KUORMITUSLASKENNAN TULOKSET

Transkriptio

1 KUORMITUSLASKENNAN TULOKSET KÖYLIÖNJÄRVEN JA -JOEN ULKOISEN KUORMITUKSEN VÄHENTÄMINEN (KULKU) Anna Paloheimo Asiantuntija Pyhäjärvi-instituutti Päivitetty

2 Kuormituksen mallintaminen 9/2008-8/2009 Kuormituksen mallintaminen 9/2008-8/ Johdanto... 3 Näytteenotot... 3 Näytteenottokertojen kuvaus... 6 Virtaamatiedot... 6 Vedenlaatu- ja kuormitustulokset (Köyliönjärveen laskevat ojat)... 7 Ketelinoja... 7 Mustaoja... 9 Kissanoja Sirttalanoja Maununoja Yksikkökuormitus Pienet valuma-alueet Kuormituslaskennan yhteenveto Vedenlaatu- ja kuormitustulokset (Köyliönjoki ja siihen laskevat ojat) Yhteenveto Vesinäytteet Kuormitus... 21

3 Johdanto Köyliönjärvi on rehevä maatalousalueen järvi. Järvi valuma-alueineen sijaitsee eteläisessä Satakunnassa Köyliön ja Säkylän kuntien alueella. Köyliönjärven alueella on tehty pitkäjännitteisesti työtä järven hyväksi. Ensimmäinen Köyliönjärven suojeluprojekti alkoi vuonna 1990 ja tämän jälkeen useiden eri projektien aikana on tehty paitsi paljon tutkimuksia ja selvityksiä, myös poistokalastettu ja kampanjoitu ympäristötuen erityistukimuotojen hyödyntämiseksi. Viimeisin Köyliönjärvellä ollut hanke oli vuosina toteutettu Köyliönjärven kansallismaisema kuntoon -hanke. Pitkä suojelutyön historia ei ole poistanut Köyliönjärven tilan kehittämisen tarvetta. Järvi on ponnisteluista huolimatta kesäisin sinilevien valtaama. Köyliönjärven rehevyys on ennen kaikkea seurausta ulkoisesta kuormituksesta, jonka on arvioitu ylittävän järven sietokyvyn moninkertaisesti. Köyliönjärven huono tila vaikuttaa myös Köyliönjoen veden laatuun, mutta myös suoraan Köyliönjokeen kohdistuva kuormitus on merkittävää. Ulkoisen kuormituksen vähentäminen kannattaa aloittaa sieltä, missä vaikutus kuormitukseen on suurin. Valuma-alueen ravinnekuormituksen ajallista ja alueellista jakautumista on selvitetty hankkeessa ottamalla vesinäytteitä Köyliönjärveen ja -jokeen laskevista ojista. Analyysituloksia on yhdistetty ympäristöhallinnon virtaamamallinnustietoihin. Alun perin kuormituksen arvioinnissa suunniteltiin automaattisten virtaamamittarien hyödyntämistä, mutta ne osoittautuivat oletettua kalliimmaksi ja kuormituslaskelmissa tyydyttiin käyttämään mallinnettua tietoa. Näytteenoton tulosten käsittelyn seurauksena on koottu tämä raportti, jossa on muodostettu kuva kuormituksen alueellisesta ja ajallisesta jakautumisesta. Ajallisella tarkastelulla on selvitetty kuormituksen jakautumista vuoden eri aikojen välille ja alueellisella tarkastelulla on vertailtu eri ojien suhteellista kuormittavuutta. Samalla tarkastelussa on saatu kokonaiskuva typpi-, fosfori- ja kiintoainekuormituksen suuruudesta vuoden kestävän tarkastelujakson aikana. Tämän raportin tarkoitus on kuvata järveen kohdistuvaa kuormitusta, lähinnä sen suuruutta ja jakautumista alueellisesti ja ajallisesti. Tietojen pohjalta voidaan arvioida kuormitusta vähentävien toimenpiteiden alueellista tarvetta ja mitoitusta. Raportti antaa myös aihetta pohtia nykyisten käytössä olevien kuormituksen hallintamenetelmien soveltuvuutta ja tehokkuutta. Tämä tutkimus ei vastaa suoraan siihen kysymykseen, mistä lähteistä kuormitus tulee. Eri kuormituslähteiden osuuksia voidaan arvioida epäsuorasti yhdistämällä tietoja valuma-alueen kuormituksesta ja maankäytöstä. Näytteenotot Näytteitä haettiin viideltä isolta osavaluma-alueelta kuusi kertaa tarkastelujakson aikana (kuvat 1 ja 2). Näytteistä tehtiin Kokemäenjoen vesistön vesistönsuojeluyhdistyksen laboratoriossa seuraavat analyysit: - Kiintoaine (mg/l) (suodatus: Nuclepore 4 µm) - Sameus (FNU) - Sähkönjohtavuus (ms/m) - ph - Väriluku (mg/l Pt) - Väri, suodatettu GF/C (mg/l Pt) (tarvittaessa) - Kokonaistyppi (µg/l) - NO2+NO3 (µg/l) - NO3 (nitraatti, µg/l) - NO2 (nitriitti, µg/l) - NH4 (ammonium, µg/l) - kokonaisfosfori (µg/l) - fosfaattifosfori (µg/l) (suodatus: Nuclepore 4 µm) Näytteenottojen tuloksena saatiin siis vedenlaatutuloksia eri virtaamaolosuhteista ja erilaisilta valumaalueilta. Yhdistettäessä näytteenottotuloksia virtaamatietoihin tehtiin oletus, jossa näytteenottojen välillä pitoisuudet arvioitiin vakioksi näytteenoton molemmin puolin. Näin ollen saatiin kaikkiaan kuusi jaksoa, joiden aikana kunkin ojan osalta vedessä havaitut pitoisuudet olivat vakioita, mutta virtaama vaihteli: (näytteenotto ) (näytteenotto ) 3

4 (näytteenotto ) (näytteenotto ) (näytteenotto ) (näytteenotto ) Kuormitus laskettiin vuoden jokaiselle vuorokaudelle kertomalla näytteenotossa havaittu pitoisuus ympäristöhallinnon järjestelmän mallintamalla vuorokauden keskivirtaamalla. Viiden intensiivisemmin seuratun valuma-alueen lisäksi näytteenottojakson aikana käytiin kaksi kertaa pienemmillä Köyliönjärveen laskevilla valuma-alueilla (kuvat 1 ja 2). Näytteet haettiin ja Tämän näytteenoton tavoitteena oli saada kuva pienten ojien tuomasta kuormituksesta alhaisen ja korkean virtaaman aikaan. Näistä vesinäytteistä tehtiin seuraavat analyysit: - Sameus (FNU) - Sähkönjohtavuus (ms/m) - ph - Väriluku (mg/l Pt) - Kokonaistyppi (µg/l) - kokonaisfosfori (µg/l) Pienten valuma-alueiden kuormitus laskettiin siten, että kun hehtaarikohtainen virtaama oli alle 0,05 litraa sekunnissa, niin pitoisuudeksi valittiin alhaisella virtaamalla havaittu pitoisuus ja kun virtaama ylitti 0,05 l/s, valittiin puolestaan havaittu pitoisuus. Jos pitoisuuksia oli käytettävissä vain yksi, käytettiin samaa pitoisuutta ympäri vuoden. Kuva 1. Tarkastelussa mukana olleet Köyliönjärveen laskevat valuma-alueet. Ruskeilta alueilta otettiin näytteet 6 kertaa ja violeteilta 2 kertaa. 4

5 Kuva 2. Köyliönjärven ilmakuva ja Köyliönjärveen laskevien ojien näytepisteiden sijainti 5

6 Näytteenottokertojen kuvaus Näytteenottopäivänä oli poutaa ja melko tuulista. Näytteenottoa edelsi pari varsin märkää päivää. Pelloilla juurikkaannosto oli käynnissä ja paikoin ohi. Näytteenottovuorokauden virtaama oli 4,64 m 3 /s (kuva 3). Sää näytteenottopäivänä oli aurinkoinen, ilman lämpötila -1 astetta. Pelloilla juurikkaan korjuu oli pääosin kokonaan ohi ja pellot olivat paljaana (naatit mullattuna). Näytteenottoa edeltävän vuorokauden aikana myrskysi ja satoi vettä. Näytteenottovuorokauden virtaama oli 6,85 m 3 /s. Muutaman päivän päästä haettiin näytteitä pienemmistä ojista. Tällöin virtaamahuippu oli jo ohi tihkusateisesta kelistä huolimatta ja virtaamaennuste näytti 2,64 m 3 /s. Näytteenottoa edelsi kunnon talvi, joista viimeiset päivät olivat nollan tuntumassa. Näytteenottopäivänä oli asteen verran pakkasta ja sakea sumu. Köyliönjärven tulovirtaama oli noin 1 m 3 /s. Ilman lämpötila noin + 2 astetta. Sulamisvesiä oli runsaasti liikkeellä ja isot ojat olivat jo täysin sulaneet. Keväiset sulamisvedet nostivat virtaaman 4,72 m 3 /s. Ilman lämpötila oli noin 10 astetta. Ensimmäiset silmut olivat puissa ja pellot lähes kuivia. Kylvötyöt olivat pian alkamassa. Näytteenottoa edeltävänä päivänä sateli jonkun verran. Muuten näytteenottoa edeltävä viikko oli lämmin, aurinkoinen ja täysin sateeton. Virtaama näytteenottopäivänä oli 0,68 m 3 /s näytteenottokierros tehtiin samana päivänä sekä pienille että isoille ojille. Ilma oli aurinkoinen ja helteinen, mikä saattoi vaikuttaa mm. vesinäytteiden lämpötilaan etenkin pienillä vähävetisillä ojilla. Näytteenottoa edelsi 2 vuorokauden helteet ja muutaman vuorokauden pouta. Edellisen kerran satoi ukkoskuuroja 6 vrk ennen näytteenottoa Pellot oli kauttaaltaan kuivia ja kylvötyöt tehty. Virtaamat ojissa olivat alhaisia, Köyliönjärven tulovirtaama oli 0,04 m 3 /s. 10,0 9,0 8,0 7,0 4,64 6,85 Q m3/s 6,0 5,0 4,0 4,72 3,0 2,0 1,0 2,64 0,91 0,68 0,04 0, Kuva 3. Köyliönjärven mallinnettu tulovirtaama. Näytteenottopäivät on merkitty virtaamaa kuvaavaan käyrään neliöillä. Myös kunkin näytteenottopäivän mallinnettu virtaama on esitetty. Virtaamatiedot Köyliönjärveä kuormittavista ojista Ketelinojan (34.055) ja Mustaojan (34.057) valuma-alueet ovat kolmannen jakovaiheen valuma-alueita. Köyliönjokea puolestaan kuormittavat näiden lisäksi kolmannen jakovaiheen osavaluma-alueet Köyliönjärven alue (34.054), Köyliönjoen yläosa (34.053) ja Köyliönjoen keskiosa (34.052). Kolmannen jakovaiheen valuma-alueille mallinnetaan Suomen ympäristökeskuksessa päivittäistä keskivirtaamaa osana hydrologisen kierron mallinnusta. Virtaaman mallinnus perustuu mm. sadantatietojen ja maankäyttötietojen yhdistämiseen. Vesistökuormitusta pyrittiin arvioimaan ajalle Ketelinojan ja Mustaojan järveen kohdistuvan kuormituksen arvioinnissa käytettiin suoraan ympäristöhallinnon mallintamaa virtaamaa. Lisäksi 6

7 näytteitä otettiin 3 muusta järveen laskevasta ojasta. Näiden ojien virtaama laskettiin jakamalla alueella sijaitsevien kolmannen jakovaiheen valuma-alueiden (34.055, , ja ) virtaamat niiden pinta-alalla, jolloin saatiin virtaama hehtaaria kohden. Pienten valuma-alueiden virtaamat saatiin kertomalla hehtaarikohtaisten virtaamien keskiarvo osavaluma-alueen pinta-alalla. Laskennasta jätettiin pois Köyliönjärven osa-alue (34.054), sillä Köyliönjärvi viipymineen aiheuttaa olennaista virhettä tulokseen. Virtaamapiikit painottuivat voimakkaasti loka-joulukuun väliselle ajalle (kuva 3). Myös vuoden 2008 ilmastotilastot osoittavat, että syksy 2008 oli sateinen. Kuitenkin, kun tilastoja tarkastellaan pitkällä aikavälillä, ei jakson sateisuus ole silminnähden poikkeavaa. Vedenlaatu- ja kuormitustulokset (Köyliönjärveen laskevat ojat) Ketelinoja Ketelinoja on valuma-alueeltaan ja virtaamaltaan suurin Köyliönjärveen laskevista osista. Ketelinojan valuma-alue on pinta-alaltaan 2735 ha, josta 1094 ha eli 40 % on luokiteltavissa viljelyalueeksi (Corine luokituksen pohjalta tehty yhdistetty maankäyttöluokitus (liite 1)). Valuma-alueen yhteenlaskettu metsäala on 1133 ha (41 %), rakennettuja alueita on 9 % ja harvapuustoisia alueita 7,7 %. Ketelinojan näytteet otettiin Säkylä Kankaanpää -tien (2044) sillalta noin 200 m päästä järvestä. Sillalta saatiin näytteet otettua pääosin limnos-vesinoutimella, lukuun ottamatta kertoja, jolloin vettä oli erittäin vähän (jolloin limnos osui pohjaan) tai kun uoma oli jäässä ( ). Kuva 4. Ketelinojan syystulvaa Ketelinojan vesinäytteiden tulokset kertovat runsaasta ravinteisuudesta ja voimakkaasta eroosiosta valumaalueella. Havaitut typpipitoisuudet vaihtelivat välillä µg/l, korkeimmat pitoisuudet havaittiin syksyisten tulvahuippujen aikana. Valtaosa typestä oli nitraattina (10 75 %), alhaisimmillaan suhteellinen nitraattien osuus oli kesäkuun alun näytteessä, missä oli vastaavasti eniten (28 %) ammoniumtyppeä. Ketelinojan kokonaisfosforipitoisuudet ( µg/l) olivat korkeita. Korkeimmillaan kokonaisfosforipitoisuus oli lokakuun alun (770 µg/l) ja toisaalta kesäkuun alun (700 µg/l) näytteessä ja alhaisimmillaan (110 µg/l) toukokuun alun näytteessä. Liukoisen fosforin määrä oli µg/l yhtä näytettä ( µg/l) lukuun ottamatta. Liukoisen fosforin osuus kokonaisfosforista oli suurimmillaan 63 % talvea edustavassa maaliskuun näytteessä, muutoin se vaihteli %. Kokonaistypen ja kokonaisfosforin suhde oli korkein (22) kevään näytteessä. Muina kertoina suhde oli 3 9, jolloin typpeä voidaan pitää kasvua rajoittavana ravinteena. Kiintoaineen pitoisuus ( mg/l) ja veden sameus ( FNU) kertovat eroosion voimakkuudesta Ketelinojan valuma-alueella. Voimakkainta eroosio oli korkeiden valumien aikaan syksyllä. Veden johtokyky 7

8 nousee mm. lannoitteiden tai jätevesien vaikutuksesta. Ketelinojan johtokyky oli pääosin välillä ms/m, mikä kertoo valuma-alueen voimakkaasta viljelystä. Suurin osa Ketelinojan kuormituksesta tuli loppusyksyn korkeiden virtaamien aikaan. Korkeimpien virtaamien aikaisissa näytteissä havaittiin myös korkeimmat pitoisuudet, mikä on erityisen hankalaa kuormituksen hallintaa ajatellen. Lyhyempikestoinen (ja ns. perinteinen) kuormituspiikki havaittiin keväällä lumen sulamisvesien yhteydessä, jolloin virtaamat nousivat lähes syksyisten virtaamahuippujen tasolle. Koko tarkastelujakson keskimääräinen fosforikuormitus oli 10,9 kg/d. Ketelinojan valuma-alueella 46 % tarkasteluvuoden fosforikuormituksesta ja 49 % typpikuormituksesta tuli loka-marraskuun aikana. Loka-joulukuun aikana fosforin ja typen kokonaiskuormituksesta tuli jo 75 %. Kevään virtaamapiikin osuus fosforikuormituksesta oli noin 15 % ja typpikuormituksesta 13 %. Q (m3/s) 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, Q m3/s totp (kg/d) Kuva 5. Ketelinojan kokonaisfosforikuormitus ja virtaama. Näytteenottoajankohdat on kuvattu isoin oranssein neliöin. Taulukko 1. Ketelinojan tuoma kiintoaine- ja ravinnekuormitus. Ketelinoja 1000 kg kiintoaine kg N kg NO2+NO3 kg NH4 kg P kg PO syyskuu lokakuu marraskuu joulukuu tammikuu helmikuu maaliskuu huhtikuu toukokuu kesäkuu heinäkuu elokuu Yhteensä: Ketelinoja oli tarkastelluista ojista suurin ja ehdottomasti myös suurin kuormittaja. Ketelinojan osuus vuotuisesta kokonaiskuormituksesta oli kokonaisfosforin osalta peräti 57 %. ja kokonaistypen osalta 46 %. Kiintoainekuormasta Ketelinoja toi 44 %. Kuormituslaskennassa Ketelinojan kokonaisfosforin vuosikuormitukseksi saatiin 3969 kg a -1 P, josta liukoisena fosfaattifosforina tuli noin neljännes, eli 908 kg. Kokonaistyppikuormitus oli yli 32 tonnia, josta nitraattina /nitriittinä lähes 22 tonnia totp (kg/d) 8

9 Mustaoja Mustaoja laskee Köyliönjärveen järven pohjoiskärjestä ja se kokoaa vetensä järven valuma-alueen pohjoisja koillisosista. Se on järveen laskevista osavaluma-alueista toiseksi suurin. Mustaojan valuma-alueen ominaisuuksia tarkasteltiin, kuten Ketelinojaakin, eli siinä käytettiin Corine 2000-luokituksen yhdisteltyjä luokkia (liite xx). Mustaojan valuma-alue on kooltaan 2055 ha, josta 157 ha (7,6 %) on viljeltyä. Metsäksi voidaan luokitella 76 %, harvapuustoisiksi alueiksi 8,4 %, avosoiksi 5,1 % ja rakennetuiksi alueiksi 2,4 %. Mustaojan näytteet otettiin Limnos -vesinoutimella VT12:n sillalta. Matkaa näytteenottopisteeltä järveen on noin 100 metriä. Kuva 6. Mustaojan veden väri kertoo valuma-alueen metsäojituksista (kuva ). Mustaoja edustaa tarkastelluista ojista metsävaltaisinta. Metsäisyys ja alueen runsaat ojitukset näkyvät mm. suurina hetkellisinä vaihteluina virtaamassa. Mustaojalla myös valumaveden laatu on metsävaltaisille valuma-alueille tyypillinen. Metsäisyys näkyy Mustaojan vedenlaadussa erityisesti korkeana ( mg/l Pt) veden värinä. Korkeimmillaan veden väri oli syksyn (600 mg/l Pt) ja kevään (suodatettuna 180 mg/l Pt) tulvien aikaan ja alhaisimmillaan talvinäytteessä (200 mg/l Pt), kun maa oli roudassa. Mustaojan typpipitoisuudet vaihtelivat µg/l, alimmillaan typpipitoisuudet olivat talven (990 µg/l) ja kesän (920 µg/l) näytteissä. Nitraattimuotoisena kokonaistypestä oli %. Alimmillaan nitraattien suhteellinen osuus oli keväällä ja korkeimmillaan talvella. Ammoniumtyppeä havaittiin talven ja alkukevään näytteissä, jolloin pitoisuudet vaihtelivat µg/l ja osuus kokonaistypestä oli %. Mustaojan kokonaisfosforipitoisuudet vaihtelivat µg/l. Alimmillaan pitoisuus oli toukokuun näytteessä ja korkeimmillaan lokakuun alun näytteessä. Liukoisen fosfaattifosforin osuus kokonaisfosforista vaihteli %. Alimmillaan se oli lokakuun alussa ja korkeimmillaan kesäkuun alussa. Mustaojan veden sähkönjohtavuus vaihteli välillä 5-14 ms/m, mikä on turvevaltaisille valuma-alueille tyypillinen. Johtokyky oli suurimmillaan vähäisten valumien aikaan, jolloin sitä saattaa nostaa orgaanisen aineen hajoaminen vedessä ja vastaavasti alhaisin, kun valumat olivat runsaita. Havaittu johtokyky on samaa luokkaa, kuin tämän tutkimuksen Maununojassa. Mustaojan sameus on virtaavalle vedelle tyypillisesti korkeimmillaan (jopa 50 FNU), kun virtaus ja sen aiheuttama eroosio on voimakasta. Sameuden havaittu vaihteluväli 7,6 50 FNU on tämän tutkimuksen muihin ojiin verrattuna kuitenkin alhainen ja normaalin virtaavan veden tasoa. Mustaojalla 45 % fosforin ja 46 % typen kokonaiskuormituksesta tuli loka-marraskuun ja 57 % fosforin ja 67 % typen kuormituksesta loka-joulukuun aikana. Noin 18 % koko vuoden fosforikuormituksesta ja 12 % typpikuormituksesta tuli kevään valumapiikin aikana huhtikuussa. Koko tarkastelujakson keskimääräinen fosforikuormitus oli 1,4 kg/d. 9

10 ,8 Q (m3/s) 90 1,6 totp (kg/d) 80 1,4 70 Q (m3/s) 1,2 1 0, TotP (kg/d) 0,6 30 0,4 0, Kuva 7. Mustaojan kokonaisfosforikuormitus ja virtaama. Näytteenottoajankohdat on kuvattu isoin oranssein neliöin. Mustaojan tuoma ravinne- ja kiintoainekuormitus oli Ketelinojaan verrattuna huomattavasti alhaisempi. Kokonaisfosforikuormitus tarkastelujakson aikana oli 520 kg, josta noin kolmannes eli 170 kg oli liukoisessa muodossa fosfaattifosforina. Kokonaistyppikuormitus oli runsaat 11 tonnia, josta alle 4 tonnia oli nitraatti / nitriittimuodossa ja runsas 700 kg ammoniumtyppenä. Taulukko 2. Mustaojan tuoma kiintoaine- ja ravinnekuormitus. Mustaoja (34.057) 1000 kg kiintoaine kg N kg NO2+NO3 kg NH4 kg P kg PO syyskuu lokakuu marraskuu joulukuu tammikuu helmikuu maaliskuu huhtikuu toukokuu kesäkuu heinäkuu elokuu Yhteensä Mustaojan kuormituksen osuus koko Köyliönjärven vuotuisesta kuormituksesta oli typen osalta 16 %, fosforin osalta 7,5 % ja kiintoaineen osalta 12 %. Kissanoja Kissanoja kerää vetensä Köyliönjärven länsi- ja lounaispuolen metsäaukeilta ja lounaispuolen peltoaukeilta Karhusuolta saakka ja laskee Köyliönjärven lounaisosaan. Tässä yhteydessä valuma-aluetta ei ollut mahdollista rajata tarkkaan, joten analyyseissä käytettiin aiempien projektien aineistoja. Kissanojan valumaalueen kooksi on määritelty 1250 ha, josta peltoa on 32 % (396 ha). 10

11 Kuva 8. Kissanojan kevättä huhtikuun alussa. Näkymä näytteenottopisteeltä järvelle päin. Kissanojan näytteenottopiste sijaitsee noin 100 metrin päässä järvestä kohdassa, jossa pellon halki kulkeva oja alittaa peltotien. Näyte otettiin limnos-vesinoutimella tierummun päältä. Alhaisen virtaaman aikaan vesi seisoi ojassa ja ojan virtausta hädin tuskin huomasi. Tien viertä näytteenottopisteeseen tulee myös toinen uoma, joka tuo vesiä Äijänsuolta, virtaus tässä uomassa oli kuitenkin vähäinen jopa korkean virtaaman aikoina. Kissanojan veden laatu kertoo valuma-alueen voimakkaasta eroosiosta ja korkeasta ravinteisuudesta. Kissanojan kokonaistyppipitoisuudet vaihtelivat µg/l. Suurimmat pitoisuudet havaittiin lokakuun (7440 µg/l) ja huhtikuun (4750 µg/l) näytteissä, jolloin myös virtaamat olivat suuria. Alhaisimmillaan typpipitoisuudet olivat puolestaan talven (1520 µg/l) ja kesäkuun (1530 µg/l) näytteessä. Kokonaistypestä nitraatteina oli yli puolet syksyllä loka-marraskuussa (75-86 %, µg/l) ja toisaalta jälleen toukokuussa (65 %). Alhaisimmillaan nitraattien pitoisuus oli kesällä (280 µg/l) ja talvella (470 µg/l), jolloin niiden osuus kokonaistypestä oli alle kolmannes. Ammoniumtypen pitoisuus oli korkeimmillaan 2200 µg/l (46 % kokonaistypestä) ja se havaittiin kevään valumahuipun yhteydessä huhtikuussa. Alhaisimmillaan pitoisuudet olivat syksyn korkeiden virtaamien yhteydessä, jolloin tuloksissa jäätiin jopa alle määritysrajan. Kissanojasta havaitut fosforipitoisuudet vaihtelivat µg/l. Korkeimmat pitoisuudet havaittiin valumahuippujen yhteydessä syksyllä (550 µg/l) ja toisaalta keväällä huhtikuussa (470 µg/l). Alhaisten virtaamien aikaan pitoisuudet olivat alhaisempia ja havaittu kokonaisfosforipitoisuus oli talven näytteessä 140 µg/l, toukokuussa 130 µg/l ja kesäkuussa 190 µg/l. Liukoisen fosfaattifosforin pitoisuudet vaihtelivat välillä µg/l ja liukoisen fosforin osuus kokonaisfosforista vaihteli %. Korkeimmat liukoisen fosforin pitoisuudet ( µg/l) havaittiin syksyn korkeiden virtaamien aikaan. Kokonaistypen ja kokonaisfosforin suhde oli korkein (17) kevään näytteessä. Muina kertoina suhde oli Kissanojassa on kasvien kasvun kannalta ravinteita valtaosin optimaalisessa suhteessa ja kasvua rajoittava ravinne vaihtelee. Kiintoaineen pitoisuus ( mg/l) ja veden sameus ( FNU) kertovat eroosion voimakkuudesta Kissanojan valuma-alueella. Voimakkainta eroosio oli korkeiden valumien aikaan syksyllä ja toisaalta kevään sulamisvesien yhteydessä. Veden johtokyky nousee mm. lannoitteiden tai jätevesien vaikutuksesta. Kissanojan johtokyky oli pääosin välillä ms/m (talvella 9 ms/m), mikä kertoo valuma-alueen voimakkaasta viljelystä. Myös Kissanojan kuormitus painottui voimakkaasti syksyyn. Loka-marraskuussa tuli noin puolet koko vuoden kuormituksesta sekä typen (52 %) että fosforin (49 %) osalta. Kevään virtaamapiikissa vuotuisesta fosforikuormasta tuli noin viidennes ja typpikuormasta 17 %. Koko tarkastelujakson keskimääräinen fosforikuormitus oli 3,5 kg/d. 11

12 Q (l/s) kg/d P Virtaama (l/s) TotP (kg/d) Kuva 9. Kissanojan kokonaisfosforikuormitus ja virtaama. Näytteenottoajankohdat on kuvattu isoin oranssein neliöin. Kissanoja oli tarkastelluista ojista toiseksi suurin kuormittaja. Kissanojan osuus Köyliönjärven vuotuisesta kokonaiskuormituksesta oli kokonaisfosforin osalta 18 % ja kokonaistypen osalta 23 %. Kiintoainekuormasta Kissanoja toi 31 %. Kuormituslaskennassa Kissanojan kokonaisfosforin vuosikuormitukseksi saatiin 1269 kg a -1 P, josta liukoisena fosfaattifosforina tuli vajaa kolmannes, eli 379 kg. Kokonaistyppikuormitus oli lähes 16 tonnia, josta nitraattina /nitriittinä lähes 11 tonnia. Taulukko 3. Kissanojan tuoma kiintoaine- ja ravinnekuormitus. Kissanoja 1000 kg kiintoaine kg N kg NO2+NO3 kg NH4 kg P kg PO syyskuu lokakuu marraskuu joulukuu tammikuu helmikuu maaliskuu huhtikuu toukokuu kesäkuu heinäkuu elokuu Sirttalanoja Sirttalanojan näytteenottopiste sijaitsee runsaan 100 metrin päästä järven rannasta kohdassa jossa peltotie ylittää ojan. Näyte otettiin sillalta Limnos-vesinoutimella. Sirttalanojan valuma-alue on peltovaltainen ja levittäytyy Säkylän puoleisen peltoaukean lounaisosiin ja Säkylä-Turkutien varten ulottuen Karhusuon läpi Luvalahdelle saakka. Tässä yhteydessä valuma-aluetta ei ollut mahdollista rajata tarkkaan, joten analyyseissä käytettiin aiempien projektien aineistoja. Siinä Sirttalanojan valuma-alueen kooksi on määritelty 471 ha, josta peltoa on 66 % (311 ha). Sirttalanojan veden laatu kertoo valuma-alueen voimakkaasta eroosiosta ja korkeasta ravinteisuudesta. Sirttalanojan kokonaistyppipitoisuudet vaihtelivat µg/l. Suurimmat pitoisuudet havaittiin lokakuun (7520 µg/l) ja marraskuun (4450 µg/l) näytteissä, jolloin myös virtaamat olivat suuria. Alhaisimmillaan typpipitoisuus oli puolestaan kesäkuun (2100 µg/l) näytteessä. 12

13 Kuva 10. Sirttalanoja kesäkuun 2009 alussa. Kokonaistypestä nitraatteina oli yli puolet syksyllä loka-marraskuussa (65-80 %, µg/l) ja toisaalta jälleen toukokuussa (61 %, 2000 µg/l). Alhaisimmillaan nitraattien pitoisuus oli kesällä 230 µg/l, jolloin niiden osuus kokonaistypestä oli vain 11 %. Ammoniumtypen pitoisuus oli korkeimmillaan 1300 µg/l (36 % kokonaistypestä) ja se havaittiin maaliskuun talvinäytteessä. Alhaisimmillaan pitoisuudet olivat syksyn korkeiden virtaamien yhteydessä. Sirttalanojasta havaitut fosforipitoisuudet vaihtelivat µg/l. Korkeimmat pitoisuudet havaittiin valumahuippujen yhteydessä syksyllä ( µg/l) ja toisaalta huhtikuussa (520 µg/l) ja kesäkuussa 610 µg/l. Alhaisin pitoisuus (200 µg/l) havaittiin toukokuussa. Talven näytteessä kokonaisfosforipitoisuus oli 310 µg/l. Liukoisen fosfaattifosforin pitoisuudet vaihtelivat välillä µg/l ja liukoisen fosforin osuus kokonaisfosforista vaihteli %. Korkeimmat liukoisen fosforin pitoisuudet ( µg/l) havaittiin syksyn korkeiden virtaamien aikaan. Kokonaistypen ja kokonaisfosforin suhde oli korkein (17) toukokuun näytteessä. Muina kertoina suhde oli 3-9. Sirttalanojassa on kasvien kasvun kannalta ravinteita valtaosin optimaalisessa suhteessa ja kasvua rajoittava ravinne vaihtelee. Typen ja fosforin suhteen ollessa alle 5, on todettu typpipitoisuuden rajoittavan kasvien kasvua. Kiintoaineen pitoisuus ( mg/l) ja veden sameus ( FNU) kertovat eroosion voimakkuudesta Sirttalanojan valuma-alueella. Voimakkainta eroosio oli korkeiden valumien aikaan syksyllä ja toisaalta kevään sulamisvesien yhteydessä. Veden johtokyky nousee mm. lannoitteiden tai jätevesien vaikutuksesta. Sirttalanojan johtokyky oli pääosin välillä ms/m, mikä kertoo valuma-alueen voimakkaasta viljelystä Q (l/s) kg/d P Virtaama (l/s) TotP (kg/d) Kuva 11. Sirttalanojan kokonaisfosforikuormitus ja virtaama. Näytteenottoajankohdat on kuvattu isoin oranssein neliöin. 13

14 Myös Sirttalanojan kuormitus painottui voimakkaasti syksyyn. Loka-marraskuussa tuli noin puolet koko vuoden kuormituksesta sekä typen (54 %) että fosforin (57 %) osalta. Kevään virtaamapiikissa vuotuisesta fosforikuormasta tuli 11 % ja typpikuormasta niin ikään 11 %. Koko tarkastelujakson keskimääräinen fosforikuormitus oli 2,8 kg/d. Sirttalanoja oli tarkastelluista peltovaltaisten valuma-alueiden ojista pienin. Sirttalanojan osuus Köyliönjärven vuotuisesta kokonaiskuormituksesta oli kokonaisfosforin osalta 14 % ja kokonaistypen osalta 9 %. Kiintoainekuormasta Sirttalanoja toi 8 %. Kuormituslaskennassa Sirttalanojan kokonaisfosforin vuosikuormitukseksi saatiin 1009 kg a -1 P, josta liukoisena fosfaattifosforina tuli yli kolmannes, eli 431 kg. Kokonaistyppikuormitus oli 6,4 tonnia, josta nitraattina /nitriittinä 4,3 tonnia. Taulukko 4. Sirttalanojan tuoma kiintoaine- ja ravinnekuormitus. Sirttalanoja 1000 kg kiintoaine kg N kg NO2+NO3 kg NH4 kg P kg PO syyskuu lokakuu marraskuu joulukuu tammikuu helmikuu maaliskuu huhtikuu toukokuu kesäkuu heinäkuu , elokuu 0, ,3 0, Maununoja Maununoja laskee Köyliönjärveen järven itärannalta, noin puoli kilometriä maasillalta pohjoiseen. Valumaalue kattaa ison osan Köyliönjärven valuma-alueen itäisistä ojitetuista metsäalueista. Tässä yhteydessä valuma-aluetta ei ollut mahdollista rajata tarkkaan, joten analyyseissä käytettiin aiempien projektien aineistoja. Valuma-alueen kooksi on määritelty 1031 ha ja sillä on peltoa 101 ha (9,8 %). Maununojan vesinäytteet otettiin läheltä tietä Näytteenottopiste on noin 250 m järvestä. Kuva 12. Näkymä Maununojaa ylävirtaan tien 2131 itäpuolelle ( ). Valuma-alueen metsäisyys näkyy erityisesti veden värissä, joka Maununojalta otetuissa näytteissä vaihteli mg/l Pt. Korkeimmillaan veden väri oli syksyn (400 mg/l Pt) ja kevään (suodatettuna 140 mg/l Pt) tulvien aikaan ja alhaisimmillaan talvinäytteessä (200 mg/l Pt), kun maa oli roudassa. Maununojan typpipitoisuudet vaihtelivat µg/l, alimmillaan typpipitoisuudet olivat toukokuun (950 µg/l) näytteessä. Nitraattimuotoisena kokonaistypestä oli %. Alimmillaan nitraattien suhteellinen osuus 14

15 oli keväällä ja korkeimmillaan talvella. Ammoniumtypen havaitut pitoisuudet vaihtelivat µg/l ja osuus kokonaistypestä oli 0,4 15 %. Alimmillaan ammoniumtypen pitoisuus oli syksyn korkean virtaaman aikaan ja korkeimmillaan taas kevään valumahuipun aikaan huhtikuussa. Maununojan kokonaisfosforipitoisuudet vaihtelivat µg/l. Alimmillaan pitoisuus oli maaliskuun talvinäytteessä ja korkeimmillaan lokakuun alun näytteessä. Liukoisen fosfaattifosforin osuus kokonaisfosforista vaihteli %. Alimmillaan se oli lokakuun alussa ja korkeimmillaan kesäkuun alussa. Maununojan veden sähkönjohtavuus vaihteli välillä 4-9 ms/m, mikä on turvevaltaisille valuma-alueille tyypillinen. Havaittu johtokyky on samaa tasoa, kuin tämän tutkimuksen toisella metsävaltaisella valumaalueella Mustaojassa. Maununojan sameus on virtaavalle vedelle tyypillisesti korkeimmillaan, kun virtaus ja sen aiheuttama eroosio on voimakasta. Maununojalla sameuden havaittu vaihteluväli 9,8 32 FNU on tämän tutkimuksen muihin ojiin verrattuna kuitenkin alhainen ja normaalin virtaavan veden tasoa. Maununojalla 48 % fosforin ja 51 % typen kokonaiskuormituksesta tuli loka-marraskuun ja 59 % fosforin ja 66 % typen kuormituksesta loka-joulukuun aikana. Noin viidennes koko vuoden fosforikuormituksesta ja 14 % typpikuormituksesta tuli kevään valumapiikin aikana huhtikuussa. Koko tarkastelujakson keskimääräinen fosforikuormitus oli 0,6 kg/d. Virtaama (l/s) Q (l/s) kg/d P TotP (kg/d) Kuva 13. Maununojan kokonaisfosforikuormitus ja virtaama. Näytteenottoajankohdat on kuvattu isoin oranssein neliöin. Maununojan osuus koko Köyliönjärven kuormituksesta on vain murto-osa. Esimerkiksi fosforin kokonaiskuormituksesta sen osuus on vain 3,3 % ja typen vastaavasti 6,2 %. Kiintoainekuormituksen osuus koko järven kiintoainekuormituksesta on 4,6 %. Kuormituslaskennassa Maununojan vuotuiseksi kokonaisfosforin kuormitukseksi saatiin 228 kg, josta 72 kg tuli liukoisessa muodossa. Typpikuormituksen kokonaismäärä oli puolestaan noin 4400 kg, josta 1880 kg nitraatteina ja 180 kg ammoniumtyppenä. Kiintoainetta oja toi vuoden aikana noin 71 tonnia. 15

16 Taulukko 5. Maununojan tuoma kiintoaine- ja ravinnekuormitus. Maununoja 1000 kg kiintoaine kg N kg NO2+NO3 kg NH4 kg P kg PO syyskuu lokakuu marraskuu joulukuu tammikuu helmikuu 0, maaliskuu huhtikuu toukokuu kesäkuu heinäkuu 0, elokuu 0, , Yksikkökuormitus Jotta kuormituslaskennan tuloksia voidaan verrata muihin tutkimuksiin ja Köyliönjärven eri ojien suhteellista kuormittavuutta, laskettiin eri osavaluma-alueille hehtaarikohtaiset vuosikuormitukset (taulukko 7). Tuloksista havaitaan, että valuma-alueen pinta-alaan suhteutettuna suurin kuormittaja ravinteiden osalta onkin Sirttalanoja ja kiintoaineen osalta Kissanoja. Yksikkökuormista näkee myös selvän eron maatalousvaltaisten ja metsätalousvaltaisten alueiden välillä. Metsätalousvaltaisilla valuma-alueilla fosforin kuormituksesta noin 32 % tulee liukoisessa fosfaattifosforimuodossa. Maatalousvaltaisilla alueilla liukoisen fosforin osuus vaihteli %. Taulukko 7. Tarkasteltujen valuma-alueiden hehtaarikohtaiset vuosikuormitukset. kuormitus kg/(ha*a) Ketelinoja Mustaoja Kissanoja Sirttalanoja Maununoja Pinta-ala (ha) / pelto-% 2735 / / 7, / / / 9,8 Kiintoaine (kg) N 11,9 5,4 12,8 13,7 4,3 P 1,45 0,25 1,02 2,14 0,22 NO2+NO3 8,0 1,9 8,8 9,1 1,8 NH4 0,5 0,4 1,1 0,8 0,2 PO4 0,33 0,08 0,30 0,91 0,07 Ruotsissa on tutkittu vesistökuormitukseen liittyviä tutkimuksia ja pohdittu kuormituksen syitä, seurauksia ja toimiin puuttumisia. Naturvårdsverketin raportissa (no 4913: Bedömningsgrunder för miljökvalitet, 1999) kuvataan valuma-alueen kuormituksen voimakkuutta taulukon 8 osoittamalla asteikolla. Luvut eivät kuvaa suorasti peltojen kuormitusta vaan sitä, mikä voidaan havaita alapuolisessa vesistössä. Köyliönjärveen laskevista ojista kaikki maatalousvaltaiset ojat kuuluvat tällä asteikolla selkeästi erittäin korkean kuormituksen luokkaan. Myös metsätalousvaltaiset ojat kuuluvat korkean kuormituksen luokkaan. Tämä tulos kertoo alueen luontaisestikin ravinteikkaasta maaperästä. Taulukko 8. Pinta-alayksikköä kohti laskettu typen ja fosforin vuotuinen kokonaiskuormitus. Luokka Kuvaus N kg/(ha*a) P kg/(ha*a) 1 Erittäin alhainen kuormitus < 1 < 0,04 2 Alhainen kuormitus 1,0 2,0 0,04 0,08 3 Varsin korkea kuormitus 2,0 4,0 0,08 0,16 4 Korkea kuormitus 4,0 16,0 0,16 0,32 5 Erittäin korkea kuormitus > 16 > 0,32 Suomessa on esitetty ominaiskuormituslukuja eri maankäyttömuodoille. Luonnonhuuhtouman suuruudeksi on arvioitu 0,054 kg/ha P ja 1,40 kg/ha N vuodessa (Mattson ym Water, Air, and Soil Pollution 147: ). Kokonaiskuormitusta on laskettu eri menetelmin mm. ominaiskuormituksen perusteella. Suomessa kokonaiskuormituksen sijaan on yleisimmin tarkasteltu eri kuormituslähteiden osuutta kokonaiskuormituksesta ja esitetty lukuja erikseen maatalouden, metsätalouden tai turvetuotannon kuormitukselle. 16

17 Vesistökuormituksen mallinnusjärjestelmällä (VEPS) on laskettu toisen jakovaiheen valuma-alueen (Köyliönjärvi ja Köyliönjoki valuma-alueineen) kokonaisfosforikuormitukseksi 7822 kg/a, josta 5046 kg/a olisi maataloudesta peräisin. VEPS:n mukainen typpikuormitus olisi puolestaan 183,8 tonnia vuodessa, josta maatalouden osuus olisi noin 125,3 tonnia (Alahuhta, J. 2008, Lounais-Suomen ympäristökeskuksen raportteja 9/2008). Tässä tutkimuksessa laskettu vesinäytteisiin ja virtaaman mallinnettuun tietoon perustuva kuormitus on VEPS:n mallintamaan kuormitukseen verrattuna fosforin osalta huomattavasti suurempi, sillä tässä tutkimuksessa pelkästään Köyliönjärveen kohdistuvan kuormituksen arvioidaan olevan samansuuruinen kuin VEPS arvioi järven ja joen valuma-alueille yhteensä. Typen osalta tämä ero on maltillisempi. Kuormituksen laskennassa käytetään malleihin ja mittauksiin perustuvia arvioita eri kuormituslähteistä. Ympäristöhallinnon mukaan järjestelmä tuottaa tietoa vesistöalueeseen kohdistuvasta kuormituksesta ja kuormituksen jakautumisesta eri kuormituslähteiden välille. Luvut eivät kuitenkaan anna todenperäistä tietoa alueeseen kohdistuvasta ravinnekuormituksesta, koska arviointeja ei ole verrattu alueella mitattuihin havaintoihin. Kuormituksen on havaittu olevan huomattavasti alhaisempaa sellaisilla pelloilla, jotka jätetään syksyisin kyntämättä, verrattuna peltoihin, jotka kynnetään vasta keväällä. Tämä on kenties mahdotonta toteuttaa esimerkiksi sokerijuurikkaan viljelyssä, jossa jo pelkkä korjuu vastaa viljapellon kyntöä. Syksyisen kynnön poisjättäminen vähentää erityisesti kiintoaineen ja kokonaisfosforin kuormitusta. (Puustinen ym. 2005, Agriculture, Ecosystems and Environment 105: ). Pienet valuma-alueet Pienten valuma-alueiden tarkastelussa käytettiin hyväksi aikaisempien projektien tietoja valuma-alueiden pinta-aloista niiltä osin, miten niitä oli käytettävissä. Valuma-alueiden vuorokausikohtaiset virtaamat ja edelleen kokonaiskuormitukset saatiin samalla periaatteella kuin edellä. Pienten valuma-alueiden näytteenottokerrat ajoitettiin korkean ja matalan virtaaman aikoihin. Ajoituksella pyrittiin saamaan havaintoja mahdollisista vedenlaadun eroista vastakkaisissa virtaamaoloissa. Korkean virtaaman näyte otettiin ja matalan virtaaman Alhaisen virtaaman näytteitä ei kaikista ojista saatu, sillä osa ojista oli kuivunut. Pääosin ojat, joiden valuma-alue oli alle 400 ha, näyttivät kuivuvan kesällä. Taulukko 6. Köyliönjärveen laskevat pienet valuma-alueet ja niiden tuoma ravinnekuormitus. Oja Ala (ha) peltoala (ha) % pelto näyte näyte kg P kg N Tuohiniemi x x Vihterinoja x x Huhti x Kaukanaro x x Lähteenkylä x Meskastenoja x x Munnankorpi x Välimaa x Kepola x x Tarkastellut pienet valuma-alueet jaettiin valuma-alueiden peltojen osuuden mukaan eri tyyppeihin. Metsävaltaisia pieniä valuma-alueita edusti Tuohiniemen osavaluma-alue, joka laskee idästä järven pohjoisaltaalle, runsas kilometri maasillan kohdalta pohjoiseen. Tuohiniemen osa-alueelta havaittiin koko näytteenottokierroksen pienimmät ravinnepitoisuudet. Kokonaisfosforin pitoisuus vaihteli µg/l ja kokonaistyppi µg/l. Myös sähköjohtokyky (5,5 11,3 ms/m) ja sameus (3,3 7,9 FNU) olivat alhaisia. Metsäisyys näkyy sen sijaan veden värissä ( mg/l Pt) ja virtaamahuipun alhaisessa ph:ssa (6,2). Vihterinoja laskee järven itäpuolelta sen eteläaltaaseen. Valuma-alueen latvaosat ulottuvat Säkylänharjulle ja laskukohta on noin kilometri Yttilän Ottasta etelään. Huhdinoja ja Kaukanaronoja puolestaan keräävät vetensä länsipuolen metsäisiltä alueilta ja laskevat peltojen läpi eteläaltaalle länsirannalta. Näillä kolmella ojalla peltojen osuus on korkeintaan neljännes valuma-alueesta ja loput pääosin ojitettua metsäaluetta. 17

18 Vihterinojan ja Kaukanaronojan veden laatu on samankaltainen ja vastaa hyvin yleisiä ojavesituloksia Suomessa. Veden väri on molemmissa ojissa Veden havaitut fosfori- (46 71 µg/l) ja typpipitoisuudet ( µg/l) ovat varsin tyypillisiä ojavesien tuloksia. Huhdinojan, joka on tämän ryhmän valuma-alueista pienin, tulokset poikkeavat tässä ryhmässä hieman muista. Etenkin syksyn sähkönjohtavuuden (26 ms/m) ja typpipitoisuuden (4160 µg/l) arvot olivat suuria. Meskastenojan osavaluma-alue laskee järven itärannalle vajaa kilometri maasillan eteläpuolelle. Lähteenkylän osavaluma-alue puolestaan laskee pohjoisaltaan koillisosaan. Näillä osavaluma-alueilla peltojen osuus on yli 40 %. Etenkin Meskastenojalla sekä fosfori- ( µg/l) että typpipitoisuudet ( µg/l) olivat korkeita. Lähteenkylän alueen ravinnepitoisuudet eivät ole erityisen korkeita (2750 µg/l N ja 62 µg/l P), mikä saattaa johtua siitä, että oja on hyvin leveä ja virtausnopeus hidas moneen muuhun ojaan verrattuna ja näin ollen ravinteet ehtivät laskeutua ojan pohjalle eivätkä kulkeudu veden mukana. Pienistä valuma-alueista kolmella peltoprosentti oli yli 75 %. Munnankorpi on pieni osavaluma-alue, joka laskee järven lounaisosaan Sirttalanojan ja Kissanojan väliin. Välimaan pikkuinen osavaluma-alue laskee niin ikään järven eteläaltaalle, mutta Kissanojan pohjoispuolelle. Kepolan osavaluma-alue laskee Polsun salmesta n. 1,5 km etelään. Valuma-alueen korkea peltojen osuus näkyy erityisesti sähkönjohtavuudessa, mikä oli näillä kolmella valuma-alueella erittäin korkea ms/m. Erityisesti Välimaan ja Kepolan typpipitoisuudet (6430 ja µg/l) olivat huomattavan korkeita. Näiden ojien korkea peltoprosentti ei näkynyt erityisen korkeina fosforipitoisuuksina ( µg/l). Kuormituslaskennan yhteenveto Kuormitustarkastelun viidestä isoimmasta Köyliönjärveen laskevasta ojasta kolme (Ketelinoja, Kissanoja ja Sirttalanoja) oli selkeästi maatalouden vaikutuspiirissä olevaa ojaa ja kaksi ojaa (Mustaoja ja Maununoja), joiden vedenlaatuun vaikuttaa ensisijassa metsätalouden toimenpiteet. Kaikkien tarkasteltujen ojien valumaalueilla on myös haja-asutusta, joiden eri tehokkuuksilla käsiteltyjä jätevesiä johdetaan myös ojiin. Tuloksista ei voida suoraan sanoa, mikä on eri kuormittajien osuus kokonaiskuormituksesta. Rehevöitymisen kannalta tämä ei kuitenkaan ole tärkeintä. Kuormituslaskennan mukaan viiden intensiivisimmin seuratun osavaluma-alueen yhteenlaskettu kokonaisfosforin kuormitus on noin 7000 kg a -1 P ja kokonaistypen 70,4 t a -1 N. Tämä sisältää Ketelinojan, Sirttalanojan, Kissanojan, Mustaojan ja Maununojan tuoman kuormituksen, mikä kattaa noin 68 % (7542 ha) koko Köyliönjärven valuma-alueesta (11117 ha). Yhdeksän pienemmän ojan tuoma laskennallinen kuormitus on noin 530 kg a -1 P ja 24,4 t a -1 N. Nämä ojat kattavat Köyliönjärven valuma-alueesta 23 % (2590 ha). Kuten jo tulosten esittelyn yhteydessä on todettu, suurin osa typen, fosforin ja kiintoaineen kuormituksesta tulee syksyn ja kevään korkeiden virtaamien aikaan (kuva 14). Viiden tarkastellun suurimman ojan kuormitus vastaa yli 90 % järveen tulevasta kuormituksesta. Ketelinoja Kok.P (kg) lokakuu 2008 marraskuu 2008 joulukuu 2009 huhtikuu Kissanoja Sirttalanoja Mustaoja 2008 syyskuu 2008 lokakuu 2008 marraskuu 2008 joulukuu 2009 tammikuu 2009 helmikuu 2009 maaliskuu 2009 huhtikuu 2009 toukokuu 2009 kesäkuu 2009 heinäkuu 2009 elokuu Maununoja Kuva 14. Kokonaisfosforikuormituksen (kg/a P) jakautuminen suurimpien ojien ja kuukausien välillä Mikäli laskelman ulkopuoliset alueet kuormittavat keskimäärin samalla intensiteetillä kuin laskennassa mukana olevat alueet (0,72 kg/ha P ja 9,04 kg/ha N), saadaan vuosittaiseksi kokonaiskuormitukseksi

19 kg a -1 P ja 111,7 t a -1 N. Aikaisemmissa eri menetelmin toteutetuissa fosforitaseen tarkasteluissa Köyliönjärven hajakuormitukseksi on arvioitu 7500 kg a -1 P (Wright 1993) ja 4300 kg a -1 P (Louhesto ja Helminen 2005). Typen kokonaiskuormitusta ei ole aiemmin tarkasteltu. Louhesto ja Helminen arvioivat Köyliönjärven kuormitusta VEPS-vesistömallin ja virtaaman simulaaation avulla. VEPS hyödyntää valuma-alueen maankäyttötietoja ja keskimääräisiä ominaiskuormituslukuja, laskelmassa Louhesto ja Helminen tarkensivat näitä näytteenotoilla ja simuloiduilla virtaamatiedoilla. Nyt laskettu kuormitus on merkittävästi aikaisemmin laskettua suurempi todennäköisesti siksi, että tässä laskelmassa on huomioitu tarkemmin virtaaman vaikutus ja kuormitusarviot perustuvat vesinäytteisiin. Tarkastelujakso oli tässä tutkimuksessa myös etenkin syksyn osalta huomattavan vetinen, mikä nostaa kokonaiskuormitusta merkittävästi. Järven sietokykyä siihen kohdistuvaa kuormitusta vastaan voidaan kuvata esimerkiksi Vollenweiderin yhtälöllä. Köyliönjärven kriittiseksi kuormitukseksi on laskettu kg a -1 P, mikä tarkoittaa, että tämän suuruisen kuormituksen järvi kestää rehevöitymättä. Tässä tutkimuksessa laskettu kokonaiskuormitus on 5-7 -kertainen kriittiseen kuormitukseen nähden. Korkean kuormituksen seuraukset ovat todettavissa järvellä joka vuosi. Vedenlaatu- ja kuormitustulokset (Köyliönjoki ja siihen laskevat ojat) Köyliönjoen ja siihen laskevien osavaluma-alueiden vedenlaatua tarkkailtiin viidessä näytepisteessä 2 kertaa vuoden aikana (kuva 15). Ensimmäinen näyte haettiin korkean virtaaman aikaan ja toinen virtaaman ollessa hyvin alhainen. Näytteenoton tavoitteena oli saada kuva pienten ojien tuomasta kuormituksesta sekä Köyliönjoen tilanteesta alhaisen ja korkean virtaaman aikaan. Näistä vesinäytteistä tehtiin seuraavat analyysit: - Sameus (FNU) - Sähkönjohtavuus (ms/m) - ph - Väriluku (mg/l Pt) - Kokonaistyppi (µg/l) - kokonaisfosfori (µg/l) Kuva 15. Köyliönjoen ja siihen laskevien ojien vedenlaadun havaintopisteet. 19

20 Hankkeessa otettujen näytteiden lisäksi tässä tarkastelussa hyödynnettiin myös ympäristöhallinnon tietojärjestelmä Herttaan tallennetut vesinäytteiden tulokset Köyliönjoesta ja Marketanojasta. Köyliönjoen yläosassa kokonaisfosforipitoisuudet ovat luonnollisesti samaa tasoa kuin Köyliönjärvessä. Pitoisuudet ovat korkeimmillaan keski- tai loppukesällä, jolloin järviveden kokonaisfosfori voi nousta jopa yli 200 µg/l. Muuhun aikaan vuodesta Köyliönjoen yläosassa havaitut pitoisuudet ovat keskimäärin 80 µg/l. Tämän tutkimuksen näytteenotoissa havaittiin Köyliönjoen ravinnepitoisuuksien nousevan siirryttäessä Köyliönjokea alaspäin Voitoisten havaintopisteelle. Marraskuun näytteessä kokonaisfosforipitoisuus nousi 58 µg/l:sta 90 µg/l:een ja kesäkuussa vastaavasti 68 µg/l:sta 100 µg/l:an. Typpipitoisuus kasvoi myös; marraskuun näytteessä 1340 µg/l:sta 1820 mg/l:an ja kesäkuun 920 µg/l:sta 1010 µg/l:an. Jokinäytteistä analysoitiin myös sameus, sähkönjohtavuus, ph ja väriluku, mutta näiden havainnot eivät eronneet merkittävästi ylä- ja alajuoksun välillä. Köyliönjokeen laskee useita pienempiä ojia ylä- ja alajuoksun havaintopisteiden välillä. Näistä ojista Marketanojan, Ilmiinojan ja Ketunojan laskupisteistä otettiin myös näytteet. Marketanojaan johdetaan Kepolan jätevedenpuhdistamon puhdistetut jätevedet ja ojan vesi on ajoittain hyvin heikkolaatuista. Tarkastellulta ajanjaksolta Marketanojasta oli käytettävissä myös kaksi ympäristöhallinnon raportoimaa näytettä ( ja ) Erityisesti korkea typpipitoisuus ( µg/l) ja sähkönjohtavuus (12,9 37,1 µg/l) kertovat jätevesien vaikutuksesta. Jätevesien fosforinpoisto on varsin tehokasta, eikä Marketanojan näytteistä havaittu fosforipitoisuus (130 µg/l kolmessa näytteessä, yhdessä 370 µg/l) eronnut merkittävästi muiden ojien havaituista pitoisuuksista. Ilmiinojan ja Ketunojan vesinäytteet kertovat valuma-alueen ravinteisuudesta ja osittain jätevesien vaikutuksesta. Valumavedet ovat ravinteikkaita, mutta niistä havaitut pitoisuudet eivät poikkea merkittävästi muista tässä tutkimuksessa tarkastelluista ojista. 20

21 Yhteenveto Vesinäytteet Köyliönjärven ja -joen kuormitusta selvitettiin vesinäytteenoton ja virtaaman mallinnuksen perusteella. Näytteenotoissa havaittiin Suomen oloihin nähden korkeita pitoisuuksia. Korkeat pitoisuudet kertovat alueen luontaisesta rehevyydestä ja viljavuudesta. Ihminen on maaperään ja vesien virtausoloihin kohdistuvalla toiminnallaan vaikuttanut osaltaan siihen, että pitoisuudet ovat näinkin korkeita. Erittäin korkeita pitoisuuksia havaittiin erityisesti peltovaltaisilla valuma-alueilla, joilla maan ravinnetila on korkea. Pitkäaikaisen ja voimaperäisen erityisesti riviviljelykasveihin painottuneen viljelyn kuormitusvaikutukset näkyvät valumavesissä korkeina ravinnepitoisuuksina. Myös johtokyky nousi korkeaksi intensiivisesti viljelykäytössä olevilla alueilla. Korkeita ravinnepitoisuuksia ja suurta johtokykyä tavataan myös jätevesien kuormittamissa vesistöissä. Tarkastelluilla valuma-alueilla sekä intensiivinen viljely että hajaasutusalueiden jätevedet vastaavat osaltaan korkeista ravinnepitoisuuksista, eikä eri ravinnelähteiden osuutta voida erottaa toisistaan tämän tutkimuksen perusteella. Vesinäytteiden ravinnepitoisuudet vaihtelivat varsin paljon eri vuodenaikojen välillä. Korkeimmat pitoisuudet havaittiin syystulvien aikaan ja alhaisimmat pääosin talvella. Liukoisen eli suoraan leville käyttökelpoisen fosforin osuus oli oletetustikin suurimmillaan talven näytteissä. Huomioitavaa on, että liukoista fosforia havaittiin kaikissa näytteissä. Kasvukaudella liukoista fosforia havaittiin pääosin yli viidennes, jopa puolet kokonaisfosforista. Kuormitus Köyliönjärveen kohdistuvaa kuormitusta arvioitiin tässä tutkimuksessa yhden vuoden ajan. Tarkastelujakso ulottui syyskuusta 2008 elokuuhun Vuotuiseksi fosforin kokonaiskuormitukseksi saatiin hiukan alle 8300 kg. Köyliönjärven kuormitusta on arvioitu myös aiemmin eri menetelmillä pariinkin otteeseen. Näistä aiemmassa Köyliönjärven hajakuormitukseksi saatiin 7500 kg/a P (Wright 1993) ja myöhemmässä 4300 kg a -1 P (Louhesto ja Helminen 2005). Tämän laskelman tulos on samaa tasoa kuin vuonna 1993 tehty laskelma, mutta lähes kaksinkertainen vuoden 2005 laskelmaan nähden. Osa erosta selittyy erilaisilla laskentamenetelmillä ja laskennan yhteydessä tehdyillä oletuksilla. Joka tapauksessa Köyliönjärveen kohdistuva kuormitus on edelleen moninkertainen järven luontaiseen sietokykyyn nähden. Kuormituslaskelman perusteella arvioitiin myös valuma-alueiden hehtaarikohtaista vuosikuormitusta, jota verrattiin vertailuarvoihin. Sekä typen että fosforin osalta Köyliönjärven valuma-alueen havaittiin kuuluvan korkean tai erittäin korkean kuormituksen luokkaan. Tämä osoittaa maan olevan erittäin viljavaa ja luontaisesti ravinteikasta. Peltovaltaisilla alueilla maan ravinnekuormitus oli jopa huomattavan korkea. Tämän laskelman myötä saatiin uutta tietoa kuormituksen jakautumisesta vuoden eri aikoihin ja toisaalta eri ojiin. Järven suurin tulouoma Ketelinoja vastasi lähes puolesta järveen kohdistuneesta kuormituksesta. Viisi eniten kuormittavaa ojaa olivat alenevassa järjestyksessä Ketelinoja, Kissanoja, Sirttalanoja, Mustaoja ja Maununoja. Kolme suurinta kuormittavaa ojaa keräävät vetensä Köyliönjärven länsi- ja eteläpuolisilta alueilta. Näille alueille painottuu myös Köyliönjärven valuma-alueen pellot. Valtaosa eli lähes 70 % järveen kohdistuvasta kokonaiskuormituksesta tuli loka-joulukuun välisenä aikana, jolloin virtaamat ja veden ravinnepitoisuudet olivat erittäin korkeita. Tämä on erityisen merkittävää, kun otetaan huomioon, että monet yleisesti tunnustetut vesiensuojelutoimenpiteet (kuten kosteikot ja/tai laskeutusaltaat) perustuvat kasvillisuuden sitomiin ravinteisiin ja virtauksen hidastamiseen. Tämän tutkimuksen perusteella vain noin 10 % fosforin kokonaiskuormituksesta tuli kasvukauden aikana toukosyyskuussa. Tämän tutkimuksen perusteella tulevaisuudessa vesiensuojelussa on panostettava leudontuvien talvien myötä entistä enemmän kasvukauden ulkopuolella toimiviin menetelmiin. Viljelymaan rakenteesta on huolehdittava niin, että sen eroosioherkkyys olisi alhainen ja vedensitomiskyky tulva-aikoina olisi mahdollisimman hyvä. 21