Äimäjärven valumavesien ravinne- ja kiintoainepitoisuuksien vähentäminen

Transkriptio

1 Äimäjärven valumavesien ravinne- ja kiintoainepitoisuuksien vähentäminen Anna Jokinen Hämeenlinnan seudullisen ympäristötoimen monisteita Hämeenlinnan kaupunki

2 Jokinen, A. 2005: Äimäjärven valumavesien ravinne- ja kiintoainepitoisuuksien vähentäminen. Hämeenlinnan seudullisen ympäristötoimen monisteita 4. Hämeenlinnan seudullinen ympäristötoimi, JÄRKI-hanke. 62 s. ja 3 liitettä. ISBN ISSN

3 TIIVISTELMÄ Kalvolan ja Hattulan kunnissa sijaitsevan Äimäjärven rehevöitymistä pyritään vähentämään JÄRKI-hankkeen toimesta. JÄRKI-hanke, eli Kanta- Hämeen järvet kestävään kehitykseen hanke on järvien kunnostushanke, johon osallistuu useita tahoja. Kohdejärviä on kahdeksan ja ne sijaitsevat Kanta-Hämeessä. Äimäjärvi on rehevöitynyt 1920-luvulta lähtien maatalouden, metsätalouden ja jätevesien vaikutuksesta. Viime vuosina ulkoinen kuormitus on pienentynyt, mutta sisäkuormitteisen tilan takia järven rehevöityminen on vain kiihtynyt. Äimäjärvellä JÄRKI -hanke on keskittynyt ulkoisen kuormituksen vähentämiseen käytännön toimin. Lisäksi etsitään keinoja sisäisen kuormituksen vähentämiseksi. Ulkoista kuormitusta voidaan vähentää valumavesien käsittelymenetelmien avulla, esimerkiksi laskeutusaltaiden ja kosteikkojen avulla. Tässä työssä etsittiin sopivia paikkoja valumavesien käsittelymenetelmien toteuttamiseksi ja suunniteltiin laskeutusallas-kosteikko Äimäjärveen laskevaan Tiiruenojaan Hepolaan. Tarkoitukseen sopivat paikat on valittu maaston luontaisen soveltuvuuden, maanomistajan suostuvuuden ja ojan kuormituksen suuruuden perusteella. Laskeutusaltaan tarkoituksena on vähentää järveen kulkeutuvan kiintoaineen ja ravinteiden määrää. Menetelmä perustuu veden virtausnopeuden hidastamiseen ja hiukkasten sedimentaatioon sekä kasvien toimesta tapahtuvaan liukoisten ravinteiden käyttöön. Asiasanat Sivut Rehevöityminen, Äimäjärvi, vesistönkuormitus, vesistöjen kunnostus, sedimentaatio, happikato liitettä 1

4 ABSTRACT JÄRKI is a rehabilitation project for eight lakes located in Häme area. Lake Äimäjärvi is one of the lakes. It is located in Kalvola and Hattula municipalities. Lake Äimäjärvi has eutroficated since 1920`s because of nutrient and solid loads coming from agriculture, forestry and sewage. In recent decades these loads have diminished, but the eutrofication is still taking place due to internal loads. To rehabilitate lake Äimäjärvi JÄRKI has concentrated on reducing the external loads. Nowadays, main loads are coming from agricultural fields at Äimäjärvi drainage area. Loads to the lake can be restrained by drainage treatments like sedimentation basins, wetlands, lime filtration drains and protective belts. For example, JÄRKI project has designed and built sedimentation basins to several places by the lake. In addition, JÄRKI is also exploring methods to decrease internal loads. The aim of this project has been to find suitable places to carry out drainage treatments at Äimäjärvi drainage area. The criteria have been natural suitability, the favourable landowner and the extent of the load. This project also includes a detailed plan for Hepola sedimentation basin by the drain Tiiruenoja. Keywords Pages Lake Äimäjärvi, eutrofication, rehabilitation, nutrient load appendices 2

5 SISÄLLYS 1 JOHDANTO JÄRKI-HANKE JÄRKI-hankkeen toimia Äimäjärvellä Happitilanteen parantamissuunnitelma ÄIMÄJÄRVI Äimäjärven hydrologia Äimäjärven tila Äimäjärven pinnankorkeuden säätely Sisäkuormitteisuus Happikato vuosina Vesirutto Äimäjärven tilan tutkimukset VALUMAVESIEN RAVINNE- JA KIINTOAINEPITOISUUDEN VÄHENTÄMISKEINOT Laskeutusaltaat ja kosteikot Kiintoaineen laskeutus Fosforin poistuminen Typen poistuminen Allas-kosteikon vaikutus maisemaan ja luonnon monimuotoisuuteen JÄRKI-hankkeen allassuunnitelmat ja toteutukset Sukin allas Kankaisten allas Kutilan altaat Laskeutusaltaan toiminnan tehokkuus Kutilan altaiden tehokkuus SYKE:n tutkimus Kosteikon toiminnan tehokkuus Pientareet, suojakaistat ja vyöhykkeet Muut kunnostuskeinot Maatalouden ympäristötuen perustuki ja erityistuki Maatalouden ympäristötuen erityistuki altaille ja kosteikoille Maatalouden ympäristötuen erityistuki suojavyöhykkeille MAASTOTUTKIMUKSET JA YHTEYDENOTOT MAANOMISTAJIIN Mylly-ja Totunoja Keikkalan oja Pappilan oja Tiiruenoja Valkosenoja Myllyoja Halkorvenoja Savijoki

6 6 ALLASSUUNNITELMA Tiiruenoja Hepolan laskeutusallassuunnitelma Pato Kustannusarvio Hepolan altaan tehokkuus Kiintoaineen pidättyminen laskennallisen mallin mukaan Kiintoaineen ja ravinteiden pidättyminen kokemusperusteisesti Yhteenveto Hepolan altaan tehokkuudesta LÄHTEET

7 1 JOHDANTO Kalvolassa ja Hattulassa sijaitsevan Äimäjärven tila on jo pitkään ollut varsin huono. Jätevesien lasku järveen, suo-ojitukset valuma-alueella sekä maa- ja metsätalouden aiheuttama hajakuormitus ovat vaikuttaneet rehevöittävästi Äimäjärven tilaan. Järven vesi on rehevää ja sinileväesiintymiä havaitaan vuosittain. Äimäjärven rehevöitymistä lisää nykyään hajakuormituksen lisäksi sisäinen kuormitus. Äimäjärvi on mukana vuonna 2002 alkaneessa Kanta-Hämeen järvet kestävään kehitykseen hankkeessa eli JÄRKI -hankkeessa, jossa kunnostetaan kantahämäläisiä järviä. Hankkeessa keskitytään erityisesti käytännön toimien toteuttamiseen järvillä ja useiden toimijoiden mukaan saamiseen järvien kunnostustyöhön. Äimäjärven kunnostamisen osalta hankkeessa on keskitytty hajakuormituksen vähentämiseen. Lisäksi on selvitetty sisäisen kuormituksen vähentämiskeinoja ja toteutusmahdollisuuksia. Hajakuormituksen tärkeimpiä vähentämiskeinoja ovat laskeutusallas-kostekot ja suojakaistat. Tämä työ on toteutettu osana JÄRKI hanketta, ja työssä selvitetään käytännön keinoja Äimäjärveen laskevien ojien veden ravinne- ja kiintoainepitoisuuden vähentämiseksi. Laskeutusallas-kosteikkojen, suojakaistojen ja muiden vesiensuojelutoimien toteutuspaikkoja etsittiin tässä työssä maasto- ja karttatarkastelun avulla. Työhön sisältyy myös yksityiskohtainen laskeutusallas-kosteikkosuunnitelma. 2 JÄRKI-HANKE JÄRKI-hanke on tehnyt merkittävästi työtä Äimäjärven kunnostamiseksi. JÄRKI eli Kanta-Hämeen järvet kestävään kehitykseen hanke on Euroopan aluekehitysrahaston Tavoite 2-ohjelmaan kuuluva hanke. Hanketta vetää Hämeenlinnan seudullinen ympäristötoimi, ja siinä toimivat yhteistyössä kahdeksan kantahämälaisen järven suojeluyhdistykset, seitsemän kuntaa sekä Hämeen ammattikorkeakoulu. Hankkeeseen kuuluvat Janakkalan Joutjärvi, Hämeenlinnan Katumajärvi, Janakkalan ja Lopen Kesijärvi, Hattulan Lehijärvi, Tammelan Liesjärvi, Lopen Loppijärvi, Riihimäen Paalijärvi sekä Kalvolan Äimäjärvi. Kohdejärvien vedenlaatu vaihtelee paljon. Nykyisin kaikki kohdejärvet ovat hajakuormitteisia, mutta osa on aiemmin kärsinyt myös pistekuormituksesta. Osa järvistä on myös sisäkuormitteisia, mikä vaikeuttaa niiden tilan parantamista. /1/2/3/4/ Hankkeen tarkoituksena on parantaa näiden järvien vedenlaatua tai säilyttää se hyvänä. Hankkeessa pyritään vähentämään vesistöjen ulkoista ja sisäistä kuormitusta sekä lisäämään eri tahojen välistä yhteistyötä ja tiedotusta. Lisäksi selvitetään järvien tilaa ja kuormituslähteitä sekä laaditaan järvien hoitosuunnitelmia. Hankkeessa keskitytään käytännön toimiin, koska tutkimustietoa järvistä on jo varsin paljon. Kuormituksen vähentämisessä keskeisiä keinoja ovat valumavesien ravinnepitoisuuden vähentäminen, esimerkiksi suojavyöhykkeitä, laskeutusaltaita, kosteikkoja ja pohjapatoja käyttäen sekä hoitokalastus. /1/2/3/4/ Puolet JÄRKI-hankkeen rahoituksesta tulee paikallisista lähteistä; kunnilta, suojeluyhdistyksiltä ja Hämeenlinnan seudulliselta ympäristötoimelta. Suojeluyhdistykset ja Hämeen ammattikorkeakoulu tekevät talkootöitä ja siten tuovat hankkeelle rahoitusta. Toinen puoli muodostuu EAKR-rahoituksesta ja kansallisesta tuesta, jotka tulevat 5

8 Hämeen ympäristökeskuksen kautta. Hanke sijoittuu ajanjaksolle Hanketta valvoo Hämeen ympäristökeskus. /1/2/3/4/ 2.1 JÄRKI-hankkeen toimia Äimäjärvellä Äimäjärvellä on hoitokalastettu syksyllä 2002 ja talvella 2003 sekä niitetty ilmaversoisia kasveja vuosittain. Lasketusallas-, kosteikko- ja suojavyöhykekohteita on kartoitettu ja markkinoitu valuma-alueen maanomistajille. Äimäjärvelle on laadittu allasyleissuunnitelma, suunniteltu viisi ja rakennettu kolme lasketusallasta Kutilaan. /1/2/3/4/ Talvella 2003 JÄRKI-hankkeessa tehtiin hätäilmastussuunnitelma hapettomuudesta kärsivälle järvelle, ja järveä ilmastettiin. Järvellä myös hoitokalastettiin nuottaamalla ja haavimalla avannoista. Hapetuksen käyttökelpoisuudesta järven kunnostuskeinona tehtiin selvitys (Vesi Eko Oy), jossa kuitenkin osoitettiin menetelmän olevan liian kallis JÄRKI-hankkeessa toteutettavaksi. Kesällä 2004 Äimäjärvellä tehtiin vesikasvillisuuskartoitus, jota varten järvi ilmakuvattiin ja jonka tulokset tullaan julkaisemaan tutkimuksen valmistuttua. Hankkeessa on myös tehty veden laatuun liittyviä tutkimuksia ja veden korkeusmittauksia. /1/2/3/4/ Äimäjärvelle oli suunniteltu enemmän hoitokalastusta, mutta siitä luovuttiin happikadon jälkeen. Äimäjärvelle on tarkoitus laatia vielä hoito- ja käyttösuunnitelma sekä rakentaa yksi lasketusallas. /1/2/3/4/ Tämän työn pohjalta JÄRKI-hankeessa on tehty suunnitelma olemassa olevan laskeutusaltaan suurentamisesta. Allassuunnitelmista kerrotaan lisää kappaleessa 4.2. /1/2/3/4/ Happitilanteen parantamissuunnitelma Äimäjärvelle on laadittu suunnitelma happitilanteen parantamiseksi. Vaikka happitilanne Äimäjärvessä on muulloinkin ollut heikohko, antoi happikato talvella lopullisen sykäyksen happitilanteen parantamistoimiin. JÄRKI-hankkeen tilauksesta Vesi-Eko Oy laati suunnitelman JÄRKI-hankkeen vuoden 2002 ja 2003 happija lämpötilamittausten sekä ympäristöhallinnon Hertta -tietokannan tietojen perusteella. Suunnitelma valmistui syksyllä /5/6/ Suunnitelman mukaan Äimäjärvessä vapautuu fosforia pohjasedimentistä hapettomuuden takia, ja kesäisin ravinteita pohjasta pumppaava täyskiertomainen ilmiö siirtää fosforin päällysveteen levien käytettäväksi. Alusveden pitäminen vähintään happipitoisuudessa 1,5 2 mg/l pitäisi pohjasedimentin riittävän hapekkaassa tilassa, jotta fosforin vapautuminen pohjasta estyisi. Suunnitelman laadinnassa käytettiin hyväksi Tuusulanjärveltä saatuja kokemuksia ilmastuksesta, koska Tuusulanjärvi muistuttaa rehevyystasoltaan Äimäjärveä. /5/6/ Ilmastuksen pääpainotus tulee olla Rastinselän syvänteellä, ja lisäksi Kalliomaan syvimpien osien talvi-ilmastusmahdollisuuksia tulee selvittää. Suunnitelman mukaan koko vesimassaa ei kannata ilmastaa, vaan vain sitä osaa, jonka on syvyys on yli 3,5 6

9 metriä. Suunnitelmassa esitetään käytettäväksi Mixox -menetelmää, jossa vettä kierrätetään laajana virtauksena pohjalle siten, että myös aivan pohjaa lähinnä oleva vesi kiertää ja täten saa happitäydennystä. Arvion mukaan ilmastuksen hinnaksi tulisi yhteensä noin /vuosi ja lisäksi sähköistyksen ja asennuksen hinnaksi Ilmastus todettiin liian kalliiksi menetelmäksi Äimäjärven kunnostamiseen, eikä sitä aiota toteuttaa JÄRKI-hankkeessa. /5/6/ 3 ÄIMÄJÄRVI Äimäjärvi sijaitsee Kalvolan ja Hattulan kunnissa Kanta-Hämeessä. Sen pinta-ala on 8,5 km 2. Äimäjärvi jakautuu kahteen altaaseen, eteläiseen Rastinselkään, jonka pintaala on 4,8 km 2 ja pohjoiseen Luoteisaltaaseen, jonka pinta-ala on 3,7 km 2. Järvi on melko matala; sen luoteisosan suurin syvyys on 4 m ja eteläosan 9 m. Järven valumaalueen pinta-ala on 93 km 2, josta järven luoteispäähän laskeva Myllyojan valuma-alue käsittää 27 km 2. /7/8/ 3.1 Äimäjärven hydrologia Äimäjärven valuma-alueella sijaitsee 7 järveä. Ylinen-Savijärvi ja Alinen Savijärvi laskevat Äimäjärven Rastinselälle Savijoen kautta. Luoteisaltaaseen laskevat Myllyojan kautta Takalammin, Karvojalammin, Leinamojärven, Murhalammin sekä Keihäsjärven vedet. Äimäjärven vedet laskevat Oikolanjoen kautta Saarioisjärveen Jutikkalassa. /7/9/ Veden viipymä Rastinselällä on noin puolitoista vuotta (15 kk) ja Luoteisaltaassa 4 kk. Koko järven teoreettinen keskiviipymä on 11 kuukautta. Äimäjärven eteläosa kerrostuu kesäisin lämpötilan mukaan heikosti, luoteispäässä kerrostuneisuutta ei juuri synny mataluuden vuoksi. /8/ 3.2 Äimäjärven tila Äimäjärven veden ravinnepitoisuudet ovat olleet pitkällä aikavälillä kasvussa. Viimevuosina järvessä on esiintynyt huomattavia fosforipitoisuuksia ajoittain. Tämä johtuu talven happikadosta, mikä on vapauttanut fosforia pohjan sedimentistä ja kasvattanut fosforipitoisuutta myös kuolleiden kalojen hajotessa. Happikato kertoo vakavista ongelmista, sillä happikato tekee järvestä sisäkuormitteisen, mikä vaikeuttaa järven kunnostusta ja heikentää vesistön tilaa. Alusvedessä fosforin pitoisuus voi olla suuri myös mineralisaation takia. Useana vuonna päällysvedenkin kokonaisfosforipitoisuus on ylittänyt 50 µg/l, minkä perusteella järvi luokitellaan välttävään laatuluokkaan vesien yleisessä käyttökelpoisuusluokituksessa. Kokonaisfosforipitoisuutensa perusteella Äimäjärvi on eutrofinen eli rehevä. /10/11/12/ Fosfori toimii järvissä usein ns. minimiravinteena, joka säätelee vesistön perustuotantoa. Fosforipitoisuus kuvaa yleensä hyvin vesistön rehevyyttä, ja muutokset kokonaisfosforipitoisuuksissa antavat viitteitä rehevöitymiskehityksestä. Rehevöityminen tarkoittaa perustuotannon lisääntymistä, jonka useimmiten juuri minimiravinteen lisäys saa aikaan. Yli 50 µg/l fosforia sisältävät järvivedet luokitellaan erittäin reheviksi ja 7

10 yli 100 µg/l P sisältävät vedet ylireheviksi. Fosforipitoisuutensa perusteella Äimäjärvi on erittäin rehevä ja joinakin aikoina paikoin jopa ylirehevä. Rehevöityminen näkyy vesistössä kivien ja rantojen limoittumisena sekä rantakasvien ja leväkukintojen lisääntymisenä. /13/ Äimäjärven Rastinselän fosforipitoisuudet v ,00 450,00 400,00 P (µg/l) 350,00 300,00 250,00 200,00 fosfori, kesä 1 m fosfori, talvi 1 m fosfori, kesä 9 m fosfori, talvi 9 m 150,00 100,00 50,00 0, Vuosi KUVIO 1 Äimäjärven Rastinselän veden kokonaisfosforipitoisuuden keskiarvot 1 ja 9 metrin syvyydeltä vuosittain /10/ Syvänteen kokonaisfosforipitoisuudessa on esiintynyt varsin korkeita arvoja 2000-luvun alussa. Äimäjärven Kalliomaan fosforipitoisuudet v P ( µg/l ) fosfori, kesä 1 m fosfori, talvi 1 m fosfori, kesä 4 m fosfori, talvi 4 m vuosi KUVIO 2 Äimäjärven kokonaisfosforipitoisuuden keskiarvot 1 metrin ja 4 metrin syvyydeltä. /10/ Alusvedessä on talvisin esiintynyt korkeita fosforipitoisuuksia. 8

11 Äimäjärvellä on havaittu sinilevää useana vuotena. Vuosina Äimäjärvellä havaittiin sinilevää vuosittain. Levän esiintyminen painottuu loppukesään. Leväesiintymien määrä ja runsaus vaihtelivat vuosittain. Vuonna 1999 leväesiintymiä oli paljon ja esiintymät runsaita. Kesällä 2003 levää esiintyi harvoin ja melko vähäisinä määrinä. Vuoden 2003 sinilevän vähyys selittyy osittain kesän kuivuudella, sillä valumat järveen olivat tällöin vähäiset, eikä järveen kulkeutunut kovin runsaasti ravinteita. Kesällä 2004 sinileväesiintymiä ei havaittu leväseurannassa. Syynä on muun muassa vesirutto kasvin vahva yleistyminen Äimäjärvellä, mikä vähentää sinilevän menestymismahdollisuuksia käyttämällä vedestä ravinteita. Vuosien sinilevähavainnot esitetään tarkemmin taulukossa 2. /14/15/ Äimäjärven urheilukentän rannan sinilevähavainnot Havaintokertojen määrä Aika 3 (erittäin runsaasti levää) 2 (runsaasti levää) 1 (vähän levää) 0 (ei levää) KUVIO 3 Hämeen ympäristökeskuksen sinileväseurannassa havaitut sinileväesiintymät Äimäjärven urheilukentän rannassa. /14/ Äimäjärven kokonaistyppipitoisuudet ovat korkeahkoja muihin hämäläisiin järviin verrattuna. Suurimmassa osassa järvistä kesäajan typpipitoisuudet ovat vedessä pienempiä kuin talven typpipitoisuudet. Tämä on normaalia, koska kesällä levätuotanto kuluttaa typpeä, mutta talvella typpeä kuluttavaa tuotantoa ei ole. Äimäjärvessä kokonaistyppipitoisuus on kuitenkin joinakin vuosina ollut suurimmillaan loppukesällä, mikä on osoitus järven runsaasta typpeä sitovien eliöiden, kuten sinilevien tuotannosta. Useat levät ja bakteerit pystyvät sitomaan ilmasta veteen typpeä. Äimäjärvellä on havaittu sinilevää useana vuonna, mikä selittää osaltaan korkeaa kokonaistyppipitoisuutta. Sinilevän esiintyminen on ollut runsaimmillaan loppukesällä. Suuret typpipitoisuudet vuosina 2002 ja 2003 ovat todennäköisesti seurausta talven happikadosta. /13/14/ 9

12 Äimäjärven Rastinselän kokonaistyppipitoisuudet µg/l kokonaistyppi kevät -98 kesä -98 syksy -98 talvi -99 kevät -99 kesä -99 syksy -99 talvi -00 kevät -00 kesä -00 syksy -00 talvi -00 kevät -01 kesä -01 syksy -01 kevät -02 kesä -02 kevät -03 KUVIO 4 Äimäjärven Rastinselän kokonaistyppipitoisuus 1m syvyydessä. /10/ Äimäjärven Kalliomaan kokonaistyppipitoisuudet µg/l kokonaistyppi 1m KUVIO 5 Äimäjärven Kalliomaan kokonaistyppipitoisuudet vuosina /10/ Kalliomaan pitoisuudet ovat korkeampia kuin Rastinselän. Äimäjärven tilaan ovat vaikuttaneet useat tekijät ja 1930-luvulla rakennetut Unosten ja Kutilan sillat ovat vähentäneet veden virtausta aiheuttaen kiintoaineen kertymistä siltojen väliselle alueelle. Ravinteiden ja kiintoaineen huuhtoutumista järveen on lisännyt maanviljely, joka ulottui 1900-luvun puolivälissä aivan järven rantaan asti. /16/17/ Äimäjärven veden kiintoainepitoisuutta ovat lisänneet laajat soiden ojitukset järven valuma-alueella luvulla valtavasti suorutaa kulkeutui ojia pitkin järveen aiheut- 10

13 taen ruoppaustarvetta rannoilla. Viimeisimmät ojitukset tehtiin vuonna 1976, 66,3 hehtaarin alueelle järven länsipuolella, ja ojitukset perusparannettiin perkaamalla vuonna Myllyoja saa alkunsa samalta alueelta. Lisäksi 1974 ojitettiin Keihäsjärven ympäristössä 23 hehtaaria, ja perusparannusperkaukset alueelle tehtiin vuonna Ojitetut alueet sijaitsevat Myllyojan valuma-alueella. Oja laskee Taljalan kylän kautta Äimäjärven luoteispäähän. /16/17/ Erityisen suurta kuormitusta Äimäjärveen on aiheuttanut jätevesien lasku. Yhdyskuntajätevesiä laskettiin järveen puhdistamattomina vuoteen 1970 asti, jonka jälkeen aloitettiin jätevesien puhdistus suoimeytyksellä otettiin käyttöön jätevedenpuhdistamo, ja puhdistetut jätevedet alettiin laskea Oikolanjokeen. /16/18/ Äimäjärven pinnankorkeuden säätely Vuonna 1978 Länsi-Suomen vesioikeus antoi Äimäjärven järjestely-yhtiölle luvan järven pinnankorkeuksien säätelyyn. Säätelyn tarkoituksena oli vähentää tulvien aiheuttamia haittoja maanviljelylle laskemalla järven pinnankorkeutta. Säätely aloitettiin rakentamalla Oikolanjokeen pohjapato vuonna Samalla joki ruopattiin Äimäjärveltä seuraavalle rautatiesillalle asti. Järjestelysuunnitelmassa olleen virheen vuoksi kaikki vedenkorkeudet huippukorkeutta lukuun ottamatta kuitenkin nousivat, vaikka niiden oli tarkoitus laskea, ja hankkeesta aiheutui vain vettymisvahinkoa. Vahingon kumoamiseksi pinnankorkeutta olisi pitänyt selvitysten perusteella laskea cm järjestely-yhtiö pyysikin lupaa laskea patoa 20 cm. Vasta vuonna 1991 vesioikeus antoi päätöksellään luvan laskea patoa 15 cm, mikä kuitenkin kumottiin vuonna 1992 vesiylioikeuden toimesta. Jotta pinnankorkeutta voitaisiin laskea, vesi- ja ympäristöpiiri vaati vuonna 1992 annetun vesiylioikeuden päätöksen purkamista vedenpinnanlaskusta. Korkein hallinto-oikeus kuitenkin hylkäsi vaatimuksen vuonna Hämeen ympäristökeskus antoi vuonna 1995 suostumuksensa valvoa Oikolanjoen padon ja uoman kunnossapitoa. Kunnossapidosta on kuitenkin vastuussa järjestely-yhtiö. /18/22/ Padon vaikutuksesta Äimäjärven keskialivesi on noussut 14 cm ja alivesi 34 cm. Helsingin vesi- ja ympäristöpiirin mukaan muutos on pieni eikä sillä juuri ole vaikutusta järven tilaan. Huippuvedenkorkeudet ovat laskeneet vain vähän. Esimerkiksi keskiylivesi vuosilta laski 7 cm. /18/20/ 2000-luvun alussa Oikolanjoen padon väitettiin painuneen ja järven pinnan laskeneen liian alas. Patoa vaadittiin korjattavaksi nostamalla sen yläreunaa noin 10 cm, minkä ajateltiin parantavan järven tilaa. Huhtikuussa 2004 Hämeen ympäristökeskus teki katselmuksen Oikolanjoen padolla ja tarkastusmittauksia Äimäjärven vedenpinnankorkeudesta. Vedenpinnan korkeus mitattiin Kutilan ja Unosten siltojen eri puolilla, jotta selviäisi, kuinka paljon sillat estävät veden virtausta. Kutilan sillalla korkeusero oli noin 15 mm ja Unosten sillalla noin 2 mm. Kapea Kutilan silta näyttäisi hidastavan veden virtausta. Lisäksi vaaitettiin Unosten sillan vedenkorkeuden mitta-asteikon 0-piste. Veden korkeus Unosten asteikolla oli mittaushetkellä + 80,989 N43. Asteikko oli painunut 11 mm, joten vedenpinta oli sillä hetkellä 9 cm ylempänä kuin Länsi-Suomen vesioikeuden luvassa (1987) mainittu tavoiteltu keskivedenpinta, +81,77 N43. Äimäjär- 11

14 ven suojeluyhdistys on lupautunut seuraamaan säännöllisesti järven vedenpinnankorkeutta. Korkeuden seuraamiseen on valittu vastuuhenkilö. /19/20/21/ Sisäkuormitteisuus Äimäjärvi on sisäkuormitteinen järvi. Sisäkuormitteisuus tarkoittaa ravinteiden siirtymistä veteen pohjasedimentistä. Tämän aiheuttaa alusveden hapettomuus. Hapettomuus vapauttaa pohjasedimentistä mm. fosforia, joka on hapellisissa olosuhteissa sitoutuneena rautaan. Normaalissa happitilanteessa fosforia sedimentoituu järven pohjaan rautaan sitoutuneena. Kun happi kuluu loppuun järven pohjasta, vapautuu sitoutunut fosfori pohjasta. Tämä on yksi sisäisen kuormituksen muoto. /12/ Äimäjärvessä tapahtuu lisäksi ilmiö, joka pumppaa ravinteita pohjasta pintaan: Kerrosteisuus syntyy vain hetkeksi, jonka aikana alusvesi muuttuu hapettomaksi ja fosforia vapautuu pohjasta. Mataluuden takia kerrosteisuus purkautuu kuitenkin helposti, ja tällöin tapahtuu täyskiertomainen vesimassan sekoittuminen, joka siirtää ravinteet pohjan tuntumasta pintaveteen. Pintavedessä ravinteet lisäävät levätuotantoa. Sisäinen kuormitus ilmenee loppukesäisin ja syksyisin suurina fosforipitoisuuksina pintavedessä, koska silloin veden lämpötila on korkeimmillaan ja hapenkulutus suurinta. Sisäkuormitteisuus hankaloittaa järven kunnostusta ja kiihdyttää rehevöitymistä. Sisäkuormitteisuuteen on vaikea puuttua, koska alusveden happitilanteeseen on vaikea vaikuttaa. Kuviosta 4 nähdään Kalliomaan edustan pintaveden fosforipitoisuuden vaihtelut vuosina /5/10/ Äimäjärven Kalliomaan fosforipitoisuudet v P (µg/l) fosfori, kesä 1 m fosfori, talvi 1 m vuosi KUVIO 6 Äimäjärven Kalliomaan fosforipitoisuudet vuosina Korkeimmat fosforipitoisuudet esiintyvät Äimäjärvessä yleensä kesäisin, mikä kertoo ravinteita pohjasta pintaan siirtävästä ilmiöstä. Ilmiö on osoitus sisäisestä kuormituksesta. Äimäjärvessä ilmiö esiintyy erityisesti luoteisaltaassa. /5/ /10/ Happikato vuosina Talven happikato sai alkunsa jo kesällä Veden pinta oli hyvin alhaalla ja vesi lämmintä. Elokuussa 2002 Rastiselällä alusvesi oli hapetonta ja raudan, ammoniumin, typen ja fosforin pitoisuudet olivat alusvedessä melko korkeita. Pintaveden hapen kyllästysaste oli 1212%! Suuri kylläisyys lienee johtunut erittäin runsaasta levätuotannosta. /13/22/ 12

15 Hapen kyllästysaste ja kokonaisfosforipitoisuus Rastinselän syvänteessä (9m) µg/l % hapen kyllästysaste% kokonaisfosfori pitoisuus KUVIO 7 Äimäjärven Rastinselän kokonaisfosforipitoisuudet 9 metrin syvyydessä. /10/ Syvänteen fosforipitoisuudet ovat olleet erityisen suuria v , jolloin hapen kyllästysaste oli pieni. Tammikuussa 2003 Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistys ja Hämeen ympäristökeskus ottivat Äimäjärvestä happinäytteitä. Tutkimuksissa Rastinselän koko vesimassa osoittautui lähes hapettomaksi ja alusvesi aivan hapettomaksi. Alusveden alempi happipitoisuus päällysveteen verrattuna on normaalia: Talvella vesi on yleensä kerrostunut siten, että lämpimin ja raskain, noin +4 -asteinen vesi on pohjan tuntumassa ja kylmempi vesi pinnassa. Tällöin kerrosteisuus estää veden tehokkaan sekoittumisen ja järven jääkansi estää hapen liukenemisen veteen ilmasta. Pohjassa on kuitenkin enemmän happea kuluttavaa toimintaa sekä korkeampi lämpötila, jolloin alusveden happi kuluu nopeammin kuin päällysveden. Äimäjärven happikadossa hapen loppumista edisti myös nopea jäidentulo syksyllä 2002, jolloin vesi jäi melko lämpimäksi ja syyskierto jäi kesken. /13/ Tammikuisissa mittauksissa havaittiin, että alusvedessä oli hyvin suuria pitoisuuksia rautaa ja fosforia, mikä kertoo hapettomuuden pelkistysvaikutuksesta pohjasedimentin yhdisteisiin. Lisäksi ammoniumia ja typpeä havaittiin alusvedessä paljon. Hapettomuus oli ilmeisesti pelkistänyt myös typpiyhdisteitä. Myös Kalliomaan edustalla tilanne oli samankaltainen. Tällöin pidettiin JÄRKI hankkeen toimesta kokous, jossa organisoitiin hätäilmastuksen aloittaminen järvellä. Jo ennen kokousta lasitehtaan rannassa oli alettu ilmastaa, ja kokouksessa päätettiin hankkia ilmastuspumppuja eri puolille järveä. /13/23/ 13

16 Järven kapeikkoon asennettiin neljä pumppua, pohjoispäähän yksi ja eteläpäähän yksi. Myöhemmin helmikuussa ilmastus pohjoispäässä ja kapeikolla havaittiin turhaksi, ja osa pumpuista siirrettiin Rastinselälle. Lisäksi saatiin vielä yksi pumppu lisää Rastiselälle. Helmikuun lopulla Rastinselällä oli 4 ilmastuspumppua ja siltojen eteläpuolisessa kapeassa osassa yksi. /23/ Ilmastuksen lisäksi järvellä tehtiin myös talvinuottausta ja haavipyyntiä ilmastusavannoilla JÄRKI-hankkeen toimesta Rastinselällä nuotattiin kahtena päivänä, ja kalaa saatiin noin 5000 kg. Pohjoispäässä kalaa ei juuri saatu, koska ne olivat ilmeisesti ehtineet kuolla hapen puutteeseen. Koko nuottauksesta ja haavipyynnistä saatiin yhteensä kalaa noin kg, joka toimitettiin kompostoitavaksi. Erityisesti järven matala Luoteisallas kärsi happikadosta. /23/ Maaliskuussa 2003 tilanne oli JÄRKI-hankkeen tutkimusten perusteella muuttunut parempaan suuntaan: Hapen kyllästysaste oli kasvanut ja raudan, ammoniumin, typen ja fosforin pitoisuudet olivat laskeneet selvästi kummassakin kohdassa. Alusvesi oli kuitenkin yhä hapetonta. /22/ Happikylläisyys Kalliomaa happikylläisyys % Päivä syvyys 1m syvyys 5 m KUVIO 8 Kalliomaan edustan happitilanne talvella Kahden viimeisen mittauspäivän tulokset ovat vain suuntaa-antavia, koska ne on tehty kenttämittauksina. /22/ Kesäkuussa JÄRKI-hankkeessa tehtiin happi- ja lämpötilamittauksia kuudesta eri kohdasta järveä: Rastinselällä, Kutilassa, Riihilahdella, Kuparisaaren vieressä, Kalliomaan edessä sekä Taljalanlahdella. Kesäkuun alkuun mennessä happitilanne oli parantunut huomattavasti. Alusveden happikyllästysaste oli sekä Kalliomaassa että Rastinselällä 83%. Mittauksissa ei havaittu selkeää harppauskerrosta lämpötilan tai happipitoisuuden suhteen, vaan koko vesimassa oli melko yhtenäinen. Harppauskerroksen puuttuminen kertoo, että voimakasta kerrosteisuutta ei ole syntynyt. Yleensä Suomen järvissä vesi kerrostuu kesäisin niin, että kevein, lämpimin vesi on pinnassa ja raskaampi, kylmä vesi pohjan tuntumassa. Raskainta vesi on +4 asteisena. Kerrosteisuus heikentää veden sekoittumista, joten alusvesi on yleensä vähähappisempaa, kuin päällysvesi, johon liukenee happea ilmasta. Äimäjärvessä voimakasta kerrosteisuutta ei kuitenkaan yleensä ole järven mataluuden vuoksi, mikä on hyväksi alusveden happitilanteelle. /13/22/ 14

17 Kesäkuun lopussa alusveden happikylläisyys oli laskenut edellisestä mittauksesta. Happikylläisyyden lasku on järvissä normaali tapahtuma kesän edetessä, kun happea kuluttava eliöstö elää ja lisääntyy veden lämmetessä ja ravinnon lisääntyessä. Lisäksi kerrosteisuus estää hapen kulkeutumista alusveteen. Kalliomaassa alusveden happikylläisyys oli 6 % ja Rastinselällä 19 %. Jopa hyvin matalissakin kohdissa alusvesi oli melko vähähappista, ja pintavedenkin happikylläisyysaste oli paikoin laskenut, Rastinselällä 54 % ja Riihilahdella (lasitehtaan edustalla) 48 %. Toisin kuin kesäkuun alussa, nyt syvimmissä kohdissa havaittiin harppauskerros sekä lämpötilan että happipitoisuuden suhteen. /13/22/ Elokuun alussa harppauskerros oli voimistunut Rastinselällä ja heikentynyt Kalliomaan edustalla. Rastinselän alusveden happikylläisyys oli alimmillaan 2 % ja Kalliomaan 38 %. Pintaveden happikylläisyys oli hieman parantunut edellisestä mittauksesta, mutta ei vieläkään ollut kovin hyvä, se vaihteli välillä %. Päällysveden happikylläisyyden pieni kasvu johtui ehkä näytteenottopäivän tuulisesta säästä. /22/ Äimäjärven Rastinselän happi ja lämpötila Lämpötila ( o C) Hapen kyllästys-prosentti (%) Syvyys (m) Veden lämpötila (oc) Hapen kyllästysprosentti KUVIO 9 Rastiselän happikylläisyys ja lämpötila /22/ Harppauskerros on selvästi näkyvissä 7 metrin kohdalla Vesirutto Vuosina 2003 ja 2004 Äimäjärvessä on rähähdysmäisesti lisääntynyt vesirutto (Elodea canadensis) niminen uposkasvi. Kasvi esiintyy suurena, kymmenien hehtaarien suuruisena kasvustona järven keskikapeikossa. Aikaisemminkin lajia on tavattu Äimäjärvellä, mutta ei milloinkaan aikaisemmin näin suurina kasvustoina. Vesirutto on vaikeuttanut järven virkistyskäyttöä. Vesiruttoa on vaikea poistaa vesistöstä, sillä niittä- 15

18 minen ei todennäköisesti vähennä kasvin esiintymistä, koska kasvi leviää pienistäkin versoista. JÄRKI hankkeessa poistettiin kuitenkin vesiruttokasvustoa urheilukentän uimarannalta elokuussa Vesiruton runsastuminen on todennäköisesti seurausta viileästä ja sateisesta alkukesästä 2004, jolloin makrofyytit, joihin vesiruttokin kuuluu, runsastuivat. Lisäksi talvella tapahtunut kalakuolema vaikutti lisäävästi vesiruton esiintymiseen. Tällöin vesi kirkastui ja uposkasvit saivat aikaisempaa enemmän valoa ja ravinteikkaan kasvualustan pohjaan vajonneista kuolleista kaloista. /15/ 3.3 Äimäjärven tilan tutkimukset Äimäjärven tilaa on tutkittu monesti usean eri tahon toimesta. Veden laatua ovat seuranneet Hämeen ympäristökeskus (ennen Vesi- ja ympäristöhallitus) 1960 luvulta lähtien, Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistys luvun lopulta lähtien sekä JÄRKI-hanke vuosina /1/2/3/4/8/10/ Sami Nikander tutki Äimäjärven veden laatua sekä pohjasedimentin tilaa kesällä 1995 Hämeenlinnan seudun kansanterveystyön kuntayhtymän ympäristöosaston toimesta. Tutkimuksessa analysoitiin näytteitä kolmesta kohdasta järveä, Rastinselältä, Luoteisaltaasta sekä lasitehtaan edustalta, järven kapeasta keskikohdasta. Lisäksi tutkittiin ojavesien laatua. Pohjasedimentin todettiin sisältävän runsaasti ravinteita. Pohjasedimentissä orgaanisen aineen hajoaminen oli tutkimuksen mukaan vilkasta ja hapenkulutus suuri. Vesianalyysien perusteella Nikander totesi järven reheväksi ja levätuotannon vilkkaaksi. Erityisesti järven keskikapeikossa, lasitehtaan edustalla vesi oli varsin rehevää. Siellä ph-arvo oli hyvin korkea 9,1 ja kokonaistypen ja fosforin pituisuudet hyvin korkeita (1459µg N/l ja 123 µg P/l). Happipitoisuus todettiin melko hyväksi koko järvessä, mikä saattoi kuitenkin johtua runsaasta levätuotannosta ja näytteenottohetken tuulisesta säästä. Seuraavana vuonna Nikander teki myös ranta-asutuksen ympäristökartoituksen. /16/ 24/ Vuonna 2003 valmistui Katri Lehmuksen työ, jossa laskettiin Äimäjärven ravinnekuormitus ja ainetaseet. Työssä esitetään Äimäjärveen laskevan seitsemän ojan osuudet kuormituksesta, vuotuinen ravinnekertymä ja poistuma järvestä vuosina Laskelman mukaan tutkittuna aikana Äimäjärveen jäi noin kg fosforia ja noin kg typpeä vuodessa. Vuonna 2001 sekä typpi- että fosforikuormitus oli pienempää kuin muina tarkasteltuina vuosina. Ojista eniten kuormittaa järven pohjoispäähän laskeva Totunoja ja toiseksi eniten Tiiruenoja, joka laskee järven itäpuolelle, järven keskikapeikkoon. /25/ Laskelmat on tehty vedenlaatuhavaintojen, valuma-alueen koon ja kokeellisten pienten valuma-alueiden valuma-arvojen perusteella. Pienten valuma-alueiden valumaarvot on saatu ympäristöhallinnon valuma-alueseurannasta. Työssä ei ole huomioitu Äimäjärven eteläpäähän laskevan Savijoen kuormitusta lainkaan ja myös Oikolanjoen kautta poistuvissa ravinnemäärissä oli virhettä. /25/ Vuonna 1998 valmistui Elina Vaittisen työ, jossa kartoitettiin Äimäjärven valumaalueen maatalouden aiheuttamaa kuormitusta järveen. Työn tavoitteena oli etsiä keinoja maatalouden aiheuttaman kuormituksen vähentämiseksi Äimäjärvellä. Työhön kuu- 16

19 lui havaintojen tekeminen maastossa, ojavesien vedenlaadun analysointi ja Äimäjärven valuma-alueen maatalouksien ympäristönhoito-ohjelmiin perehtyminen. Työn tuloksena esitettiin ehdotuksia Äimäjärven tilan parantamiseksi: Kuormittavat valumat tulisi estää esimerkiksi järjestämällä säilörehun puristenesteen talteenotto käyttämällä laakasiiloja aumavarastoinnin sijaan estämällä sadevesien pääsy lantalaan ja lantakasoihin kattamalla ne minimoimalla lannan ja virtsan hävikit käyttämällä runsaasti kuiviketta suosimalla lannan ja virtsan kevätlevitystä ja levitystä kasvutilassa olevaan kasvustoon kiinnittämällä enemmän huomiota käytettävään lannoitteen määrään /7/ Vaittisen mukaan eroosiota tulisi estää pitämällä ojien luiskat riittävän loivina, pitämällä maat kasvipeitteisinä ja käyttämällä maan kevytmuokkausmenetelmiä tavanomaisten sijaan. /7/ Lisäksi Vaittinen ehdottaa tiedottamisen lisäämistä eri väestöryhmille ja esimerkiksi vesiensuojeluaiheisen opasvihkosen painamista, joka voitaisiin jakaa joka talouteen. /7/ Äimäjärvi on ollut mukana Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitoksen Rehevöityneiden järvien hoitokalastuksen vaikutukset tutkimuksessa. Tutkimuksessa oli mukana kymmenen järveä Uudeltamaalta sekä Hämeestä. Hoitokalastus toteutettiin ammattikalastajien, talkootyöläisten sekä Uudenmaan ympäristö- ja TE -keskusten perustaman nuottaryhmän voimin. Hoitokalastuksen kalastovaikutuksia tutkittiin pääasiassa nykyaikaistetulla verkkokoekalastuksella. Tutkimuksen tavoitteena oli saada tietoa hoitokalastuksen vaikutuksista kalastoon, kasvi- ja eläinplanktoniin, vedenlaatuun ja ainetaseisiin. Tavoitteena oli myös laatia ohjeet hoitokalastuksen toteuttamisesta. Lisäksi pyrittiin parantamaan kohdejärvien tilaa, kehittämään hoitokalastusmenetelmiä, saamaan saalis hyötykäyttöön ja paikalliset asukkaat mukaan järvien kunnostustoimintaan. /26/27/ Äimäjärvestä kalastettiin HOKA -hankkeessa vuosien aikana yhteensä 210,4 tonnia kalaa, eli yli 200 kg/ ha/ 3 vuotta. Kuten useimmilla muillakin tutkimusjärvillä, vuotuinen kalastussaalis pieneni massaltaan, mutta suureni lukumäärältään. Tosin Rastinselällä saaliin lukumäärä ei kasvanut, mikä johtunee särjen poikastuotantovasteen puutteesta. Rastinselkä ei ehkä ole särjen poikastuotantoaluetta. Järven vesikirput ja hankajalkaisäyriäiset lisääntyivät biomassaltaan. Tämän ansiosta leväbiomassa, myös sinileväbiomassa, vähentyi Äimäjärvessä HOKA -projektin aikana, ja sinileväbiomassan maksimi siirtyi syksyä kohden, mikä edistää järven virkistyskäyttöä. Ravinnepitoisuudet vedessä eivät juuri muuttuneet hoitokalastuksen vaikutuksesta. /26/27/ 17

20 4 VALUMAVESIEN RAVINNE- JA KIINTOAINEPITOISUUDEN VÄHENTÄ- MISKEINOT 4.1 Laskeutusaltaat ja kosteikot Laskeutusaltaat ja kosteikot ovat eräs keino vähentää vesistöjä kuormittavien ravinteiden ja kiintoaineen kulkeutumista vesistöihin. Laskeutusaltaalla tarkoitetaan ojaan tai puroon kaivamalla tai patoamalla tehtyä allasta, jossa virtausnopeus vähenee. Tällöin kiintoaine vedessä laskeutuu altaan pohjalle mukanaan ravinteita. Kosteikolla tarkoitetaan vesiensuojelun yhteydessä padottua ojan tai puron osaa ja sen ranta-aluetta, joka ainakin osan ajasta pysyy veden peitossa ja muunkin ajan kosteana. Kosteikolle tyypillistä on runsas kasvillisuus, joka poistaa vedestä liukoisia ravinteita. /28/ Laskeutusaltaan tarkoitus on estää veden mukana kulkeutuvaa, esimerkiksi pelloilta huuhtoutunutta kiintoainesta pääsemästä vesistöön. Samalla vähenee myös vesistöön kulkeutuvien ravinteiden ja torjunta-aineiden määrä. Erityisesti vähenee vesistöön kulkeutuvan fosforin määrä, koska fosfori on usein sitoutuneena kiintoainehiukkasiin. Laskeutusaltaaat vähentävät vesistön liettymistä, mutta liuenneiden ravinteiden määrään niillä on vain vähän vaikutusta, koska laskeutusaltaat ovat tyypillisesti melko kasvittomia. Avovesipintaisten laskeutusaltaiden ja runsaasti kasveja kasvavien kosteikkojen hyvät ominaisuudet voidaan yhdistää samassa allas-kosteikossa. Tällöin avovesipintainen laskeutusallasosa tulee sijoittaa kosteikko-osan etupuolelle virtaussuunnasta katsottuna. /28/29/ Allas-kosteikon käynnistysvaihe, jossa kasvillisuus sekä kasvinjätteiden muodostama orgaaninen pohja-aines muodostuvat, kestää noin 5-10 vuotta. Käynnistysvaiheen aikana allas-kosteikkoon pidättyy suuria ravinnemääriä ja toiminta on tehokasta. Tällöin kasvillisuus kehittyy runsaaksi ja pidättää paljon ravinteita, mutta mataloitumista ja tukkeutumista ei vielä tapahdu. Jopa 60 % tulevan veden kasveille käyttökelpoisesta typestä ja 12 % kasveille käyttökelpoisesta fosforista voi pidättyä tällöin kasvillisuuteen. Kun allas-kosteikko on mataloitunut ja alkaa kasvaa umpeen, toiminta ei enää ole tehokasta. /29/30/ Jos allas-kosteikon halutaan jatkuvasti toimivan tehokkaasti, sen kunnossapito on välttämätöntä. Sitä pidetään kunnossa perkaamalla, eli poistamalla pohjasedimenttiä ja niittämällä suurin osa vesikasvistosta. Tavallisiin kosteikkokasveihin (kuten kaislat ja ruo ot) verrattuna puu- tai pensaskasvit pidättävät ravinteita pitempään puuaineksen määrän kasvaessa. Tehokkaita ravinteidensitojia ovat esimerkiksi pajupensaat. /29/30/ Koska suuri osa vuotuisesta valunnasta tulee lyhyinä tulvahuippukausina, on allaskosteikon tulva-aikainen toiminta ratkaisevan tärkeää. Jos veden viipymä jää lyhyeksi, puhdistumisprosessien tehokkuus jää heikoksi. Allas-kosteikon varastotilavuuden tulee siis olla riittävän suuri. Varastotilavuutta voidaan suurentaa laajentamalla allaskosteikon pinta-alaa, syventämällä sitä tai järjestämällä siihen tulva-alueita tai - niittyjä. Kaivaminen aiheuttaa kuitenkin kustannuksia ja alapuolisen vesistön kuormitusta, joten syventäminen kaivamalla ei yleensä ole paras vaihtoehto. Parasta olisi laajentaa allas-kosteikon pinta-alaa riittävän suureksi valuma-alueeseensa nähden. Tämä edellyttää soveltuvaa luontaista perustamispaikkaa. Suuri altaiden ja kosteikkojen yh- 18

21 teispinta-ala valuma-alueella pidättää valumavesiä, ja siten leikkaa valuntahuippuja tasaten tulvia. /29/ Allas-kosteikon perustaminen on yksinkertaisinta tehdä palauttamalla se paikkaan, jossa on aikaisemmin sijainnut kosteikko tai tulvapaikka. Kaivamista tulee välttää, koska kaivamisella on aina haitallisia vesistövaikutuksia ja kaivaminen kasvattaa myös kustannuksia. Tyypillisesti tulvapaikat ovat sijainneet alavissa painanteissa, joiden pohjalla kulkee ojauoma. Perustamista hankaloittavat kuitenkin syvälle tehdyt salaojitukset ja ojan ruoppaukset. Tavallisesti tulvan alle jäävät peltojen osat tai vetiset pellot on järkevää jättää kokonaan kosteikoiksi. Tällöin vesiensuojelullinen hyöty on toisaalta siinä, että tulvavesi ei enää pääse huuhtelemaan pellon ravinteita ja toisaalta pellolta tuleva pintavalunta puhdistuu pellon ja vesistön välisessä kosteikossa. Allaskosteikkoa perustettaessa pellolle maaperän fosforimäärät on tutkittava ja otettava huomioon suunnittelussa. /29/31/ Laskeutusaltaan pinta-alan tulee olla Suomen ympäristökeskuksen ohjeiden mukaan vähintään 0,1 % koko valuma-alueesta (pelto-% <50) tai 0,2 % valuma-alueen peltoalasta (pelto-% >50 ) ja kosteikkojen pinta-alan 1-2 % valuma-alueesta. Ympäristötuen erityistuen ehdoissa pinta-alavaatimukset ovat samat. /28/32/ Suomessa ensimmäisellä ympäristötukikaudella ( ) laskeutusaltaita perustettiin kosteikkoja enemmän. Laskeutusaltaiden suosio johtuu todennäköisesti niiden vaatimasta pienemmästä pinta-alasta. Toisaalta kosteikkojen perustamisesta ei juuri ollut aikaisempia kokemuksia. Kosteikkojen ja laskeutusaltaiden perustaminen painottui Uudellemaalle, Varsinais-Suomeen ja Pohjanmaalle. /29/ Kiintoaineen laskeutus Laskeutusaltaan ja kosteikon toiminta perustuu veden virtausnopeuden hidastamiseen eli viipymän kasvattamiseen. Vedessä kulkevan kiintoaineen laskeutuminen riippuu vedessä olevan maa-aineksen määrästä ja ominaisuuksista sekä veden viipymästä. Viipymän kasvaessa, laskeutuvat veden mukana kulkevat hiukkaset altaan pohjalle. Mitä kauemmin vesi viipyy altaassa, sitä hienompia hiukkasia ehtii sedimentoitua altaan pohjalle. Helpoimmin laskeutuvat karkeat maahiukkaset, kuten hiekka, hieta ja hiesu. Etelä- ja Lounais-Suomen viljelyalueiden valtamaalaji on savi, jonka hiukkaskoko on niin pieni, että merkittävää laskeutumista ei tapahdu pitkänkään viipymän aikana. Suurissakaan altaissa ei saven sedimentoitumista ehdi juuri tapahtua. Kuitenkin juuri savihiukkasissa on fosforia sitoutuneena enemmän kuin muissa hiukkasissa. /30/31/ Altaan pintakuorman suhteellinen vaikutus kiintoainepoistumaan on sitä suurempi, mitä hienojakoisempaa materiaalia halutaan laskeuttaa altaaseen. Esimerkiksi keskikarkea hiesupartikkeli, halkaisijaltaan 0,01 mm ja laskeutumisnopeudeltaan noin 0,25 m/h, ei laskeudu tehokkaasti altaaseen, jonka pintakuorma on suurempi kuin 1m/h. /31/ Laskeutusaltaisiin verrattuna kosteikkojen etuna on kasvillisuus, joka hidastaa veden virtausnopeutta. Tämä edesauttaa kiintoaineen laskeutumista ja toisaalta kasvit toimivat kiintoainehiukkasten tarttumispintoina. Kasvillisuus alentaa merkittävästi veden 19

22 virtausnopeutta myös pohjan läheisyydessä, mikä lisää hienoimman kiintoainejakeen laskeutumista. Kiintoaineksen tarttuessa jatkuvasti kasvien pintaan muodostuu suurempia muruja, jotka laskeutuvat kosteikon pohjalle. /29/ Laskeutumiselle vastakkainen ilmiö on resuspensio, jossa kosteikon pohjalle laskeutunut aines lähtee uudelleen liikkeelle veden mukana. Resuspensio tapahtuu sitä herkemmin, mitä lyhyempi veden viipymä on. Erityisesti ylivirtaamatilanteissa resuspensioriski on suuri. Resuspension seurauksena allas-kosteikon vaikutus vesistön kuormitukseen voi olla negatiivinen tiettyinä kausina. Kasvillisuus vähentää eroosio- ja resuspensioriskiä. /29/ Fosforin poistuminen Kiintoaineen laskeutuminen on fosforin pidättymisessä tärkeä mekanismi, koska valtaosa (75 %) maatalouden valumavesien fosforista on sitoutuneena kiintoaineeseen. Merkittävä osa fosforista on sitoutunut saviainekseen, joka laskeutuu hyvin hitaasti. /29/ Liukoisen fosforin sitoutuminen kiintoaineeseen edellyttää hapellisia olosuhteita. Hapellisissa olosuhteissa fosfori sitoutuu mm. rautayhdisteisiin. Parhaiten hapelliset olosuhteet pysyvät matalassa vedessä. Kasvien juurilla on suuri merkitys sedimentin hapekkaana pitämisessä, joten kasvillisuus edistää fosforin sitoutumista sedimenttiin. /29/ Fosforia poistuu myös kasvillisuuden käyttäessä sitä ravinteena. Kasvillisuus voi sitoa jopa 12 % kasveille käyttökelpoisesta fosforista. /29/ Allas-kosteikko yhdistelmissä syvemmän, toisinaan hapettoman allasosan pohjasedimentistä mahdollisesti liukeneva fosfori voidaan matalan loppuosan hapellisissa oloissa sitouttaa uudelleen maaperään ja kosteikon kasveihin. /29/ Typen poistuminen Typen poistuminen tapahtuu orgaanisen kiintoaineen sedimentaation ohella tai denitrifikaation kautta. /31/ Typen poistuminen tapahtuu merkittävimmin denitrifikaation kautta. Typen- ja fosforinpoisto asettavat vastakkaisia vaatimuksia kosteikon maaperälle. Denitrifikaatio edellyttää hapettomia vyöhykkeitä sedimentissä, mikä lisää fosforin vapautumisriskiä. Denitrifikaatiota edistävien orgaanisten maalajien, joissa rauta- ja alumiinipitoisuus on yleensä matala, on todettu olevan fosforinpidätyskyvyltään mineraalimaita huonompia. Kuitenkin muun muassa turve sekä edistää nitrifikaatiota että pidättää fosforia. Turpeen fosforinpidätyskyky johtuu todennäköisesti sen rautapitoisuudesta. /31/ Denitrifikaatioon vaikuttavat orgaanisen aineen määrä, tulevan veden nitraattipitoisuus, happiolot, lämpötila, ph ja veden viipymä kosteikossa. Erityisen merkittävä seikka denitrifikaation kannalta on hapettomien kohtien muodostuminen kosteikkoon. Denitrifikaatiobakteerit käyttävät orgaanisen aineen hajottamiseen ensisijaisesti veteen 20

23 liuennutta happea, mutta sen puutteessa ne ottavat tarvitsemansa hapen nitraatista, jolloin typpi vapautuu kaasuna. Mitä korkeampi lämpötila on, sitä nopeammin denitrifikaatio tapahtuu. Denitrifikaatiolle edullisin ph on 6,5-8. Orgaanisen hiilen määrä on tärkeä denitrifikaatiota rajoittava tekijä. Mineraalimaalle perustetussa kosteikossa orgaanisen hiilen määrä voi alkuaikoina olla vähäinen, mutta kosteikon kehittyessä tilanne paranee orgaanisen aineen sedimentoituessa pohjalle. Kosteikoissa kasvillisuus tarjoaa mikrobeille hyviä kasvualustoja, mikä edistää denitrifikaatiota. /29/ Veden mukana kosteikkoon tuleva orgaaninen kiintoaine sisältää myös ravinteita, jotka sedimentoituvat kosteikkoon kiintoaineen mukana. Tällä tavalla poistuva typpimäärä ei ole merkittävä, koska maatalouden valumavesien typestä valtaosa on liuenneessa muodossa esiintyvää nitraattityppeä. /29/ Allas-kosteikon vaikutus maisemaan ja luonnon monimuotoisuuteen Kosteikkojen maisemallista merkitystä voidaan arvioida sillä perusteella, miten ne näkyvät ympäristöönsä, miten ranta-alueet ja patorakenteet on muotoiltu ja miten kasvillisuuden kehittyminen vaikuttaa kosteikon ilmeeseen. Maisemassa vapaalla vesipinnalla on aina huomiota kiinnittävä merkitys ja siksi vesipinnan säilyminen myös kuivana aikana on tärkeää. Rehevä kasvillisuus lisää kosteikkojen maisemallista arvoa. Ajan kuluessa vesikasvillisuus saattaa vähentää avoimen vesipinnan osuutta kosteikossa kasvukauden aikana. Toteuttamalla kosteikkoon syvän veden osia, ruoppauksilla sekä vesikasvillisuutta niittämällä avovesipintaa voidaan kosteikossa pitää pysyvästi auki. Vesipinnan laajuuden lisäksi rantojen linjaus ja muotoilu vaikuttavat merkittävästi kosteikon ilmeeseen. Maaston luontaisia korkeuseroja myötäilevät pyöristetyt muodot parantavat kosteikon yleisvaikutelmaa. Kosteikkojen maapadot kannattaa liittää luontevasti maaston muotoihin, kuten olemassa oleviin maastokohoumiin. Myös patojen linjauksen kaarevuus ja luiskien loivuus vaikuttaa kosteikon ilmeeseen. /29/ Allas-kosteikkojen perustaminen lisää myös ympäristön monimuotoisuutta ja palvelee ennallistamistavoitteita ja oikein toteutettuna lisää luonnon monimuotoisuutta. Jokivesistöihin liittyvien tulva-alueiden palauttaminen ja suoristettujen purovesistöjen ennallistaminen parantavat virtaavien vesistöjen luontaista tulva-aluedynamiikkaa. Mutkittelun lisääminen, virtapaikkojen ja suvantolampien muodostaminen ja uomaa suojaavan pensaston ja puuston lisääminen parantavat uomien merkitystä vesieliöstön ja maisemakuvan kannalta. Monipuoliset virtaus- ja valoisuusolosuhteet sekä loivat rantavyöhykkeet lisäävät eliöstön elinmahdollisuuksia. /29/33/ Laskeutusallas- ja kosteikkohankkeissa, joissa on tarkoitus hidastaa veden virtausta, kannattaa huomioida, että kasvittoman ja vettä hyvin johtamaan suunnitellun uoman vedenjohtokyky voi olla jopa 30% suurempi kuin luonnonmukaisen uoman. Luonnonmukaisuus siis tukee laskeutusaltaiden ja kosteikkojen tarkoitusta vesiensuojelussa. Luonnonmukaiset rakenteet voivat myös vähentää veden liike-energiaa uomassa vähentäen siten eroosiota ja kunnossapidon tarvetta. /30/ 21

24 4.2 JÄRKI-hankkeen allassuunnitelmat ja toteutukset Sukin allas Allas sijaitsee Äimäjärven Savijoenlahteen laskevassa Savijoessa Äimäjärven rannan tuntumassa. Maanomistaja on Kalevi Sukki. Tarkoituksena on parantaa altaan laskeutustehoa hidastamalla veden virtausta, jolloin maahiukkaset jäävät altaaseen eivätkä kulkeudu Äimäjärveen. Samalla vähenee järveen kulkeutuva ravinnemäärä. /34/ Altaan laajennusosan paikalla on peltoa ja maakasa edellisen kaivun jäljiltä. Kohde on sopiva allaspaikaksi, koska altaan rakennettavuus paikkaan on helppo ja Savijoen suuren valuma-alueen takia on tärkeää vähentää sieltä järveen kulkeutuvan ravinnekuorman määrää. Lisäksi maanomistaja suhtautuu myönteisesti altaaseen ja sen laajentamiseen. Hän on itse rakentanut alkuperäisen altaan ja hoitanut sitä. Allas on kuitenkin edelleen kovin pieni valuma-alueeseen nähden, 0,01 %, ja joen veden alhaiset ravinnepitoisuudet vähentävät altaan tärkeyttä tässä paikassa. /34/ suure Sukin allas valuma-alue 9 km 2 pelto-% % kevään keskiylivaluma, Mhq 75 l/s/ km 2 keskiylivirtaama, MHQ 680 l/s hetkellinen ylivaluma Hq 1/ l/s /km 2 ylivirtaama HQ 1/ l/s mitoitusvirtaama Q 680 l/s pituus 55 m leveys 15 m tilavuus 600 m 3 vesipinta-ala 690 m 2 poikkileikkauksen ala, matala osa ka. 13,5 m 2 virtausnopeus mitoitusvirtaamalla 3,8 cm/s viipymä 0,2 h TAULUKKO 1 Sukin altaan hydrologia ja mitoitus. /34/ Viipymän perusteella on oletettu, että allas pidättää maa-ainesta, jonka hiukkaskoko on noin 0,06 mm tai suurempi. Myös hienompaa ainesta voi pidättyvä pienemmän virtauksen aikana. Valuma-alueesta 75,4 % koostuu maalajeista, jotka voivat pidättyä altaaseen. /34/ Koska altaan suunnitelman toteuttaminen edellyttäisi hoitovelvoitetta maanomistajalle, maanomistaja kieltäytyi altaan laajennuksesta. Myöhemmin maanomistaja kuitenkin laajensi allasta omalla kustannuksellaan. Hoitovelvoite sisältää vedensyvyyden tarkkailun ja altaaseen kertyneen lietteen ruoppaamisen pois vedensyvyyden alittaessa puolen metrin altaan matalassa osassa. /34/ Järki-hankkeessa pyritään löytämään ratkaisu hoitovelvoitteen hoitamiseksi. Hoitovelvoite on usein allashankkeissa hankala ja hankkeen toteutumista estävä asia. 22