Kus paikneb Eesti põhjavesi?

Samasugune küsimus intrigeeris juba antiikaja kreeklasi, sest just kreeklased olid esimesed, kes hakkasid huvi tundma vee olemuse ja tekke vastu ning seda mitte ainult praktilisest eesmärgist lähtuvalt, vaid neid huvitas ka asi iseenesest. Paraku oli sel ajal enim levinud teooria, et Maa on lapik, ning kuna Kreeka suurte mõtlejate teooriad sõltusid kõik tolleaegsest maailmakäsitusest, siis uskus ka Thales (600 eKr), et Maa ujub vee peal ning kõik on alguse saanud veest, Maa kaasaarvatud (1).

Põhjavee tegeliku olemuse juurde jõuti alles 23 sajandit hiljem, kui prantslane Pierre Perrault (1608–1680) mõõtis sademeid ja vooluhulki Seine´i jõe ülemjooksul ning tõestas, et sademetest on enam kui küll jõe voolamiseks aasta läbi (3). Läks veel u 200 aastat, enne kui Henry Darcy (1803–1858) jõudis põhjavee voolamise sisuni aastal 1850 (2).

Täna, u 2600 aastat hiljem tundub Maa jälle paljudele lapik ning erinevat infot, mis püüavad meile loodust selgitada, on väga palju. Seetõttu püüame hoida paar tuhat aastat kokku ning pakkuda lihtsa seletuse, mis on põhjavesi, kust see tuleb, kuhu läheb ning mida peaks silmas pidama seda tarbides.

Mis on põhjavesi?

Lihtne ning selge vastus on, et põhjavesi on kogu vesi, mis on maapinnast allpool. Teatud sügavusest alates on kõik maapõuekihid täidetud veega ning seda piiri nimetatakse põhjaveetasemeks. Kõige lihtsamini on see piir nähtav põhjavee tasemena meie talude salvkaevudes.

Põhjavesi hõlmab üldises veeringes väikse osa, moodustades natuke alla 1% Maa veevarudest (Where is Earth's Water?). Vaatamata sellele on põhjavesi väga tähtis inimestele veevarustuse seisukohalt, kuna paljudes kohtades saadakse vajalik joogivesi just põhjaveest.

Miks ikkagi mõne koha peale saab kaevu rajada ja teisele kohale mitte?

Erinevad pinnased juhivad põhjavett erinevalt. Et sellest aru saada, on hea ette kujutada kahte teerada peale vihma. Üks neist kulgeb meie Lõuna-Eestile tüüpilisel savikal pinnasel ning teine kulgeb liivaluidete vahel. Kas olete märganud või kas suudate ette kujutada, millised need teerajad on peale tugevat paduvihma?

Esimesel juhul olete üsna tõenäoliselt „põlvini mudas“, sest vesi ei saa pinnasesse voolata ja te kõnnite mööda poriloike. Teisel juhul kõnnite mööda niisket liiva, te küll saate aru, et liiv on märg, kuid kogu liigne vesi on maapinda imendunud.

Siit tulenevalt võib järeldada, et üldisemas plaanis on olemas kahte sorti pinnaseid: ühed, kus vesi liigub hästi, ning teised, kus vesi liigub halvasti. Oluline on samuti meelde jätta, et antud näite puhul on vesi mõlemas pinnases olemas. Järgnevalt püüdke ette kujutada – aga võite ka kodus järele proovida – kaht suurt klaasist akvaariumi või läbikumavast plastmassist pesukaussi, millest ühe te täidate peaaegu servani liivaga ning teise saviga. Kui te hakkate akvaariumi lisama vett, siis liiva puhul imendub see kiirelt, kuid savi puhul jääb vesi savikihi peale pidama. Täitke liivakiht peaaegu täielikult veega, jätke vaid sentimeetri jagu ülemist osa kuivaks – akvaariumis on läbi klaasi selgelt näha, kuhumaani on liiv veega täidetud. Looduses nimetaksime seda piiri põhjaveetasemeks.

Kogu selle protseduuri ajal on tõenäoliselt ka saviga täidetud akvaariumis vesi savisse imendunud. Valage peale uus ports vett ning korrake tegevust seni, kuni terve savi on täidetud veega. Savi puhul võib kogu protsess võtta aega nädala jagu, seega varuge kannatust.

Kui mõlemad pinnased akvaariumides on veega täidetud, siis kaevake kõigepealt liiva sisse auk, mis ulatuks veega täitumise piirist allapoole, ning näete, et kui hakkate kaevama vee piirilt, siis valgub vesi kohe auku ning augu tegemine muutub üsna raskeks. Et augu sein püsiks, võite kasutada abimaterjale. Augu seina püsimist kindlustades on seda võimalik rajada üsna sügavale, kuid auk täitub ikkagi veega kuni üldise veetasemeni liivas. Sama asja olete kohanud lapsepõlves liivastes randades, kui veepiirile liivalossi ehitasite – selle kõrvale kaevasite augu, mis kogu aeg vett täis valgus, isegi siis, kui seda püüdlikult minema tassisite.

Järgnevalt püüdke auk kaevata savipinnasesse ning avastate, et saate seda teha üsna hõlpsasti. Võite kaevata sügava augu valmis, ilma et see kokku vajuks või vett täis läheks. Kuna aga auk pikapeale ikkagi kokku vajub, siis kindlustage ka selle seinad abimaterjaliga. Kui ootate natuke aega, nii nädala jagu, siis koguneb ka savipinnasesse tehtud auku lõpuks vesi ning tõuseb sama kõrgele kui üldine veetase savis.

Aukudest vett välja tõstes taastub liiva puhul veetase kiiresti, kuid savi puhul saate augu kuivaks ja peate jälle nädala ootama. Liiva puhul saate tõsta kiiresti suurel hulgal vett välja ning samas näete, et üldine veetase ümbritsevas liivas hakkab alanema. Kui te jätkate vee väljavõtmist, siis varsti on üldine veetase sama madalal kui teie augu põhi ning see muutub kuivaks.

Kogu eelnevat protsessi kasutades saab selgitada ka, kuidas rajatakse madalaid salvkaeve. Looduses ei ole tavaliselt nii selgepiiriliselt liiva- ning savikihtidega tegemist, vaid on tegemist liiva ja savi segudega ning seetõttu mõned pinnased juhivad (loovutavad kaevu) paremini vett kui teised. Vastavalt kasutatakse ka termineid veelade ning veepide. Kaevu rajamisel on seega oluline avada see pinnasekiht, mis vett hästi juhib.

Kuidas ikkagi tekib põhjavesi?

Kui sademete vesi satub maapinda, siis algselt liigub see veelademes Maa raskusjõu toimel maapinnas sügavamale, kuni tuleb vastu veepide. Vesi tungib edasi ka veepidemesse, kuid saab seal liikuda hästi aeglaselt ning seetõttu hakkab veepideme kohale kuhjuma põhjavesi, mis hakkab mööda veeladet laiali voolama kõrgemalt madalamale. Nii on kõik maapinnakihid järk-järgult täitunud ning nüüd toimub vaid põhjavete uuenemine kõrgemal oleval toitealal.

Kuna maapinnas liigub vesi aeglaselt, ei jõua maapinnakihid enne uute vihmade saabumist kuivaks joosta ning nii saabub teatud hetkel tasakaal juurde tekkiva ja ära voolava vee vahel ning maapinna poorid on teatud sügavuseni täidetud põhjaveega. Seetõttu voolavadki meil nii allikad kui jõed ka pärast pikki kuivaperioode. 

Mis on vahet põhjavee liikumisel liivakivides ning lubjakivides?

Kogu eelnev jutt käib poorsete kivimite ja setete kohta. Poorsete kivimite puhul põhjavesi liigub kivimi või sette osakeste vahelises tühimikus. Algse näite põhjal akvaariumis oleval liival ja savil täidetigi pinnaseosakeste vaheline ruum veega. Poorse keskkonna suurendatud pilt on märgitud joonisel 1 tähega A.

Lõhelised kivimid on reeglina kaljukivimid, millesse on geoloogiliste protsesside käigus tekkinud erineva suuna ning ulatusega lõhed. Kogu kivim on ikkagi küllastunud ehk täidetud veega, kuid põhjavesi saab hästi liikuda vaid mööda lõhesid (vt joonis 1 B ja joonis 2).

Eesti puhul on lõhelisteks kivimiteks paekivi kihid, mida võite Põhja-Eestis silmata sagedasti. Eriti just kevaditi on näha, kuidas paekivipaljandite lõhedest immitseb välja põhjavett või siis on lõhede juures suured jääpurikad. Kui poorsete kivimite puhul saab üsna suure kindlusega ennustada veeosakeste liikumise suunda, sest pooriruum jätkub ühtlaselt igas suunas, siis lõheliste kivimite puhul mõjutab vee liikumise suunda just lõhede suund, suurus ning jätkuvus. 

Püüdke ette kujutada veeosakese liikumist diagonaalis üle kivimplokkide joonisel 1. Kui veeosake hakkab liikuma A-tähe juurest diagonaalis üle pildi, siis on seal mõningaid võimalusi, kuid see on üsna etteaimatav. Püüdke aga juhtida veeosakest joonisel 1 B-tähe juurest diagonaalis üle pildi – seal on vaid paar võimalust ning mõnel juhul ei jõua vesi üldse pildi teise nurka. Ka joonisel 2 on toodud põhjavee liikumise nooled ning on mitu võimalust jõuda punktist A punkti B. Teatud juhtudel võib vesi aga voolata hoopis punkti C.

Millist põhjavett kasutatakse Eestis?

Põhjavee maapõuest kättesaamiseks on vaja rajada kaeve. Mida madalamatest kaevudest me põhjavee kätte saame, seda otstarbekam see on. Seetõttu on vaja täpselt teada, millised põhjaveelademed meil teatud piirkondades levivad. Arvestades Eestis levivate põhjaveekihtide asetust pindalaliselt ja üksteise suhtes, võib Eesti jagada kolmeks sarnast põhjavett kasutavaks tsooniks (vt joonis 3).

Põhja-Eesti klindieelne madalik on neist esimene ja kõige põhjapoolsem. Nagu joonisel 3 toodud põhja-lõunasuunalisel läbilõikel näha on, levivad antud alal vaid Kambriumi ja Vendi kivimite veelademed, mistõttu Loode- ja Põhja-Eestis on kasutusel Cm-V põhjaveelade ning Kirde-Eestis Voronka ja Gdovi veelademed.

Siluri-Ordoviitsiumi (S-O) karbonaatkivimite avamusala on teine tsoon ning see levib Põhja-Eesti klindist kuni Devoni kivimite leviku alguspiirini. Siin on maapinnalt esimene aluspõhjaline veekiht S-O veelade, mis on kaetud õhukese pinnakattega. S-O veeladet moodustavate kivimite veejuhtivus on maapinna lähedal väga hea ning see loob palju eeliseid, kuid on samas ka puuduseks. Hea veejuhtivusega kivimite kaevud on väga veerikkad, aga hea veejuhtivusega kivimites levib kiirelt ka reostus.

Nii ongi paljud kaevud Kesk-Eesti piirkonnas, kus kasutatakse ülemist karbonaatkivimite põhjavett ning kus põllumajandus on hästi arenenud, reostunud lämmastikühenditega. Kui põhja pool on ühisveevarustuseks võimalik kasutada ka alumiste O-Cm ja Cm-V veelademete põhjavett ja S-O veeladet kasutavad vaid üksikmajapidamised, siis alates Tapa-Haapsalu joonest lõuna pool on alumised põhjaveelademed juba liiga sügaval ning S-O veelade on ainukeseks võimaluseks. Sellest tulenevalt peab antud piirkonnas oma tegevusi hoolikalt planeerima, et väärtuslik põhjavesi ei reostuks.

Devoni (D) liivakivide avamusala, kus pinnakatte all avanevad Devoni liivakivid, on põhjavee allikana enim kasutatud Kesk-Devoni veelade. Devoni kivimite leviku piirist lõuna pool, umbes 30 km laiusel alal kasutatakse Alam-Kesk-Devoni ja Siluri-Ordoviitsiumi põhjaveelademeid ühtse kompleksina puurkaevudes. Vanemas kirjanduses võib nende kihtide nimetusena leida ka „Pärnu-Siluri“ veekompleks.  

Kasutatud kirjandus

1. Strangeways, I.. 2008. Precipitation: Theory, Measurement and Distributions. Cambridge University Press.
2. Sharp, J.M., Simmons, C.T. 2005. The Compleat Darcy: New lessons Learned from the First English Translation of Les Fontaines Publiques de la Ville de Dijon. Ground Water, Vol 43, No3, 457-460.
3. Wetter, C.,W., Jr. 2001. Historical Knowledge of Ground Water
4. Veebileht Where is Earth’s Water?

Autor

Andres Marandi
hüdrogeoloog, Eesti Geoloogiateenistuse hüdrogeoloogia ja keskkonnageoloogia osakonna juhataja

Toimetanud Aivo Averin ja Sander Olo