Vesiensuojeluratkaisut; lannoitus, maanmuokkaus ja kunnostusojitus Samuli Joensuu 12.11.2013 Lapua Sisältö Lannoituksen ja maanmuokkauksen vesiensuojelu Kunnostusojituksen vesiensuojelu Vesiensuojelurakenteet ja niiden mitoitus 22.11.2013 2 1
Lannoituksen ja maanmuokkauksen vesiensuojelu 22.11.2013 3 Lannoitus ja vesiensuojelu Oikeat lannoitteet oikeaan paikkaan Levitys niin, että lannoitteita ei mene veteen Pohjavesialueilla ei suositella lannoituksia Lannoitus sulaan maahan Turvemailla rautaa sisältävät fosforilannoitteet Tuhka Maalevitys erityisesti turvemailla parantaa tarkkuutta Levitystasaisuuden tarkkailu Hyödynnetään suojakaistoja ja pintavalutusta Kipsin mahdollisuudet parantaa fosforin pidätystä on selvitettävä tarkemmin 2
Pintavalutuskenttä, johon on lisätty kipsiä pystyy pidättämään liukoista fosforia, esimerkkialueena Kuntalan ojitusalue Pieksämäellä 22.11.2013 5 Maanmuokkauksen ja hakkuiden vesiensuojelu Uudistusalan pintavedet kerääntyvät alaviin paikkoihin. Hakkuissa vesistöjen varteen jätetään suojakaista Suojakaistan leveys vaihtelee kohteelle kohdistuvan vesimäärän, maaston muotojen, kasvillisuuden luontaisen vaihettumisen ja maalajin mukaan Vähimmäisleveys on 5 metriä Mahdollista tulva aluetta ei lasketa mukaan suojakaistan leveyteen Tapion luontolaatuarvioinneissa suojakaistan leveyden vaihteluväli 8 13 m 22.11.2013 6 3
Suojakaistat Hakkuualan ja vesistön väliin jätettävällä suojakaistalla ei muokata, ei lannoiteta, ei nosteta kantoja, vältetään liikkumista koneilla vältetään urapainumia välttämättömät ylitykset mahdollisimman kantaviin kohtiin puita voi poistaa ja tehdä taimikonhoitotöitä latvusmassan jättämistä suojakaistalle vältetään arvokasta elinympäristöä ei käytetä vesiensuojeluun ominaispiirteet säilyttävä rajaus riittää vesiensuojelua varten huolehditaan, ettei kiintoainesta pääse elinympäristöön ojat suositellaan mahdollisuuksien mukaan padottavaksi oikovirtausten välttämiseksi ennen patoa ojien suuntaa käännetään ei käytetä kemiallisia torjunta aineita suojakaistoille voidaan istuttaa puita maanpintaa muokkaamatta mättäitä voidaan tarvittaessa nostaa ulkopuolelta Naveromätästys Naveroiden päissä saa olla ajoittain seisovaa vettä, koska naveroilla ei tavoitella pysyvää kuivatusvaikutusta. 4
Kohteina veden vaivaamat soistuvat kankaat ja turvemaat Vesiensuojelussa samat menetelmät kuin kunnostusojituksessa Suunnitelma vähintään kartalle Kuivatusojiksi tarkoitettujen ojien syvyys sama kuin kunnostusojituksessa Ojitusmätästys 22.11.2013 9 Vesiensuojelu pohjavesialueilla I ja II luokan pohjavesialueilla samoin kuin III luokan pohjavesialueilla, joita ei ole tarkemmin tutkittu suositellaan kevennettyä maanmuokkausta Ojitus ja naveromätästystä ei pääsääntöisesti suositella pohjavesialueilla Turvemaiden pohjavesialueilla voidaan tehdä naveromätästystä, jos naverot eivät ulotu kivennäismaahan saakka I ja II luokan pohjavesialueilla ei käytetä kemiallisia kasvinsuojeluaineita Kantoja ei korjata I luokan pohjavesialueilta eikä myös suositella korjattavaksi II luokan pohjavesialueilta 22.11.2013 10 5
Kunnostusojituksen vesiensuojelu Kohdevalinta Taloudellinen kannattavuus Ojasuunnittelu Eroosioherkkien alueiden selvittäminen Vesiensuojelumenetelmien valinta Puunkorjuun suunnittelu ja toteutus Kaivutyön toteutus Vesiensuojelurakenteet Ojien koko Vesiensuojelu turvemaiden hakkuissa Turvemaiden hakkuissa käytetään mahdollisimman vähän maastovaurioita aiheuttavaa kalustoa Mikäli em. kalustoa ei ole saatavilla, turvemaiden ojalinja ja harvennushakkuut tulisi ajoittaa talvikauteen Turvemaiden uudistushakkuut tulisi ajoittaa ojien kunnostamisen yhteyteen 6
Hyvä puunkorjuun suunnittelu tukee vesiensuojelua Korjuukelpoisuutta parantavat toimenpiteet Turvemaille sopiva kalusto Kesäkorjuun edellytysten parantaminen Leimikon suunnittelun parantaminen, kulkuyhteyksien parantaminen Tekniset keinot kantavuuden parantamiseen Koneen kuljettaminen pehmeillä mailla 13 Vesiensuojelurakenteet ja niiden mitoitus (esimerkkinä kunnostusojitus) 7
Valuma alueen määrittely Valuma alueen rajaus merkitty punaisella viivalla Valuma alueen rajaus on tärkeä vesiensuojelurakenteiden mitoituksessa Uudet paikkatietosovellukset rajauksen apuna 22.11.2013 15 Paikkatieto kunnostusojitushankkeen suunnittelussa Valuma alue Kaltevuus kangas, Mr, SMr tai Ka 0,45 m/s kangas, lajittunut (<0,06 mm) tai HMr 0,3 m/s turve 0.4-1m, Mr tai SMr 0,45 m/s turve 0.4-1m, lajittunut (<0,06 mm) tai HMr 0,3 m/s turve yli 1m 0,4 m/s Eroosioriski Virtausnopeus 8
Paikkatietoanalyysi helpottaa vesien virtaussuuntien tunnistamista pinta-ala ha ala 0,02-0,2 ha 0,2-1 ha 1-5 ha yli 5 painopisteet svyohyke painopiste merkittävä painopiste kaltevuus % kaltevuus alle 4 % yli 4 % 1:3000 Suositeltava kaivusyvyys kuivatusojissa Turvekerroksen paksuus, m Kaivusyvyys yleensä, m < 0,30 0,30-0,80 > 0,80 0,60 0,90 0,70 1,00 0,80 1,10 9
Lietekuopat ja kaivukatkot Ojakohtaista kiintoaineskuormaa voidaan vähentää jättämällä ojaan kaivu tai perkauskatkoja ja kaivamalla lietekuoppia noin 100 metrin välein Laskeutusaltaat Laskeutusaltaalla saadaan kiinni karkeaa kiintoainesta 10
Laskeutusaltaan toimintaperiaate Laskeutumisnopeus ja laskeutumisaika Lähde: Paasonen Kivekäs ym. 2009 11
Laskeutusaltaan mitoitus Mitoitusvaluma arvioidaan Seunan (1983) virtaamamallien perusteella valuma alueen pinta ala korkeus mpy puuston määrä m 3 /ha Virtausnopeus enintään 1 cm/s Viipymä altaassa vähintään 1 tunti Yläpuolinen valuma alue enintään 50 ha Allaspinta ala tulisi olla 3 8 m 2 /valuma alue ha Lietetilavuus tulisi olla 2 5 m 3 /valuma alue ha Laskeutusaltaan mitoitus Laskeutusaltaiden mitoitus vesimäärän perusteella. Mitoitus pitkille kapeille altaille pysäyttämään hienoa hietaa tai sitä karkeampaa maa-ainesta. Hanke numero: LASKE ALTAAN MITAT MAAN PINNALLA ALTAAN ALTAAN ALTAAN MITOITUSSUOSITUKSET PURKUOJAN ALLAS VALUMA- KORKEUS SEINÄ- LIETEVARA KOKONAIS ALTAAN LEVEYS PITUUS SYVYYS MIN PINTA-ALA MAX MIN LIETE- ALUE MPY PUUSTO SYVYYS KALTEVUUS TILAVUUS TILAVUUS NRO HA M M3/HA M M M M 1 : X M M3 M2 M2 M2 M3 M3 1 20 120 80 6,0 15,3 2,0 0,3 0,75 1,20 125 60 92 160 40 99 2 50 120 80 6,0 35,7 2,0 0,3 0,75 0,50 310 150 214 400 100 248 3 30 50 120 7,0 13,0 2,0 0,3 0,75 1,30 128 90 91 240 60 102 TYHJENNÄ 12
Tuloksia turvemaan toimenpideketjun seurannasta, esimerkkinä Tervajoen tilan kunnostusojitusalue Kiteellä Laskeutusaltaaseen tuleva ja altaasta lähtevä keskimääräinen ainekuorma kg/valuma-alue ha/v ensimmäisenä toimenpiteiden jälkeisenä vuotena. Alueella toteutettu päätehakkuu, energiapuun korjuu (hakkuutähteiden korjuu), kunnostusojitus, maanmuokkaus ja kuusen istutus. Ukonsuon valuma-alue on kaikkiaan 10 ha. Aine Altaaseen tuleva Kg/ha/v Altaasta lähtevä Kg/ha/v Luonnontilaiset alueet keskimäärin Luonnontilaiset alueet vaihteluväli Kiintoaine 446,2 50,5 5,1 0,92 47,5 Kokonaisfosfori 0,208 0,204 0,049 0,017 0,146 Fosfaattifosfori 0,040 0,031 Kokonaistyppi 8,1 9.6 1,3 0,29 2,3 13
Esimerkki lähes 20 vuotta vanhasta laskeutusaltaasta: Vuohensuon laskeutusaltaaseen tuleva ja altaasta lähtevä keskimääräinen ainekuorma kg/valuma-alue ha/v vuosina 2006-2010 Aine Kunnostusojitus toteutettu 1993 Altaaseen tuleva kg/ha/v Altaasta lähtevä kg/ha/v Luonnontilaiset alueet keskimäärin kg/ha/v Luonnontilaiset alueet vaihteluväli kg/ha/v Kiintoaine 7,35 6,45 5,1 0,92 47,5 Kokonaisfosfori 0,081 0,082 0,049 0,017 0,146 Fosfaattifosfori 0,041 0,038 Kokonaistyppi 2,99 3,00 1,3 0,29 2,3 Virtaamansäätö Kuvat Hannu Marttila ja Juha Jämsén 14
Kaavakuva putkipadon asentamisesta Putken asennuskorkeus määritellään siten, että sekä altaan mitoitus sekä yläpuoleisen ojaston kuivatusteho säilyvät riittävinä. 22.11.2013 29 Virtaamansäädössä käytettävän putkipadon putkielementti Kuvassa on malli supistavasta kulmayhteestä. Kulman avulla putken suu jää veden pinnan alapuolelle. Kulman tarkoituksena on vesimäärän rajoittamisen lisäksi myös estää veden pinnalla liikkuvien roskien pääsy putkeen ja estää näin putken tukkeutuminen. Lähde: Hannu Marttila ja Juha Jämsén 22.11.2013 30 15
Virtaamansäätöpadon mitoitusnomogrammi Virtaamansäätöpadon mitoitusnomogrammi turvemaiden ojitusalueille. Nomogrammin ylempi viiva on tarkoitettu kohteille, joiden valuma alue on lähes kokonaan ojitettu tai kohteille joissa rakenteen kohdalla esiintyy alapuolista padotusta. Alempi viiva on tarkoitettu ojitusalueille, joiden valuma alueella on myös ojittamatonta pintaalaa. Lähde: Hannu Marttila ja Juha Jämsén 22.11.2013 31 Paikkatiedon ja laserkeilausaineiston hyödyntäminen virtaamansäädön suunnittelussa Vesiensuojelun suunnittelun lähtökohtana ovat ojien ja vesiensuojelurakenteiden valuma alueet. Laserkeilausaineistoa voidaan tulevaisuudessa hyödyntää muun muassa arvioitaessa putkipatojen padotusvaikutuksia tai ojien eroosioherkkyyksiä Veden korkeus ojassa maksimipadotuksella 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 padotus valuma-alueen raja Ojat 22.11.2013 32 16
Putkipadolla säädelty laskeutusallas Tulva aikainen tilanne, jossa padotus ylettyy altaan lisäksi osittain myös yläpuoleiselle ojitusalueelle. Putkipatoa suositellaan laskeutusaltaiden yhteyteen, koska näin saadaan altaiden laskeutustilavuus säädettyä ja hyödynnettyä täysimääräisesti 22.11.2013 33 Muita patoratkaisuja V pato. Kiviset pohjapadot ovat maisemallisesti kauniita elementtejä. Tällaisissa padoissa myös kalojen kulku on mahdollista. 22.11.2013 34 17
Pintavalutuskentät Kiintoaineksen pidättyminen riippuu pintavalutuskentän pinta alasta 18
Pintavalutus Pintavalutuskentät, suojavyöhykkeet, kaivu ja perkauskatkot, kosteikot Hyvin toimiva pintavalutuskenttä edellyttää hyvää suunnittelua Kaltevuuden puute ja sen seurauksena kuivatusongelmat ensisijassa pintavalutuskentän käytön tai sen sijoituspaikan esteenä Pintavalutuskentän suunnittelussa on tärkeätä tietää pintavalutuskentän hyötyalan (maksimivedenpeittämän alan) suhde valuma alueen kokoon Tämän tiedon avulla pystytään arvioimaan pintavalutuskentän teho erityisesti kiintoaineksen pidätyksessä Esimerkkejä pintavalutuskentistä 19
Esimerkkejä pintavalutuskentistä 16.4.2013 Kosteikot 20
Torsanjoen kosteikko, Ruokolahti Kuvat: Seppo Repo, Suomen metsäkeskus ja Samuli Joensuu, Tapio Torsanjoen kosteikko, Pohja Lankila, Ruokolahti Kiintoainehuuhtouma 22.11.2013 42 21
Kosteikkosuosituksia Patoamalla painanteisiin Hyvä kosteikko sisältää syvänteitä ja matalia osia Kasvillisuuden nopea saanti kosteikkoon eduksi Rajattu valuma alue Mitoitus vesimäärälaskelmiin perustuen Maanpinnan muotojen hyväksi käyttö esimerkiksi järvikuiviot Suunnittelijan paikallistuntemus tärkeä hyödynnettävä Maaperätutkimus Korkeustasot nykyteknologialla kasvillisuuden nopean tulon kannalta optimaalisiksi Laserkeilaustekniikka avuksi kohteiden löytymisessä 22.11.2013 43 Kiitos! 22.11.2013 44 22