Maankuivatuksen ja hydrologian käsitteitä Maa- ja metsätalouden kuivatus

Transkriptio

1 Maankuivatuksen ja hydrologian käsitteitä Maa- ja metsätalouden kuivatus Sivu Ojitusten luonnonmukainen peruskunnostus Hämeessä -hanke

2 Esityksen sisältö Maankuivatuksen käsitteitä Hydrologian käsitteitä Virtavesien luokittelu Maatalouden kuivatus Metsätalouden kuivatus Sivu

3 Maankuivatuksen käsitteitä Ojitus: Vesilain (587/2011) määritelmän mukaan ojitus tarkoittaa maan kuivattamiseksi taikka muunlaisen alueen käyttöä haittaavan veden poistamiseksi toteutettavaa: 1) ojan tekemistä; 2) ojan, noron tai puron suurentamista tai oikaisemista; sekä 3) sellaista noron tai puron perkaamista, johon ei sovelleta 6 luvun säännöksiä. (vesilain luku 6 koskee keskivedenkorkeuden pysyvää muuttamista) Kunnossapito: Ojan kunnossapidolla tarkoitetaan laajuudeltaan suppeita, vanhan ojitussuunnitelman mukaisia toimenpiteitä. Ojituksen hyödynsaajalla tai hyödynsaajilla on oikeus ja velvollisuus pitää oja kunnossa. Jos ojitushanketta varten on perustettu ojitusyhteisö (vanhassa vesilaissa ojitusyhtiö), sillä on velvollisuus kunnossapitoon. Sivu

4 Maankuivatuksen käsitteitä Peruskuivatus = Maan kuivattamiseksi suoritettavat valtaojien perkaukset, purojen virtausolosuhteiden parantaminen ja pienehköt pengerrykset. Peruskuivatus on edellytys toimivalle paikalliskuivatukselle. Paikalliskuivatus = Piiri-, sarka- ja salaojitus sekä pellon pinnan muotoilu Pellon ja metsän kuivatuksen lisäksi ojitushankkeiden tavoitteena voi olla tulvasuojelu Maatalous - Peruskorjaus = peruskuivatushanke, jolla aiemmin toteutettu ojitus uusitaan kokonaan tai merkittäviltä osiltaan Metsätalous - Kunnostusojitus = Vanhojen metsäojien perkaus, voi sisältää myös täydennysojia - Uudis-/ensiojitus = Alueen ensimmäinen ojitus - Täydennysojitus = Ojaverkoston täydentäminen uusia ojia kaivamalla Sivu

5 Hydrologian käsitteitä Valunta (R): Se osa alueelle tulevasta sadannasta, joka virtaa vesistöä kohti maan pinnalla, maaperässä tai kallioperässä. Yksikkönä on mm a -1 tai mm d -1. Sadanta (P): Aikayksikössä alueelle sataneen veden tai lumen määrä. Yksikkönä on mm a -1. Haihdunta (E): Aikayksikössä alueelta haihtuneen veden määrä. Yksikkönä on mm a -1. Vesitaseyhtälö: R = P - E - ΔS - vesitaseyhtälön mukaan valunta R saadaan vähentämällä sadannasta P valuma-alueen haihdunta E ja vesivaraston muutos ΔS. Sivu

6 Hydrologian käsitteitä Valuma-alue: Maaston korkeimpien kohtien rajaama alue, jolta sade- ja sulamisvedet valuvat samaan ojaan, puroon, jokeen, järveen tai mereen. Virtaama (Q): Vesimäärä, joka aikayksikössä virtaa uoman poikkileikkauksen läpi. Yksikkönä käytetään tavallisesti kuutiota sekunnissa m 3 s -1 tai litraa sekunnissa l s -1. Valuma (q): Alueelta virtaavan veden määrä aika- ja pinta-alayksikköä kohti. Yksikkönä on l s -1 km -2. Sivu

7 Hydrologinen kierto valuma-alueella Lähde: Hydrologian perusteet ja maan vesitalous. Peltosalaojituksen suunnittelu kalvosarja opetuskäyttöön. Salaojayhdistys ry. > Julkaisut Sivu

8 Virtaaman tunnusluvut ja mitoitusvirtaama Mitoitusvirtaama: Esimerkiksi ojien, rumpujen ja vesiensuojelurakenteiden mitoituksessa käytettävä virtaama. Mitoitusvirtaamaksi valitaan yleensä lumen sulamisen aikainen kevätvalunta Ylivirtaaman toistuvuus ilmaistaan alaindeksillä - Esimerkiksi HQ 1/20 tarkoittaa keskimäärin kerran 20 vuodessa tapahtuvaa ylivirtaamaa Maankäyttö vaikuttaa mitoitusvirtaaman valintaan - Taajamissa on perusteltua käyttää mitoitusvirtaamana MQ 1/100 rakennusten ja tieverkoston tulvasuojelu - Peltoalueilla valtaojien mitoitusvirtaaman on yleensä HQ 1/20 viljelysmaan tulvasuojelu - Metsäojat voidaan mitoittaa jopa MHQ mukaan Metsän tulvasuojelu Vastaavat tunnusluvut voidaan määrittää myös vedenkorkeudelle (W) ja valunnalle (q) Sivu

9 Mitoitusvirtaaman määrittäminen Pienistä uomista on harvoin riittävästi mittaustietoa ylivirtaamien määrittämiseksi. Ylivalumaan (Hq) ja ylivirtaamaan (HQ) vaikuttavat mm. valuma-alueen pinta-ala ja muoto, lumen vesiarvon maksimi ja valuma-alueen järvisyys. Ylivirtaaman ja ylivalunnan määrittämiseksi on laadittu tutkimukseen ja mittauksiin perustuvia nomogrammeja ja laskentakaavoja. Sivu

10 Virtavesien luokittelu Lähde: Pajula H., Järvenpää L Maankuivatuksen ja kastelun suunnittelu Työryhmän mietintö. Suomen ympäristökeskuksen raportteja 23/2007. Valuma-alueen koko muutettu vastaamaan nykyistä vesilakia 587/2011. Sivu

11 Oja, noro, puro vai joki? Oja ja valtaoja - Kaivettu uoma, jonka tarkoituksena johtaa vesi pois kuivatettavalta alueelta - Valtaojalla tarkoitettaan ojaa, johon johdetaan piiri-, sarka- ja salaojista tulevat vedet Noro - Puroa pienempi vesiuoma, ei ole vesistö - Ei pysyvää virtausta läpi vuoden, kalankulku ei ole merkittävässä määrin mahdollista - Valuma-alue alle 10 km 2 - Luonnontilaisen, muualla kuin Lapin maakunnassa sijaitsevan noron luonnontilaa ei saa vaarantaa Puro - Jokea pienempi virtaavan veden vesistö - Valuma-alue km 2 - Puron valuma-alue voi olla myös alle 10 km 2, mikäli siinä virtaa jatkuvasti vettä ja kala voi kulkea - Puron suurentaminen, oikaiseminen tai perkaus käsitellään ojituksena, mikäli samalla ei muuteta pysyvästi keskivedenkorkeutta - Myös perattu puro on vesistö Joki - Virtaavan veden vesistö, jonka valuma-alue on vähintään 100 km 2 Sivu

12 Miksi kuivatusta tarvitaan? (maatalous) Maanviljely Suomessa edellyttää toimivaa peruskuivatusta, joka mahdollistaa paikalliskuivatuksen - Paikalliskuivatus hoidetaan nykyään pääosin salaojituksella Suomessa peltojen kuivatuksen on oltava tehokkaampaa kuin monissa muissa maissa, koska - kasvukausi on lyhyt - lumien sulamisvedet on johdettava pois viljelymailta tehokkaasti - sadanta jakautuu kasvukaudella epäedullisesti - peltomaiden vedenläpäisykyky on huono - turvemaita on runsaasti Vesitalouden säädöllä - maksimoidaan kasvien kasvu - torjutaan hapenpuutetta - varmistetaan pellon kantavuus ja maan hyvä rakenne Maan kuivattaminen parantaa maan lämpötaloutta Sivu

13 Maatalouden ojituksen historiaa Maankuivatus viljelytarpeisiin alkoi 1700-luvulla - Kaskiviljely ja soiden kuivaus - Peltojen avo-ojitus vakiintui - Työt sattumanvaraisia ja toteutuksen taso vaihteli Laajamittaisin kuivatustoiminnan kausi sotavuosien jälkeen - Suurin osa peruskuivatushankkeista on tehty välisenä aikana - Valtion tuki peruskuivatushankkeille ja maatalouden koneellistuminen lisäsivät kuivatushankkeiden määrää - Nykyisin lähes kaikki Suomen viljelyalueet on peruskuivatettu ainakin kertaalleen Nykyisin ojitukset ovat pääasiassa vanhojen ojitusten peruskorjaushankkeita Sivu

14 Peltojen peruskuivatuksen nykytila Valtaojien kunnostustarve on suuri noin hehtaarin alueella* Kunnostustarvetta noin hehtaarin alueella* - peltojen painumisen tai ojien umpeenkasvun vuoksi ojien kuivatussyvyys pienentynyt > peruskuivatus ei toimi - Vireillä olevien peruskuivatushankkeiden määrä ei vastaa tarvetta Vuokraviljelyn lisääntyminen vähentänyt kiinnostusta ojitushankkeisiin Maatalouden tukipolitiikka on muuttunut siten, että tuet perustuvat enemmän pinta-alaan kuin tuotantomääriin Peruskuivatuksen hyötyalat vuosina (Salaojakeskus 2002) * Suomen kuivatustilatutkimus, toteutettu Sivu

15 Ojitustoimitushakemukset ja ojitustoimituksissa käsiteltyjen hankkeiden yhteinen hyötypinta-ala vuosina Lähde: Maankuivatuksen ja kastelun suunnittelu -opas. Luonnos Maatilatalouden kehittämisrahastosta (Makera) ojituksiin myönnetyt avustukset vuosina Lähde: Maankuivatuksen ja kastelun suunnittelu -opas. Luonnos Sivu

16 Miksi kuivatusta tarvitaan? (metsätalous) Metsäojitus on metsän perusparannustoimenpide, jonka tarkoituksena säädellä maan kuivatustilaa puuston kasvun kannalta edullisemmaksi Metsäojitukset kohdistuvat soille ja soistuneille kankaille Puunkasvun kannalta sopivana kuivatussyvyytenä pidetty yleisesti n. 40 cm kuivatussyvyyttä Kuivatuksen tavoitteena on puuston kasvun lisäys, kasvatusajan lyhentäminen ja ravinteiden saatavuuden parantaminen Kuivatustarve kasvaa hakkuiden jälkeen, sillä puusto haihduttaa vettä tehokkaasti Sivu

17 Metsätalouden ojitusten historiaa Metsämaiden ojituksia on tehty jo 1700-luvulla mm. uittoperkausten yhteydessä Varsinainen metsäojitustoiminta alkoi 1930-luvun alussa - Huipussaan ( ha/v) Suomen pinta-alasta on 77 % metsätalousmaata, josta 22 % eli 5,7 milj. hehtaaria on ojitettua Soiden ojituksilla puuston vuotuista kasvua on lisätty 10 milj. m3 - Metsäojia arviolta 1,5 milj. km (2009) Nykyään uudisojituksia ei juuri tehdä Kunnostusojitusten osuus kasvussa Sivu

18 Metsäojitusten nykytila Nykyisin lähes pelkästään kunnostusojituksia - Metsätalouden ympäristöohjelmassa vuonna 1994 metsäsektori sitoutui luopumaan uudisojituksista - Taustalla kestävän metsätalouden periaatteet ja metsäsertifioinnin ekologiset kriteerit - Uudisojituksille ei myönnetä KEMERA-tukea Kunnostusojituksen tarve vuoden kuluttua uudisojituksesta - Kansallisen metsäohjelman (KMO) 2015 asettama vuotuinen työtavoite on hehtaaria - Kunnostusojitusten tarpeessa on 1,6 milj. ha metsämaata Sivu

19 Soiden ojitusten määrä Sivu

20 Lähde: Tilastopalvelu MetINFO Sivu

21 Metsätalouden kunnostusojituskelpoisuus Kunnostusojitustarve arvioidaan kuivatustilanteen ja taloudellisen kannattavuuden perusteella - Huomioidaan ravinteisuus, puuston määrä ja lämpösumma - Ensiojituksen jälkeen syntynyt metsä Keskipituus 5-6 metriä Runkoluku kpl/ha kasvupaikasta riippuen - Myönteisten vaikutusten tulee näkyä kasvussa (kitu- ja joutomaat kannattaa jättää ojittamatta) - Kunnostusojituksen ja muiden hoitotoimenpiteiden investoinnit tuottavat kahden prosentin reaalisen koron Sivu

22 Kunnostusojituskelpoisuus Lähde: Hyvän metsänhoidon suositukset turv le Sivu

23 Toimintaympäristön muutos Maatalouden voimakas rakennemuutos - Tilojen määrä vähenee ja koko kasvaa - Peltojen kokonaisala pysynyt lähes ennallaan 1970-luvulta lähtien - Tuotantosuunnan muutos Ojitukset tehostuivat koneellistumisen myötä 1950-luvulla - Muoviputki korvasi tiilet ja puun salaojaputkissa (1980-luvulla) - Tietokoneet ja GPS-laitteet mukaan suunnitteluun 80-luvun puolivälistä Vesiensuojelu yleiseen tietoisuuteen 1970-luvulta alkaen - Valumavesien ravinnepitoisuudet huomioitiin - Vesiensuojelu mukaan kuivatuksen tavoitteisiin Vesienhoidon tavoitteet, EU:n vesipuitedirektiivi - Tavoitteena vesien hyvä tila - Maa- ja metsätalouden vesistökuormituksen vähentäminen Sivu

24 Lähteet ja lisätietoa Maankuivatuksen ja kastelun suunnittelu opas. Luonnos 9/2014. Julkaistaan ympäristöhallinnon verkkopalvelussa Peltosalaojituksen suunnittelu kalvosarja opetuskäyttöön. Salaojayhdistys ry. > Julkaisut Kansallinen metsäohjelma Metsäalasta biotalouden vastuullinen edelläkävijä. Valtioneuvoston periaatepäätös Saatavilla: aatepaatos_ pdf Joensuu, S., Hynninen, P., Heikkinen, K., Tenhola, T., Saari, P., Kauppila, M., Leinonen, A., Ripatti, H., Jämsen, J., Nilsson, S. & Vuollekoski, M Metsätalouden vesiensuojelu Kouluttajan aineisto. Saatavilla: Salaojituksen tavoiteohjelma Salaojakeskus ry. Saatavilla: Ruotsalainen, H Hyvän metsänhoidon suositukset turv le. Metsäkustannus Oy. Joensuu, S., Kauppila, M., Lindén, M. & Tenhola, T Hyvän metsänhoidon suositukset - Vesiensuojelu. Metsätalouden kehittämiskeskus Tapion julkaisuja. Saatavilla: Mustonen, S Sovellettu hydrologia. Vesiyhdistys ry. Paasonen-Kivekäs M., Peltomaa R., Vakkilainen P., Äijö H Maan vesi- ja ravinnetalous Ojitus, kastelu ja ympäristö. Salaojayhdistys ry. 452 s. ISBN Sivu