Seabed. Phosphorus from the seabed and water quality in archipelagos. - modeling attempt

HTML
DOWNLOAD

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Seabed. Phosphorus from the seabed and water quality in archipelagos. - modeling attempt"

Joel Pääkkönen
9 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Seabed Phosphorus from the seabed and water quality in archipelagos - modeling attempt

2 Laajamittaisista vesiensuojelutoimista huolimatta Itämeren vedenlaatu ei ole kohentunut merkittävästi. Fosforin ja typen määrän lisääntyminen meriympäristössä aiheuttaa rehevöitymistä, mikä ilmenee mm. haitallisten leväkukintojen yleistymisenä, happivajeena sekä kuolleiden hapettomien pohjien muodostumisena. Tukholman saaristossa ja Lounais-Suomen saaristoalueilla on havaittu laajoja alueita joiden happitilanne on huono tai joissa merenpohja on täysin hapeton. SEABED (Phosphorus from the seabed and water quality in archipelagos - modeling attempt) on Åbo Akademin johtama ja koordinoima Central Baltic INTERREG IVA -hanke. Sen aikana on laadittu Tukholman, Ahvenanmaan, Saaristomeren ja Länsi-Uudenmaan saaristo- ja rannikkoalueille uusi vedenlaatumalli, jonka avulla voidaan ensimmäistä kertaa huomioida myös merenpohjan sedimentteihin kerrostuneet fosforivarastot ja niiden mahdollinen merkitys saaristoalueiden vedenlaadulle. Työryhmät (WP) WP1 Projektin johto ja koordinointi WP2 Sedimenttitutkimukset WP3 Vedenlaatumalli ja skenaarioiden simulointi WP4 Skenaariotyö sekä käyttöliittymä WP5 Yhteistyö, tiedottaminen sekä tulosten raportointi 2 3

3 Projektin johto ja koordinointi WP1 Projektijohto Kansainväliset rajat ylittävä yhteistyö oli aktiivista SEABED-projektin aikana ja se edesauttoi ja lisäsi ymmärtämystä ekosysteemeistä ja vedenlaadusta projektialueella. Jokaisessa työryhmässä oli mukana osallistujia sekä Suomesta että Ruotsista. Erityisesti WP2, WP3 ja WP4 tekivät tiivistä yhteistyötä ja luovuttivat toisilleen omien vastuualueidensa tuloksia, jotta projektin yhteiset tavoitteet saavutettiin. Suomalaiset ja ruotsalaiset sedimenttitutkijat sekä Ahvenanmaalta käsin johdettu skenaariotyöryhmä toimittivat projektin aikana kerättyjä ja tuotettuja tietoja projektin mallintajille, jotka käyttivät niitä SEABED-vedenlaatumallin rakentamisessa. Åbo Akademi vastasi näiden yhteisten tehtävien koordinaatiosta, projektin yleisistä johtotehtävistä sekä kommunikaatioja tiedostustehtävistä Central Baltic-ohjelmalle ja sidosryhmille. Projektin kokonaisbudjetti: 1,182M 25 % 75 % Kansallinen rahoitus: Varsinais-Suomen elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus Åbo Akademi Ahvenanmaan maakuntahallitus Svenska Miljöinstitutet Svealands Kustvattenvårdsförbund Naturvårdsverket WP2 Sedimentti WP3 Mallinnus WP4 Skenaariot European Union Central Baltic Sidosryhmät WP5 Viestintä 4 Interreg IVA Programme, Archipelago 5 and Islands Sub-programme

4 Sedimenttitutkimukset Projektialueen kartta ja sedimenttitutkimusten näytepisteet Sedimenttityöryhmän tutkimuksissa selvitettiin merenpohjan sedimentteihin sitoutuneen fosforin määrää ja alueellista jakaumaa saaristoalueilla. Tulosten perusteella arvioidaan pohjasta vapautuvan fosforin merkitystä vedenlaadulle. Tutkimustuloksia hyödynnetään uudessa SEABED-vedenlaatumallissa. Irma Puttonen (Åbo Akademi) ottaa vesinäytteitä Ahvenanmaan saaristossa fosforipitoisuuden määritystä varten. Kesäkuu Mahdollisesti vapautuvan fosforin (Mob-P, µg P/g dw) alueellinen jakauma pintasedimentissä (0-2 cm). Mitatut arvot on interpoloitu sedimenttikartalle. Valkoiset alueet kuvaavat 6 peruskalliota, josta fosforia ei vapaudu. Kuva Seabed 7

5 Itämeren hydrodynaaminen malli Alueelliset hydrodynaamiset mallit Itämeren hydrodynaaminen malli toimii pohjana kolmelle alueelliselle mallille jotka sijoittuvat projektialueelle. Näiden mallien hilakoko on tarkempi, vaihdellen 0,8 ja 1,3 km välillä. Jokainen pieni neliö Itämeren ja alueellisten mallien hiloissa on yksi hilasolu joka koostuu useista syvyyskerroksista, kuten on esitetty kuvassa vasemmalla. Hilasolut ja niiden kerrokset ovat yhteydessä toisiinsa sekä vaaka- että pystysuorassa suunnassa. Siten Itämeren fysikaaliset prosessit, kuten suolaisen ja raskaan veden virtaus Tanskan salmien läpi sekä esimerkiksi muutokset Neva-joen virtauksessa on mahdollista siirtää alueellisiin malleihin yleisestä Itämeren mallista. Itämeri -malli Hydrodynaamisessa mallissa simuloidaan veden virtausliikkeitä meressä numeerisella laskennalla, joka Itämeren hydrodynaamisen mallin pohjanmuodot Itämeren laskentahila. ja pääaltaat. perustuu merkityksellisten fysikaalisten prosessien Hilakoko Itämeren arviointiin. Jotta tällaiset laskutoimitukset on mahdollista suorittaa, luonto on muutettava hallittavan koostuu jopa 46 mallissa on 10 km ja jokainen solu Saaristomeri Suomenlahti rannikko Svealandin kokoisiin erillisiin osiin. Kuvassa nämä osat on esitetty laatikoina. Siniset nuolet kuvaavat virtauksia, joiden paksuudet ja ahvenanmaa syvyyssuuntaisesta kerroksesta, jotka kulkevat laatikoihin ja niistä pois. Mustat nuolet vaihtelevat 1,8-10 m välillä. kuvaavat kahta merkittävää voimaa, jotka vaikuttavat veden virtaukseen, eli veden pinnalla vaikuttavaa tuulta sekä merenpohjan ja veden välistä kitkaa. 8 9

6 Vedenlaatumalli ja simulaatiot Käyttöliittymä Jokainen vedenlaatumallin blokki koostuu 10 m paksuisesta pintavesikerroksesta, pohjan muotojen Käyttöliittymän avulla mukaan vaihtelevasta syvän veden SEABED mallin loppukäyttäjät kerroksesta sekä sedimenttikerroksesta. voivat tarkastel- Veden ja ravinteiden virtaukset blokkien sisällä ja välillä blokkia, valita alueella la esimerkiksi yksittäistä on simuloitu yhdistämällä hydrodynaamisen mallin sekä biogeoke- sijaitsevan ravinnelähteen ja seurata sen vaikutuksia miallisten mallien antama alueellinen informaatio. Biogeokemialliset vedenlaatuun vuosien kuluessa. Ravinnelähteitä voi mallit simuloivat biologisia ja kemiallisia prosesseja vesikerroksessa ja sedimentissä. Näin malliin ja niistä tulevia ravinne- myös lisätä tai ottaa pois, on saatu yhdistettyä mm. fosforin kuormituksia voi muuttaa. vapautuminen sedimentistä eli Käyttöliittymä näyttää tulokset niin sanottu sisäinen kuormitus. käyttäjän omista si- mulaatioista sekä taulukkomuodossa että kuvana. Vedenlaatumallissa alueellisten hydrodynaamisten mallien hilasolut on koottu yhteen suuremmiksi kokonaisuuksiksi (blokeiksi) kuvaamaan EU:n vesipolitiikan puitedirektiivissä 10 mainittuja vesimuodostumia. 11

7 Skenaariot [1] Vesipuitedirektiiviskenaario [Water framework Directive, WFD] Ilmastonmuutos Kuva Ahvenanmaan maakuntahallituksen ympäristötoimisto Veden laatu Korkea Hyvä Keskinkertainen Huono Erittäin huono Määrittelemätön Miten EU:n vesipuitedirektiivin kansallisten toimintasuunnitelmien toteuttaminen vaikuttaa vedenlaatuun? [2] HELCOM:n Itämeren toimintasuunnitelmaskenaario [Baltic sea action plan, BSAP] Miten vedenlaatu muuttuu, jos HELCOM:n Itämeren toimintasuunnitelma ja siinä esitetyt vesiensuojelutoimet toteutetaan kokonaisuudessaan? [3] Ilmastonmuutosskenaario Millaisia vaikutuksia ilmastonmuutoksella on mallinnusalueen vedenlaatuun? Metsätalous Maatalous Hapeton Vähähappinen BSAP Luo skenaarioita sekä lisää ja poista ravinnelähteitä SEABED-mallin avulla + =? [4] Yhdistelmäskenaario: Nykyinen vedenlaatu WFD+BSAP+Ilmastonmuutos Miten vedenlaatu muuttuu, jos kaikki SEABED-malli sisältää kahdenlaisia yllämainitut skenaariot toteutuvat? skenaarioita. Valmiiksi ajettuja skenaarioita on neljä ja ne on kuvattu yllä. Lisäksi mallin avulla voi tehdä omia WFD skenaarioita esim. lisäämällä tai poistamalla päästölähteitä, kuten kalankasvatuslaitoksia mallinnusalueelle Haja-asutus

8 Yhteistyö, tiedotus ja kommunikaatio Mitä tapahtuu, kun joukko insinöörejä, sedimenttitutkijoita, alueellisia ympäristöhallinnon edustajia ja ekologeja Suomesta, Ruotsista ja Ahvenanmaalta pannaan työskentelemään yhteisten tavoitteiden eteen? Projektin aikana opittiin miten tärkeässä asemassa kommunikaatio on kun projektipartnerit tulevat eri ammatti- ja tieteenaloilta. Lukuisat projektikokoukset ja työpajat olivat tarpeen, jotta saavutettiin yhteisymmärrys siitä millainen ekosysteemimalli saaristoon tarvitaan ja millainen malli on mahdollista toteuttaa. SEABED-projektin työstä tiedotettiin sidosryhmille ja akateemisille yhteisöille seminaariesitelmien ja posterien, yleisötilaisuuksien, työpajojen sekä internetsivujen välityksellä. Yleistajuisten ja tieteellisten artikkelien lisäksi projekti sai näkyvyyttä paikallisradioissa ja televisiossa. WP3 ja WP4 tapasivat projektin kuluessa lukuisia kertoja Suomessa, 14 Kuvat Annukka Pekkarinen Ruotsissa ja Ahvenanmaalla. Tapaamiset lujittivat työryhmien välistä yhteistyötä. 15 Ari Linna

9 Åbo Akademi Ahvenanmaan maakuntahallitus Uudenmaan elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus Varsinais-Suomen elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus IVL Svenska Miljöinstitutet Svelands Kustvattenvårdsförbund KTH Kungliga Tekniska Högskolan huso/seabed Taitto Tiia Suorsa Kannen kuva Irma Puttonen

Samankaltaiset tiedostot

BEVIS hankealueet. Ruotsi. Suomi. Turun - Ahvenanmaan - Tukholman saaristot

BEVIS hankealueet. Ruotsi. Suomi. Turun - Ahvenanmaan - Tukholman saaristot Turun - Ahvenanmaan - Tukholman saaristot Suomi BEVIS hankealueet A. Engqvist Ruotsi Monikansallisessa BEVIS-hankkeessa on vuosina 2004-2007 laadittu työkaluja, joita voidaan käyttää yhteisten vesiensuojelutoimenpiteiden