Valuma-alue kunnostuksen prosessit ja menetelmät. Björn Klöve, Vesi- ja ympäristötekniikka, Teknillinen tiedekunta, Oulun yliopisto

Transkriptio

1 Valuma-alue kunnostuksen prosessit ja menetelmät Björn Klöve, Vesi- ja ympäristötekniikka, Teknillinen tiedekunta, Oulun yliopisto

2 Esityksen sisältö Vesistöjen ja valuma-alueiden tila Muutostekijät, vesistöjen vasteet ja kunnostuksen kohdentaminen (DPSIR prosessi) Kunnostuksen tavoitteet Kunnostusmenetelmät Turvemaiden erityiskysymykset Mittaus ja mallinnusmenetelmien rooli kunnostuksen suunnittelussa

3 Vesistöjen ja valumaalueiden tila Metsät, suot, järvet ja harjus tyypillisiä boreaalisiä systeemejä, jotka vaikuttavat vesistöjen ominaispiiretisiin Monet valuma-alueet ovat hyvässä tilassa, mutta alueellisesti ongelmia mm. Turvemaiden ojitus Alunamaat Maatalous, metsätalous, turvetuotanto Kaivokset, Yhdyskunnat, Teollisuus jne Pienvesitilaan vaikuttanut suo-ojitus ja metsätalous (kiintoaines, morfologia, connectivity ) Maankäytön muutokset näkyvät herkästi pienissä vesistöissä, mutta niiden tila huonommin tunnettu Vesivoiman ja säännöstely vaikuttaa vesien tilaan varsinkin isoimmissa vesistössä Add footer if needed

4 lyhytaikanen säännöstely lisääntynyt, syy tuulivoimalla tuotettu energia vaatii lisää lyhytaikaista säännöstelyä Add footer if needed Ashraf et al submitted

5 Tulevat muutostekijät ja vesistöjen vasteet DPSIR Drivers Muutostekijät, esim. biotalous, ilmaston muutos, säännöstely ym? Pressures - Vasteet - huuhtoutumien, eroosion, hajakuormitus State Vesistöjen tila kemiallinen ja ekologinen tila Impact - Vaikutukset ekosysteeemipalvelut (esim. virkistyskäyttö) Responses Toimenpiteet, esim. valuma-alue kunnostus Vesistöjen tilan parantamiseksi puututtava Muutostekijöihin, Vasteisiin ja/tai Toimenpiteisiin Add footer if needed

6 Maankäytön muutokset - biotalous - maa- ja metsätalous Vesistöjen käytön muutokset - säännöstely - pohjaveden otto 6 Ilmaston muutos - lumipeitteen ja roudan muutokset Add footer if needed Meriö et al (submitted) Eskelinen, R. Ronkanen, A.K. Marttila, H. Isokangas, E. Kløve, B Effect of soil frost on snowmelt runoff generation and surface water quality in drained peatlands. Boreal Environment Research.

7 Valuma-alue kunnostuksen tavoitteet Päästöjen vähentäminen (vesistökuormitus, kasvihuonekaasut) ja vesistön ekologisen tilan parantaminen Biodiversiteetin lisääminen Hydrologisen tilan ennallistaminen (vesitase, ali- ja ylivirtaamat) Muun käytön kuten virkistyskäytön ja metsästyksen lisääminen lisäämien Add footer if needed

8 Vesiensuojelun menetelmät valuma-alueella MENETELMÄT Maankäytön rajoitukset Suojavyöhykkeet Kosteikot Soiden ennallistaminen PROSESSIT 8 Kuormituksen muodostumisen estäminen Puhdistuprosessien toimivuuden mahdollistaminen (riittävä viipymä, kasvillisuus, maaperä jne) Veden pidättäminen valuma-alueelle (kuivuus ja tulvahaittojen vähentämien) Muiden tavoitteiden täyttäminen (biodiversiteetti, ekosysteemipalvelut)

9 Turvemaiden erityiskysymykset Merkittävä osa metsänkasvuta tulee turv ta (25 %) Turvemaat usein lähellä vesistöjä tai yhteydessä niihin Ojitukset vaikuttavat siksi helposti veistoihin -Lähes luonnontilaisten alueiden ojitus? -Ojitus lähellä Natura alueita? - Paludiculture? Viimeaikaisia tutkimustuloksia (LUKE) Metsäojitusten jälkeen huuhtoutuminen lisääntyy ajan kuluessa Jatkuva kasvatus ehkä lupaava tekniikka päästöjen vähentämisen Add footer if needed

10 BIOWATER - biotalouden vesistövaikutusten arviointi Laajat suo-ojitukset luvuilla Valuma-alue muutokset eivät näy kovin selvästi pääuomassa Vaikutukset luultavasti paikallisia sivuuomissa, mutta seuranta pääasiassa pääuomassa Vaikutuksen arviointi vaikeaa BIOWATER Nordic CoE hankkeessa edistetään biotalouden vesistövaikutusten arviointia

11 Luonnontilainen Soiden ennallistaminen Ojitettu Ennallistettu Meseret Menberu väitöstyö 2018 Hydrology of peat dominated headwater catchments: theories and empirical analysis, to study impacts of anthropogenic disturbance

12 Vaikutuksen mittaaminen ja mallintaminen Valuma-alueen nykyinen tila Ennallistaminen Tavoite Vasteet nopeita: esim. suo-ojien tukkimisen vaikutus suoveden pintaan Vasteet hitaita: esim. ekologiset muutokset Add footer if needed

13 Uusia mittausmenetelmiä vaikutusten arviointiin Lämpökamera paikallistaa lähteet Isotoopit paikallistavat pohjavesiekosysteemit Add footer if needed

14 Mittaus ja mallinnus Vaikutusten ennakointi ja minimointi valuma-aluetasolla Uusien haasteiden vaikutusten arviointi Esim. Mustijoen rautapitoisuuden laskenta (Markus Saari, Hannu Marttila ym)

15 Valunnan muodostus turv ta: mallinnusesimerkki Ala-aho et al. 2017, 2018 HGS ja STARR mallinnus

16 Yhteenveto Vesien suojelun ja suunnittelun kannalta on tärkeä tunnistaa valuma-alueiden muutokset ja vasteet (DPSIR) Muutostekijät (biotalous, ilmaston muutos) voivat heikentää vesistöjen tilaa Maankäytön muutokset näkyvät latvavesissä ensin ja sitten ehkä pääuomassa (tapauskohtaisesti) Ilmastonmuutos merkittävä haaste Valuma-aluekunnostuksella useita tavoitteita ja käytössä useita vesiensuojelumenetelmiä Kunnostamisen vaikutuksia voi olla vaikea havaita, mutta hydrologiset vasteet ovat usein nopeita Mallinnuksella ja tutkimuksella on tärkeä rooli valuma-alueen kunnostuksen kokonaisvaltaisessa suunnittelussa Add footer if needed