Veden laadun seuranta TASO-hankkeessa

Transkriptio

1 Veden laadun seuranta TASO-hankkeessa TASO-hankkeen päätösseminaari Pia Högmander, Keski-Suomen ELY-keskus

2 Automaattiset veden laadun seuranta-asemat 6 maankäyttömuodoltaan erilaista kohdetta, joilla yhteensä 8 asemaa (asennettu 11/211 ja 5/212). Toimivat ympärivuotisesti (aurinkopaneelit). kartta Mitattavat muuttujat: virtaama (l/s) sameus (NTU) kiintoaine (mg/l), mallinnetaan sameusmittauksesta COD Mn eli kemiallinen hapenkulutus (mg/l) DOC eli liukoinen orgaaninen hiili (mg/l).

3 1 Seurantakohteet 1) Turvetuotanto (Kairineva), kasvillisuuskenttä 2) Metsätalous, kunnostusojitus ja kosteikko (2 asemaa) 2 3) Turvetuotanto (Kaijansuo), ojittamaton pintavalutuskenttä (2 asemaa) 4) Metsätalous, vanha ja uusi metsäojitus ) Luonnontilainen suo (Pyhä-Häkki) 6) Metsätalous, hakkuu 6

4 Mittaukset 15 min 1 h välein. Mittaustieto välittyy Internetin datapalveluun: >veden laadun seuranta. Asemien toimittaja EHP-tekniikka oy vastaa mittareista, asemien huollosta ja mittaustiedon laadusta. Mittaukset jatkuvat vuoden 213 loppuun saakka.

5 Vesinäytteenotto Asemapaikoilta otetaan näytteitä: jatkuvatoimisten mittalaitteiden kalibrointia varten lisätiedon saamiseksi vedenlaadusta. Asemien lisäksi 22 täydentävää näytepistettä. Näytteitä haetaan kertaa vuodessa.

6 Vesinäytteistä analysoidaan: kiintoaine (,45 µm ja GF/C) ja hehkutushäviö kemiallinen hapenkulutus (COD Mn ) liuennut orgaaninen hiili (DOC) sameus kokonaistyppi (tot. N) ammoniumtyppi (NH 4 -N) nitraatti- ja nitriittityppi (NO 2 +NO 3 -N) kokonaisfosfori (tot. P) fosfaattifosfori (PO 4 -P) väri sähkönjohtokyky ph rauta

7 Mittaustekniikka Asemapaikoilla EHP-12M mittauskaivo. Sameusmittauksessa käytetään optista anturia (McVan NEP 95) mittausalueella 4 NTU. DOC/COD-mittauksissa käytetään optista spektrofotometriä (ProPs-anturi) mittausalueella 5 mg/l. Virtaamanmittaus tapahtuu mittauskaivon V-padon ja STS-paineanturin avulla: pinnankorkeustieto muutetaan virtaamaksi purkautumiskäyrän avulla maksimivirtaama 37 l/s. Kahdella asemalla käytössä ultraääneen perustuva, padottamaton EHP USF -virtaamanmittausratkaisu.

8 Mittaamisen epävarmuuksia: Otanta: seurantakohteiden vähyys Virhelähteet vesinäytteenotossa Mittalaitteiden ja laboratorioanalyysien määritysrajat ja mittausepätarkkuudet Mittalaitteiden puhdistaminen ja huolto ( roskat ) Kalibroinnit (riittävä näytemäärä laajalta pitoisuusväliltä) Kiintoainepitoisuus lasketaan sameusmittauksista (sijaismuuttuja) toimii savimailla, mutta on epävarmaa humusvesissä.

9 Kasvillisuuskenttä laboratorio vs autom. mitattu sameus Toukokuun 213 loppuun mennessä kertyneen aineiston mukaan. Laboratorio y =,69x - 1,21 R² =, Mittaus Kasvillisuuskenttä laboratorio kiintoaine vs autom. mitattu sameus Laboratorio y =,44x + 1,26 R² =, Mittaus

10 Kunnostusojitus laboratorio vs. autom. mitattu sameus 25 2 y = 1,4x - 1,85 R² =,96 Laboratorio Mittaus Kunnostusojitus laboratorio kiintoaine vs. autom. mitattu kiintoaine 25 2 y = 1,26x +,44 R² =,65 Laboratorio Mittaus

11 Kosteikko lab. sameus vs autom. mitattu sameus y =,51x -,94 R² =,71 Laboratorio Mittaus Kosteikko laboratorio kiintoaine vs autom. mitattu kiintoaine Laboratorio y = 1,3x - 1,73 R² =, Mittaus

12 Kaijansuo lähtevä laboratorio sameus vs autom. mitattu sameus 7 6 y =,37x +,33 R² =,93 5 Lab sameus Mitattu sameus Lab kiintoaine Kaijansuo lähtevä laboratorio kiintoaine vs autom. mitattu sameus y =,97x +,95 R² =, Mitattu sameus

13 Luonnontilainen alue laboratorio vs autom. mitattu sameus 2,5 2 Laboratorio 1,5 1,5 y =,21x +,28 R² =, Mittaus Laboratorio Luonnontilainen alue laboratorio kiintoaine vs autom. mitattu sameus y =,74x - 1,42 R² =, Mittaus

14 Alustavia tuloksia TASO-hankkeessa toteutettu jatkuvatoiminen veden laadun mittaus jatkuu vuoden 213 loppuun saakka. Tässä esitetyt tulokset perustuvat mennessä kertyneisiin mittaustuloksiin ja kesäkuun 213 alussa tehtyihin kalibrointeihin. Viimeiset vesinäytteet haetaan marraskuussa 213 ja aineiston lopullinen kalibrointi tehdään mittausten päätyttyä. Lopulliset veden laadun seurantatulokset ja kuormituslaskelmat kootaan hankkeen loppuraporttiin ja julkaistaan

15 Luonnontilainen valuma-alue (Pyhä-Häkki) Veden laadun seuranta-asema vastaanottaa vedet n. 365 ha luonnontilaiselta valuma-alueelta. Vedenlaatutuloksiin mahdollisesti vaikuttavia tekijöitä: moreenipohjainen, erodoituva uoma valuma-alueesta pieni osa metsätalousmaata

16 Luonnontilainen valuma-alue Virtaama, l/s Kiintoaine, mg/l Virtaama Kiintoaine, vesinäyte

17 huomioi skaalaus Luonnontilainen valuma-alue Virtaama, l/s Kiintoaine, mg/l Kiintoaine, jatkuvatoiminen Virtaama Kiintoaine, vesinäyte

18 huomioi skaalaus Luonnontilainen valuma-alue Virtaama, l/s Kiintoaine, mg/l Kiintoaine, jatkuvatoiminen Virtaama Kiintoaine, vesinäyte

19 Luonnontilainen valuma-alue virtaama ja kiintoainekuormitus ,,9,8,7 m 3 /vrk/ha ,6,5,4,3,2,1, kg/vrk/ha virtaama m3/vrk/ha vesinäyte kiintoaine kg/vrk/ha autom. kiintoaine kg/vrk/ha

20 2 5 Luonnontilainen valuma-alue m kg kumulatiivinen virtaama kumulatiivinen kiintoainekuorma

21 Metsätalousalue, kunnostusojitus ja kosteikko Kunnostusojitus (n. 1 ha) tehty Kunnostusojitusalueelta tulevat vedet ohjataan kosteikolle, joka on tehty Veden laatua seurataan sekä kosteikon ylä- että alapuolella (kaksi automaattista asemaa).

22 Kunnostusojitus, kosteikolle kunnostusojitusalueelta tuleva vesi 3 6 Virtaama, l/s Virtaama Kiintoaine, vesinäyte Kunnostusojitus Kiintoaine, mg/l Kunnostusojitus, kosteikolta lähtevä vesi 3 6 Virtaama, l/s Virtaama Kiintoaine, vesinäyte Kosteikon perustaminen Kiintoaine, mg/l

23 Kunnostusojitus, kosteikolle kunnostusojitusalueelta tuleva vesi 3 6 Virtaama, l/s Kiintoaine, jatkuvatoiminen Virtaama Kiintoaine, vesinäyte Kunnostusojitus Kiintoaine, mg/l Kunnostusojitus, kosteikolta lähtevä vesi 3 6 Virtaama, l/s Kiintoaine, jatkuvatoiminen Virtaama Kiintoaine, vesinäyte Kosteikon perustaminen Kiintoaine, mg/l

24 Kunnostusojitus virtaama ja kiintoainekuormitus kunnostusojitus 2, 1,5 m3/vrk/ha 8 6 1, kg/vrk/ha 4 2,5, virtaama m3/vrk/ha vesinäyte kiintoaine kg/vrk/ha autom. kiintoaine kg/vrk/ha

25 6 Kunnostusojitus m 3 3 kg kumulatiivinen virtaama kumulatiivinen kiintoainekuorma

26 18 Kiintoainekuormitus kg/ha kg/ha 1 8 automaattinen vesinäyte Kunnostusojitus Kosteikko Luonnontilainen valuma-alue

27 Turvetuotantoalue (Kairineva), kasvillisuuskenttä Perustettu käytöstä poistuneelle turvetuotantoalueelle 211 Rahkasammalkylvö kesällä 211 Vastaanottaa vedet n. 14 ha turvetuotantoalueelta Vedenlaatuun mahdollisesti vaikuttavia tekijöitä - savimaa - kasvillisuuden kehittyminen vasta alkuvaiheessa - veden huono jakautuminen kentälle (korjattu syksyllä 212)

28 Turvetuotantoalue, kasvillisuuskentältä lähtevä vesi 4 3 Virtaama, l/s Kiintoaine, mg/l Kiintoaine, jatkuvatoiminen Virtaama Kiintoaine, vesinäyte

29 Kasvillisuuskenttä virtaama ja kiintoainekuormitus m 3 /vrk/ha kg/vrk/ha m3/vrk/ha autom. kiintoaine kg/vrk/ha

30 1 6 Kasvillisuuskenttä m kg 2 5 virtaama kumulatiivinen kiintoaine kuorma kumulatiivinen

31 Turvetuotantoalue (Kaijansuo), ojittamaton pintavalutuskenttä Vastaanottaa vedet n. 15 ha valuma-alueelta - vesi pumpataan pintavalutuskentälle Veden laatua seurataan sekä pintavalutuskentän yläpuolelta pumppukaivosta että kentän alapuolelta mittakaivosta Vedenlaatutuloksiin vaikuttavia tekijöitä - pumppu jäässä talvella ja varhain keväällä - ohijuoksutuksia tulva-aikaan keväällä ja kesällä

32 Turvetuotantoalue, pintavalutuskenttä (ojittamaton) Virtaama, l/s Kiintoaine, mg/l Virtaama Kiintoaine, vesinäyte Pumppu jäässä Tuotanto käynnissä Ohijuoksutus, todettu

33 Turvetuotantoalue, pintavalutuskenttä (ojittamaton) Virtaama, l/s Kiintoaine, mg/l Kiintoaine, jatkuvatoiminen Virtaama Kiintoaine, vesinäyte Pumppu jäässä Tuotanto käynnissä Ohijuoksutus, todettu

34 Turvetuotantoalue, pintavalutuskenttä (ojittamaton) Kiintoaine, jatkuvatoiminen Virtaama Kiintoaine, vesinäyte 6 5 Virtaama, l/s Kiintoaine, mg/l Kiintoainepitoisuus nousee yleensä virtaaman nousun alkuvaiheessa, mutta on kestoltaan virtaamahuippuja selvästi lyhytaikaisempi - Vesinäytteenoton ajoittaminen lyhytaikaisiin pitoisuuspiikkeihin on hankalaa - Kuvassa rankkasateen aiheuttama virtaaman nousu ja kiintoainepiikki. Viisi peräkkäistä 15 min välein otettua vesinäytettä tavoittivat osan automaattimittarin havaitsemasta kiintoainepitoisuuden noususta.

35 Turvetuotantoalue, pintavalutuskenttä virtaama (m 3 /vrk/ha) ja kiintoainekuormitus (kg/vrk/ha ) m 3 /vrk/ha ,,9,8,7,6,5,4,3,2,1, kg/vrk/ha virtaama m3/vrk/ha vesinäyte kiintoaine kg/vrk/ha autom. kiintoaine kg/vrk/ha

36 7 Turvetuotantoalue, luonnontilainen pintavalutuskenttä m kg 1 5 kumulatiivinen virtaama kumulatiivinen kiintoainekuorma Vettä virrannut tulva-aikoina ohi mittapisteiden > kuormitusarviot tältä osin aliarvioita

37 Esimerkki jatkuvatoimisen COD- ja DOC-mittausten tuloksista. Turvetuotantoalue, pintavalutuskenttä (ojittamaton) 25 2 Virtaama DOC, jatkuvatoiminen DOC, vesinäyte 12 1 Virtaama, l/s DOC, mg/l Turvetuotantoalue, pintavalutuskenttä (ojittamaton) 25 2 Virtaama COD, jatkuvatoiminen COD, vesinäyte 12 1 Virtaama, l/s COD, mg/l

38 45 Kiintoainekuormitus kg/ha automaattinen vesinäyte 1 5 metsätalous, kunnostusojitus metsätalous kunnostusojitus + kosteikko luonnontilainen valuma-alue turvetuotanto turvetuotanto ojittamaton kasvillisuuskenttä* pintavalutuskenttä* Vettä virrannut talvisin ja tulva-aikoina ohi mittapisteiden > kuormitusarviot tältä osin aliarvioita Vettä virrannut tulva-aikoina ohi mittapisteen > kuormitusarviot tältä osin aliarvioita

39 Virtaamien hallinta

40 Kokonaisfosforin kuormitusarvio ,4,3 kg/ha,2,1 kunnostusojitus kunnostusojitus +kosteikko luonnontilainen alue turvetuotanto pvk turvetuot. kasvillisuuskenttä Laskennassa käytetty jatkuvatoimisen virtaamamittauksen virtaamaa ja vesinäytteistä määritettyjä kokonaisfosforipitoisuuksia.

41 Kokonaistypen kuormitusarvio kg/ha kunnostusojitus kunnostusojitus +kosteikko luonnontilainen alue turvetuotanto pvk turvetuot. kasvillisuuskenttä Laskennassa käytetty jatkuvatoimisen virtaamamittauksen virtaamaa ja vesinäytteistä määritettyjä kokonaistyppipitoisuuksia.

42 Kiitos!