Kosteikot virtaaman ja ravinteiden hallinnassa

Samankaltaiset tiedostot
Vesiensuojelukosteikot

Rantamo-Seittelin kosteikon vedenlaadun seuranta

Voiko metsätaloudesta taloudesta tulevaa kuormitusta hallita kosteikoilla, kokemuksia kosteikoista maataloudesta tulevan kuormituksen hallinnassa

Suomen kosteikkoselvitys

Kosteikot leikkaavat ravinnekuormitusta ja elävöittävät maisemaa

Miten maatalouden vesiensuojelutoimien tehoa voidaan mitata? Pasi Valkama Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry

Mittariaineistojen soveltaminen ja hyödyt esimerkkinä kosteikkojen seuranta

Vesiensuojelutoimenpiteiden vaikutusten mittaaminen vesistössä. Pasi Valkama Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry

Jatkuvatoiminen vedenlaadunmittaus tiedonlähteenä. Pasi Valkama

Nummelan hulevesikosteikon puhdistusteho

Havaintoja maatalousvaltaisten valuma-alueiden veden laadusta. - automaattiseurannan tuloksia

Automaattimittarit valuma-alueella tehtävien kunnostustoimien vaikutusten seurannassa

Käytännön esimerkkejä maatalouden vesistökuormituksen vähentämisestä. Saarijärvi Markku Puustinen Syke, Vesikeskus

VEDENLAADUN SEURANTA JA RAVINNEVALUMIEN EHKÄISY

Valuma-alueen merkitys vesiensuojelussa

Pasi Valkama Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry. Esityksen sisältö. Automaattinen veden laadun seuranta ja sen tuomat hyödyt

Maa- ja metsätalouden vesiensuojelun tehokkuus ja kehittämistarpeet

Pellon muokkaus ja kasvipeitteisyys

Luonnonmukaiset valtaojat. Luonnonmukaisen peruskuivatustoiminnan kehittäminen Syke Markku Puustinen

MONIVAIKUTTEISET KOSTEIKOT -TOIMINTA JA MERKITYS. Ympäristö ja luonnonvarat, Vesien tila, Anni Karhunen

Ravinteiden reitti pellolta vesistöön - tuloksia peltovaltaisten valuma-alueiden automaattimittauksista

Tiina Tulonen Lammin biologinen asema Helsingin yliopisto

Luonnonmukaisen vesirakentamisen edistäminen maankuivatuksessa Katsaus tulevaisuuteen Markku Puustinen , Hämeenlinna

Kyyveden tila ESAELY:n keräämän tiedon pohjalta

Ravinnehuuhtoumat peltoalueilta: salaojitetut savimaat

Suot puhdistavat vesiä. Kaisa Heikkinen, FT, erikoistutkija Suomen ympäristökeskus

Kuopion Puronnotkon kosteikon tarkkailun tulokset

Uusia välineitä rehevöitymisen arviointiin ja hallintaan GisBloom

Ravinnehuuhtoumien mittaaminen. Kirsti Lahti ja Pasi Valkama Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry

Veikö syksyn sateet ravinteet mennessään?

peltovaltaiselta ja luonnontilaiselta valuma

Metsätalouden ja turvetuotannon vedenlaadun seuranta TASO-hankkeessa

Maatalouden vesiensuojelutoimenpiteiden vaikutukset vesistöissä

Viherrakentamisen ympäristövaikutukset Envirogreen-hanke Tapio Salo MTT, Ari Kangas, (SYKE)/AVI

HULEVESIEN KESTÄVÄ HALLINTA

Ravinnekuormitus arviointi ja alustavat tulokset

Kiintoainemenetelmien käyttö turvemaiden alapuolella. Hannu Marttila

Kuormituksen alkuperän selvittäminen - mittausten ja havaintojen merkitys ongelmalohkojen tunnistamisessa

Muokkausmenetelmien vaikutus eroosioon ja fosforikuormitukseen

Valumavettä puhdistavat kosteikot ja pintavalutuskentät vesien hoidossa Suomen pintavesien ekologinen tila

Säkylän Pyhäjärven kosteikkotyön tuloksia - esimerkkejä

Vedenlaadun seuranta työkaluna ravinnevalumien ehkäisemisessä

Ravinnehuuhtoumien muodostuminen peltovaltaiselta ja luonnontilaiselta valumaalueelta

Vesijärven ulkoinen ravinnekuormitus lasku-uomien vedenlaadun seurannan perusteella arvioituna

TASO-hankkeen esittely

Kuormituksen alkuperä ja ongelmalohkojen tunnistaminen. Pasi Valkama Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry Vantaanjoki.

Kaihlalammen kosteikon vedenlaadun seuranta. TASO-hanke

Eräiden Vantaan purojen tila vedenlaadun perusteella

Kosteikkojen jatkuvatoiminen vedenlaadun seuranta, tuloksia kosteikkojen toimivuudesta Marjo Tarvainen, asiantuntija, FT Pyhäjärvi-instituutti

Käsitys metsäojituksen vesistökuormituksesta on muuttunut miksi ja miten paljon?

Metsätalouden kosteikot -seurantatietoja Kyyjärven ja Kaihlalammen kosteikoista

Hydrologiset tarkastelut Satakunnassa

Liite 1. Saimaa. Immalanjärvi. Vuoksi. Mellonlahti. Joutseno. Venäjä

TOSKA hankkeen tuloksia Täydennysojitus savipellolla

Varsinais-Suomen vesien tila: mitä vesistä mitataan ja mitä tulokset kertovat? Raisio Janne Suomela

Monivaikutteiset kosteikot ja luonnonmukaiset peruskuivatusuomat vesiensuojelun välineen Iisalmi , Markku Puustinen

Ähtärinjärven tilasta ja esisuunnittelu kuormituksen vähentämiseksi. Ähtäri Ympäristötekniikan insinööritoimisto Jami Aho Oy

Eri maankäyttömuotojen aiheuttaman vesistökuormituksen arviointi. Samuli Launiainen ja Leena Finér, Metsäntutkimuslaitos

Käyttökemuksia automaattisista vedenlaatumittareista VARELYssä

Maamies ja Aurajoki - maatalouden ympäristönsuojelu Aurajoen vesistöalueella. Aino Launto-Tiuttu, TEHO Plus hanke Lieto

Vesiensuojeluseminaari Imatra. Visa Niittyniemi Vesistöpäällikkö

Tampereen kaupunki Lahdesjärvi Lakalaivan osayleiskaavan hydrologinen selvitys: Lisäselvitys Luonnos

Kestävä kehitys - bioenergian tuotannon vesistövaikutukset, metsätalous

Jätevesiohitusten vaikutukset jokivesien laatuun Kirsti Lahti Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry. Kirsti Lahti, VHVSY 1.2.

Jatkuvatoiminen ravinnekuormituksen seurantaverkosto Kirmanjärven valumaalueella

Varsinais-Suomen suurten jokien nykyinen tila ja siihen vaikuttavat tekijät

Typpeä voidaan poistaa valumavesistä kosteikkojen ja pintavalutuskenttien avulla. Kaisa Heikkinen, erikoistutkija, FT Suomen ympäristökeskus

Metsätalouden vaikutukset Kitkaja Posionjärvien tilaan

Kunnostusojituksen vesistökuormitus ja -vaikutukset. Samuli Joensuu Jyväskylä

Laitteistojen asennus ja huolto. Jarmo Linjama SYKE Pyhäjärvi-instituutti

Peltolohko. Kuivatusalue. Vaikutusten havaitseminen Seurantarooli. Vesistöjen tila Kokonaiskuormitus Maatalouden osuus Kokonaisvaikutukset

Kokemuksia automaattisesta vedenlaadun mittauksesta metsätaloudessa. Samuli Joensuu

Ravinteiden käyttö maataloudessa ja vesiensuojelu

Maatalouden ravinnehuuhtoumien mallintamisen luotettavuus

Ilmastonmuutos ja vesienhoito

Valuma-alueen merkitys vesien tilan parantamisessa. Vanajavesikeskus-hankkeen Vesistöasiantuntija Suvi Mäkelä

Valumavesien ravinnepitoisuuksien seuranta eloperäisillä mailla

Metsätalouden vesistövaikutukset ja vesiensuojelutoimenpiteet. Renkajärvi Lauri Laaksonen MHY Kanta-Häme

Itämeren fosforikuorma Suomen vesistöistä

Uutta tietoa vesiensuojelukosteikkojen merkityksestä

LOHKO-hanke. Viljelijäaineisto

Ehdotus Tornionjoen vesienhoitoalueen vesienhoitosuunnitelmaksi vuosille

Vesistöjen ravinnekuormituslähteet ja maatalouden vähentämismahdollisuudet. Markku Puustinen, SYKE, Suitian linna

Heinijärven vedenlaatuselvitys 2014

Tehokkaita ratkaisuja turvetuotannon vesien käsittelyyn, Tukos-projektin seminaari Oulu Petri Tähtinen

ISO-KAIRIN VEDEN LAATU Kesän 2015 tutkimus ja vertailu vuosiin 1978, 1980 ja 1992

Aurajoen vedenlaatu ja kuormitus

Vesiensuojelu metsän uudistamisessa - turv la. P, N ja DOC, kiintoaine Paljonko huuhtoutuu, miksi huuhtoutuu, miten torjua?

Kemialliset vesiensuojelumenetelmät

Hintalappu vesiensuojelutoimenpiteille ja hyödyt virkistyskäytölle. Turo Hjerppe Suomen ympäristökeskus Mitä nyt Paimionjoki? -seminaari

Tutkimukseen pohjautuvaa tietoisuutta ja tekoja maataloudessa:

BioTar-hankkeen yleisesittely

Ympäristöasiat ojituksessa Markku Puustinen , Ojitusisännöinti, Turku

Viranomaislaskelmat, mitoitus ja vesiensuojelullinen hallinnollinen tarkastelu ELY-keskuksen y- vastuualueen näkökulmasta

Käytännön kokemuksia jatkuvatoimiseen mittaukseen liittyvistä epävarmuustekijöistä

Ilmastonmuutoksen vaikutukset Kyyveden tilaan skenaariot. SYKE:n VEMALA-mallinus Kymijoen päävesistöalueella

Muuttuvan ilmaston vaikutukset vesistöihin

Inarijärven tilan kehittyminen vuosina

Kokeet happamuuden hoidossa Putkipadot. Hannu Marttila Happamuus ja sen torjuntamalleja Sanginjoella SaKu-hankkeen loppuseminaari

Turvetuotannon selvitykset ja toimenpiteet kesällä TASO hankkeen kuulumisia , Karstula Jaakko Soikkeli

Transkriptio:

Uusia keinoja virtaamien ja talviaikaisen ravinnekuormituksen hallintaan Seminaari 30.3.2010, Kauttuan klubi Kosteikot virtaaman ja ravinteiden hallinnassa Jari Koskiaho, SYKE

Kosteikkojen käyttö vesiensuojelussa Jätevesi (pistekuormitus) Yhdyskunnat (puhdistamovesi tai raaka jv) Yksittäiset tai muutamat taloudet (raaka jv) Teollisuuslaitokset Kaatopaikat Kaivokset Valumavesi (hajakuormitus) Turvetuotanto Metsätalous Maatalous

Lähde: SUOMEN YMPÄRISTÖ 55 / 2006, Vesiensuojelun suuntaviivat vuoteen 2015

Kosteikoissa tapahtuvat vedenpuhdistusprosessit Kiintoaineksen laskeutuminen Riippuu tulevan veden sisältämän kiintoaineen partikkelikokojakaumasta Tärkeä mekanismi, etenkin fosforia pidättyy, myös org. typpeä Liuenneen fosforin adsorptio Riippuu maaperän (Fe, Al), ja kosteikkoon tulevan veden ominaisuuksista (Ptasapainotila!) Taipumus heikentyä ajan myötä Denitrifikaatio l. nitraattitypen pelkistyminen kaasumaiseen muotoon Riippuu kosteikossa olevan orgaanisen aineen määrästä, tulevan veden nitraattipitoisuudesta ja lämpötilasta Ei heikkene ajan myötä Biologinen ravinteiden kulutus Makrofyyttikasvillisuuden osalta nettovaikutus vuositasolla vähäinen Kasvillisuus, levät, mikrobiologinen kulutus, sedimentaatio

Kosteikkoihin tuleva hajakuormitus Em. prosessit vaativat aikaa toimiakseen tehokkaasti viipymä on keskeinen suunnittelukriteeri Koska pääosa kuormituksesta tulee tulva-aikoina, viipymän tulisi olla riittävän pitkä myös näillä jaksoilla Valumavesien mukana tulevan kuormituksen perusongelmat matalat pitoisuudet suuret vesimäärät matalat lämpötilat vähäiset poistumat verrattuna jätevesikosteikoihin ja jv-puhdistamoihin

Viipymän merkitys kosteikon tehokkuudelle

Vedenpuhdistusprosessien huomioiminen kosteikkojen muussa suunnittelussa Eri prosessit vaativat erilaisia olosuhteita Fosforin adsorptio hapekkaita ja denitrifikaatio vähähappisia Kasvillisuudella tärkeä epäsuora rooli prosesseille Biofilmi jopa sedimenttiä tärkeämpi denitrifikaation kannalta Orgaaninen aines (denitrifikaatio) Hapen siirto kosteikon sedimenttiin (P-adsorptio) Monimuotoisuus! Syvänteet ja matalat alueet, kasvillisuusvyöhykkeet, loivat rantavyöhykkeet, tulva-alueet, niemekkeet, saarekkeet Mitä korkeammat tulevan veden pitoisuudet, sitä tehokkaammin prosessit toimivat Kosteikot kannattaa sijoittaa paikkoihin, joissa tulevan veden pitoisuudet korkeat Valuma-alueella paljon peltoa. Karjasuojat, eläinten jaloittelualueet ym. hotspotit

Esimerkki monimuotoisesta ja tehokkaasta kosteikosta, Hovin kosteikko Vihdissä Pinta-ala 0,6 ha (5 % valuma-alueesta) Pitkä viipymä myös tulvajaksoilla Valuma-alue (12 ha) 100 % peltoa, keskikaltevuus 2,8 % Korkeat tulevan veden pitoisuudet Fosforipitoinen ruokamultakerros poistettiin ennen kosteikon rakentamista Myös liuennutta fosforia poistuu

Tulevan veden DRP-pitoisuus (µg/l) 1.3.1999 1.9.1999 Hovin maaperäanalyysit 1.3.2000 1.9.2000 1.3.2001 1.9.2001 160 120 Poistetun maakerroksen max. EPC 112 µg/l 80 40 0 Aika Kosteikon pohjaksi jätetyn maan max. EPC 3 µg/l

Hovin kosteikossa 1999 2000 mitatut vuotuiset ainepoistumat* * Koskiaho, J., Ekholm, P., Räty, M., Riihimäki, J. & Puustinen, M. 2003. Retaining agricultural nutrients in constructed wetlands - experiences under boreal conditions. Ecological Engineering 20(1): 89-103

Hovin kosteikko, kevät 1999

Hovin kosteikko, kesä 2000

Hovin kosteikko, syksy 2005

Sameus (FTU) 2000 Hovin kosteikon tehokkuus 1999-2002 Sameus Kiintoainepoistuma 68 %, Kokonaisfosforipostuma 62 % 1800 1600 1400 Tuleva Lähtevä 1200 1000 800 600 400 200 0 1.3.99 1.6.99 1.9.99 1.12.99 1.3.00 1.6.00 1.9.00 1.12.00 1.3.01 1.6.01 1.9.01 1.12.01 1.3.02 1.6.02 Aika

Nitriitti-nitraattityppi (µg/l) Hovin kosteikon tehokkuus 1999-2002 Typpi 35000 Kokonaistyppipoistuma 36 % NO2+NO3 typen poistuma 35 % 30000 Tuleva 25000 Lähtevä 20000 15000 10000 5000 0 1.3.99 1.6.99 1.9.99 1.12.99 1.3.00 1.6.00 1.9.00 1.12.00 1.3.01 1.6.01 1.9.01 1.12.01 1.3.02 1.6.02 Aika

Hovin kosteikon automaattimittaukset 2007- Jatkuva tunnittainen data tulevasta ja lähtevästä vedestä Vedenkorkeus virtaama Sameus Nitraatti Lämpötila Tiheät vedenlaadun ja määrän aikasarjat parantavat kosteikon tehokkuusarvioiden luotettavuutta Kiintoaine- ja kokonaisfosforipitoisuudet korreloivat voimakkaasti sameuden kanssa (R 2 = 0.96 ja 0.93) ainemäärät voidaan laskea sameuden perusteella Mittaukset aloitettu 11.10. 2007, tammikuuhun 2010 saakka katkeamaton aikasarja, mittauksia jatketaan kevättulvan alkaessa

Sameutta ja nitraattityppitoisuutta mittaava s::can nitro::lyser anturi (s::can Messtechnik GmbH)

Hovin kosteikon tehokkuus 2007-2009 Sameus Kiintoaine- ja kokonaisfosforipoistumat kosteikossa 1. mittausvuoden aikana 70 ja 67 % ja 2. mittausvuoden aikana 57 ja 53 %

Hovin kosteikon tehokkuus 2007-2009 NO3-N Nitraattityppipoistuma 1. mittausvuoden aikana 67 % ja 2. mittausvuoden aikana 53 %

Hovin kosteikon tehokkuus 2007-2009 DRP Liuenneen fosforin poistuma 1. mittausvuoden aikana 60%

Hydraulinen tehokkuus Perinteinen mitoitusparametri: Nimellisviipymä t n = V / Q Esim. 10 000 m 3 / 10 000 m 3 /d = 1 d t n kuvaa teoreettista tilannetta, jossa kosteikkoon tietyllä hetkellä tuleva vesi virtaisi tasaisesti samalla nopeudella koko virtauksen leveydeltä => putkivirtaus (a) Käytännössä vesi virtaa eri nopeuksilla kosteikon eri osissa (b) eli vedellä on viipymäaikajakauma (RTD) a) b) b) a) Hydraulinen tehokkuus = t p / t n

Kosteikon muodon vaikutus hydrauliseen tehokkuuteen Hydraulinen tehokkuus 0,9 Niemekkeet Jakokampa 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Poikittainen harjanne Saareke Persson & Wittgren (2003)

Käytännön esimerkki: Hovin kosteikko Niemekkeet Ei niemekkeitä

Virtaama (l/s) Hydrologisesti ja hydraulisesti tehokkaan kosteikon vaikutus valuntahuippuihin 30 25 Q (l/s) Tuleva Q (l/s) Lähtevä 20 15 10 5 0 10.10. 13.10. 16.10. 19.10. 22.10. 25.10. 28.10. 31.10. 3.11. 6.11. 9.11. 12.11. 15.11. Pvm

Valunnan jakautuminen Leutona talvena voi tulla esim. tammikuussa Valuntahuiput tyypillisesti keväällä ja syksyllä

Ilmastonmuutoksen haasteet kosteikkojen suunnittelulle Veli Hyvärinen (2004): Talviajan virtaamat kasvaneet selvästi linjan Oulu-Lappeenranta lounaispuolella Selkein ilmastonmuutokseen liittyvä hydrologinen muutos Suomessa Entistäkin suurempi osa kuormituksesta tulee kasvukauden ulkopuolella, jolloin Pelloilta tuleva kuormitus korkea, mutta Biologiset ja kemialliset puhdistusprosessit hitaita Alimitoitetuilla kosteikoilla ravinnepoistumat saattavat entisestään pienentyä Kosteikkojen mitoituksen ja muotoilun merkitys korostuu entistäkin voimakkaammin

Kosteikkojen sijoittaminen valuma-alueelle Perusstrategiat a) Useita pieniä kosteikkoja valuma-alueen latvaosissa b) Yksi (tai muutama) suuri kosteikko valuma-alueen alaosassa a) b) + helpommin riittävä pinta-ala : valumaaluesuhde + sopivasti sijoitettuna kuormituslähteet lähellä tulevat pitoisuudet korkeat - tarvitaan useita että vaikutus va-tasolla riittävä + jos riittävä mitoitus, saadaan iso osa koko valuma-alueen kuormituksesta kerralla käsittelyyn - tulevat pitoisuudet usein matalat (laimenemisilmiö) -riittävän suuren maa-alueen saaminen voi olla vaikeaa

Kosteikkojen vaikutus valuma-aluetasolla Esimerkki: Vihtijoen alaosan alue 58 km 2 (maatalousalueiden osuus 25 %) Maatalouden kuormitus (VEPS) n. 2 800 kg P/vuosi ja 21 000 kg N/vuosi Hovin kosteikon pinta-ala 0,01 % koko valuma-alueesta Hovi pidättää 14 kg P/vuosi ja 170 kg N/vuosi eli selvästi alle 1 % koko alueen maatalouskuormituksesta Jos tällä valumaalueella haluttaisiin pidättää esim. 20 % alueen maatalouskuormituksesta kosteikkojen avulla, tarvittaisiin n. 30 kpl Hovin kosteikkoja eli yhteensä 18 ha (0,31 % koko valuma-alueesta)

Johtopäätöksiä Vedenpuhdistusprosessien tehokkaan toiminnan kannalta tärkeät tekijät Viipymä Hydraulinen tehokkuus Monimuotoisuus Kosteikot kannattaa sijoittaa alueille, joissa kuormitus on mahdollisimman korkea Ilmastonmuutoksen mukana yleistyvät leudot talvet asettavat kovan haasteen maatalouden vesiensuojelulle, myös kosteikkojen suunnittelulle Hydrologisesti oikein mitoitettu ja hydraulisesti tehokas kosteikko leikkaa tehokkaasti valuntahuippuja ja toimii tulvien tasaajana Kosteikoilla ei voida yksin ratkaista rehevöitymisongelmaa, mutta niillä on oma osansa kokonaisvaltaisessa vesiensuojelutoimenpiteiden toteuttamisessa

KIITOS!