LUUKINJÄRVEN ILMASTUKSEN TEHOKKUUDEN JA TULOKSELLISUUDEN ARVIOINTI SEKÄ SUOSITUK- SET JATKOSTA/VUOSI 2013

Transkriptio

1 Vesistöosasto/RO.. Kirjenumero 97/ Espoon kaupungin ympäristökeskus PL 44 7 Espoon kaupunki LUUKINJÄRVEN ILMASTUKSEN TEHOKKUUDEN JA TULOKSELLISUUDEN ARVIOINTI SEKÄ SUOSITUK- SET JATKOSTA/VUOSI. JOHDANTO Espoon kaupunki on pyytänyt laatimaan Luukinjärven ilmastuksesta limnologisen tuloksellisuuden raportin. Raportissa on oltava arvio ilmastuksen onnistumisesta ja mahdolliset ehdotukset ilmastuksen tehostamiseksi/jatkamiseksi. W-Rix Oy on kääntynyt Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistyksen puoleen arvion tekemisessä. KVVY antaa seuraavan arvion Luukinjärven ilmastuksen onnistumisesta, tarpeellisuudesta ja tehostamis/kehittämistoimista. Tarkastelu perustuu Luukinjärvellä tehtyihin happihavaintoihin ilmastuksen aikana. Tarkastelun on tehnyt limnologi, MMM Reijo Oravainen, jolla on 4 vuoden kokemus käytännön limnologiasta.. ILMASTUKSEN SUORITUS Ilmastimet ovat olleet asennettuina Luukinjärveen 6..7 lähtien. Luukinjärvellä on ollut kolme Waterix AIRIT 7 ilmastinta. Kunkin ilmastimen kapasiteetti on 7 kgo/d eli yhteensä teho on ollut 6 kgo/d. Talvikaudella - ilmastimet vähennettiin kahteen. Talvikaudella - Luukinjärveä ilmastettiin kahdella W-Rix Oy:n AIRIT 7 -ilmastimella...4. välisenä aikana, joiden tehoa tarkkailtiin laajennetulla pisteverkolla tihennetysti talven aikana. Kesällä Luukinjärven ilmastimet käynnistettiin.. ja olivat siitä asti keskeytyksettä käynnissä 6.9. saakka (etävalvonnasta hälytys 6.9. klo 7.9). Uudelleenkäynnistys 9.9., josta käynnissä 7.. saakka. Talvien 9 ja tuloksista on laadittu lyhyet raportit Waterix Oy:n toimesta (laatija Tomi Martikainen). etunimi.sukunimi@kvvy.fi ( ) 46 PL 6, Tampere

2 . Talvikausi 8-9 Talvella 9 ilmastimia käytettiin siten, että kaksi ilmastinta oli käytössä vuoden 8 loppupuolelta yli talven 9 ja ne sammutettiin Toinen ilmastin kävi aikavälillä vain - vrk. Ilmastimet käynnistettiin kesäilmastusta varten.6.9 ja sammutettiin Talvikausi 9- Ilmastimet käynnistettiin loppusyksystä; yksi ilmastin 4..9 ja kaksi Ilmastimet toimivat talvikauden luotettavasti. Ne sammutettiin 4... Kesäilmastus käynnistyi kesäkuun alussa.6. ja lopetettiin.... Talvikausi - Ilmastimet käynnistettiin... Sammutusajankohdasta keväällä ja kesän ilmastuksen ajankohdista ei ole tietoja..4 Talvikausi - Ilmastimien määrä vähennettiin kahteen. Ilmastimet käynnistettiin... Tarkka pysäytysajankohta ei ole selvillä, mutta oletuksena on, että sammutus on tapahtunut huhtikuun lopussa. Kesäilmastusta varten käynnistys.8. ja sammutus... Talvien 9 ja tuloksista on laadittu lyhyet raportit Waterix Oy:n toimesta (laatija Tomi Martikainen).. Käytetty tulosaineisto Luukinjärven tulokset on poimittu Hertta-tietokannasta, josta löytyy tuloksia vuodesta lähtien. Talvikausilta 9 ja on olemassa kuukausittaiset happihavainnot. Vuosilta ja on vain lopputalven tulos. Tuloksista on piirretty kuvaajia tekstin yhteyteen.. TALVIKAUSI -. Lämpötilakerrosteisuus talvella Hapetussekoitus murtaa lämpötilakerrosteisuuden ja viilentää vesimassaa. Tämä on havaittavissa selvästi kuvasta. Ilman sekoitusta lämpötilakerrosteisuus on ollut normaali ja lämpötilat ovat olleet varsin korkeita pohjan lähellä. Korkea lämpötila lisää hapenkulumisnopeutta. Hapetuksen aikana lämpötila on ollut - o C. Talven tuloksissa oli lievää kerrostumista havaittavissa, mutta lämpötilat kuitenkin laskivat hieman edellistalvesta.

3 4, 4, m,,, Kuva. Lopputalven lämpötilat Luukinjärvessä -.. Happipitoisuudet lopputalvella Veden happipitoisuudet ovat olleet vuosina 9- selvästi aikaisempaa korkeammat hapetuksen ansiosta. Talven tulokset poikkesivat edellistalvista selvästi heikompaan suuntaan (kuva ), mutta tilanne koheni hieman talven aikana mm. lämpötilan alenemisesta johtuen. KLämpötilan aleneminen viittaa tehokkaampaan sekoittumiseen. happivaje oli kuitenkin selvä pintaa myöten (pinnalla kyll.% 4). Vuosien 9- happitasoon ei ole viimeisinä vuosina päästy (kuva ). Tulos viittaa siihen, että hapetin ei aiheuta kovin suurta sivusuuntaista virtausta, jota ilmeisesti hillitään pressuseinällä. Mielestäni sivusuuntainen liike voisi olla voimakkaampaa, jolloin kylmää viileää vettä leviäisi laajemmalle. Mitä alemmaksi veden lämpötila laskee, sitä parempia ovat happipitoisuudet. Hitaalla sivuliikkeellä ei ole merkittävää jäätä ohentavaa vaikutusta, joten sitä ei tarvitse varoa m Kuva. Lopputalven happipitoisuudet Luukinjärvessä -.

4 4. Horisontaalinen tarkastelu... Lämpötilat ja happipitoisuudet talvella Pisteiden väliset lämpötilaerot eivät olleet merkittäviä (kuva ). Näin ollen sekoituksen vaikutus ulottui samanlaisena koko seuranta-alueelle (vrt. liitekartta). Lämpötila kohosi koko järvessä tammikuusta helmikuulle (nousua,6 o C). Näin tapahtuu normaalistikin, joten hapetuksen teho oli heikohko. Maaliskuussa lämpötilat olivat laskeneet eli hapetus sekoitti ja viilensi vesimassaa (laskua,7 o C). Myös erot happipitoisuuksissa olivat eri pisteillä vähäisiä. Happipitoisuus laski koko alueella tasaisesti kevättä kohti. Näin tapahtuu normaalistikin talvikerrosteisuuden aikana. Maaliskuussa todettu lämpötilojen aleneminen ei vaikuttanut happitilannetta parantavasti (kuva 4). Happipitoisuus laski talven aikana pintavedessä 4, mg/l eli,7g/l*d. Kulumisnopeus on varsin normaali verrattuna muihin järviin. Lippajärvessä kulumisnopeus oli aivan sama ja Pitkäjärvessä jopa suurempi (,9 mg/l*d). Bodomjärvessä pintaveden happipitoisuus laski vain,8 mg/l. Bodomjärveä ei hapetettu. Luukijärven pintavedessä oli lopputalvella happea,-6,g/l, Lippajärvessä, mg/l ja Pitkäjärvessä vain, mg/l. Normaali happipitoisuus on lopputalvella välillä - mg/l. oc, Luukinjärven lämpötilat eri pisteillä talvella Piste A Piste S Piste B Piste C,, Kuva. Lämpötilat eri pisteillä talvella (pinta ja pohja). Luukinjärven happipitoisuudet eri pisteillä talvella mg/l Piste A Piste S Piste B Piste C Kuva 4. Happipitoisuudet eri pisteillä talvella (pinta ja pohja).

5 ... Lämpötilat ja happipitoisuudet kesäaikana Luukinjärven mataluus (kok.syv 4 m) huomioon ottaen pääosa vesimassasta pysyy kesällä hapekkaana luontaisen ilmastumisen kautta. Oletettavasti pohjaltakaan happi ei lopu pitkäksi aikaa tuulten sekoittavan vaikutuksen takia. Tämä huomioiden kesähapetusta ei voida pitää välttämättömänä ja hyödyt jäänevät vähäisiksi. Jos hapetus aiheuttaa vesimassaan ylimääräistä turbulenssia, veteen voi sekoittua ravinteita entistä tehokkaammin ja myös kiintoainetta, joka pitää yllä samennusta. Levät hyödyntävät kaikki saatavilla olevat ravinteet, joten sekoittelulla on kesäaikana suuri vaara aiheuttaa jopa rehevyyden voimistumista. Hapetuksesta huolimatta heinäkuussa todettiin lievä kerrostuminen helteisen tuulettoman sääjakson aikana. Sen jälkeen lämpötilaeroja ei juurikaan ollut pinnan ja pohjan välillä (kuva ). Loiva kerrostuminen heijastui nopeana hapen vähenemisenä alusvedessä. Syvänteen happipitoisuus mitattiin myös.6., jolloin pintaveden happipitoisuus oli 8, mg/l ja pohjan, mg/l. Lämpötila oli pohjalla vain,4 o C. Kerrosteisuus oli siten selvä jo alkukesällä toukokuun korkeiden lämpötilojen takia. Happipitoisuus laski pohjalla siten noin kuukaudessa 7, mg/l (kulutus,g/l*d). Merkillepantavaa on kuitenkin se, että pohjanläheisen veden fosforipitoisuus ei juurikaan kohonnut (4 4 µg/l). Sisäinen kuormitus ei ole siten herkkä happitilanteen muutokselle. Ennemminkin sitä ruokkineen veden kerrostumattomuus ja jatkuva turbulenssi pohjan lähellä. Loppukesälläkin happipitoisuus laski hieman pohjalla pienestä lämpötilaerosta johtuen. Fosforipitoisuus ei kohonnut tällöin laisinkaan pohjalla, päinvastoin laskien jonkin verran. pinta pohja LUUKIN A LUUKIN B LUUKIN C LUUKINJS Kuva. Lämpötilat eri pisteillä kesällä (pinta ja pohja).

6 6 9 8 pinta pohja LUUKIN A LUUKIN B LUUKIN C LUUKINJS Kuva 6. Happipitoisuudet eri pisteillä kesällä (pinta ja pohja)..4 Rehevyystilanteen muutokset Kuvan 7 mukaan alusvesi oli lopputalvella fosforin suhteen heikkolaatuista -luvun alkuun saakka. Sen jälkeen tilanne on pohjalla parantunut (liekö jätevesien johtaminen järveen loppunut tms.). Hapetus on vaikuttanut tilanteeseen vasta 9-, jolloin käyrät ovat lähes yhtyneet. Heti, kun vuonna happipitoisuus laski, fosforipitoisuus vastaavasti hieman nousi. Nousu jatkui talvella, vaikka happitilanne oli hieman parempi (kuva 7). Tasapaino hapen ja fosforin välillä on siten olemassa m Kuva 7. Lopputalven fosforipitoisuudet Luukinjärvessä -. Kesätuloksissa päällimmäisenä havaintona on Luukinjärven korkeahko rehevyystaso (kok.p - µg/l). Rehevyystaso vaihtelee eri vuosina, mutta mitään kehityssuuntaa sillä ei ole (kuva 8). Pintaveden tuloksista voidaan nähdä lähinnä lievää hidasta nousua (kuva 9). Hapetus ei ole siten vähentänyt

7 7 rehevyyttä. Loppukesän klorofyllipitoisuudet ovat olleet luokkaa - µg/l eli rehevälle järvelle tyypillisiä m Kuva 8. Loppukesän fosforipitoisuudet Luukinjärvessä talvi kesä Kuva 9. Talven ja kesän fosforipitoisuudet Luukinjärven pintavedessä YHTEENVETO Luukinjärveä on hapetettu/ilmastettu vuosina 7- sekä talvisin että kesäisin. Talvien 9- tulokset osoittavat hapetuksen parantaneen olennaisesti järven happitilannetta. Talvien - näytteet otettiin hieman eri paikasta kuin ennen ja happitilanne on ollut heikompi, vaikka hapettimet toimivat edellistalvien tapaan.

8 8 Horisontaaliset erot eri pisteiden välillä olivat vähäisiä. Hapetuksesta huolimatta happipitoisuus laski lopputalvea kohti varsin suurella nopeudella. Happipitoisuus ei kohonnut, vaikka lopputalvella lämpötilat hieman laskivat. Alkukesällä muodostui lievä kerrosteisuus, jolloin happea kului pohjan lähellä suurella nopeudella. Kerrosteisuus murtui heinäkuun lopulla, jolloin happitilanne normalisoitui. Alkukesän tilanne viittaa hapetuksen tehottomuuteen, koska laitteet eivät estäneet kerrostumista. Loppukesällä tuuletkin olisivat murtaneet todennäköisesti kerrosteisuuden. Kesällä matalissa järvissä (alle m) ei ole yleensä tarvetta hapetukseen. Merkittävää hyötyä siitä ei ainakaan ole, koska päällysvesi saa riittävästi happea ilmakehästä. Sekoitus voi jopa lisätä veteen pääsevää kiintoainetta ja fosforia, jolloin rehevyys voimistuu. Luukinjärven tapauksessakaan rehevyys ei ole kääntynyt laskuun, vaikka happitilanteessa on tapahtunut talvella huomattavaa parantumista. Muutokset tulevat, jos ovat tullakseen hyvin, hyvinkin pian. Ei kannata luottaa siihen, että vasta vuoden päästä alkaa näkyä tuloksia. Esitykseni on, että kesähapetuksesta voidaan pidättäytyä joksikin aikaa ja verrata tilanteen kehittymistä nyt vallitsevaan. Talvihapetusta voidaan suositella, kunhan se on riittävän tehokasta. Hapetuksella tulisi saada täydennystä happivarantoihin. Pelkkä sekoitus ei ole riittävää tai hyödyllistä, kun otetaan huomioon sisäisen kuormituksen vähäinen merkitys Luukinjärven kyseessä ollen. Rohkenisin esittää jopa parin vuoden taukoa hapetuksessa vertailuaineiston saamiseksi. KOKEMÄENJOEN VESISTÖN VESIENSUOJELUYHDISTYS RY Laatinut: Limnologi, MMM Reijo Oravainen Hyväksynyt: Toiminnanjohtaja Jukka Mattila TIEDOKSI: W-rix Oy, Tomi Martikainen, Betonikuja, 6 Parainen