Artikkelin koko teksti on saatavilla vain PDF-formaatissa.

Kimmo Tolonen, Martti Tiuri, Martti Toikka, Martti Saarilahti

Radiowave probe in assessing the yield of peat and energy in peat deposits in Finland

Tolonen K., Tiuri M., Toikka M., Saarilahti M. Radiowave probe in assessing the yield of peat and energy in peat deposits in Finland.

Tiivistelmä

Käytännön turvetuotannon piirissä on jouduttu toteamaan, että turvesaannon arvioiminen pinta-ala- ja syvyystietojen pohjalla on melkein aina hyvin epätarkkaa. Usein ja varsinkin saraturpeiden osalta eivät turpeen maatuneisuustiedotkaan juuri tuo apua ongelmaan turpeen vesipitoisuuden suunnattoman vaihtelun takia niin kuin käy ilmi useista tutkimuksista: Samsonova et al. (1954), Tolonen & Saarenmaa (1979), Mäkilä (1980), Korpijaakko et al. (1981); poikkeava käsitys kuitenkin mm. Scott'in et al. (1980) tutkimuksessa.

Melkein yhtä epävarmaksi on osoittautunut turpeen energiapitoisuuden ennustaminen tavanomaisten, eri maissa käytettyjen maatumisastemenetelmien avulla (esim. Mäkilä 1980, Tolonen et al. 1982, Tolonen 1982). Siksi turvesaannon tarkempi arviointi on tehtävä joko ottamalla tilavuustarkat näytteet turvekerrostumista tai laskemalla turpeen tiheys (= ent "todellinen" tilavuuspaino) turpeen in situ kosteuspitoisuuden avulla (ks. esim. Laine & Päivänen 1982).

Seurauksena kiinteästä riippuvuussuhteesta, joka luonnontilaisessa turvekerrostumassa (suopohjavesitason alapuolella) vallitsee turvekerrostuman vesipitoisuuden ja sen todellisen maatuneisuuden välillä, joka puolestaan suuresti määrää turpeen lämpöarvon, voidaan ajatella että turpeen luotettava maastokosteus saattaa olla mainituin edellytyksin myös hyvä turpeen energiapitoisuuden ennustaja. Tukea tämän periaatteen käyttökelpoisuudelle rahkasoissa on esiteltykin (Tolonen et al. 1981).

Kun riittävän monien kosteus- ja/tai tilavuustarkkojen näytteiden otto nykyisten kairausvälineiden avulla on kuitenkin kovin työlästä ja kallista laajoja turveinventointeja ajatellen TKK:n radiolaboratoriossa Espoossa on kehitelty nopea ja kevyt radioaaltoanturi, joka mahdollistaa turpeen , in situ kosteusmittaukset (Tiuri & Toikka 1982). Uusi radioaaltokosteusmittari (radioaaltoanturi) perustuu dielektrisyysvakion ja tutkittavan aineen (turpeen) riippuvuussuhteeseen. Mittarin periaate ja ominaisuudet on kuvattu aiemmin (Tiuri & Toikka 1982). Anturia kokeiltiin kahdella rahkasuolla ja yhdellä sarasuolla (Taulukko 1) alkutalvesta 1981.

Kaikissa tähän mennessä tutkituissa tapauksissa radioaaltoanturin taajuuslukeman (vaimennusjaksoluvun) ja samoilta syvyyksiltä mittausreiän vierestä otettujen turpeiden laboratoriossa määriteltyjen vesipitoisuuksien ja turpeen tiheysarvojen välillä oli hyvä lineaarinen korrelaatio (Kuvat 1-3, Taulukot 2-4). Selityskerroin (R2) vaihteli välillä 58-77 % kosteuspitoisuuden ja 65-76 % turpeen tiheyden (ent. tilavuuspaino) osalta tutkituissa kolmessa suossa. Vertailuun ei sisällytetty suopohjaveden pinnan yläpuolisia näytteitä. Käytännössä poisjätetty pintakerros oli 0.1-0.5 m paksuinen.

Tutkimuksissa rekisteröitiin myös mittauslaitteen turpeeseen lähettämän radioaallon heijastusvaimennus, mutta sen ei voitu todeta olevan selvässä riippuvuussuhteessa edellä mainittujen turpeen ominaisuuksien kanssa. Sen sijaan heijastusvaimennusarvojen vaihtelut näyttävät kuvastavan turvelajien vaihtelua (rahkaturve, saraturve jne.). Maastohavaintojemme mukaan resonanssitaajuuslukemat vaihtelivat samassa syvyydessä suuresti aivan lähekkäisissäkin pisteissä (muutaman neliödesimetrin puitteissa), johtuen turvekerrosten pikkupiirteisestä epähomogeenisuudesta (vrt. esim. Tolonen & Ijäs 1982). Tästä syystä kenttä- ja laboratoriomittausten näytteet eivät ilmeisesti tarkalleen vastanneet toisiansa. Niinpä tuloksiamme onkin pidettävä lähinnä minimiarvioina radioaaltoanturin kykyjä puntaroitaessa. Laboratoriomittauksessa (Tiuri & Toikka 1982), missä näyteparien eksaktius oli taattu, löydettiinkin selvästi parempi riippuvuus sekä resonanssitaajuuden ja turpeen tiheyden (R2 = 81 %), että turpeen vesipitoisuuden (R2 = 88 %) välille.

Näin ollen näyttää ilmeiseltä, että radioaaltoanturi mittaa varsin luotettavasti turpeen kosteuden ja tiheyden in situ turvekerrostumassa. Alustavat havainnot näyttävät osoittavan, että tätä seikkaa voitaisiin käyttää turvekerrostumien energiasisällön arvioimisen perustana (Kuvat 1 ja 5-6, Taulukko 5), varsinkin, jos lämpöarvo ilmaistaan tilavuusyksikössä turvetta.

Julkaistu 1.1.1982

Saatavilla http://www.suo.fi/article/9558 | Lataa PDF

Creative Commons -lisenssi


Rekisteröidy käyttäjäksi
Paina tätä linkkiä Suo-lehden käsikirjoituksen tarjoamis- ja seurantajärjestelmään (OJS) kirjautumiseen.
Kirjaudu sisään
Jos olet kirjautunut käyttäjäksi, kirjaudu sisään tallentaaksesi valitsemasi artikkelit myöhempää käyttöä varten.
Ilmoitukset päivityksistä
Kirjautumalla saat tiedotteet uudesta julkaisusta.



Valitsemasi artikkelit
Hakutulokset
Tolonen K., Vänskä H. (2016) Pekka Pakarinen suokasviekologian tutkijana Suo - Mires and peat vol. 67 no. 2 article id 10097
Tolonen K., Vasander H. et al. (1992) Preliminary estimate of long-term carbon accumul.. Suo - Mires and peat vol. 43 no. 4-5 article id 9721
Tolonen K., Possnert G. et al. (1992) High resolution 14C dating of surface peat using.. Suo - Mires and peat vol. 43 no. 4-5 article id 9720
Saarinen T., Tolonen K. et al. (1992) Use of 14C labelling to measure below-ground bio.. Suo - Mires and peat vol. 43 no. 4-5 article id 9714
Alm J., Tolonen K. et al. (1992) Determination of recent apparent carbon accumula.. Suo - Mires and peat vol. 43 no. 4-5 article id 9702
Damman A. H., Tolonen K. et al. (1992) Element retention and removal in ombrotrophic pe.. Suo - Mires and peat vol. 43 no. 4-5 article id 9696
Eustis D. S., Tolonen K. (1990) Tuhka-ajoitusmenetelmän ja sammalvuosikasvainajo.. Suo - Mires and peat vol. 41 no. 2 article id 9672
Tolonen K., Ijäs L. (1990) Turvesaannon arviointi suotyypin ja turpeen syvy.. Suo - Mires and peat vol. 41 no. 2 article id 9671
Tolonen K. (1989) Mitä suoarkistot voivat meille tulevaisuudessa k.. Suo - Mires and peat vol. 40 no. 2-3 article id 9662
Tolonen K., Toikka M. (1984) Radioaaltoanturi turpeen maatuneisuuden mittarina Suo - Mires and peat vol. 35 no. 1 article id 9576
Tolonen K. (1983) Turpeen lämpöarvon ja maatuneisuuden välisestä r.. Suo - Mires and peat vol. 34 no. 4-5 article id 9572
Tolonen K. (1982) Viiden yleisesti käytetyn maatumisasteen määrity.. Suo - Mires and peat vol. 33 no. 4-5 article id 9561
Tolonen K., Tiuri M. et al. (1982) Radiowave probe in assessing the yield of peat a.. Suo - Mires and peat vol. 33 no. 4-5 article id 9558
Tolonen K., Ijäs L. (1982) Turvesaannon arviointiin käytetyn kahden suokair.. Suo - Mires and peat vol. 33 no. 2 article id 9548
Tolonen K., Keys D. et al. (1982) Luonnontilaisten turvekerrostumien energiasisäll.. Suo - Mires and peat vol. 33 no. 1 article id 9546
Pakarinen P., Tolonen K. (1980) Rikin huuhtoutuminen pintaturpeesta Suo - Mires and peat vol. 31 no. 1 article id 9501
Pakarinen P., Tolonen K. (1977) Pintaturpeen kasvunopeudesta ja ajoittamisesta Suo - Mires and peat vol. 28 no. 1 article id 9466
Tolonen K. (1977) Turvekertymistä ja turpeen tilavuuspainoista kol.. Suo - Mires and peat vol. 28 no. 1 article id 9462
Tolonen K. (1974) Raskasmetallianalyysejä kahdelta tienvarsisuolta Suo - Mires and peat vol. 25 no. 5 article id 9432
Tolonen K. (1974) Suomen keidassuovesien ravinteista Suo - Mires and peat vol. 25 no. 3-4 article id 9426
Tolonen K. (1973) Soiden kasvunopeuden ja kasvutavan vaihteluista .. Suo - Mires and peat vol. 24 no. 5 article id 9414
Pakarinen P., Tolonen K. (1971) Rahkaturpeen maatumisasteen määritysmenetelmistä.. Suo - Mires and peat vol. 22 no. 3-4 article id 9386
Tolonen K. (1967) Pohjois-Karjalan metsien, soiden ja järvien kehi.. Suo - Mires and peat vol. 18 no. 6 article id 9349
Tolonen K. (1966) Soiden kehityshistorian tutkimusmenetelmistä Suo - Mires and peat vol. 17 no. 6 article id 9342
Tolonen K. (1964) Pohjois-Karjalan soiden kehityksestä Suo - Mires and peat vol. 15 no. 1 article id 9311
Tolonen K. (1963) Eräs suoprofiili ja najas flexilis-subfossiililö.. Suo - Mires and peat vol. 14 no. 2 article id 9304