä.

Tuulivoimatuotanto - Julkaistu: 19.6.2017 - Teksti: Kari Pohjola, Meritaito Oy

Tyypillisesti merituulivoimapuistoissa on tehty jo hankesuunnitteluvaiheessa erilaisia tutkimuksia alueen sopivuuden varmistamiseksi sekä voimaloiden alustavan sijoittelun ja perustamistapojen valintaa varten. Tutkimuksissa on kartoitettu pohjan muodot linjaluotaamalla tai tarkemmalla monikeilausluotauksella. Lisäksi on suoritettu viistokaikuluotauksia pohjan pinnan laadun, kuten kivisyyden, selvittämiseksi. Samoja mittauksia käytetään meriarkeologisten kohteiden kartoittamisessa. Pohjatutkimuksia on suoritettu matalataajuusluotaamalla ja lauttatutkimuksina alueen pohjan kerrostumien alustavaa selvitystä varten. Näiden sekä muiden tuulivoimala-alueen suunnittelunäkökohtien perusteella tuulivoimaloille on määritelty potentiaaliset sijoituspaikat.

Näillä selvityksillä ei kuitenkaan voida siirtyä suoraan perustusten ja rakentamisen suunnitteluun vaan määritetyiltä tuulivoimaloiden sijaintipaikoilta pitää tehdä tarkemmat pohjatutkimukset lopullisen parhaan mahdollisen sijoituspaikan ratkaisemiseksi. Samalla tarkentuvat puiston sisäisten ja mantereelle vievien kaapeleiden reitit. Reittien varmistamiseksi saatetaan tarvita tarkempaa pohjatopografiatietoa. Myös meriarkeologisten kohteiden selvitystyötä voidaan joutua tekemään, varsinkin jos sitä ei ole katsottu tarkoituksenmukaiseksi tehdä ennen kuin todennäköisimmät rakennuspaikat ovat varmentuneet.

Pohjatutkimuksia kairaamalla

Merituulivoima hankesuunnitteluvaihe sisältää useita erityistutkimuksia. Yleensä mahdollisella tuulivoima-alueella tehdään seisminen tai matalataajuusluotaus, joilla selvitetään yleisellä tasolla merenpohjan kerrostuneisuutta. Lisäksi tehdään heijari- tai painokairauksia sekä porakonekairauksia harvakseltaan, tiheimmillään alustavilla tuulivoimaloiden sijoituspaikoilla. Kairauksilla selvitetään juuri kyseisten paikkojen maaperäolosuhteet ja voidaan kalibroida matalataajuustiedot laajemmin tuulipuistoalueella. Näiden esitutkimuksien perusteella valitaan todennäköinen perustamistapa sekä rakennuspaikalla tehtävien lisätutkimusten laatu ja määrä.

Tutkimukset jatkuvat heijarikairauksin tai painokairauksin, mikäli oletettava perustustapa on maavarainen tai jopa paalutettu. Porakonekairaus saattaa olla tarpeen kalliopinnan todellisen sijainnin tarkistamiseksi. Maanäytteet kuuluvat asiaan, jotta maapohjan kantavuudesta saadaan riittävästi tietoja. Kalliopinnan ollessa riittävän matalalla kyseeseen voi tulla esimerkiksi louhittuun kalliokuoppaan injektoitu ”monopile”. Kalliopinnan taso varmistetaan rakennuspaikalla porakonekairaamalla. Useimmiten kallionäyte on myös tarpeen kallion eheyden varmistamiseksi.

Suomessa ei ole käytännössä vielä perustettu merituulivoimaloita merenpohjaan. Kokemusta vastaavien rakenteiden ja niiden rakentamisen suunnittelusta kuitenkin on paljon. Kokemusta sekä oikeiden tutkimusmenetelmien valinnasta paikallisiin maaperäolosuhteisiin että tutkimusten käytännön suorittamisesta on kertynyt pohjamajakoita ja kiinteitä merimerkkejä rakennettaessa.

Suomen vesialueiden perustusolosuhteet saattavat vaihdella melkoisesti pienelläkin alueella poiketen Etelä-Itämeren suhteellisen homogeenisista merenpohjista. Kairauspisteitä voi helposti kertyä kymmenkunta kappaletta ennen kuin soveltuvin perustuksen sijaintipaikka on saatu määriteltyä.

Kaapelireitillä on väliä

Hankekehityksen edetessä ja tuulivoimaloiden sijaintipaikat varmistuessa hahmottuu myös paras mahdollinen kaapeliverkoston sijaintikohta merenpohjassa. Mikäli pohjan topografia on tutkittu hankesuunnitteluvaiheessa linjaluotaamalla, saattaa olla tarpeen monikeilainluodata kaapelireitit paremman linjaus- ja asennussuunnittelutiedon saamiseksi. Merikartan syvyystiedot ovat hyvin yleistäviä. Linjaluotaus antaa merikarttaa tarkemman kuvan pohjan muodoista, mutta sekin jättää pohjan pienimuotoisuuden ja paikalliset - suuretkin - syvyysvaihtelut huomiotta.

Monikeilaamalla saavutetaan tarkka kuva pohjamuodoista. Datasta voidaan selvittää kivien ja kivikkojen sijainnit, avokalliokohteet ja pehmeämmät pohja-alueet. Kuvaa voidaan halutessa täydentää viistokaikuluotaamalla. Suomen merialueilla pohjan syvyys ja laatu voivat vaihdella hyvinkin lyhyellä matkalla dramaattisesti.

Putki- ja kaapelilinjojen tarkastuksissa on monesti todettu niiden olevan paikoitellen kivikoissa, keikkuvan harjanteen päällä tai roikkuvan välivedessä merenpohjassa olevan paikallisen syvänteen kohdalla. Tällaiset kohdat rasittavat kaapelia ja ovat potentiaalisia vauriopaikkoja offshore-tuulivoimapuiston käyttövuosina. Kaapeleiden korjaukset ovat myös suhteellisen kalliita operaatioita syntyvän tuotantokatkoksen aiheuttamista tappioista puhumattakaan, joten sijoituspaikkojen tarkka selvittäminen hankekehitysvaiheessa voikin pitkällä aikavälillä osoittautua kannattavaksi panostukseksi.

Meriarkeologian tutkiminen osa prosessia

Merituulivoiman rakentamista edeltävissä kaavoitus- ja lupaprosesseissa edellytetään rakennustyön vaikutusalueella tehtäväksi merenpohjan meriarkeologisten kohteiden kartoitus ja analysointi. Pääsääntöisesti tämä perustuu viistokaikuluotausaineistoon.

Analyysissa ja raportoinnissa sekä esimerkiksi sukellustarkastusten suorittamissa tulee noudattaa museoviraston tarkoitukseen laatimia ohjeita. Työn voi tehdä vain siihen riittävästi pätevöitynyt henkilö. Selvitykset on syytä tehdä viimeistään samassa yhteydessä rakentamisen suunnittelua edeltävien tutkimusten kanssa, mikäli niitä ei ole tehty jo aiemmin.

Merirakentaminen, olipa kyse tuulivoimasta tai muista hankkeista, on aina kallista toimintaa. Jo alustavien tutkimusten tekeminen huolellisesti ja laadukkaasti samoin kuin riittävien lisäselvitysten teettäminen kuitenkin maksaa itsensä helposti takaisin hankekehityksen myöhemmissä vaiheissa. Pohjatutkijan motto on: ”Aina kannattaa tutkia, jopa silloin, kun lopputulos osoittaa hankkeen toteuttamiskelvottomaksi. Halvemmaksi sekin nimittäin tulee kuin virheiden korjaaminen.

Mainoskuva