Metsätehon raportti 153 19.8.2003 Raakapuukuljetusten kelirikkohaittojen vähentäminen Olavi Pennanen Olli Mäkelä
Raakapuukuljetusten kelirikkohaittojen vähentäminen Olavi Pennanen Olli Mäkelä Metsätehon raportti 153 19.8.2003 Konsortiohanke: Kuhmo Oy, Metsähallitus, Metsäliitto Osuuskunta, Metsäteollisuus ry, Stora Enso Oyj, UPM-Kymmene Oyj, Vapo Timber Oy, Yksityismetsätalouden Työnantajat r.y., Tiehallinnon keskushallinto, Savo-Karjalan tiepiiri, Oulun Tiepiiri, Keski-Suomen tiepiiri Asiasanat: kelirikko, puunkuljetus, kuljetusten suunnittelu Metsätehon raportti 153 19.8.2003 2
ALKUSANAT Selvityksessä on kehitetty suunnittelumenetelmä, jossa puuvaratietoihin pohjautuvien hakkuuennusteiden perusteella laaditaan raakapuun kuljetusennuste tieverkolle. Kuljetusennustetta käytetään apuna sorateiden kelirikkokorjausten kiireellisyyden arviointiin ja korjausohjelman laatimiseen. Suunnittelualue on kattanut Pohjois-Savon, Kainuun ja Koillismaan. Tavoitteena on ollut, että selvityksessä kehitettyä suunnittelumenetelmää voidaan soveltaa myös muilla alueilla. Selvitys on tehty metsäteollisuuden ja Tiehallinnon yhteistyönä. Metsäteollisuus on osallistunut selvitysprojektiin Metsäteho Oy:n kautta. Tiehallinnosta projektiin ovat osallistuneet keskushallinto sekä Keski-Suomen, Savo- Karjalan ja Oulun tiepiirit. Puuvaratiedot on saatu Metsäntutkimuslaitokselta valtakunnan metsien inventoinnin aineistosta. Selvitysprojektin johtoryhmä on pitänyt neljä kokousta. Johtoryhmän työskentelyyn ovat osallistuneet Harri Rumpunen Metsäteollisuus ry:stä, Pertti Blomberg ja Juha Pyhäjärvi Metsähallituksesta, Kari Peltonen Metsäliitto Osuuskunnasta, Pertti Lipponen ja Esa Ojala Stora Enso Oyj:stä, Martti Kettunen ja Timo Salonen UPM-Kymmene Oyj:stä, Tenho Hynynen, Risto Helle, Marjut Pirinen ja Vesa Pölönen Pohjois-Savon metsäkeskuksesta, Viljo Virkkunen Kainuun metsäkeskuksesta, Tuomas Toivonen Tiehallinnon keskushallinnosta, Martti Halmela Keski-Suomen tiepiiristä, Pasi Patrikainen ja Mika Savolainen Savo-Karjalan tiepiiristä sekä Martti Norrkniivilä ja Pekka Toiviainen Oulun tiepiiristä. Metsäteho Oy:stä selvityksen laatimiseen ovat osallistuneet Olavi Pennanen (koko selvityksen projektipäällikkö), Jouko Örn ja Sirkka Keskinen. Tiepuolen konsulttina toimineesta Tieliikelaitoksesta selvityksen laatimiseen ovat osallistuneet Olli Mäkelä (vastuuhenkilö), Marja Bäck, Eerik Jarkko, Jutta-Leea Kärki, Juha Litmanen ja Marita Rundelin. Kuopiossa elokuussa 2003 Projektin johtoryhmä Metsätehon raportti 153 19.8.2003 3
SISÄLLYS ALKUSANAT...3 TIIVISTELMÄ...5 1 JOHDANTO...6 1.1 Tausta...6 1.2 Selvityksen tavoitteet...6 1.3 Selvityksen sisältö ja työvaiheet...7 2 KELIRIKON HAITAT METSÄTALOUDELLE...10 2.1 Tutkimuksen tavoite...10 2.2 Tutkimusmenetelmä...10 2.3 Tulokset...11 2.4 Kelirikon poiston kustannukset...12 3 HAKKUU- JA KULJETUSMÄÄRÄENNUSTEET...12 3.1 Käytetty pienaluejako...12 3.2 Puuvaratiedot valtakunnan metsien inventoinnin aineistosta...14 3.3 Hakkuu- ja kuljetusmääräennusteet...14 3.4 Metsäkeskusten metsäsuunnitteluaineiston hyödyntäminen...15 4 RAAKAPUUKULJETUKSET JA KULJETUSKOHTEET...17 4.1 Yleistä raakapuukuljetuksista...17 4.2 Raakapuun hankinta- ja kuljetusprosessi...18 4.3 Kuljetuskohteet ja kuljetusten suuntautuminen...19 5 KULJETUSMÄÄRÄT TIEVERKOLLA...22 5.1 Kuljetusten sijoittelu tieverkolle...22 5.2 Raakapuukuljetusten määrä tiestöllä...23 6 KELIRIKKO JA SEN LAAJUUS...27 6.1 Kelirikon synty...27 6.2 Kelirikon laajuus valtakunnallisesti...27 6.3 Kelirikko suunnittelualueella...30 7 KELIRIKKOTEIDEN KUNNOSTUSOHJELMA...33 7.1 Korjauskohteiden määrittäminen ja parantamiskustannukset...33 7.2 Kustannussäästöt raakapuukuljetuksille...34 7.3 Kunnostusohjelma...35 8 KELIRIKKO-OHJELMAN VAIKUTUKSET...39 9 ESITYKSET JA SUOSITUKSET JATKOTOIMIKSI...40 LÄHDELUETTELO...42 LIITTEET: Liite 1. Pienalueiden lukumäärä ja keskikoko kunnittain Liite 2. Kelirikkohankkeet Pohjois-Savossa Liite 3. Kelirikkohankkeet Kainuussa ja Koillismaalla Metsätehon raportti 153 19.8.2003 4
TIIVISTELMÄ Kelirikosta metsätaloudelle aiheutuvat lisäkustannukset koko maassa ovat suuruusluokaltaan 100 milj. euroa/v, josta yleisten teiden osuus on arviolta 65 milj. euroa/v. Lisäkustannukset koostuvat puutavaran ylimääräisestä varastoinnista ja siitä johtuvista laatumenetyksistä sekä puukorjuu- ja autokuljetuskaluston käytön epätasaisuudesta. Lisäkustannusten laskennan lähtökohtana olivat uuden kuljetusmahdollisuuden (kelirikonaikaisen) tuomat hyödyt. Hyödyt realisoituvat, kun puutoimitusten lisäämiselle kelirikkoaikana saadaan riittävä varmuus. Se edellyttää selkeää sitoutumista kelirikon poistoon yksittäisten kohteiden korjausten sijaan. Selvityksessä kehitettiin suunnittelumenetelmä, jossa puuvaratietoihin pohjautuvien hakkuuennusteiden perusteella laadittiin raakapuun kuljetusennuste tieverkolle. Kuljetusennustetta käytettiin apuna sorateiden kelirikkokorjausten kiireellisyyden arviointiin ja korjausohjelman laatimiseen. Suunnittelualue kattoi Pohjois-Savon, Kainuun ja Koillismaan. Suunnittelualue jaettiin 3770 pienalueeseen, joiden metsävarat määritettiin Metsäntutkimuslaitoksen valtakunnan metsien inventointiaineistosta. Toteutuneiden hakkuiden ja metsävaratietojen (hakkuupotentiaali) perusteella laadittiin hakkuuennusteet ja ennusteet alkavista raakapuukuljetuksista pienalueittain. Kuljetusten suuntautuminen eri kuljetuskohteisiin puunjalostuslaitoksiin, rautatielastauspaikkoihin ja uiton pudotuspaikkoihin selvitettiin raakapuukuljetusten suunnittelusta ja toteuttamisesta vastaaville tahoille tehdyllä kyselyllä. EMME/2 -liikennesuunnitteluohjelmistolla tehtiin tieverkkokuvaus ja raakapuun autokuljetukset sijoitettiin tieverkolle tiekohtaisiksi kuljetusmääriksi. Tiehallinnon soratierekisteristä koottiin tiedot kelirikkoisista tienkohdista ja yhdistettiin tarkasteltaviksi korjauskohteiksi, joille yksikköhintojen avulla laadittiin kustannusarviot. Kelirikkokorjausten hyödyt raakapuukuljetuksille määritettiin käyttäen apuna aiempaa selvitystä kelirikon haitoista metsätaloudelle ja arviota kelirikkoisten teiden kuljetussuoriteosuudesta. Hankkeiden tehokkuus arvioitiin laskennallisten ajokustannussäästöjen ja korjauskustannusarvioiden perusteella. Hankkeiden tehokkuuden ja tiepiirien rahoitusmahdollisuuksien perusteella laadittiin kelirikkoteiden korjausohjelmat erikseen Pohjois-Savoon ja Kainuun - Koillismaan alueelle. Yhteensä noin 16 milj. euron teiden korjauskustannuksilla saadaan valtaosa suunnittelualueen kelirikkokohteista korjattua. Hankkeilla arvioidaan saatavan noin 9 milj. euron hyöty vuosittain yksin metsätaloudessa, joten ohjelma on varsin kannattava. Selvityksessä saatiin hankkeille selvä kiireellisyysjärjestys. Selvityksen tuloksena saatiin aikaan toimiva menetelmä kelirikkokorjausten ohjelmoinnin avuksi, ja vastaavanlainen suunnitteluprojekti esitetään toteutettavaksi erityisesti tiepiireissä, joissa sorateiden kelirikko on laaja ongelma ja jotka ovat merkittäviä raakapuun tuottajia. Metsäautoteille ja yksityisteille esitetään vastaavantyyppistä kokeiluhanketta, jossa haetaan menettelytapoja kelirikkokorjausten edistämiseksi ja ohjelmoimiseksi. Tarkastelua kelirikon vaikutuksista ja kelirikon parantamisen kannattavuudesta esitetään laajennettavaksi muille tuotannonaloille. Myös kansantaloudellinen näkökohta on syytä ottaa huomioon. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 5
1 JOHDANTO 1.1 Tausta Sorateiden kelirikko estää puukuljetukset useiksi viikoiksi keväisin ja myös syksyisin ennen tiepohjien jäätymistä. Kelirikon vuoksi puuhuoltoa ei voida järjestää tasaisesti tehtaiden puunkäyttöä vastaamaan, vaan kelirikkokauteen joudutaan varautumaan varastoja kasvattamalla. Raakapuun ylimääräinen varastointi aiheuttaa lisäkustannuksia puutavaran käsittelyn, raaka-aineen laadun heikkenemisen ja sitoutuneen pääoman kautta. Lisäksi kausihuippujen vuoksi puunkorjuu- ja kuljetuskalustoon sekä henkilöstöön joudutaan varaamaan ylikapasiteettia, jonka vajaatyöllisyydestä aiheutuu lisäkustannuksia. Yleisistä teistä noin 18 000 km eli lähes kaksi kolmannesta sorateistä kärsii kelirikkohaitasta. Vuosittain kelirikkorajoituksia on asetettu 3 000-4 000 kilometrin matkalle. Tiepiirit laativat ja ylläpitävät ohjelmia kelirikkoisten tieosuuksien parantamisesta. Metsätalouden kannalta kelirikkokorjaukset tulee kohdistaa ensisijaisesti sellaisille tieosille, jotka rajoittavat laajojen metsäalueiden kuljetuksia /5/. Raakapuuvirtojen ennustaminen on hankalaa, koska hakkuut siirtyvät jatkuvasti alueelta toisille. Siten liikennelaskentoihin perustuva tieto raskaan autoliikenteen määrästä ei ole kovin luotettava lähtökohta parannettavien tieosien valinnassa. Metsävaroista ja sitä kautta hakkuumahdollisuuksista käytettävissä olevat tiedot ovat parempi pohja raakapuukuljetusten määräennusteille. 1.2 Selvityksen tavoitteet Selvityksen tavoitteena on kehittää raakapuun kuljetustarpeista lähtevä menetelmä, joka tukee tiepiirejä runkokelirikon korjauskohteiden priorisoinnissa ja korjausohjelmien teossa. Yhteistyössä Tiehallinnon ja metsäteollisuuden kanssa on luotu menettely, jonka avulla korjauskohteet voidaan asettaa raakapuukuljetusten kannalta tärkeysjärjestykseen. Menetelmässä otetaan huomioon parannettavan tieosuuden takana olevat metsävarat ja hakkuumahdollisuudet, jotka kuvaavat tien merkitystä puuhuollon kannalta. Kelirikosta metsätaloudelle aiheutuvat lisäkustannukset ovat varsin suuret. Lisäkustannukset koostuvat puutavaran ylimääräisestä varastoinnista ja siitä johtuvista laatumenetyksistä sekä puunkorjuu- ja autokuljetuskaluston käytön epätasaisuudesta. Selvityksessä haetaan mallia, kuinka nämä epäsuorat lisäkustannukset voidaan kohdistaa yksittäiselle kelirikkotielle ja siten ottaa huomioon parantamishankkeiden kannattavuuden arvioinnissa. Selvityksessä kelirikkoteiden kunnostusta tarkastellaan pelkästään raakapuukuljetusten kannalta. Kelirikkoteiden parantamisohjelmaa tehtäessä on tarpeen ottaa huomioon myös muut näkökohdat, kuten asutuksen määrä, maito- ja muut elintarvikekuljetukset sekä linja-autoliikenteen tarpeet. Eri näkökohtien yhteensovitus jää tämän selvityksen ulkopuolelle. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 6
1.3 Selvityksen sisältö ja työvaiheet Selvityksen suunnittelualue käsittää Pohjois-Savon 1 ja Kainuun maakunnat sekä Kuusamon, Pudasjärven ja Taivalkosken kunnat, joita tässä raportissa nimitetään Koillismaaksi (kuva 1). Kuva 1. Suunnittelualue käsittää Pohjois-Savon, Kainuun ja Koillismaan. 1 Kangaslammin kunta on siirtynyt vuoden 2002 alusta Etelä-Savosta Pohjois-Savon maakuntaan. Useat tässä selvityksessä käytetyt lähtöaineistot ovat ainakin osittain ennen vuotta 2002 ja yhtenäisen aineiston kokoaminen olisi edellyttänyt erityistoimia. Tämän vuoksi hakkuu- ja kuljetusmääräennusteita tai kelirikko-ohjelmaa ei ole tehty Kangaslammille. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 7
HAKKUU- JA KULJETUSMÄÄRÄENNUSTEET OSA-ALUEITTAIN Metsäkeskusten ja metsänhoitoyhdistysten alueelliset ja tilakohtaiset metsäsuunnitelmat (hakkuupotentiaali m 3 ) Metsäntutkimuslaitoksen metsäinventoinnin ruutuaineisto (hakkuupotentiaali m 3 ) Hakkuuennusteet (m 3 /v) Kuljetusmäärät (autokuormaa/v) KULJETUSTEN KOHDISTUMINEN TIEVERKOLLE - puutavaran kuljetusvirtojen sijoittelu tieverkolle kuljetusten suunnitteluohjelmistolla (EMME/2) - tieverkon kuvaus, osa-alueiden rajaus ja aluesyötöt - kuljetuskustannukset tieverkolla - kuljetuskohteet ja niiden kapasiteetti (puunjalostuslaitokset, sahat, rautatielastauspaikat, uiton pudotuspaikat) - raakapuuvirrat tieverkolla KELIRIKKOISTEN TIEOSUUKSIEN PARANTAMINEN Parantamiskustannukset teittäin Hyödyt puukuljetuksille teittäin Hyöty-kustannussuhde teittäin Muut vaikutukset KELIRIKKOTEIDEN KUNNOSTUSOHJELMA - kannattavuus teittäin - kustannukset - muut näkökohdat - ohjelman vaikutukset Kuva 2. Selvityksen työohjelmakaavio. Selvityksen kulku ja työvaiheet on esitetty kuvassa 2. Selvityksen päävaiheet ovat seuraavat: Suunnittelualueelle on tehty pienaluejako (yhteensä 3770 pienaluetta) siten, että pienalueelta alkavat raakapuukuljetukset voidaan riittävällä tarkkuudella kohdistaa yleisten teiden verkolle. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 8
Metsävarat (hakkupotentiaali) pienalueittain on määritetty Metsäntutkimuslaitoksen metsäinventoinnin aineistosta. Myös metsäkeskusten metsäsuunnitelmien käyttömahdollisuudet hakkuupotentiaalin määrittämiseksi on selvitetty. Metsävaratietojen (hakkuupotentiaali) perusteella on laadittu hakkuuennusteet pienalueille. Hakkuuennusteet (m 3 /v) on muutettu pienalueelta alkavien autokuljetusten määräennusteiksi (autokuormaa/vrk). Liikennesuunnitteluohjelmistolla (EMME/2) on tehty tieverkkokuvaus, johon pienalueet on kytketty syöttölinkeillä. Kuljetusten suuntautuminen (kuljetuskohteet) on selvitetty raakapuukuljetusten suunnittelusta ja toteuttamisesta vastaaville tahoille tehdyn kyselyn avulla. Pienalueilta alkavat autokuljetukset on sijoiteltu tieverkolle tieosakohtaisiksi kuljetusmääräennusteiksi. Tiehallinnon soratierekisteristä on koottu tiedot kelirikkoisista tienkohdista ja yhdistetty tarkasteltaviksi korjauskohteiksi. Korjauskohteille on laadittu parantamisen kustannusarviot. Kelirikkokorjausten hyödyt raakapuukuljetuksille on määritetty käyttäen apuna valtakunnallista selvitystä kelirikon haitoista metsätaloudelle ja arviota kelirikkoisten teiden kuljetussuoriteosuudesta. Kelirikkokorjausten hyödyt on laskettu korjauskohteittain. Kelirikkokorjausten tehokkuus on laskettu kohdekohtaisesti. Kunnostusohjelma on laadittu ottaen huomioon hankkeiden tehokkuusjärjestys ja tiepiirien arvioimat rahoitusmahdollisuudet. Ohjelmasta on laadittu kannattavuustarkastelut ja arvioitu ohjelman vaikutukset. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 9
2 KELIRIKON HAITAT METSÄTALOUDELLE 2.1 Tutkimuksen tavoite Metsätehon aiemmin toteuttamassa projektissa selvitettiin puuhuollolle kelirikosta ja kausivaihtelusta aiheutuvat vuosittaiset lisäkustannukset. Valtakunnallisten tilastojen ja puunkäyttötietojen perusteella määritettiin kausivaihtelu ja laskettiin sen merkitys kalustomääriin, varastointikustannuksiin ja puutavaran laadun heikkenemiseen. Alueittainen tarkastelu kohdistettiin kolmelle esimerkkialueelle. Ne olivat Hämeen, Savo-Karjalan ja Oulun tiepiirien alueet. 2.2 Tutkimusmenetelmä Kustannusvaikutusten tarkastelussa hyödynnettiin Metsätehon laskentamenetelmiä ja aiempia tutkimuksia. Kustannusvaikutukset tarkasteltiin ottamalla huomioon suorat puunhankinnan kustannusvaikutukset sekä välilliset esimerkiksi varastoinnista aiheutuvat laatukustannukset. Kelirikon vaikutuksia puunhankinnan eri vaiheissa selvitettiin kysely-/haastattelututkimuksen avulla, jotka kohdistettiin Tiehallinnon ja puunhankinnan edustajille. 1000 m 3 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 Hakkuu Käyttö 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Kuukausi Kuva 3. Kotimaisen puun keskimääräinen kuukausittainen käyttö ja hakkuut vuosina 1998 2000. Tarkastelu kohdistettiin mm. seuraaviin tekijöihin: kausivaihtelun vaikutus korjuun ja kuljetuksen resurssien käyttöön, kuljetusmatkojen piteneminen, välivarastointi ja lisääntyneet käsittelykerrat, yksityisteiden kunnostus kuljetuksia varten ja vaurioiden korjaus, varastoihin sitoutuneen pääoman kasvaminen, raaka-aineen jalostusarvon aleneminen ja jalostuskustannusten kasvu, tuotteiden markkinoinnin ja myynnin muutokset, Metsätehon raportti 153 19.8.2003 10
hankinnan suunnittelun ja toteutuksen työpanoksen lisääntyminen sekä kelirikkokelpoisten leimikoiden kantohintavaikutukset. 2.3 Tulokset Puuhuollolle ja metsätaloudelle on Suomessa tyypillistä voimakas kausivaihtelu. Pääsyynä siihen on sorateiden kelirikko, joka katkaisee puukuljetukset keväisin ja usein myös syksyisin. Kelirikon vuoksi puuhuoltoa ei voida järjestää tasaisesti tehtaiden puunkäyttöä vastaavasti, vaan siihen joudutaan varautumaan varastoja kasvattamalla. Kausivaihtelusta syntyy teollisuuden puuhuollolle lisäkustannuksia vuosittain noin 100 miljoonaa euroa vuodessa koko maassa. 5 % 8 % Puunkorjuu Kaukokuljetus 13 % Hallinto 42 % Varastointi Laatumenetykset Teiden korjaukset 16 % Korko 3 % 13 % Kuva 4. Kausivaihtelun puuhuollolle aiheuttamien kustannusten jakauma eri tekijöihin. Tehtaiden puuhuollon varmistamiseksi joudutaan mittavaan varastointiin, mikä aiheuttaa ylimääräisiä käsittelykuluja sekä puun laadun heikkenemisestä syntyviä kustannuksia jalostuksessa ja lisäksi korkokuluja. Laatutappioiden välttämiseksi puuvarastoja suojataan eri toimenpitein mm. lumella peittämällä, mikä nostaa myös varastointikustannuksia. Tutkimuksen mukaan kausivaihtelusta johtuvat varastointi- ja laatukustannukset ovat yhteensä noin 45 miljoonaa euroa vuodessa. Metsäteollisuuden puuhuollon käytössä on yli 3000 metsäkonetta ja noin 1500 puutavara-autoa. Tähän kalustoon ovat pienyrittäjät investoineet lähes 1,5 miljardia euroa. Kausivaihtelun vuoksi kaluston määrä on mitoitettu kelirikkoa edeltävän käyttöhuipun mukaan. Kevät- ja syyskelirikon vuoksi kaluston seisokkiajan osuus on 28 %, kun se käyttömäärien mukaan laskien olisi 11 %. Kelirikosta johtuva kausivaihtelu aiheuttaa lisäksi huomattavasti ylimääräisiä työvoima- ja hallintokustannuksia teollisuuden metsäosastoille. Tutkimuksessa on laskettu kaluston seisokkien ja ylikapasiteetin aiheuttamiksi lisäkustannuksiksi yrittäjille sekä metsäteollisuudelle yhteensä 55 miljoonaa euroa vuodessa. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 11
Lisäkustannuksia syntyy myös heikkokuntoisten yksityisteiden korjauksista, mikäli kuljetukset niillä ylipäätään ovat mahdollisia. Kelirikkoaikaan puute kuljetuskelpoisten teiden varrella olevista leimikoista nostaa vielä puun hintatasoa kausiluontoisesti. Kelirikosta on haittaa myös muille aloille. 2.4 Kelirikon poiston kustannukset Tiehallinto käyttää vuosittain noin 12 miljoonaa euroa kelirikkokohtien parannukseen. Runkokelirikon poistamisen koko yleiseltä tieverkolta arvioitiin maksavan 70-120 miljoonaa euroa. Vastaavaan kustannussäästöön olisi mahdollisuudet, jos puunhankinnan kausivaihtelu saataisiin poistettua. Kausivaihtelua voidaan vähentää merkittävästi, kun osa nykyisin kelirikon taakse jäävästä puusta olisi toimitettavissa tehtaalle kelirikon riskiaikana. Jaksottamalla työ muutamille vuosille ja kohdistamalla korjaustoimet ensisijaisesti sellaisille tieosille, joilla rajoitukset sulkevat käytöstä laajimmat metsäalueet, kelirikon poistaminen voidaan osoittaa yhteiskuntataloudellisesti erittäin kannattavaksi. Kelirikon poistamiseen tähtäävän ohjelman laatimiseen tulisi pikimmiten ryhtyä. Yleisten teiden ohella myös yksityisteiden ympärivuotinen käytettävyys puukuljetuksiin tulee varmistaa. Tämä edellyttää nykyistä suurempaa panostusta yksityisteihin sekä neuvontaa. 3 HAKKUU- JA KULJETUSMÄÄRÄENNUSTEET 3.1 Käytetty pienaluejako Suunnittelualueelle on tehty kattava pienaluejako, joka on ollut pohjana puuvaratietojen hankinnalle ja hakkuuennusteiden laadinnalle sekä raakapuukuljetusten tieverkkosijoittelulle. Pienalueet on rajattu karttatyöskentelynä ArcView -paikkatieto-ohjelmalla. Ohjelmassa kartan päällä on ollut yleisten teiden tieverkkokuvaus (EMME/2 -verkkokuvaus). Aluejako ja alueiden syöttöpisteet tieverkkoon on tehty siten, että kuljetukset saadaan sijoitettua riittävällä tarkkuudella tieverkolle. Lähtökohtana käytettyä Tiehallinnon yleisten teiden tieverkkokuvausta on jouduttu huomattavasti tarkentamaan, jotta kuljetusten sijoittelussa on päästy riittävään tarkkuuteen. Kuvassa 5 on esimerkki pienaluejaosta ja EMME/2 -tieverkkokuvauksesta. Pienalueet on rajattu siten, että niiltä tulevat raakapuukuljetukset voidaan aluesyöttöjen avulla mahdollisimman hyvin kohdistaa yleisille teille. Aluesyöttöjen solmupisteet on pyritty sijoittamaan metsäteiden tai yksityisteiden liittymiin. Aluerajoina on hyödynnetty vesistöt ja muut luonnolliset rajat. Pienaluejako on mukautettu kuntarajoihin, jotta kuntatarkkuudella olevat tilastot ja suunnitteet on voitu hyödyntää. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 12
Suunnittelualue on jaettu kaikkiaan 3770 pienalueeseen, joista Pohjois- Savossa on 1869, Kainuussa 1256 ja Koillismaalla 645 aluetta. Keskimäärin alueita on 99 aluetta/kunta, mutta vaihteluväli on suuri (liite 1). Tiheämmän tieverkon vuoksi osa-alueiden keskikoko Pohjois-Savossa (noin 11 km 2 ) on pienempi kuin Kainuussa ja Koillismaalla (noin 20 km 2 ). Kuva 5. Esimerkki pienaluejaosta ja EMME/2 -tieverkkokuvauksesta Vehmersalmelta. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 13
3.2 Puuvaratiedot valtakunnan metsien inventoinnin aineistosta Metsäntutkimuslaitoksen valtakunnan metsien inventointi (VMI) on metsävarojen seurantajärjestelmä, joka tuottaa tietoa mm. metsävaroista - puuston määrästä, kasvusta ja laadusta. Inventointi perustuu monipuolisiin maastomittauksiin, joiden lisäksi käytetään satelliittikuvia ja muita numeerisia tietolähteitä, kuten numeerisia peruskarttoja ja korkeusmalleja. Niiden avulla maastokoealoilta mitatut puustotiedot voidaan yleistää kattaviksi puuvaratiedoiksi. Paikkatietopohjainen aineisto on käsiteltävissä halutulla aluejaolla /6/. Metsäntutkimuslaitokselle on toimitettu pienaluejako paikkatietomuodossa (ArcView). Metsäntutkimuslaitoksessa on kullekin pienalueelle laskettu puuston tilavuus puutavaralajeittain (mäntytukki, kuusitukki, koivutukki, mäntykuitu, kuusikuitu sekä koivu- ja muu lehtipuukuitu) ja ikäluokittain (10 vuoden ikäluokat 120 vuoteen saakka ja koontiluokkana yli 120 vuotta). Pohjois-Savon osalta aineistona on ollut 9. metsien inventoinnin aineisto vuodelta 2001. Kainuun ja Koillismaan tiedot perustuvat 8. metsien inventointiin vuosilta 1992-1993. 3.3 Hakkuu- ja kuljetusmääräennusteet Puuvaratietojen perusteella Metsätehossa on laadittu hakkuumääräennusteet. Ennusteet on tehty puutavaralajeittain (mänty-, kuusi- ja koivutukki sekä mänty-, kuusi- ja koivukuitu). Perusennusteet on tehty kuntatasolla ja niiden laadinnassa on käytetty apuna kuntakohtaisia hakkuusuunnitteita. Perusennuste on jaettu kunnan sisällä pienalueille näiden puuvaratietojen perusteella. Hakkuuennusteiden aikatähtäin on noin 10 vuotta eteenpäin eli ne kuvaavat keskimääräisiä vuosihakkuita noin vuoteen 2010-2015 saakka. Pienalueiden vuosittaiset hakkuumäärät vaihtelevat toteutuvien puukauppojen ym. mukaan, mutta hakkuuennuste kuvaa keskimääräistä tilannetta ja antaa kelirikkokorjausten ohjelmointia varten ennusteen korjausten kuoletusaikana toteutuvista kuljetuksista. Kainuussa ja Koillismaalla on Metsähallituksen metsäkarttojen /7/ ja seutukaavakarttojen /3/, /10/ perusteella poistettu hakkuuennusteista suojelualueiden tai muuten metsätalouden ulkopuolella olevien alueiden puumäärät, joiden osuus on noin 7 % (240 000 m 3 /v). Hakkuuennusteiden summa koko suunnittelualueella on 8 530 000 m 3 /v, joka jakautuu eri alueille seuraavasti: Pohjois-Savo 5 300 000 m 3 /v Kainuu 2 380 000 m 3 /v Koillismaa 850 000 m 3 /v Metsätehon raportti 153 19.8.2003 14
Selvityksen viimeistelyvaiheessa on julkistettu 9. valtakunnallisen metsäinventoinnin tulokset Kainuun osalta. Niiden mukaan metsävarat ovat noin 30 % suuremmat kuin tässä selvityksessä käytetyt ennusteet. Koska metsävarojen alueellisessa jakautumisessa tuskin on kovin suurta muutosta, selvityksen tuloksena saatu kelirikkoteiden parantamisen kiireellisyysjärjestys Kainuun sisällä ei muutu, mutta hankkeiden kannattavuus on esitettyä parempi. Kuvassa 6 on esitetty hakkuuennusteet kunnittain. Vertailun vuoksi kuviin on otettu yksityismetsien hakkuutavoitteet Pohjois-Savossa ja Kainuussa metsäkeskusten metsäohjelmista. Lisäksi kuvissa on esitetty Metsätehon jäsenilleen kesällä 2002 tekemän kuljetusvirtakyselyn tulokset kunnittain. Hakkuuennusteet (m 3 /v) on muutettu liikennemääräennusteiksi (autoa/vrk) keskimääräisellä kuorman painolla ja tilavuudella, jolloin täyden rekkakuorman tilavuutena on käytetty 50,6 m 3 puuta (42 tn / 0,830 tn/m 3 ). 3.4 Metsäkeskusten metsäsuunnitteluaineiston hyödyntäminen Metsäkeskukset laativat alue- ja tilakohtaisia metsäsuunnitelmia, joissa mm. kuvataan metsän nykytila ja hakkuumahdollisuudet. Esimerkiksi Pohjois- Savossa alle 10 vuoden ikäisten aluesuunnitelmien osuus on 74 % yksityismetsien alasta /12/. Metsänhoitoyhdistykset laativat vastaavanlaisia suunnitelmia, mutta pienemmässä määrin. Työn kuluessa on testattu metsäkeskusten alueellisten ja tilakohtaisten metsäsuunnitelmien käyttömahdollisuutta hakkuuennusteita varten. Metsäkeskusten aineistoissa hakkuumahdollisuudet on selvitetty maastotyönä ja olisivat siten suoraan saatavissa. Ongelmia ovat aineiston riittämätön kattavuus, koska metsäsuunnitelmia on tehty vain yksityismetsiin, sekä se, että metsäsuunnitelmissa käytettyä aluejakoa ei voida joustavasti mukauttaa kuljetusennusteen tarpeisiin. Näistä syistä metsäkeskusten aineistoa on tässä selvityksessä käytetty lähinnä vertailuaineistona. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 15
m 3 /v Pohjois-Savo 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 Iisalmi Juankoski Kaavi Kangaslam pi Karttula Kangaslammin tiedot puuttuvat Hakkuuennuste Kuljetusmääräkysely Yksityismetsien hakkuusuunnite Keitele Kiuruves i Kuopio Lapinlahti Leppävirta Maaninka Nilsiä Pielavesi Rautalam pi Rautavaara Siilinjärvi Sonkajärvi Suonenjoki Tervo Tuusniemi Varkaus Varpaisjärvi Vehmersalmi Vesanto Vieremä Hyrynsalmi Kajaani Kuhmo Kainuu ja Koillismaa Paltamo Puolanka Ristijärvi Sotkamo Suomussalmi Vaala Vuolijoki Kuusamo Pudasjärvi Taivalkoski Kuva 6. Hakkuuennusteet kunnittain, Metsätehon kuljetusmääräkyselyn tulokset sekä yksityismetsien hakkuusuunnite. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 16
4 RAAKAPUUKULJETUKSET JA KULJETUSKOHTEET 4.1 Yleistä raakapuukuljetuksista Jotta raakapuukuljetukset saadaan sijoiteltua tieverkolle, on tarpeen tietää, mihin tietyltä alueelta hakattava raakapuu kuljetetaan. Metsäpään hakkuuvarastoista kuljetukset lähtevät lähes yksinomaan autolla. Suuri osa kuljetuksista menee suorina autokuljetuksina puunjalostuslaitoksille, mutta myös rautatie- ja uittokuljetuksissa alkukuljetus terminaaliin hoidetaan autokuljetuksena. Tukki- ja kuitupuun osalta raakapuun autokuljetukset suuntautuvat - sahoille - massa-, paperi-, ja kartonkitehtaille - vaneri- ja levytehtaille - junaan lastauspaikoille ja - veteen tai aluksiin kuormauspaikoille. Kuljetuskohteet vaihtelevat puutavaralajin mukaan: tukkipuu kuljetetaan sahoille ja kuitupuu muihin jalostuslaitoksiin. Rautatiekuljetuksiin ja uittoon menee pääasiassa kuitupuuta. Kuljetuskohteet vaihtelevat puun ostajasta riippuen. Metsäteollisuusyritykset hankkivat puita lähinnä omille jalostuslaitoksilleen, joskin ristiinhankintaa ja puuerien vaihtoa tapahtuu. Osa puunhankintaorganisaatioista, esimerkiksi Metsähallitus, toimittaa raakapuuta useille puunjalostusyrityksille. Suuntauksena on metsäyhtiöiden hankinta-alueiden laajentaminen. Autokuljetusten tehokkuutta pyritään parantamaan vähentämällä tyhjänä ajon osuutta meno-paluu-kuljetusten tai ns. monipistekuljetusten avulla. Tietyltä alueelta alkavien kuljetusten kohteet vaihtelevat myös jalostuslaitosten kulloisenkin puuntarpeen ja käytettävissä olevan hakkuuvarannon mukaan. Tietyltä alueelta hakattavan raakapuun ja myös yksittäisen hakkuun autokuljetukset saattavat siten suuntautua hyvin moniin kuljetuskohteisiin. Suuntauksena näyttää olevan, että tulevaisuudessa kuljetuskohteiden kirjo on edelleen kasvamassa. Tienpidon suunnittelussa kuljetusvirtojen tunteminen on siten entistä tärkeämpää. Toisaalta tässä selvityksessä käsiteltävät kelirikkoiset tiet sijaitsevat yleensä alemmalla tieverkolla ja toimivat pääsyteinä pääteille, jolloin reittivaihtoehdot ovat rajalliset. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 17
Puunhankintaprosessi GPS DGPS Tilaukset Asiakas Tilaukset Metsäosasto Kuva 7. Raakapuun hankintaprosessi. 4.2 Raakapuun hankinta- ja kuljetusprosessi Raakapuun hankinta- ja kuljetusprosessi on tehostunut ja nopeutunut voimakkaasti. Joidenkin puuerien osalta prosessi käynnistyy vasta, kun lopputuotteen tilaus on saatu asiakkaalta (kuva 7). Puutavaratoimitusten suunnittelu tehtaille lähtee vuositason puutarpeista. Suunnitetta tarkistetaan kausittain. Puutavaran toimitukset varmistetaan varastoimalla puuta joko tehtaalle tai kuljetusreitin varteen. Heikko kuljetuskelpoisuus on merkittävä varastoinnin lisääjä. Puutoimitusten operatiivinen suunnittelu lähtee lyhyen aikavälin kuljetustarpeista. Sellaisilla tehtailla, joilla ei pidetä tehdasvarastoja, kuljetustavoitteet määritellään raaka-ainelajeittain vuorokautta kohti. Kuljetuskiintiöt ositetaan hankintayksiköille niiden ennakoimien kuljetusmahdollisuuksien ja -tarpeiden perusteella. Kuljetettavat puutavaraerät valitaan puukauppakohtaisista varastotiedostoista ja osoitetaan puutavara-autoille kuljetusohjelmaksi. Kerralla annettava kuljetusohjelma käsittää kuormakohtaiset ajot parista päivästä kahteen viikkoon. Kuljetusten ohjausjärjestelmiä on viime vuosina kehitetty voimakkaasti. Järjestelmissä puutavarapinojen koordinaatit ovat jatkuvasti tiedossa. Hakkuista ilmoitetaan päivittäin langattomilla yhteyksillä hakatun ja pinoihin kasatun puutavaran määrä puutavaralajeittain. Kuljetusten suunnittelussa käytetään apuna kuljetusoptimointia ja autokohtaiset kuljetusohjelmat koostetaan tietokoneen avulla. Kuljetusmääräykset välitetään puutavara-autoilijoille langattomilla yhteyksillä. Kuljetusmääräys sisältää noudettavien puutavaraerien koordinaatit, lajikkeet, kuljetuskohteen ja ajoaikataulun. Auto ohjataan noudettavan pinon luokse ajoneuvotietokoneen karttanäytön ja pinon koordinaattien avulla. Autokohtainen kuljetusohjelma optimoidaan mahdolli- Metsätehon raportti 153 19.8.2003 18
simman tehokkaaksi mm. siten, että menokuorma kootaan tiettyä puutavaralajiketta, esim. mäntykuitua käyttävälle tehtaalle, ja paluukuormaan taas kerätään lähtöalueella sijaitsevalle laitokselle soveltuvaa puuta, esim. tukkipuuta sahalle. Raakapuun välivarastointi minimoidaan ja kuljetuksissa pyritään periaatteeseen suoraan metsästä tehtaalle. Yksittäisille autokuormille on määritelty varsin tarkat saapumisajat jalostuslaitoksille, koska kuormat puretaan suoraan jalostusprosessiin. Kuljetusaikataulujen varmuuden merkitys korostuu, jolloin kelirikosta aiheutuvan epävarmuuden vähentäminen on entistä tärkeämpää. 4.3 Kuljetuskohteet ja kuljetusten suuntautuminen Suunnittelualueelta alkavien raakapuukuljetusten suuntautuminen on selvitetty Metsätehon tekemällä jäsenyritystensä kuljetuksista vastaaville osoitetulla kyselyllä. Kyselyssä selvitettiin kuntatarkkuudella eri organisaatioiden hakkuumäärät puutavaralajeittain. Raakapuukuljetuksista kysyttiin kustakin kunnasta alkavien kuljetusten kohteita ja vuositason arviota kuljetusten määrästä kuhunkin kohteeseen. Pienalueiden suuren lukumäärän vuoksi kuljetusten alkupäässä on jouduttu tyytymään kuntatarkkuuteen. Kyselyn tuloksena saatu hakkuumäärä oli koko suunnittelualueella 75 % hakkuuennusteesta. Tulosta voidaan pitää suhteellisen hyvänä ottaen huomioon, että osa hakkuista ja kuljetuksista tapahtuu muiden kuin Metsätehon jäsenyritysten toimesta ja että lähivuosien hakkuuennuste lienee suurempi kuin vastausten pohjana olleet vuoden 2002 hakkuut. Kuljetusten sijoittelua varten kyselyn tulokset on kuntakohtaisesti täsmätty hakkuuennusteisiin. Tämän jälkeen kunnasta alkavat raakapuukuljetukset on jaettu pienalueille hakkuuennusteiden suhteessa. Kultakin pienalueelta alkavien kuljetusten on siten oletettu suuntautuvan samoin kuin kunnasta alkavat kuljetukset keskimäärin. Tuloksena on saatu tieto kultakin pienalueelta alkavien raakapuukuljetusten määrästä ja suuntautumisesta eri kuljetuskohteisiin (kuljetusvirtamatriisi). Suunnittelualueelta hakattavan raakapuun autokuljetukset suuntautuvat 126 yksittäiseen kohteeseen: - sahat 35 kpl - massa- paperi- ja kartonkitehtaat 18 kpl - vaneri- ja levytehtaat 4 kpl - junaan lastauspaikat 38 kpl - veteen ja aluksiin kuormauspaikat 31 kpl. Kuljetuskohteiden sijainti käy ilmi kuvasta 8 ja autokuljetusten jakautuminen erityyppisiin kohteisiin kuvasta 9. Kuljetusmäärät ovat vuoden 2002 tilanteeseen perustuva ennuste vuosille 2002-2010. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 19
Kuva 8. Suunnittelualueelta alkavien raakapuun autokuljetusten kohteet. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 20
Pohjois-Savosta alkavat autokuljetukset Uiton pudotuspaikat 596 Rautatielastauspaikat 868 Vaneri- ja levytehtaat 418 Massa-, paperi- ja kartonkitehtaat 1624 Sahat 1775 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Puumäärä 1000 m 3 /v Kainuusta ja Koillismaalta alkavat autokuljetukset Rautatielastauspaikat 365 Vaneri- ja levytehtaat 2 Massa-, paperi- ja kartonkitehtaat 1838 Sahat 1032 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Puumäärä 1000 m 3 /v Kuva 9. Autokuljetusten määrä erityyppisiin kohteisiin. Vuoden 2002 tilanteeseen perustuva ennuste vuosien 2002-2010 puumäärille. Suunnittelualueella uittoa harjoitetaan vain Saimaan vesistössä, joten pudotuspaikoille suuntautuvia kuljetuksia on vain Pohjois-Savossa yhteensä noin 600 000 m 3 /v (7 % kaikista suunnittelualueen autokuljetuksista). Rataverkko kattaa suunnittelualueen kohtuullisen hyvin ja rautatielastauspaikoille suuntautuvia kuljetuksia on yhteensä noin 1 230 000 m 3 /v (14 %). Paperi-, selluja kartonkitehtaille viedään suorina autokuljetuksina yhteensä noin 3 460 000 m 3 /v (41 %). Tehtaat sijaitsevat pääosin suunnittelualueen ulkopuolella ja osa autokuljetuksista on varsin pitkiä, monen sadan kilometrin mittaisia. Tehtaiden eteläpainotteisen sijainnin vuoksi vaneri-, lastulevy- ja kuitulevytehtaille suuntautuu suoria autokuljetuksia lähes yksinomaan Pohjois-Savosta noin 420 000 m 3 /v (5 %). Sahoja on eripuolilla suunnittelualuetta, mutta autokuljetuksia tapahtuu myös varsin kauas suunnittelualueen ulkopuolelle. Sahoille viedään suorina autokuljetuksina noin 2 810 000 m 3 /v (33 %). Metsätehon raportti 153 19.8.2003 21
5 KULJETUSMÄÄRÄT TIEVERKOLLA 5.1 Kuljetusten sijoittelu tieverkolle Tieverkkokuvauksen laatiminen EMME/2 liikennesuunnitteluohjelmaan Raakapuukuljetukset on sijoiteltu tieverkolle EMME/2 liikennesuunnitteluohjelmalla, joka on erilaisissa liikennesuunnittelutehtävissä yleisesti käytetty suunnitteluohjelma. Ohjelmaan on työstetty yleisiä teitä koskeva tieverkkokuvaus (kuva 5, s. 13), joka koostuu linkeistä (tieosuudet) ja solmuista (liittymät) syöttölinkeistä, joilla tieverkkoon kytketään lähtöpäässä metsäpienalueet ja määräpäässä kuljetuskohteet (puunjalostuslaitokset, uiton pudotuspaikat ja rautatiekuormauspaikat). Linkeillä on erilaisia ominaisuustietoja, kuten tieosan pituus, keskimääräinen ajoaika ym. tierekisteristä saatavia tietoja. Syöttölinkin pituudella kuvataan pienalueen kokoa eli keskimääräistä ajomatkaa, jonka puutavara-autot joutuvat ajamaan ennen metsävarastosta yleiselle tielle pääsyä. Tämän selvityksen pohjaksi on saatu Tiehallinnon ylläpitämä koko maan EMME/2 tieverkkokuvaus, joka sisältää kaikki yleiset tiet. Tämä verkkokuvaus on laadittu siten, että solmupisteet ovat yleensä yleisten teiden liittymissä ja linkit muodostuvat yleisten teiden välisistä liittymäosuuksista. Aluejakona on kuntajako, joista on syöttölinkit. Tässä selvityksessä tieverkkokuvaus ja aluejako suunnittelualueella on tarkennettu siten, että pienalueet on kytketty syöttölinkeillä yleisten teiden verkkoon. Jotta syöttölinkit saadaan kytkettyä oikeaan kohtaan tieverkkoa, on solmupisteitä jouduttu huomattavasti lisäämään ja linkkien määrää vastaavasti kasvattamaan. Pienalueiden suuri lukumäärä (3770 osa-aluetta) ja ohjelmiston resurssirajoitukset ovat johtaneet siihen, että suunnittelualue on jouduttu EMME/2 -sijoittelussa käsittelemään kahdessa osassa: Pohjois-Savo erikseen sekä Kainuu - Koillismaa erikseen. Sijoittelun toteuttaminen Edellä on kuvattu kuljetusvirtojen selvittäminen Metsätehon jäsenyrityskyselyllä sekä kuljetusmääriä pienaluilta kuljetuskohteisiin kuvaavan kuljetusvirtamatriisin muodostaminen. Sijoittelua varten kuljetusvirtamatriisi on siirretty EMME/2 -ohjelmaan. Sijoittelut on tehty raakapuumäärinä (m 3 /v), jotka on muutettu autoliikennemääriksi (autoa/vrk). Metsätehon raportti 153 19.8.2003 22
Sijoittelu on tehty kaikki lyhimmälle reitille -menetelmällä. Sijoittelu on tehty vain metsästä jalostuslaitokseen -suunnassa eli on sijoiteltu vain täydet kuormat. Tästä on se etu, että nähdään tietä enemmän rasittavien täysien kuljetusten määrä kummassakin ajosuunnassa. 5.2 Raakapuukuljetusten määrä tiestöllä Täysien raakapuuautojen määrä tieverkolla käy ilmi kuvista 10 ja 11. Kuvat sisältävät vain suunnittelualueelta alkavat kuljetukset, mutta ei muualta tulevia kuljetuksia. Kuvissa on esitetty poikkileikkausliikennemäärä, mutta yleensä kuljetukset yksittäisellä tieosalla ovat voimakkaasti suuntautuneita, mikä käy ilmi esimerkiksi otetusta tarkemmasta sijoittelukuvasta 12. Puutavara-autojen kokonaismäärä tietyllä tieosalla on kaksinkertainen kuvissa esitettyyn nähden, koska kuormaa hakevien tyhjien autojen määrä voidaan olettaa yleensä samansuuruiseksi kuin täydet kuormat. Suunnittelualueelta alkavien raakapuukuljetusten suorite on yhteensä 989 milj. m 3 km/v eli 19,6 milj. autokm/v (kuormatut autot). Suorite on noin 23 % koko maan raakapuun autokuljetusten suoritteesta /19/. Suunnittelualueelta alkavien autokuljetusten yritystaloudelliset kustannukset metsäteollisuudelle ovat 51,4 milj. euroa/v (taulukko 1). TAULUKKO 1. Raakapuun autokuljetusten suoritteet ja kustannukset vuosina 2002-2010 keskimäärin. Kuljetusten lähtöalue Pohjois-Savo Kainuu ja Koillismaa Yhteensä Kuljetussuorite* ) - kuormatut rekat 9,4 milj. autokm/v 10,2 milj. autokm/v 19,6 milj. autokm/v - puuvirta 475 milj. m 3 km/v 514 milj. m 3 km/v 989 milj. m 3 km/v Kuljetuskustannukset** ) 24,7 milj. /v 26,7 milj. /v 51,4 milj. /v *) Suoritteisiin sisältyy myös suunnittelualueen ulkopuolella ajettu osuus **) Laskettu yksikköhinnalla 5,2 snt/m 3 km (sisältää sekä kuormattuna että tyhjänä ajon) Vaikka hakkuumäärä Pohjois-Savossa (5,3 milj. m 3 /v) on selvästi suurempi kuin Kainuussa ja Koillismaalla (3,2 milj. m 3 /v), jää Pohjois-Savosta alkavien autokuljetusten suorite pienemmäksi. Pohjois-Savossa osa puusta viedään lähellä oleville uiton pudotuspaikoille ja kuljetuksia rautatielastauspaikoille on enemmän. Myös suorat autokuljetukset puunjalostuslaitoksiin ovat Pohjois-Savossa lyhyempiä kuin Kainuussa ja Koillismaalla. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 23
Kuva 10. Ennuste Pohjois-Savosta alkavien täysien raakapuukuljetusten määräksi tieverkolla vuosina 2002-2010. Kuva ei sisällä alueen ulkopuolelta tulevia kuljetuksia. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 24
Kuva 11. Ennuste Kainuusta ja Koillismaalta alkavien täysien raakapuukuljetusten määräksi tieverkolla vuosina 2002-2010. Kuva ei sisällä alueen ulkopuolelta tulevia kuljetuksia. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 25
Suunnittelualueelta alkavien kuljetusten lisäksi tieverkolla on runsaasti muualta alkavia joko alueelle päättyviä tai läpikulkevia raakapuukuljetuksia. Kainuun - Koillismaan alueella kulkee runsaasti Venäjältä tulevaa raakapuuta. Tuontipuun määrä rajanylityspaikoittain arvioidaan seuraavaksi /8/: Kuhmon Vartius noin 800 000 m3/v Suomussalmen Lehtovaara noin 30 000 m3/v Kuusamon Kortesalmi noin 250 000 m3/v Kuusamon Kurvinen noin 40 000 m 3 /v Muualta alkavat kuljetukset ja tuontipuukuljetukset käyttävät yleensä pääteitä eivätkä siten vaikuta tässä selvityksessä tarkasteltavaan kelirikkoiseen alempaan tieverkkoon. Venäjän rajanylityspaikoista ainoastaan Lehtovaaran tieyhteydellä on kelirikkohaittoja. Kuva 12. Raakapuuvirrat Iisalmen - Sonkajärven alueella. Esimerkki tarkemmasta sijoittelukuvasta. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 26
6 KELIRIKKO JA SEN LAAJUUS 6.1 Kelirikon synty Sorateiden kelirikolla tarkoitetaan roudan sulamisesta johtuvaa tienpinnan pehmenemistä sekä tierungon ja alusrakenteen kuormituskestävyyden heikkenemistä /1/. Keväisin roudan sulaminen alkaa tienpinnan lämpötilan noustessa 0 ºC yläpuolelle. Routakerroksen sulamisen vaikutuksesta tienrakenteen yläosasta vapautuu vettä, joka pehmentää tien pintaosan. Tästä käytetään nimitystä pintakelirikko. Sulamisen edetessä syvemmälle pintakelirikkovaihetta seuraa routivassa maaperässä runkokelirikkovaihe, jolloin tierakenne pehmenee yhä syvemmälle ja kuormituskestävyys heikkenee. Kelirikko ilmenee routimisesta ja roudan sulamisesta johtuvana epätasaisuutena. Heikentyneen kuormituskestävyyden vuoksi liikenteen kuormitus aiheuttaa tierakenteen rikkoutumisen. Henkilöautojen kuormitusvaikutus ulottuu lähinnä tierakenteen pintaosiin. Raskaan liikenteen aiheuttama kuormitusvaikutus ulottuu syvälle akselipainojen kasvaessa, jolloin myös rakenteellisten vaurioiden syntyminen on todennäköistä. 6.2 Kelirikon laajuus valtakunnallisesti Tiehallinto on mitannut sorateiden runkokelirikkoa vuodesta 1996 lähtien. Runkokelirikko inventoidaan joka kevät koko soratieverkolta. Inventoinnissa vauriokohdat rajataan varsin tarkasti. Tyypillisesti inventointiaineisto koostuu muutaman kymmenen metrin pituisista vauriokohdista tieosoitteineen. Kelirikkovauriot luokitellaan kolmeen luokkaan seuraavasti /15/: Metsätehon raportti 153 19.8.2003 27
Vaurioluokka 1 (vaikeat vauriot) Valokuvat Tieliikelaitos autoilija joutuu kohteessa lähes täysin pysähtymään ja arvioimaan, onko mahdollista päästä yli ajolinja on valittava tarkkaan auton pohja saattaa koskettaa tietä tien runko on pahasti sekaisin. Vaurioluokka 2 (liikennettä tuntuvasti haittaavat vauriot) ajonopeutta joudutaan laskemaan tuntuvasti lievää ajolinjojen hakua tien pinnassa pursuilua tai silmäkkeitä. Vaurioluokka 3 (lievät vauriot) ajonopeutta joudutaan hivenen laskemaan reunasortumia, joita on väisteltävä lievää tierungon pehmenemistä pääosa tiestä kantavaa. Kelirikkoinventoinnit kootaan ja ylläpidetään Tiehallinnon soratierekisterissä (T&M Sora). Koko maassa kelirikkovaurioisia tiekohtia on ollut vuosittain noin 1000 km, mutta sääolosuhteiden ja muiden tekijöiden vaikutuksesta vauriopituus on vaihdellut vuosittain välillä 500-1500 km. Vauriokohtien sijainti vaihtelee vuosittain (kuva 13). Tämän vuoksi vauriopituutta seurataan viiden vuoden jaksoissa. Kaudella 1998-2002 runkokelirikkokohteiden yhteispituus on ollut noin 2700 km (lähes 10 % koko 28 000 km soratiepituudesta) /17/. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 28
km 800 700 600 500 400 300 200 100 0 2v 3v 4v 5v Päällekkäisiä vuosia Kuva 13. Runkokelirikon toistuvuus 1998-2002 eli montako kertaa tiekohdalla on ollut kelirikkovaurio viiden vuoden aikana. Kelirikkovaurioista runsas 3 % on niin vaikeita, että liikenne saattaa estyä (vaurioluokka 1). Lähes 30 % vaurioista on liikennettä selvästi haittaavia (vaurioluokka 2) ja noin 70 % on lievemmin liikennettä haittaavia (vaurioluokka 3). Yksittäiset runkokelirikkokohteet muodostavat haitan vaurioitunutta tiekohtaa pitemmälle tieosuudelle. Kelirikkovaroitukset tai painorajoitukset asetetaan koko tieosuudelle. Pahimmassa tapauksessa runkokelirikkokohta on kierrettävä muita teitä käyttäen. Kelirikko-ongelman laajuus ja vakavuus vaihtelee maan eri osissa (kuvat 14 ja 15). Pahinta runkokelirikkoaluetta ovat Häme, Savo, Pohjois-Karjala, Keski-Suomi ja Pohjanmaa. Kaakkois-Suomen ja Vaasan tiepiirien alueella on enemmän vakavia vaurioita (vaurioluokka 1) kuin muualla Suomessa. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 29
km 1996-2000 1997-2001 1998-2002 900 800 700 600 500 400 300 200 100 U T KaS H S-K KeS V O L Kuva 14. Runkokelirikkovauriopituus tiepiireittäin viiden vuoden jaksoilla 1996-2000, 1997-2001 sekä 1998-2002. km Vaikea (1) Keskivaikea (2) Lievä (3) 450 400 350 300 250 200 150 100 50 U T Kas H S-K KeS V O L Kuva 15. Kelirikkopituus vakavuusasteen mukaan tiepiireittäin 1998-2002. 6.3 Kelirikko suunnittelualueella Kelirikkotilanne suunnittelualueella on esitetty kuvissa 16 ja 17, joissa on esitetty kelirikon vuoksi asetetut painorajoitukset vuosina 1997-2001. On kuitenkin otettava huomioon, että kelirikkorajoitusten asettamiskäytännöt ja herkkyys painorajoitusten asettamiseen vaihtelevat eri alueilla. Tämän vuoksi kelirikkorajoitusten määrä ei välttämättä ole suoraan verrannollinen kelirikko-ongelmien hankaluuteen. Kuvissa on esitetty myös ns. kelirikkouhan alainen tieverkko, joka kuvaa sitä tiestöä, jolla kelirikko huonoissa olosuhteissa on mahdollinen. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 30
Kuva 16. Kelirikon vuoksi asetetut painorajoitukset vuosina 1997-2001 sekä kelirikkouhan alainen tieverkko Pohjois- Savossa. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 31
Kuva 17. Kelirikon vuoksi asetetut painorajoitukset vuosina 1997-2001 sekä kelirikkouhan alainen tieverkko Kainuussa ja Koillismaalla. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 32
7 KELIRIKKOTEIDEN KUNNOSTUSOHJELMA 7.1 Korjauskohteiden määrittäminen ja parantamiskustannukset Korjauskohteiden määrittelyn pohjaksi Savo-Karjalan ja Oulun tiepiireiltä on saatu T&M Sora -rekisteristä tuotettu Excel-taulukko, joka sisältää vuosina 1997-2001 tehtyjen kelirikkoinventointien vauriokohtien yhdistelmän. Taulukko sisältää kaikki havaitut vauriokohdat tierekisteriosoitteineen. Kelirikko-ohjelmaa varten yksittäisiä vauriokohtia on yhdistetty järkeviksi kerralla toteutettaviksi korjaushankkeiksi, jolloin hankkeet sisältävät myös vauriokohtien väliosuudet. Hankkeista on tehty yleensä vähintään yleisten teiden liittymävälin mittaisia osuuksia. Lenkkiteiden osalta hankkeet voivat olla vain osan tielenkkiä käsittäviä osuuksia. Kohteista on poistettu vuosina 1997-2002 parannetut osuudet. Liitteinä 2 ja 3 olevissa hankeluetteloissa kustakin hankkeesta on esitetty eri vaurioluokkiin kuuluvien tiekohtien yhteispituudet. Hankkeisiin on liitetty EMME/2 sijoittelusta saatu kuormattujen raakapuurekkojen määrä, josta on laskettu keskiarvo koko hankkeen pituudelle. Tämä kuvaa samalla tieosuuden takana olevan hakkuupotentiaalin suuruutta. Tieverkollisen asemansa osalta kohteet on jaettu pääsyteihin (pistoteihin), joiksi on merkitty myös lenkkitiet, ja läpikulkuteihin. Korjauskustannukset on laskettu keskimääräisillä tiepiirien käyttämillä yksikköhinnoilla. Korjaustapa ja -toimenpiteet vaihtelevat tien ominaisuuksien, vaurioasteen ja tiepiirin omaksumien käytäntöjen mukaan. Kelirikkokorjauksia ollaan joillakin seuduilla sisällyttämässä alueelliseen hoitourakkaan, mikä osaltaan vaikuttaa korjauskustannuksiin ja rahoituksen ohjaamistapaan. Tässä selvityksessä ei kuitenkaan ole ollut mahdollista ottaa huomioon alueellisesti erilaisia toimintatapoja. Vaikka parannustoimenpiteet kohdistuvat usein koko tieosuudelle, korjauskustannukset on tässä selvityksessä laskettu pelkästään vauriokohteiden pituuden perusteella. Yksikköhinnoissa on kuitenkin otettu huomioon, että korjaus voi olla laajempaa kuin pelkät vauriokohdat. Pohjois-Savon osalta on käytetty seuraavia Savo-Karjalan tiepiirin käytännön mukaisia korjausten yksikköhintoja: vaurioluokka 1 vaurioluokka 2 vaurioluokka 3 70 000 /km 50 000 /km 30 000 /km. Kainuun ja Koillismaan osalta on yksikköhintana käytetty Oulun tiepiirin käyttämää 40 000 /km vaurioluokasta riippumatta. Suuruusluokaltaan yksikkökustannukset vastaavat toisiaan, koska Oulun tiepiirin alueella on vain muutama vaurioluokan 1 kohde. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 33
7.2 Kustannussäästöt raakapuukuljetuksille Yleensä tienparannushankkeista liikenteelle koituvia hyötyjä arvioidaan tietä käyttävälle liikenteelle koituvina ajokustannussäästöinä eli ajoneuvo-, aika- ja onnettomuuskustannussäästöinä. Kelirikkohankkeiden osalta tämä menettely on vaikeasti sovellettavissa eikä anna oikeaa kuvaa saatavista kustannussäästöistä. Kelirikkokorjauksilla saadaan ajoneuvo- ja aikakustannussäästöjä verrattuna tilanteeseen, jossa liikenne käyttää kelirikkoista tietä. Raakapuukuljetusten osalta tilanne kuitenkin on yleensä se, että kelirikkoisilla teillä ei liikennöidä lainkaan. Liikennöinti estetään painorajoituksella tai tienpitäjän ja kuljetusten suorittajien keskinäisillä sopimuksilla, jotta kelirikkoisen tien särkyminen ja kalliit korjaukset voidaan välttää. Mikäli kelirikkokorjausten mahdollistaman liikenteen ajokustannuksia yritetään verrata kelirikkotilanteeseen, jolloin ajokustannuksia ei lainkaan synny, saadaan aivan vääränsuuntaisia tuloksia. Joissakin tapauksissa kelirikkoinen tieosuus voidaan välttää käyttämällä kiertoreittiä, jolloin lisämatkasta aiheutuvat ajokustannukset voidaan laskea. Pistoteiden osalta kiertotie ei tule kysymykseen. Muutoinkin kiertoteiden käyttöä pyritään mahdollisuuksien mukaan välttämään. Edellä luvussa 2 esitellyn selvityksen mukaan kelirikosta ja siitä johtuvasta kausivaihtelusta aiheutuu metsätaloudelle huomattavat lisäkustannukset. Kelirikon vuoksi teollisuuden puuhuoltoa ei voida järjestää tasaisesti, vaan kelirikkokauteen joudutaan varautumaan varastoja kasvattamalla. Raakapuun ylimääräinen varastointi aiheuttaa lisäkustannuksia puutavaran käsittelyn, suojaamisen, raaka-aineen laadun heikkenemisen sekä sitoutuneen pääoman vuoksi. Kausihuippujen vuoksi puunkorjuu- ja kuljetuskalustoon sekä henkilöstöön joudutaan varaamaan ylikapasiteettia, ja kaluston pitkistä seisokeista kelirikkoaikana aiheutuu kustannuksia. Leimikoista, jotka ovat kuljetuskelpoisia kelirikkoaikaan, joudutaan maksamaan korkeampaa hintaa. Kaikkiaan kelirikosta arvioidaan metsätaloudelle aiheutuvan vuositasolla noin 100 milj. euron lisäkustannukset, joista yleisten teiden osalle voidaan arvioida 65 milj. euroa. Koska kelirikon ankaruutta ja kohdistumista on vaikea ennakoida, metsätaloudessa joudutaan varautumaan kelirikkoon joka kevät ja lisäkustannukset syntyvät lähes samansuuruisina kelirikon laajuudesta riippumatta. Pääosin lisäkustannukset koostuvat kustannuseristä, joita ei suoraan voida kohdistaa yksittäiselle tieosalle. Koska kelirikkoisten teiden parantaminen kuitenkin vähentää teollisuudelle aiheutuvia lisäkustannuksia, on säästöt kohdistettu yksittäisen tien parantamisesta puukuljetuksille saataviksi kustannussäästöiksi seuraavalla menettelyllä: Lähtökohtana on yleisten teiden kelirikosta metsätaloudelle aiheutuvat 65 milj. euron lisäkustannukset. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 34
Lisäkustannukset on jaettu kelirikkoalttiiden teiden kuljetussuoritteelle ( /autokm) - kelirikkovaurioalttiita tiekohtia on yhteensä 3200 km (vuosien 1997 2001 tilanne) - T&M Sora rekisterin aineistosta on laskettu raskaan liikenteen suorite kelirikkoalttiilla tiestöllä - kuormattujen raakapuurekkojen osuudeksi kelirikkoisten teiden raskaasta liikenteestä on arvioitu 10 % tavarankuljetustilaston /18/ ja liikennemäärätilastojen perusteella. Lisäkustannuksia on painotettu vaurioluokalla, joka kuvaa kelirikkohaitan suuruutta: mitä huonompi tie, sitä suurempi lisäkustannus. Tällä menettelyllä on saatu kuormatuille puurekoille kelirikosta aiheutuviksi laskennallisiksi lisäkustannuksiksi vaurioluokka 1 150 /autokm (paino 2) vaurioluokka 2 112,50 /autokm (paino 1,5) vaurioluokka 3 75 /autokm (paino 1). Laskennalliset lisäkustannukset vaikuttavat varsin suurilta normaaleihin ajoneuvokustannuksiin verrattuna. On kuitenkin huomattava, että lisäkustannukset on laskettu joskus varsin lyhyillekin vaurioituneille tiekohdille. Kelirikkohaitasta kärsivien tieosuuksien pituus on noin kuusinkertainen pelkkiin vauriokohtiin verrattuna, jolloin lisäkustannukset näille tieosuuksille olisivat noin kuudesosa yllä esitetystä. Lisäkustannusten määrittelymenettelystä seuraa, että mikäli kaikki kelirikkovauriokohdat koko maassa parannettaisiin, saataisiin vuositasolla 65 milj. euron säästö. Käytännössä oikein suunnatuilla ensimmäisillä kelirikkokorjauksilla saadaan suurempi hyöty kuin viimeisten kohteiden korjaamisella. Tässä selvityksessä tällaista marginaalihyötyajattelua ei kuitenkaan ole sovellettu. 7.3 Kunnostusohjelma Kunnostusohjelmaa laadittaessa kullekin hankkeelle on laskettu kuljetussuorite kuormattujen rekkojen liikennemäärän ja tiepituuden tulona erikseen kullekin vaurioluokalle. Laskennallinen ajokustannussäästö on saatu suoritteen ja laskennallisten lisäkustannusarvojen perusteella. Hankkeille on laskettu tehokkuusluku jakamalla laskennallinen säästö korjauskustannuksilla. Tehokkuusluvusta lasketussa kiireellisyysindeksissä on lisäksi otettu huomioon tieverkollinen asema käyttämällä läpikulkuteillä kerrointa 1,0 ja pääsyteillä (myös lenkkitiet) kerrointa 0,7. Metsätehon raportti 153 19.8.2003 35