Teknologia
13.09.2019 //
Teksti:
Soili Rajamäki
//
Kuva:
Mallinnuskuvat VTR Finland Oy

Holveja ja merenpohjan vaihtelevia muotoja – laitureiden vedenalaiset maisemat paljastuvat

– Helsingin Satamalla on keskustan satamissa noin 5,6 kilometriä laiturirakennetta. Vanhimmat laiturit ovat ajalta ennen sotia ja tuorein LHD Hernesaaressa vihittiin käyttöön keväällä 2019, kertoo suunnitteluinsinööri Tero Sievänen sataman Tekniset palvelut -osastolta.

Meri ja sääolot kuluttavat laitureita jatkuvasti. Helsingin satamassa laitureista huolen pitäminen vaatii taitoa ja edellyttää hyvää käsitystä vedenalaisten rakenteiden kunnosta.

Kovimmin merenkäynnin ja pohjoisten olosuhteiden aiheuttaman kulutuksen kokevat vedenalaiset ponttiseinät ja teräsbetonipaalut sekä laitureiden edustan eroosiosuojaus, jonka tehtävä on suojata satama-allasta ja laitureita alusten potkurivirtojen aiheuttamalta kulutukselta.

laiturin mallinnuskuva Katajanokalta
Sataman laitureita on rakennettu eri aikakausina. Katajanokalta löytyy veden alta jopa katakombeja muistuttavia rakenteita.

Keilaamalla saadaan nopeasti tutkittua alue, mikä sukellustyönä kestäisi päiväkausia

Laitureiden vedenalaista kuntoa tutkitaan useilla menetelmillä perinteisestä sukeltajan tekemästä kuntotutkimuksesta digitaaliseen monikeilaukseen ja mallinnuksiin.  
Sukeltajan tekemä kuntotutkimus on hidas ja suhteellisen kallis, mutta tuloksena saadaan hyvin yksityiskohtainen ja kattava kuntoraportti. Sukellustutkimuskaan ei kuitenkaan toimi, jos vedet ovat sameat ja sukeltaja ei välttämättä näe kättänsä pidemmälle.

Digitaalisilla tutkimuksilla sen sijaan saavutetaan laajempi näkemys nopeasti. Linjaluotaus antaa tietoa veden syvyydestä, mutta vertailemalla eri vuosien aineistoja voidaan tehdä päätelmiä mahdollisesta merenpohjan eroosiosta.

luotauksella paljastuu myös merenpohjaan vajonnut autonrengas
Kenen autosta puuttuu rengas? Luotauksella saa tarkan kuvan merenpohjasta.

Monikeilaustutkimus antaa jo huomattavasti paremman kuvan merenpohjasta ja laiturin edustan eroosiomuutoksista. Syvyyksien lisäksi voidaan havainnoida eroosiokuoppia, maa-aineksen kerääntymistä, merenpohjaan pudonneita irtoesineitä tai tehdä massalaskentaa.

Kun monikeilaus tehdään siten, että keilain on suunnattu laituria vasten, saadaan lisäksi yksityiskohtainen kuva myös laiturirakenteesta. Jos käytössä on lisäksi laserkeilain tai -kamera, saadaan havainnoitua myös vedenpinnan yläpuolisiset rakenteet.

Keilaamalla saadaan muutamassa tunnissa tutkittua alue, mikä sukellustyönä kestäisi päiväkausia.
– Keilaustutkimuksella ei saada niin yksityiskohtaista tietoa kuin sukeltamalla, mutta sen avulla tarkat sukellustutkimukset voidaan kohdentaa juuri kriittisiin kohteisiin, Sievänen kertoo.

laiturin mallinnuskuva
Maisemaa merenpinnan alta. Osa Helsingin Sataman laitureista seisoo paalujen varassa.

Mallinnuskuvat syntyvät teknisesti kiehtovilla menetelmillä

Kaikki Helsingin Sataman laiturit on ainakin kertaalleen tutkittu sukeltamalla. Monikeilaamalla tehtäviä tarkastuskierroksia tehdään muutaman vuoden välein satamaosittain.

Helsingin Sataman suunnitteluinsinööri Tero Sievänen.
– Vedenalaiset mallinnukset ovat kiehtovia. Ja oikeastaan mallinnuskuvat ovat myös kauniita, tuumaa suunnitteluinsinööri Tero Sievänen.

Viime keväänä luodattiin kaikki vanhat satamarakenteet keskustan satamanosissa. Mittauksen teki VRT Finland Oy. Mittausaineiston lisäksi jokaisesta laiturista tehtiin myös tarkastusraportti.

Mittaus tehtiin tarkastusaluksella, jossa oli monikeilaava kaikuluotain. Laitureiden pystyrakenteet kaikuluodattiin kallistetulla monikeilaimella, joka käytti 700 kHz mittaustaajuutta. Korkea taajuus kaventaa äänikeilan aukeamiskulmaa ja mahdollistaa tarkemman havainnoinnin. Pohja-alueilla käytettiin matalampaa 400–700 kHz mittaustaajuutta.

Mitattu aineisto on sidottu Helsingin korkeusjärjestelmään N2000 ja tasokoordinaattijärjestelmään ETRS-GK25.

Saadun 3D-pistepilviaineiston pistepilvet yhdistettiin ja häiriödata siivottiin manuaalisesti.

Vedenpinnan yläpuoliset osat valokuvattiin ja skannattiin mobiililaserkeilaimella.

Erilaisia aineistoja on yhdistelty tarpeen mukaan ja niitä käytetään esimerkiksi laitureiden kuntoraporteissa, korjaussuunnittelussa, merenpohjan syvyyskartoissa ja ruoppauksia varten tehtävässä massalaskennassa.
– Vedenalaiset mallinnukset ovat kiehtovia. Ne luovat meille tarkan kuvan vaikkapa eroosiolaattojen kunnosta. Ja oikeastaan mallinnuskuvat ovat myös valtavan kauniita, naurahtaa estetiikantajuinen insinööri.

laiturin mallinnuskuva Loviisan satamasta
Myös Helsingin Sataman konserniin kuuluvan Loviisan sataman laiturit luodattiin. Loviisan datan/tutkimuksen on toimitti Meritaito Oy, mutta kuva on Tero Sieväsen kynästä. Mallinnuskuvaan syntyi huiman aavemainen tunnelma.