Siirry sisältöön

Merenpohjan rakennettavuusominaisuuksien selvittäminen tukee merituulivoiman suunnittelua

Merituulivoiman rakentaminen lisääntyy Suomessa tulevaisuudessa kiihtyvällä tahdilla. Itämeren alueen tuulivoimaenergiapotentiaali on 93 GW. Suomessa on toistaiseksi vain yksi merituulivoimapuisto Tahkoluodossa, mutta rantaviivaa 1100 km, joka on toiseksi eniten Itämeren alueen maista. Edellytykset merituulivoiman lisärakentamiselle ovat näin ollen hyvät.

Geomeasure projektissa tehdään akustis-seismistä luotausta GTK:n tutkimusalus Geomarilla. Kuva: Juha Rahkonen, © Geologian tutkimuskeskus.

Moni tekijä vaikuttaa kuitenkin siihen, mihin tuulivoimaa voi ja kannattaa rakentaa. Merenpohjan rakennettavuusominaisuudet ovat tärkeässä roolissa, kun suunnitellaan voimalapaikkojen sijaintia ja erilaisia kaapeliratkaisuja. Rakennettavuusominaisuuksia ovat merenpohjan maalajitietojen lisäksi pohjan laatu ja muun muassa pehmeiden sedimenttikerrosten paksuus. Merenpohjan perustamisolosuhteisiin vaikuttavat lisäksi veden syvyys sekä merenpohjan tiiviys ja lujuus. Itämeren pohjaolosuhteet ovat hyvin vaihtelevia: paikoin esiintyy paksuja, pehmeitä savikoita, jotka ovat hyvin häiriintymisherkkiä ja paikoin taas kivikkoisia moreenipohjia.

Suomen Akatemian rahoittamassa Geomeasure-projektissa selvitetään Itämeren pohjan geologista kerrosrakennetta ja lujuusominaisuuksia rakentamisen suunnittelua varten. Yhteistyöprojektia vetää Aalto-yliopisto ja Geologian tutkimuskeskus (GTK) toimii projektikumppanina.

Projektissa tehdään akustis-seismistä luotausta GTK:n tutkimusalus Geomarilla ja selvitetään merenpohjan suljetun leikkauslujuuden vaihtelua eri sedimenttikerroksissa vapaapudotuskairalla (free fall cone penetrometer, FF-CPT). Lisäksi merenpohjasta otetaan usean metrin syvyyteen ulottuvia jatkuvia sedimenttinäytteitä. Näytteiden avulla voidaan selvittää erilaisten geologisten kerrosten sijaintia ja paksuutta ja määrittää niille ominaisuustietoja. Aalto-yliopiston tutkimuslaboratoriossa rinnakkaisnäytteistä selvitetään näytteiden geoteknisiä ominaisuuksia.

Pohjasedimenttien lujuutta ja muodonmuutosta mallinnetaan sekä staattisen kuorman että syklisen kuormituksen (tuulen, aaltojen ja jään vaikutukset) alaisena. Tulokset toimivat rakentamisen suunnittelun pohjatietoina ja auttavat ymmärtämään merenpohjan käyttäytymistä esimerkiksi suunniteltaessa merituulivoimalan perustuksia.

Aalto-yliopiston ja GTK:n lisäksi projektin ohjausryhmässä on mukana suunnittelutoimistoja ja tuulivoiman tuotantoyhtiö Suomesta. Kansainvälisinä kumppaneina projektin ohjausryhmään kuuluvat edustajat Southamptonin ja Durhamin yliopistoista.

Kolmivuotisen projektin ensimmäisellä kenttäkaudella kesällä 2022 tutkimuksia tehtiin Helsingin edustan merialueella, josta jatkettiin Porin edustalle Tahkoluodon merituulivoimalapuiston laajennuksen alueelle. Myöhemmin tutkimuksia tehdään Perämeren alueella.

Merenpohjan suljetun leikkauslujuuden vaihtelua eri sedimenttikerroksissa selvitetään vapaapudotuskairalla (free fall cone penetrometer, FF-CPT). Kuva: Geologian tutkimuskeskus.

Lisätietoja

Maarit Saresma, geologi
Geologian tutkimuskeskus
Energia ja rakentamisen ratkaisut, Rakennusgeologia
maarit.saresma@gtk.fi

Joonas Virtasalo, erikoistutkija
Geologian tutkimuskeskus
Ympäristöratkaisut, Merigeologia ja vesistömuutokset
joonas.virtasalo@gtk.fi

Perusta vihreälle offshore-energiantuotannolle Suomessa: merenpohjan kerrosrakenteen tutkimuksista suljetun leikkauslujuuden numeeriseen arviointiin syklisen kuormituksen aikana (Geomeasure)

  • Geomeasure-projekti on yhteistyöprojekti Aalto-yliopiston kanssa, joka toimii projektin vetäjänä.
  • Projekti käynnistyi vuoden 2022 alussa ja kestää 2024 loppuun.
  • Projektin tavoitteena on tuottaa tietoa offshore-rakentamisen suunnitteluun ja mahdollistaa vihreän energian helpomman, nopeamman ja kannattavamman tuotannon kehittäminen Itämerellä.
  • Projektin esittely: Geomeasure