Valuma-alue kunnostuksen prosessit ja menetelmät Björn Klöve, Vesi- ja ympäristötekniikka, Teknillinen tiedekunta, Oulun yliopisto
Esityksen sisältö Vesistöjen ja valuma-alueiden tila Muutostekijät, vesistöjen vasteet ja kunnostuksen kohdentaminen (DPSIR prosessi) Kunnostuksen tavoitteet Kunnostusmenetelmät Turvemaiden erityiskysymykset Mittaus ja mallinnusmenetelmien rooli kunnostuksen suunnittelussa 2 26.6.2018
Vesistöjen ja valumaalueiden tila Metsät, suot, järvet ja harjus tyypillisiä boreaalisiä systeemejä, jotka vaikuttavat vesistöjen ominaispiiretisiin Monet valuma-alueet ovat hyvässä tilassa, mutta alueellisesti ongelmia mm. Turvemaiden ojitus Alunamaat Maatalous, metsätalous, turvetuotanto Kaivokset, Yhdyskunnat, Teollisuus jne Pienvesitilaan vaikuttanut suo-ojitus ja metsätalous (kiintoaines, morfologia, connectivity ) Maankäytön muutokset näkyvät herkästi pienissä vesistöissä, mutta niiden tila huonommin tunnettu Vesivoiman ja säännöstely vaikuttaa vesien tilaan varsinkin isoimmissa vesistössä 3 26.6.2018 Add footer if needed
lyhytaikanen säännöstely lisääntynyt, syy tuulivoimalla tuotettu energia vaatii lisää lyhytaikaista säännöstelyä 4 26.6.2018 Add footer if needed Ashraf et al. 2018 submitted
Tulevat muutostekijät ja vesistöjen vasteet DPSIR Drivers Muutostekijät, esim. biotalous, ilmaston muutos, säännöstely ym? Pressures - Vasteet - huuhtoutumien, eroosion, hajakuormitus State Vesistöjen tila kemiallinen ja ekologinen tila Impact - Vaikutukset ekosysteeemipalvelut (esim. virkistyskäyttö) Responses Toimenpiteet, esim. valuma-alue kunnostus Vesistöjen tilan parantamiseksi puututtava Muutostekijöihin, Vasteisiin ja/tai Toimenpiteisiin 5 26.6.2018 Add footer if needed
Maankäytön muutokset - biotalous - maa- ja metsätalous Vesistöjen käytön muutokset - säännöstely - pohjaveden otto 6 Ilmaston muutos - lumipeitteen ja roudan muutokset 26.6.2018 Add footer if needed Meriö et al. 2018 (submitted) Eskelinen, R. Ronkanen, A.K. Marttila, H. Isokangas, E. Kløve, B. 2015. Effect of soil frost on snowmelt runoff generation and surface water quality in drained peatlands. Boreal Environment Research.
Valuma-alue kunnostuksen tavoitteet Päästöjen vähentäminen (vesistökuormitus, kasvihuonekaasut) ja vesistön ekologisen tilan parantaminen Biodiversiteetin lisääminen Hydrologisen tilan ennallistaminen (vesitase, ali- ja ylivirtaamat) Muun käytön kuten virkistyskäytön ja metsästyksen lisääminen lisäämien 7 26.6.2018 Add footer if needed
Vesiensuojelun menetelmät valuma-alueella MENETELMÄT Maankäytön rajoitukset Suojavyöhykkeet Kosteikot Soiden ennallistaminen PROSESSIT 8 Kuormituksen muodostumisen estäminen Puhdistuprosessien toimivuuden mahdollistaminen (riittävä viipymä, kasvillisuus, maaperä jne) Veden pidättäminen valuma-alueelle (kuivuus ja tulvahaittojen vähentämien) Muiden tavoitteiden täyttäminen (biodiversiteetti, ekosysteemipalvelut)
Turvemaiden erityiskysymykset Merkittävä osa metsänkasvuta tulee turvemailta (25 %) Turvemaat usein lähellä vesistöjä tai yhteydessä niihin Ojitukset vaikuttavat siksi helposti veistoihin -Lähes luonnontilaisten alueiden ojitus? -Ojitus lähellä Natura alueita? - Paludiculture? Viimeaikaisia tutkimustuloksia (LUKE) Metsäojitusten jälkeen huuhtoutuminen lisääntyy ajan kuluessa Jatkuva kasvatus ehkä lupaava tekniikka päästöjen vähentämisen 9 26.6.2018 Add footer if needed
BIOWATER - biotalouden vesistövaikutusten arviointi Laajat suo-ojitukset 60-70 luvuilla Valuma-alue muutokset eivät näy kovin selvästi pääuomassa Vaikutukset luultavasti paikallisia sivuuomissa, mutta seuranta pääasiassa pääuomassa Vaikutuksen arviointi vaikeaa 10 26.6.2018 BIOWATER Nordic CoE hankkeessa edistetään biotalouden vesistövaikutusten arviointia
Luonnontilainen Soiden ennallistaminen Ojitettu 11 26.6.2018 Ennallistettu Meseret Menberu väitöstyö 2018 Hydrology of peat dominated headwater catchments: theories and empirical analysis, to study impacts of anthropogenic disturbance http://jultika.oulu.fi/record/isbn978-952-62-1937-0
Vaikutuksen mittaaminen ja mallintaminen Valuma-alueen nykyinen tila Ennallistaminen Tavoite Vasteet nopeita: esim. suo-ojien tukkimisen vaikutus suoveden pintaan Vasteet hitaita: esim. ekologiset muutokset 12 26.6.2018 Add footer if needed
Uusia mittausmenetelmiä vaikutusten arviointiin Lämpökamera paikallistaa lähteet Isotoopit paikallistavat pohjavesiekosysteemit 13 26.6.2018 Add footer if needed
Mittaus ja mallinnus Vaikutusten ennakointi ja minimointi valuma-aluetasolla Uusien haasteiden vaikutusten arviointi Esim. Mustijoen rautapitoisuuden laskenta (Markus Saari, Hannu Marttila ym)
Valunnan muodostus turvemailta: mallinnusesimerkki Ala-aho et al. 2017, 2018 HGS ja STARR mallinnus
Yhteenveto Vesien suojelun ja suunnittelun kannalta on tärkeä tunnistaa valuma-alueiden muutokset ja vasteet (DPSIR) Muutostekijät (biotalous, ilmaston muutos) voivat heikentää vesistöjen tilaa Maankäytön muutokset näkyvät latvavesissä ensin ja sitten ehkä pääuomassa (tapauskohtaisesti) Ilmastonmuutos merkittävä haaste Valuma-aluekunnostuksella useita tavoitteita ja käytössä useita vesiensuojelumenetelmiä Kunnostamisen vaikutuksia voi olla vaikea havaita, mutta hydrologiset vasteet ovat usein nopeita Mallinnuksella ja tutkimuksella on tärkeä rooli valuma-alueen kunnostuksen kokonaisvaltaisessa suunnittelussa 16 26.6.2018 Add footer if needed