LIIKENNEVIRASTO A 4696.102 VALTATIE 5 PARANTAMINEN VÄLILLÄ PÄIVÄRANTA-VUORELA: VESISTÖTARKKAILUN 2007-2015 LOPPURAPORTTI Lauri Heitto Kuopio 17.12.2015 1
SISÄLLYSLUETTELO 1. TAUSTAA... 3 2. HANKKEEN VALMISTELUT... 4 3. TIEHANKKEEN ERI TYÖVAIHEET VESISTÖÖN KOHDISTUVAN KUORMITUKSEN KANNALTA... 6 4. VESISTÖTUTKIMUSTEN TULOKSET... 9 4.1 Lyhytaikaiset vaikutukset... 9 4.1.1 Louheen ajo tammikuu 2010-huhtikuu 2011... 9 4.1.2 Tikkalansaaren aukon avaaminen ja laivaväylä ruoppaus maaliskuu 2013... 19 4.1.3. Päivärannan aukon sulkeminen helmikuussa 2015 ja avaaminen heinäkuussa 2013... 26 4.2 Syvänteiden seuranta... 33 4.2.1. Pohjois-Kallavesi... 34 4.2.2. Virtasalmi... 36 4.2.3 Kallan siltojen lähialue... 40 4.2.4 Kelloselän ulompi alue... 48 4.2.5 Kaupungin edusta... 53 4.3. Rehevyyden seuranta... 56 4.3.1. Pohjois-Kallaveden ja Kelloselän rehevyystaso 2000-luvulla... 58 4.3.2. Järvisyvänteiden kokoomanäytteet... 59 4.3.3. Klorofylli-a:n anturimittaukset 2011-2013... 62 5. SAVON SELLUN VEDENOTTAMON TARKKAILU... 67 5.1. Vedenottamo... 67 5.2. Mittauslautta... 68 6. POIKKEAVAT HAVAINNOT VESISTÖSSÄ KELLOSELÄLTÄ SILTATYÖMAAN AIKANA... 69 7. YHTEENVETO... 69 2
1. TAUSTAA Tiehankkeen Valtatie 5 parantaminen välillä Päiväranta-Vuorela vesistövaikutuksia on tarkasteltu hankkeen valmisteluvaiheessa 1990-luvun puolivälissä (Lauri 1995) ja yleissuunnitteluvaiheessa (Virtanen 2003). Tarkastelun kohteena ovat olleet erityisesti veden kiintoainepitoisuuden muutokset, sillä aivan Kallan siltojen läheisyydessä (n. 1 km) on Savon Sellun kartonkitehtaan vedenottamo. Kiintoaineen ja ravinteisuuden kohoamisella on myös laajempaa merkitystä, sillä Kallavesi on tärkeä vesistö mm. kalastuksen sekä veneilyn takia. Tiehankkeen vaikutus vesistöön liittyy pääsääntöisesti tiepenkereiden tekoon ja niiden yhteydessä tehtävien silta-aukkojen sulkemisten aiheuttamiin virtaamamuutoksiin. Vesistöön ajettiin kaikkiaan 1,3 miljoonaa m 3 louhetta eli kyse oli massiivisesta operaatiosta. Itse louhe ei ollut vesistön kannalta suuri ongelma, vaan järven pohjassa tulevan penkereen paikalla olleet pehmytmassat. Alustavasti näiden pehmytmassojen poisto suunniteltiin tehtäväksi imuruoppaamalla, jonka jälkeen ne olisi sijoitettu Tikkalansaaren ja Suosaaren aukkojen edustalla olevalle syvännealueelle. Pohjatutkimuksen perusteella imuruoppauksesta voitiin luopua ja toimintamalliksi tuli pehmytmassojen syrjäyttäminen louheella ja tarvittaessa ylöskaivaminen ja sijoittaminen maaalueelle. Hanke sai ympäristöluvan 15.2.2008 (Itä-Suomen ympäristölupavirasto, päätös nro 25/08/1). Lupamääräyksen kohdassa 6 todettiin, että hankkeen vesistövaikutuksia on seurattava 5.6.2007 päivätyn tarkkailuohjelman (Savo-Karjalan Ympäristötutkimus Oy) mukaisesti lisättynä Virtasalmen asemalla 2 sekä Kallaveden asemilla 352 ja 365. Pohjois-Savon ympäristökeskukselle annettiin lupapäätöksessä mahdollisuus tehdä ohjelmaan tarpeelliseksi katsomiaan muutoksia. Lupamääräyksen kohdassa 3 asetettiin Savon Sellun vedenottamolle tulevan veden kiintoainepitoisuuden ylärajaksi tehtaan vaatimuksen mukaisesti 5 mg/l. Päätöksestä valitettiin Vaasan hallinto-oikeuteen, joka antoi päätöksensä 8.5.2009 (lupa nro 09/0148/1). Vesistötarkkailuun liittyvää määräys 6 muuttui siten, että luvan saajan tulee esittää täsmennetty tarkkailuohjelma Pohjois-Savon ympäristökeskuksen hyväksyttäväksi. Täsmennetty tarkkailuohjelma tehtiin 16.3.2010 (Savo-Karjalan Ympäristötutkimus Oy). Tarkkailuohjelmassa on kolme osaa, sameuden leviämisen seuranta, syvänteiden seuranta ja rehevyyden seuranta. Lisäksi Savon Sellun vedenottamon veden laadun seurantaan tehtiin erillinen tarkkailuohjelma (Savo-Karjalan Ympäristötutkimus Oy, 16.3.2010). Pohjois-Savon ELY-keskus hyväksyi ohjelman 22.3.2010 (Päätös nro POSELY/274/07.00/2010). Suoraan vesistöön kohdistuvia töitä tiehankkeessa oli kevättalvelle 2013 asti, jolloin Tikkalansaaren aukko avattiin. Tämän takia tarkkailuohjelmaa kevennettiin vuonna 2014 siten, että pääpaino oli lopputalvella ja loppukesällä tehtävässä syvänneseurannassa sekä lisäksi tehtiin rehevyystutkimus touko-syyskuussa kerran kuukaudessa harvennetulla asemaverkolla (Savo-Karjalan Ympäristötutkimus Oy, Palaverimuistio 3.10.2013). VT5 tiehanke valmistui pääosin vuonna 2014. Vuonna 2015 tehtiin vielä päällysteiden korjauksia, viimeistelytöitä sekä Suosaaren ratasillan maalaus ja Tikkalansaaren nostosiltaan pieniä muutostöitä. Hankkeeseen olennaisesti liittyvä Päivärannan yli kulkevan rautatiesillan muuttaminen kiinteäksi toteutettiin vuonna 2015, mikä jatkoi vesistötutkimuksia vielä vuodella. Hankkeeseen liittyi Päivärannan aukon sulkeminen helmikuusta heinäkuun alkuun 2015. Vesistötutkimuksia varten hankkeelle tehtiin oma tarkkailuohjelma, jossa tutkimusasemaverkosto sekä tehdyt tutkimukset pohjautuivat VT5 hankkeeseen (Savo-Karjalan Ympäristötutkimus Oy 2.2.2015). 3
2. HANKKEEN VALMISTELUT Ympäristöluvan mukana tullut velvoite huolehtia Savon Sellun vedenottamolle tulevan veden kiintoainepitoisuudesta käynnisti ennen vesistötöiden aloitusta joukon selvityksiä. Marraskuussa 2008 testattiin YVA Oy:n jo hankkeen valmisteluvaiheeseen tekemän virtausmallin toimivuutta merkkiainekokeella (Kiirikki & Mykkänen 2008). Testin perusteella todettiin virtausmalli toimivaksi. Tammi-helmikuussa testattiin laboratorio-oloissa erilaisia suodatinkankaita Kallan siltojen edustalta otetulla sedimenttisuspensiolla (Heitto 2009a). Vuonna 2009 keväällä mallilla tehtiin useita ajoja sekä jääpeitteen aikaan talvella että kesällä erilaisilla tuulitilanteilla (Heitto 2009b). Tiehankkeen vesiensuojelujärjestelyt täsmentyivät vuoden 2009 aikana ja toteutettiin seuraavalla tavalla: Sekä Sorsasalon että Tiikalansaaren aukon kohdalla uloin reunapenger tehtiin ensimmäiseksi kevennetyllä työteholla (alle 250 m 3 louhetta/tunti). Tämän jälkeen pengerrystä jatkettiin sisäänpäin, jolloin pääosa samentumisesta jäi penkereen sisään. Sorsasalon ja Tikkalansaaren ulomman penkereen etupuolelle noin 50-100 m:n etäisyydelle asetettiin käyttöluokkaan 3 kuuluva suodatinkangas, joka ulottui 4,5 m:n syvyyteen. Savon Sellun vedenottamolla vesi otetaan noin 5 m:n syvyydestä, joten suodatinkankaan tehtävänä oli leikata pintavedessä leviävää sameutta (kuva 1). Savon Sellun vedenottamon edustalle asetettiin samanlainen, noin 70 m pitkä ja 4,5 m korkea suodatinkangas pussiksi. Tielaitos asennutti Savon Sellun vedenottamon edustan poikki ponttoonilaiturin, johon kiinnitettiin YSI OMS600 mittalaite. Mittalaite sisälsi anturit lämpötilan, sähkönjohtavuuden sekä sameuden määrittämiseen. Sameuden ja kiintoaineen pitoisuuksia verrattiin muutamasta paikalla otetusta vesinäytteestä ennen anturin asetusta ja vallitsevalla matalalla pitoisuustasolla sameusarvo vastasi suoraan kiintoainepitoisuutta. Mittaukset tehtiin 1,5 m:n syvyydessä kerran tunnissa ja ne koottiin laitetta vuokranneen Luode Oy:n Datapalvelimeen kaksi kertaa vuorokaudessa. Mikäli veden kiintoainepitoisuus nousi yli 5 mg/l, lähetti laite hälytyksen urakoitsijan vastuuhenkilölle. Tämä käynnisti toimenpiteet, jotka oli määritelty Savon Sellun vedenottamon tarkkailuohjelmassa (Savo-Karjalan Ympäristötutkimus Oy 16.3.2010). Mittari oli toiminnassa 13.11.2009-16.12.2013. Joulumyrskyn 2011 aikana vedenottamon edustalla ollut laituri ajautui pois paikaltaan, minkä takia mittauksiin tuli kuukauden tauko. Jäiden vahvistuttua tammikuun lopulla 2012 anturi kiinnitettiin jäälle, jossa mittauksia tehtiin 16.4.12 asti. Laituri asennettiin paikalleen 8.6.12, jolloin mittalaite asennettiin uudelleen keskelle vedenottamon kanavan suuta. Vedenottamon anturin tarkoituksena oli dokumentoida vedenottamolle menneen veden kiintoainepitoisuus koko rakennusprojektin aikana. Vedenottamon edustalle noin 200 m:n päähän asennettiin Vesi-Eko Oy:n lautta, johon tuli toinen Luode Oy:n hallinnoima YSI 600 OMS mittalaite. Anturi asennettiin 3 m:n syvyyteen, ja tämän laitteen tarkoituksena oli antaa varoitus, mikäli vedenottamoa oli lähestymässä vedessä olevaa sameutta, jonka kiintoainepitoisuus olisi yli 5 mg/l. Hälytysketju toimi samalla tavalla kuin vedenottamon edustalla. Lautan paikka arvioitiin virtaamamallin laskemilla veden virtausnopeuksilla siten, että varoaikaa ennen veden joutumista vedenottamolle olisi noin 2 tuntia. Lautalla mittaukset aloitettiin 13.11.2009. Lautta irtosi ankkuroinnistaan jäiden lähdön myötä keväällä 2010. Lautta ankkuroitiin uudelle paikalle ulommaksi vedenottamosta ja samalla uudelle linjalle kohti Tikkalansaaren 4
ja Suosaaren aukkoja, koska pengerrystyöt olivat talven aikana edenneet näille alueille. Mittaukset lautalla lopetettiin 24.10.2011. Tuolloin vesistöön kohdistuvat pengerrystyöt olivat loppuneet. Kuva 1. Jatkuvatoimisten antureiden sijainti Savon Sellun vedenottamolla ja vedenottamon edustalla sekä suodatinkankaiden sijainti tietyömaan ja vedenottamon edustalla. 5
3. TIEHANKKEEN ERI TYÖVAIHEET VESISTÖÖN KOHDISTUVAN KUORMITUKSEN KANNALTA Tietyömaan vaikutus vesistöalueeseen voidaan jakaa välittömiin ja pitkäaikaisiin vaikutuksiin. Välittömät vaikutukset liittyvät louheen ajoon vesistöön sekä siitä johtuvaan pohjalta vapautuvien maamassojen sekoittumiseen veteen. Nämä vaikutukset näkyvät lähinnä sameuden ja kiintoainepitoisuuden nousuna, voivat näkyä myös kiintoaineeseen sitoutuneiden kokonaisravinteiden vapautumisena vesistöön. Välittömiin vaikutuksiin liittyy myös silta-aukkojen sulkemisen ja avaamisen yhteydessä tapahtuvien virtaamamuutosten aiheuttamat ilmiöt, kuten pohja-aineksen vapautuminen. Pitkäaikaiset muutokset liittyvät pääsääntöisesti silta-aukkojen aiheuttamiin virtaamamuutoksiin. Virtaaman heikkeneminen lisää aineiden laskeutumista syvännealueille ja sen myötä kuormituksen lisääntymistä. Kuormituksen lisääntyminen voi lisätä pohjalla tapahtuvaa mikrobien suorittamaa hajotustoimintaa, mikä näkyy happipitoisuuden heikkenemisenä ja ravinteiden vapautumisena sedimentistä vapaaseen veteen. Mikäli ravinteet pääsevät päällysveteen, lisää se levätuotantoa ja sen myötä rehevyystasoa. Välittömien vaikutusten osalta intensiivisin jakso alkoi loppiaisena 2010 ja kesti huhtikuuhun 2011. Tänä aikana vesistöön ajettiin yhteensä 1,3 miljoonaa m 3 louhetta uusien teiden pohjaksi. Kaikkiaan louhetta käytettiin 2,3 miljoonaa m 3. Vedenalaista kaivua tehtiin 30 000 m 3. Ensimmäiseksi suljettiin vuoden 2010 alussa Sorsasalon silta ja penkereen ehdittyä Tikkalansaaren aukolle, se suljettiin alkukesällä 2010 (kuva 2). Samanaikaisesti tehtiin pengerrystöitä myös Virtasalmen puolella. Suosaaren siltarakenteet pystyttiin tekemään ilman silta-aukon kiinnilaittoa, mutta aukko suljettiin louheen ajoa varten Suosaaren ja Päivärannan aukkojen väliin marraskuussa 2010 ja avattiin lopputalvella 2011. Hankkeen ympäristöluvassa oli määritelty, että kaksi silta-aukkoa saa olla kerrallaan suljettuna. Sorsasalon aukko avattiin ennen Suosaaren aukon kiinnilaittoa loppuvuodesta 2010. Huhtikuusta 2011 lähtien pääosa rakennustöistä tapahtui maankamaralla, joten suoraan vesistöön kohdistuvat työt olivat vähäisiä ja satunnaisia. Tikkalansaaren siltatyöt saatiin valmiiksi kevättalvella 2013, jonka jälkeen aukko avattiin. Samassa yhteydessä tehtiin laivaväylän ruoppaus Tikkalansaaren aukossa, sillä tiehankkeen yhteydessä laivaväylä siirrettiin kulkemaan Päivärannan aukosta Tikkalansaaren aukolle. Tämä oli pengerrystyön jälkeen seuraava merkittävä suoraan vesistöön kohdistuva toimenpide ja aukon avaamisen yhteydessä tehtiin intensiivisiä sameusmittauksia. Laivaväylän siirtämiseen yhteydessä tehtiin pieni ruoppaus Tomperin saaren lounaispuolella (35 m 3 ). Ruoppausmassoja ei läjitetty läheiselle vesialueelle, kuten alun perin oli suunniteltu, vaan ne kuljetettiin läjitettäväksi maa-alueelle. Tämän takia ruoppauksen yhteydessä ei tehty erillistä vesistötarkkailua. Vuonna 2015 Päivärannan rautatiesillan muuttaminen kiinteäksi päätettiin toteuttaa siten, että Päivärannan aukko suljettiin helmikuussa. Rautatiesillan asennus tehtiin juhannuksena 2015, jonka jälkeen aukon sulkenut penger purettiin. Tämä oli kolmas jakso, jolloin vesistössä tehtiin intensiivisiä sameusmittauksia. 6
5 % 55 % 65 % 50 % 7
25 % Kuva 2 (alkaa edelliseltä sivulta). Silta-aukkojen aukiolo VT5 Kallan Siltojen tietyömaan eri vaiheissa. Vihreä kolmio kuvaa auki olevaa silta-aukkoa, punainen sitä, että aukko on suljettu. Punainen prosenttiluku kuvaa, mikä osuus virtaamasta kulkee normaalioloissa suljettujen siltaaukkojen kautta. Kunkin kuvan oikeassa alareunassa on kuvan esittämän ajankohdan virtaamatilanne, jossa sininen viiva kuvaa mitattua virtaamaa, punainen pitkän ajan keskiarvoa. Virtaama-aineisto on yläpuoliselta Viannankoskelta, joten se ei kerro suoraan, kuinka suuri virtaama on ollut Kallan siltojen kohdalla, mutta se kuvaa yleistä vesitilannetta kunakin jaksona. 8
4. VESISTÖTUTKIMUSTEN TULOKSET 4.1 Lyhytaikaiset vaikutukset 4.1.1 Louheen ajo tammikuu 2010-huhtikuu 2011 Tiehankkeen vesistöön kohdistuvat rakennustyöt alkoivat 6.1.2010, jolloin ensimmäinen louhekuorma ajettiin Sorsasalon aukon kohdalle (kuva 3) Kuva 3. Vesistöön kohdistuvat rakennustyöt käynnistyivät 6.1.2010, jolloin aloitettiin myös näytteenotto sameuden leviämisen seuraamiseksi. Sameuden seurantaa tehtiin kahdella eri menetelmällä, sameusanturilla (YSI 600 OMS) ja laboratoriomittauksin. Sameuden laboratoriomittauksissa yksikkönä on FTU, anturimittauksissa NTU. Nämä eivät ole täysin toisiaan vastaavia, mutta pienissä sameusarvoissa ero ei ole merkittävä. Laboratoriossa tutkituista näytteistä määritettiin sameuden lisäksi kiintoaine ja kokonaisfosfori. Sameusmittaukset anturilla tehtiin töiden alkuvaiheessa lähes viikon välein ja sen jälkeen mittaukset pyrittiin tekemään tarkkailuohjelman mukaisesti kerran kuukaudessa samoin kuin näytteenotto ohjelman järvisyvänteistä sameusmittauksia varten (taulukko 1). Tarkkailuvuosina 2010 ja 2011 huhtikuun näytteenotto ei onnistunut kelirikon vuoksi. Anturimittauksia ei tehty loppuvuonna 2010 loka-, joulu- eikä tammikuussa, sillä vesistöön kohdistuvat työt olivat loka- ja joulukuussa vähäisiä. Anturimittaukset tehtiin molempina talvina 2010 ja 2011 profiilimittauksina, jolloin sameushavaintoja on havaintoasemilta koko syvyysprofiilista. Molempina tutkimuskesinä anturimittaukset tehtiin vain päällysvedestä, sillä vesistöön kohdistuvat työt olivat kesinä vähäisiä ja syvännekartoituksen tulokset antoivat riittävää tietoa alusveden sameudesta. Syvänneasemilla näyte otettiin sekä päällysvedestä yhden metrin syvyydestä että alusvedestä metri pohjan yläpuolelta. 9
Taulukko 1. Anturimittausten ja näytteenottojen ajankohdat. Anturimittausten näytesyvyys oli joko koko vesipatsas (profiili) tai päällysvesi (noin 1 m). Näytteenotto laboratorio-mittauksia varten tehtiin aina sekä päällysvedestä (1 m) että alusvedestä (1 m pohjan yläpuolelta). Anturimittaukset Mittaussyvyys Näytteenotto 5.2.10 Profiili 12.1.10 12.2.10 Profiili 18.2.10 26.2.10 Profiili 25.3.10 5.3.10 Profiili 18.5.10 10.3.10 Profiili 17.6.10 18.3.10 Profiili 29.7.10 6.5.10 Profiili 1.9.10 12.5.10 Profiili 29.9.10 21.5.10 Profiili 20.10.10 30.6.10 Pinta 17.11.10 21.7.10 Pinta 30.12.10 27.8.10 Pinta 26.1.11 30.9.10 Pinta 28.2.11 12.11.10 Profiili 21.3.11 1.2.11 Profiili 11.5.11 1.4.11 Profiili 9.6.11 9.6.11 Profiili 27.7.11 1.7.11 Pinta 24.8.11 1.8.11 Pinta 15.9.11 2.9.11 Pinta 10.10.11 29.9.11 Pinta Anturimittaukset tehtiin tiheällä pisteverkolla (kuva 4), mutta mittausalueen laajuus vaihteli havaintoajankohtien välillä. Suurin ero oli talven ja kesän havaintokertojen välillä. Molempina talvina alkutalven lumiolosuhteet jäällä olivat liikkumisen kannalta erittäin haastavat. Alkuvuonna 2010 pelastuslaitos jopa viestitti, että jäälle ei kelkan kanssa tulisi mennä, koska he eivät pysty tulemaan auttamaan kiinni jääneitä kelkkoja. Tämän takia mittaukset tehtiin pääosin hiihtämällä, mikä rajoitti mittausalueen laajuutta (kuva 5). Mittaukset pyrittiin kuitenkin ulottamaan siten, että alueen ulkoreunalla veden sameus olisi taustatasolla. Kesällä päällysveden sameusmittaukset tehtiin huomattavasti talvea laajemmalla alueella. Syvänneasemien (kuva 6) sameusmittaukset pystyttiin pääsääntöisesti tekemään tarkkailuohjelman mukaan. 10
Kuva 4. Anturimittausten havaintopaikat ja havaintokertojen lukumäärä vuosina 2010 ja 2011. Lukumäärissä on mukana myös syvänneasemien havaintokerrat. Kuva 5. Näytteenottoa 24.3.11 11
Kuva 6. Syvänneasemat ja niiden sijainti Kallaveden kiintoainepitoisuus voi ennakkotarkkailujen perusteella olla loppukesällä lähellä 5 mg/l ja ajoittain ylikin, mikä johtuu mm. leväkukinnoista. Tämän takia tässä raportissa alle 5 FNU:n sameusarvoja (noin 5 mg/l kiintoainetta) käsitellään taustatasona. Vaikka mukana olisi rakennustöiden aiheuttamaa samennusta, alle 5 mg/l kiintoainepitoisuus on tasolla, jolla ei ole merkittäviä haittavaikutuksia vesieliöstölle eikä vesien virkistyskäytölle. Vedessä on silmin nähden samentumista, kun kiintoainepitoisuus alkaa olla noin 10 mg/l. Tehtyjen mittausten perusteella sameushaitat keskittyivät aivan rakennustyömaan lähialueeseen (kuva 7). Lisäksi useita sameusarvojen ylityksiä todettiin Virtasalmen asemalla 2 sekä asemalla 338A sekä Kettulanlahden syvänteessä. 12
Kuva 7. Asemat, joilla todettiin jossain kohtaa vesipatsaassa yli 5 FNU (laboratoriomittaukset)/ntu (kenttämittaukset) ylittäviä sameusarvoja (vrt kuva 2). Luku aseman kohdalla tarkoittaa niiden havaintokertojen määrää, jolloin ylitys tapahtui. Siltatyömaan lähialue Sameusarvon 5 FNU/NTU ylittäviä arvoja todettiin eniten työmaa-alueen lähisyvänteissä Sorsasalon, Tikkalansaaren ja Suosaaren aukkojen kohdalla. Töiden aloitus tammikuussa 2010 näkyi heti Sorsasalon syvänneasemalla alusveden voimakkaana sameuden ja kiintoainepitoisuuden nousuna (kuva 8). Seuraavassa Tikkalansaaren aukon syvänteessä sameushuippu saavutettiin maaliskuun puolivälissä, mutta se oli vain noin puolet Sorsasaloon verrattuna. Myös Suosaaren syvänteessä oli todettavissa selvä rakennustöistä johtuva sameuden nousu, mutta suurin mitattu sameus jäi arvoon 15 NTU. Kaikilla näillä asemilla sameusarvot tasaantuivat taustatasolle 18.5.2010 näytteenottoon mennessä. Kesän 2010 ko. syvänteiden sameusarvot ja kiintoainepitoisuudet olivat matalia. Sorsasalon aukon avaaminen loppuvuonna 2010 nosti jälleen Sorsasalon syvänteen sameusarvot lähelle helmikuun huippulukemia. Sorsasalon sameusarvot laskivat selvästi jo talven aikana. Tikkalansaaren ja Suosaaren syvänteissä oli todettavissa pientä sameusarvojen lyhytaikaista nousua helmikuussa 2011, mikä liittyi todennäköisimmin Suosaaren aukon lähialueiden pengerrystöihin. 13
FNU Savo-Karjalan Ympäristötutkimus Oy Sameusarvot Sorsasalon, Tikkalansaaren ja Suoraaren syvänteissä 2010-2011 300 250 200 150 100 Sorsasalo Tikkala Suosaari 50 0 Kuva 8. Sameusarvot Sorsasalon, Tikkalansaaren ja Suosaaren syvänteissä 2010-2011. Mukana ovat sekä anturimittausten tulokset (NTU) että laboratoriossa mitattujen vesinäytteiden tulokset (FTU). Edellä mainittujen syvännealueiden läheisillä havaintoasemilla 5 FNU/NTU:n ylittäviä sameusarvoja todettiin selvästi vähemmän. Nämä havainnot keskittyivät alkuvuoteen 2010, jolloin pengerrystyö oli kiivaimmillaan. Veden sameus oli suurimmillaan 5.2.2010, jolloin korkeita sameusarvoja oli paitsi Sorsasalon syvänteellä, myös puomin lähialueilla Tikkalansaaren kohdalla (kuva 9). Tällöin mittaukset eivät kattaneet koko vaikutusaluetta. Seuraavalla viikolla mittaukset keskitettiin Tikkalansaaren syvänteen ympäristöön, mutta edellisviikon kaltaisia suuria sameusarvoja ei todettu ja yli 5 NTU:n sameuksia löytyi vain syvänneaseman alusvedestä (kuva 10). 25.-26.2. tutkittiin vielä laajempi alue, jolloin oli todettavissa, että huomattavan suuret sameusnousut rajoittuivat Sorsasalon ja Tikkalansaaren syvänteisiin (kuva 11). Maaliskuun puolivälissä 18.3.2010 tilanne Tikkalansaaren syvänteen läheisyydessä oli hyvin samanlainen kuin helmikuussa (kuva 12). Kuva. 9. Anturimittausten sameusarvot (NTU) 5.2.2010. Kuvaan on otettu mukaan havaintoaseman vesipatsaan suurin sameusarvo riippumatta syvyydestä. 14
Kuva 10. Anturimittausten sameusarvot (NTU) havaintoasemilla 12.2.2010 pohjan läheisyydessä. Tällä syvyydellä mitattiin suurimmat sameusarvot. Kuva. 11. Anturimittausten sameusarvot (NTU) 25.-26.2.2010. Kuvaan on otettu mukaan havaintoaseman vesipatsaan suurin sameusarvo riippumatta syvyydestä. 15
25.3.10 25.5.10 25.7.10 25.9.10 25.11.10 25.1.11 25.3.11 25.5.11 25.7.11 25.9.11 Savo-Karjalan Ympäristötutkimus Oy Kuva 12. Anturimittausten sameusarvot (NTU) havaintoasemilla 18.3.2010 pohjan läheisyydessä. Tällä syvyydellä mitattiin suurimmat sameusarvot. Talven 2010-2011 profiilimittauksissa yli 5 NTU:n sameusarvoja todettiin vain Sorsasalon, Tikkalansaaren ja Suosaaren syvänteiden alusvedessä. Muilla rakennustyömaan lähiasemilla sameudet jäivät kaikkina mittauskertoina alle 5 NTU. Kesinä 2010 ja 2011 päällysveden sameusarvot eivät millään asemalla ylittäneet arvoa 5 NTU. Virtasalmen alapuolisella asemalla 334 oli todettavissa maaliskuussa 2010 voimakas rakennustöiden aikainen vaikutus, alusveden kiintoainepitoisuus oli 100 mg/l ja sameusarvo 200 FNU (kuva 13). Kiintoainepitoisuus ja sameusarvo olivat kuitenkin laskeneet toukokuun puolivälin näytteessä taustatasolle. Syyskuun loppupuolella 2010 alusveden kiintoainepitoisuus oli hieman taustatasoa suurempi. 250 334B sameus ja kiintoaine 200 150 mg/l tai FNU 100 50 Sameus Kiintoaine 0 Kuva 13. Virtasalmen aseman 334 alusveden kiintoainepitoisuus (mg/l) ja sameus (FNU) syvännetarkkailuissa 2010 ja 2011. Päällysveden sameusarvot olivat kaikilla havaintokerroilla 29.9.2010 lukuun ottamatta alle 5 FNU. 29.9.10 päällysveden sameusarvo oli 5,1 FNU ja kiintoainepitoisuus 3 mg/l. 16
25.3.10 25.5.10 25.7.10 25.9.10 25.11.10 25.1.11 25.3.11 25.5.11 25.7.11 25.9.11 25.3.10 25.5.10 25.7.10 25.9.10 25.11.10 25.1.11 25.3.11 25.5.11 25.7.11 25.9.11 Savo-Karjalan Ympäristötutkimus Oy Muut asemat Kohonneita sameusarvoja (yli 5 FNU) todettiin useampia myös muilla kuin työmaan lähialueilla. Tällaisia asemia olivat Iso-Uitukka, Kettulanlahti, 338A, 352 sekä Virtasalmen pohjoispuolinen syvänneasema Virtasalmi 2 (kuva 7, sijainnit kuva 6). Iso-Uitukalla sameusarvot kohosivat hieman taustatasoa suuremmiksi kerrostuneisuuskausien lopulla lopputalvella 2010 ja 2011 (kuva 14). Sama ilmiö on todettu ennakkotarkkailuissa loppukesällä 2007 ja 2009, ja se liittynee happitilan heiketessä mm. rautayhdisteiden vapautumiseen pohjasedimentistä. Poikkeuksena on kuitenkin 29.9.2010, jolloin myös alusveden kiintoainepitoisuus oli kohonnut arvoon 10 mg/l. Tällöin myös Sorsasalon ja Tikkalansaaren syvänteissä kiintoainepitoisuus oli hieman kohonnut (6-7 mg/l), mikä viittasi lievään rakennustöiden vaikutukseen. 12 Iso-Uitukka sameus ja kiintoaine mg/l tai FNU 10 8 6 4 2 0 Sameus Kiintoaine Kuva 14. Iso-Uitukan alusveden kiintoainepitoisuus (mg/l) ja sameus (FNU) syvännetarkkailuissa 2010 ja 2011. Päällysveden sameusarvot olivat kaikilla havaintokerroilla alle 5 FNU ja kiintoainepitoisuus alle 5 mg/l. Havaintoasemilla Kettulanlahti, 338A, 352 ja Virtasalmen pohjoinen asema Virtasalmi 2 kiintoainepitoisuudet olivat kaikkina havaintokertoina pieniä päällys- ja alusvedessä (kuvat 15-18). Näillä asemilla kohonneet sameusarvot liittyivät huonon happitilanteen aiheuttamaan sameuden nousuun kerrostuneisuuskauden lopussa, mikä on todettu myös ennakkotarkkailuissa. 12 Kettulalahti sameus ja kiintoaine mg/l tai FNU 10 8 6 4 2 0 Sameus Kiintoaine Kuva 15. Kettulanlahden alusveden kiintoainepitoisuus (mg/l) ja sameus (FNU) syvännetarkkailuissa 2010 ja 2011. Päällysveden sameusarvot olivat kaikilla havaintokerroilla alle 5 FNU ja kiintoainepitoisuus alle 5 mg/l. 17
25.3.10 25.5.10 25.7.10 25.9.10 25.11.10 25.1.11 25.3.11 25.5.11 25.7.11 25.9.11 25.3.10 25.5.10 25.7.10 25.9.10 25.11.10 25.1.11 25.3.11 25.5.11 25.7.11 25.9.11 25.3.10 25.5.10 25.7.10 25.9.10 25.11.10 25.1.11 25.3.11 25.5.11 25.7.11 25.9.11 Savo-Karjalan Ympäristötutkimus Oy 16 14 12 10 mg/l tai FNU 8 6 4 2 0 338A sameus ja kiintoaine Sameus Kiintoaine Kuva 16. Aseman 338A alusveden kiintoainepitoisuus (mg/l) ja sameus (FNU) syvännetarkkailuissa 2010 ja 2011. Päällysveden sameusarvot olivat kaikilla havaintokerroilla alle 5 FNU ja kiintoainepitoisuus alle 5 mg/l. 14 12 10 8 mg/l tai FNU 6 4 2 0 352 sameus ja kiintoaine Sameus Kiintoaine Kuva 17. Aseman 352 alusveden kiintoainepitoisuus (mg/l) ja sameus (FNU) syvännetarkkailuissa 2010 ja 2011. Päällysveden sameusarvot olivat kaikilla havaintokerroilla alle 5 FNU ja kiintoainepitoisuus alle 5 mg/l. 12 Virtasalmi 2 sameus ja kiintoaine mg/l tai FNU 10 8 6 4 2 0 Sameus Kiintoaine Kuva 18. Aseman Virtasalmi 2 alusveden kiintoainepitoisuus (mg/l) ja sameus (FNU) syvännetarkkailuissa 2010 ja 2011. Päällysveden sameusarvot olivat kaikilla havaintokerroilla alle 5 FNU ja kiintoainepitoisuus alle 5 mg/l. 18
4.1.2 Tikkalansaaren aukon avaaminen ja laivaväylä ruoppaus maaliskuu 2013 Tikkalansaaren silta-aukon avaaminen alkoi 4.3.2013 klo 7. Iltapäivällä penkkaan tuli ensimmäinen aukko ja vettä pääsi virtaamaan Tikkalansaaren aukosta lähes kahden vuoden tauon jälkeen. 7.3. mennessä aukko oli noin puoliksi kaivettu auki. Tikkalansaaren aukon avaamiseen yhteydessä Kelloselällä tehtiin sameuden anturimittauksia yhteensä 10 havaintokertana kuvassa 20 näkyvillä linjoilla (kuva 19, taulukko 2). Linjalla 1 mittaukset tehtiin pohjois-eteläsuuntaisella syvännealueella + aivan silta-aukon edustalla (asema 78) ja linjalla 2 syvännealueen itäpuolella 10-15 metrin syvyysalueella. Linjalla 3 on matalampi kynnys Savon Sellun vedenottamon ja Tikkalansaaren aukon välissä ja linja 4 on poikittain syvännealueeseen nähden. Linjan 2 tavoitteena oli varmistaa Savon Sellun vedenottamolle tulevan veden laatu. Poikittaislinjan 4 tarkoitus oli varmistaa, onko päävirtaus Tikkalansaaren aukosta etelään, kuten virtausmallin perusteella on syytä olettaa. Sameuden anturikartoitus tehtiin viikolla 10, jolloin silta-aukon aukaisu tapahtui, jokaisena arkipäivänä. Koska merkittävää aukon avaamiseen liittyvää sameushaittaa päällysvedessä eikä Savon Sellun vedenottamon lähellä todettu, viikolla 11 kartoitukset tehtiin vain kahtena päivänä 12.3. ja 15.3. Sameushaittoja ei edelleenkään todettu näissä mittauksissa, joten viikoilla 12 ja 13 tehtiin vain yksi anturikartoitus (22.3. ja 28.3.). Kuva 19. Kenttämestari Jorma Huttunen tekemässä anturimittausta asemalla 78 Tikkalan siltaaukon edustalla 6.3.13. 19
Kuva 20. Mittauslinjat 1 (punaiset pallot), 2 (vihreät pallot), 3 (siniset pallot) ja 4 (oranssit pallot). 20
28.2. 4.3. 5.3. 6.3. 7.3. 8.3. 12.3. 15.3. 28.3. 8.4. Linja 1 x x x x x x x x x x Linja 2 x x x x x x Linja 3 x x x x x x x x Linja 4 x x x x x x x Taulukko 2. Eri linjojen mittauspäivämäärät 2013. Mittaukset tallennettiin kenttätietokoneelle, joka varastettiin Savo-Karjalan Ympäristötutkimus Oy:n tehdyn murron yhteydessä. Konetta ei ole saatu takaisin, joten alkuperäinen data on kadonnut. Datasta oli tehty alustavat lausunnot ensimmäisen viikon tuloksista, joiden perusteella tuloksia käsitellään tässä kappaleessa. Linja 1 Asema 78 Asema 78 sijaitsee aivan Tikkalansaaren silta-aukon edessä hieman suodatinkankaan ulkopuolella. Tällä asemalla on odotuksena suurimmat suoraan kaivuutyöstä johtuvat sameusvaikutukset. 5.3. pohjan läheisyydessä sameus oli lähes 35 NTU, muuten suurimmat sameudet ovat olleet alle 15 NTU (kuva 21). Tuloksissa on nähtävissä se, että sameudet ovat 0-5 m:ssä pienempiä kuin sen alapuolella, mikä viittaa suodatinkankaan toimivuuteen sameuden vähentämisessä päällysvedessä. Havaintoajankohtina kaivuutyön aiheuttama veden samennus on ollut selvää, mutta ei kovin voimakasta. Asema 78 5.3.13 Sameus FTU 0 5 10 15 20 25 30 35 0 Asema 78 6.3.13 Sameus FTU 0 5 10 15 20 25 30 35 0 5 5 Syvyys m 10 Syvyys m 10 15 15 20 20 Asema 78 7.3.13 Sameus FTU 0 5 10 15 20 25 30 35 0 5 Syvyys m 10 15 Kuva 21. Aseman 78 sameusprofiili (NTU) 5.-7.3.13 Tikkala 2 20 Kaikilla Tikkalansaaren edustan pohjois-eteläsuuntaisen syvännealueen asemilla oli todettavissa huomattava sameuden kasvu jo ennakkotarkkailussa noin 17 m:n syvyydestä alaspäin. Alueella on siis tullut jotain vettä samentavaa ainesta jo ennen Tikkalan aukon aukaisua. Asemalla 2 21
kaivuutöiden sameusvaikutus näkyi sameuden lievänä nousuna noin 10 m:n syvyydessä erityisesti 6.3.(kuva 22). Tuolloin myös 5 m:n syvyydessä oli näkyvissä lievä 5 NTU:n ylitys. Tikkala 2 5.3.13 Sameus FTU 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95100 0 5 10 Syvyys m 15 20 25 30 Tikkala 2 6.3.13 Sameus FTU 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95100 0 5 10 Syvyys m 15 20 25 30 Tikkala 2 7.3.13 Sameus FTU 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95100 0 5 10 Syvyys m 15 20 25 30 Kuva 22. Tikkalansaaren aseman 2 sameusprofiilit (NTU) 5.-7.3.13 Tikkala 1 Tikkalansaaren asemalla 1 sameuden kohoaminen noin 17 m:ssä oli myös selvä (kuva 23). Veden sameus oli hieman kohonnut myös noin 10 m:n syvyydessä, mutta se oli alle 5 NTU. Tikkala 1 5.3.13 Sameus FTU 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95100 0 5 10 Syvyys m 15 20 25 30 Tikkala 1 6.3.13 Sameus FTU 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95100 0 5 10 Syvyys m 15 20 25 30 Tikkala 1 7.3.13 Sameus FTU 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95100 0 5 10 Syvyys m 15 20 25 30 Kuva 23. Tikkalansaaren aseman 1 sameusprofiilit (NTU) 5.-7-3.13. 22
Suosaari 1 Syvännealueen eteläisimmällä asemalla Suosaari 1 sameusprofiili oli hyvin saman näköinen kuin Tikkalansaaressa (kuva 24). Suurin sameus näytti laskeneen hieman syvemmälle jaksolla 5.-7.3. Suosaari 1 5.3.13 Sameus FTU 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95100 0 5 10 Syvyys m 15 20 25 30 Suosaari 1 6.3.13 Sameus FTU 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95100 0 5 10 Syvyys m 15 20 25 30 Suosaari 1 7.3.13 Sameus FTU 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95100 0 5 10 Syvyys m 15 20 25 30 Kuva 24. Suosaaren aseman 1 sameusprofiilit (NTU) 5.-7-3.13. Linja 2 Tikkala 4 Tikkalan asema 4 sijaitsee Tikkalan aukon ja Savon Sellun vedenottamon välisellä linjalla. Aseman tuloksissa on nähtävissä sama kuin muilla linjan 2 asemilla ja myös linjalla 1: sameus on selvästi alle 5 NTU alle 5 m:n syvyysvyöhykkeellä (kuva 25). Tulokset näyttäisivät vahvistavan mallilaskentaa, virtaus ja sen myötä mm. purkutöiden aiheuttama sameus ei kulje talvella suoraan kohti vedenottamoa, vaan kääntyy etelään. Tikkalan asemalla 4 on nähtävissä sameuden lievä lisääntyminen noin 10 m:n syvyydessä, mikä on nähtävissä myös syvännealueella linjalla 1. 23
Tikkala 4 5.3.13 Sameus FTU 0 5 10 15 20 0 Tikkala 4 6.3.13 Sameus FTU 0 5 10 15 20 0 5 5 Syvyys m Syvyys m 10 10 15 15 Tikkala 4 7.3.13 Sameus FTU 0 5 10 15 20 0 5 Syvyys m 10 15 Kuva 25. Tikkalan aseman 4 sameusprofiilit (NTU) 5.-7-3.13. Linja 4 Linjan 4 tulosten perusteella lievästi kohonnutta sameutta on todettavissa etenkin asemilla 77A ja 77B (kuva 26). Suurimmat sameudet mitattiin asemalta 77C noin 15-20 m:n syvyydestä ja nämä liittynevät samaan syvännealueen samentumaan, joka oli todettavissa jo viikon 9 tarkkailussa. Linjan 4 tulokset vahvistavat mallilaskelmaa, jonka perusteella Tikkalansaaren virtaus kulkee talvella pääosin etelän suuntaan. Asema 70 7.3.13 Asema 77A 7.3.13 Sameus FTU 0 5 10 0 Sameus FTU 0 5 10 0 Syvyys m 2 4 6 8 5 Syvyys m 10 15 10 Asema 77B 7.3.13 20 Asema 77C 7.3.13 Sameus FTU 0 5 10 0 Sameus FTU 0 5 10 15 0 5 5 Syvyys m 10 Syvyys m 10 15 15 20 20 Asema 77E 7.3.13 Sameus FTU 0 5 10 0 5 Syvyys m 10 15 20 Kuva 26. Linjan 4 asemien sameusprofiilit (NTU) 7.3.13. 24
Anturimittausten lisäksi vesialueiden syvänneasemilta otettiin vesinäyte päällys- ja alusvedestä 20.- 21.2. ennen silta-aukon aukaisua ja 13.-14.3. kaivuutöiden alettua ja lisäksi 10.4. viimeisen anturimittauksen jälkeen (kuva 27). Syvänneseurantaan kuuluivat Tikkalansaaren, Suosaaren sekä Sorsasalon syvänneasemat, jotka olivat mukana myös anturimittauksissa. Tikkalansaaren sekä Suosaaren syvänneasemilla suurimmat kiintoainepitoisuudet alusvedessä metri pohjan yläpuolella mitattiin 21.2. eli ennen Tikkalansaaren silta-aukon avaamista. Silta-aukon avaamisen aikana (14.3.) otetussa näytteessä alusveden kiintoainepitoisuus oli jo selvästi laskenut näillä asemilla ja huhtikuun alussa alusveden kiintoaineen pitoisuus oli jo molemmilla asemilla alle määritysrajan 1 mg/l. Sorsasalon, Iso-Uitukan ja Kettulanlahden syvänneasemilla alusveden kiintoainepitoisuus oli kaikkina talven 2013 havaintokertoina normaali. Kuva 27. Alusveden (1 metri pohjan yläpuolelta) kiintoainepitoisuus (mg/l) talven 2013 havaintokertoina Tikkalansaare, Suosaaren, Sorsasalon, Iso-Uitukan sekä Sorsasalon syvänteissä. Valitettavan alkuperäisen datan häviämisen takia ei ole mahdollista dokumentoida tarkasti Tikkalansaaren aukon edustan vesialueen kiintoainepitoisuuksien muutoksia Tikkalansaaren aukon aukaisun ja laivaväylän ruoppauksen aikana. Olemassa olevan materiaalin perusteella näyttäisi siltä, että Tikkalansaaren aukon edustan syvännealueelle on joutunut ennen aukon aukaisua kohtalainen määrä kiintoainetta, joka on laskeutunut syvännealueen pohjalle maaliskuun alkupuoliskolla. Poikittaislinjan 4 tulosten perusteella virtaus alueella on virtausmallin mukaisesti kulkeutunut Suosaarenaukon ja Päivärannan suuntaan. Linjalla 4 olevalla kynnyksellä syvimmällä asemalla 77C oli nähtävissä kiintoainepitoisuuden kohoamista, joten osa kuormasta on tullut syvännealueelta eteenpäin. Pitoisuusnousu oli kuitenkin melko pieni, mikä ei viittaa suuriin kiintoainemääriin. Tätä tukee myös Kettulanlahden ja Iso-Uitukan syvänteiden vedenlaatutulokset huhtikuun alusta, jotka eivät olleet tavanomaisesta poikkeavia. 25
4.1.3. Päivärannan aukon sulkeminen helmikuussa 2015 ja avaaminen heinäkuussa 2013 Vuonna 2015 toteutettiin Päivärannan rautatiesillan muuttaminen kiinteäksi. Hankkeeseen liittyy Päivärannan aukon sulkeminen muutostöiden ajaksi vettä läpäisevällä louheella. Lähtökohtana on, että louherakenne sallii veden virtauksen läpi siinä määrin, että vesipinta pysyy rakennelman eri puolilla samalla tasolla. Silta-aukon sulkeminen tehtiin helmikuun alkupuolella ja louhepenger purettiin mukaan heinäkuun alkupuolella. Hankkeen välittömät vesistövaikutukset liittyivät näihin noin 1-2 viikon jaksoihin, jolloin rakennustyöt ulottuivat vesistöön. Päivärannan aukosta virtaa keskimäärin noin 25 % Kallan siltojen kokonaisvirtaamasta. Vaikka louhepenger ei kokonaan estänyt virtausta Päivärannan aukosta, sulkeminen lisäsi joka tapauksessa virtaamaa muissa silta-aukoissa. Tämä saattaa lisätä vesistövaikutuksien laajuutta, sillä virtaaman lisääntyminen voi esimerkiksi nostaa pohjan läheisyydestä pehmytmassoja, jotka samentavat vettä. Pengerrystöiden aikainen sameuden seuranta tehtiin koko vesipatsaan kattavilla anturimittauksilla (YSI 600 OMS). Louhepenkan rakentaminen tapahtui helmikuun alussa, jolloin mittauksien teossa oli huomioitava tavanomaista heikompi jäätilanne mittausalueella. Anturimittauslinjat olivat koko Kelloselän alueella poikittaislinjoina (kuva 28). Helmikuussa ensimmäinen linja alkoi Mäntysaarten itäpuolelta ulottuen pohjoisessa Savon Sellun vedenottamon edustalle ja ulompia mittauslinjoja oli kaksi. Lisäksi anturimittauksia tehtiin muilla Kelloselän syvänneasemilla paitsi Päivärannan, Tikkalansaaren ja Sorsasalon asemilla, joita heikon jäätilanteen takia ei voinut ottaa. Heinäkuussa anturimittaukset tehtiin kaikilla syvänneasemilla ja lisäksi Mäntysaaren länsipuoleisella linjalla. Helmikuussa mittaukset tehtiin 6.2. (ennakkotarkkailu), 10.2. 11.2., 12.2., 13.2. ja 20.2. Näistä havaintokerroista 10.2. ja 12.2. itäisin linja Kettulanlahden kohdalla ei ollut mittauksissa mukana. Kesällä mittaukset tehtiin 30.6., 7.7., 8.7., 10.7., 14.7. ja 24.7. Mittauksissa havaittujen vähäisten vaikutusten takia itäisimmät kaksi linjaa mitattiin vain ennakkotarkkailussa 30.6. sekä jälkitarkkailussa 24.7. Päivärannan aukon sulkeminen helmikuussa 2015 Heikon jäätilanteen takia lähimmät mittausasemat Päivärannan aukolle olivat virtaussuunnassa Mäntysaaren itäpuolella noin kilometrin päässä sijainnut asema 64 ja virtauksen yläpuolella noin puolen kilometrin päässä sijainnut Suosaaren syvänneasema. Näillä kummallakaan asemalla ei todettu veden sameuden nousua missään syvyydessä helmikuun mittauskertoina (kuvat 29 ja 30). Myöskään millään muulla asemalla sameusarvot eivät poikenneet koko mittausprofiilista tavanomaisesta, joten Päivärannan aukon sulkeminen ei nostanut veden sameutta tehdyissä mittauksissa. 26
Kuva 28. Anturimittauslinjat ja syvänneasemat Kelloselällä. Punaisella ja keltaisella on merkitty asemat, joissa mittauksia tehdään talvella ja kesällä, vihreällä merkityillä asemilla vain kesällä. 27
Kuva 29. Sameuden (NTU) mittausprofiilit asemalla 64 helmikuun 2015 havaintokertoina. 28
Kuva 30. Sameuden (NTU) syvyysprofiilit Suosaaren syvänneasemalla helmikuussa 2015. Päivärannan aukon avaaminen heinäkuussa 2015 Päivärannan aukon avaaminen heinäkuun alkupuolella näkyi lähimmällä asemalla Päivärannan syvänteellä ajoittain hieman kohonneina sameuksina välivedessä ja 24.7.15 silta-aukon avaamisen jälkeen sameus oli tavanomaisella tasolla koko profiilissa (kuva 31). Seuraavalla asemalla 67 Mäntysaaren ja mantereen välissä sameuden nousua ei ollut havaittavissa kuin lievänä päällysvedessä 10.7.15 (kuva 32). Tuolloin sameusarvo lähimmillä asemilla 64 ja 70 oli koko profiilissa alle 2 NTU. Myöskään pohjoisen puoleisella lähimmällä asemalla Suosaaren syvänteessä ei todettu selkeää sameuden nousua (kuva 33). Kaikilla muilla tutkimusasemilla veden sameusarvo oli koko profiilissa kaikkina havaintokertoina alle 2 NTU, muutamalla syvemmällä asemalla aivan pohjan läheisyydessä 2-3 NTU. 29
Kuva 31. Sameuden (NTU) syvyysprofiili Päivärannan syvänteen havaintoasemalla kesäheinäkuun havaintokertoina. 30
Kuva 32. Sameuden (NTU) syvyysprofiili havaintoasemalla 67 kesä- heinäkuun havaintokertoina. 31
Kuva 33. Sameuden (NTU) syvyysprofiili Suosaaren syvänteen havaintoasemalla kesä- heinäkuun havaintokertoina. 32
4.2 Syvänteiden seuranta VT5 tiehankkeen pitkäaikaisseurannan rungon muodosti syvänteiden veden laadun seuranta. Seurattavia syvänteitä oli kaikkiaan 12 (kuva 34). Kuva 34. Syvänneseurannan asemat. 33
Syvänneseurannassa oli kaksi erilaista osaa. Syvänteiden vedenlaadunseuranta koko profiilista (syvyydet 1m, 10m, 20m, metri pohjan yläpuolelta) tehtiin lopputalvella sekä loppukesänä vuosina 2009 (ennakkotarkkailu) ja 2010-2015. Vuosina 2010-2013 tehtiin lisäksi ns. kiintoaineseurantaa päällysvedestä ja alusvedestä. Kiintoaineseurannassa näytteet otettiin avovesikaudella toukokuusta marras-joulukuuhun pääsääntöisesti kuukausittain ja talvella muutaman havaintokertana. Kiintoaineseurannassa näytteistä määritettiin vain kiintoaine, sameus sekä kokonaisfosfori. 4.2.1. Pohjois-Kallavesi Asema 330 Asema 330 Pohjois-Kallavedellä oli vesistöohjelman vertailuasema, joka kertoo Iisalmen reitiltä Kallaveteen tulevan veden laadun ennen Kallan siltoja. Asema 330 on kuulunut Kallaveden yhteistarkkailuohjelmaan 1960-luvulta lähtien. Kiintoaineseurannan perusteella aseman 330 alusvedessä on todettu ajoittain selvästi kohonneita sameusarvoja (maks 17 FNU, kuva 35). Kiintoainepitoisuuden pitoisuudet ovat olleet pieniä (maks 4 mg/l), mikä kertoo sen, että kohonneet sameusarvot liittyvät kerrostuneisuuskauden heikentyneeseen alusveden happitilanteeseen. Asemalla 330 tämä oli nähtävissä erityisesti lopputalvella, jolloin myös kokonaisfosforin sisäistä kuormitusta on todettu. Kuva 35. Aseman 330 syvänneseurannan kiintoaine-, sameus- ja kokonaisfosforitulokset 2009-2015. 34
Alusveden heikentynyt happitilanne lopputalvella on nähtävissä happituloksissa (kuva 36). Kuva 36. Aseman 330 happiprofiilit syvänneseurannassa 2009-2015. Päällysveden sähkönjohtavuudessa sekä happamuudessa muutokset tarkkailuvuosien välillä olivat vähäisiä (kuva 37). Päällysvesi oli pääsääntöisesti neutraalia tai lievästi emäksistä, alusvesi lievästi hapanta. Kuva 37. Aseman 330 sähkönjohtavuus ja ph syvänneseurannassa 2009-2015. Veden väriluvussa sekä kemiallisessa hapenkulutuksessa on nähtävissä selvä vesitilanteesta johtuva vaihtelu (kuva 38). Nämä arvot olivat suurimmillaan lopputalvella 2013 sateisen kesän 2012 jälkeen. 35
Kuva 38. Aseman 330 veden väriluku ja kemiallinen hapenkulutus syvänneseurannassa 2009-2015. Päällysveden kokonaistypen pitoisuus vaihteli myös virtaamatilanteen mukaan (kuva 39). Kokonaisfosforin pitoisuus päällysvedessä oli loppukesällä pääsääntöisesti alle 30 µg/l, minkä perusteella asema on luokiteltavissa lievästi reheväksi. Kasviplanktonin klorofylli-a:n tuloksia käsitellään luvussa 6 (Rehevyyden seuranta). Alusveden suurimmat kokonaisravinnepitoisuudet todettiin lopputalvella, mikä johtui heikon happitilanteen aiheuttamasta sisäisestä ravinnekuormituksesta. Kuva 39. Aseman 330 kokonaisravinnepitoisuuksien syvyysprofiilit syvänneseurannassa 2009-2015. 4.2.2. Virtasalmi Virtasalmen pohjoispuoli asema 2 Virtasalmen pohjoispuolella asemalla 2 oli todettavissa ajoittain kohonneita sameusarvoja ja kokonaisfosforipitoisuuksia alusvedessä (kuva 40). Aseman vedenlaadun seuranta aloitettiin vasta 2010, koska se liitettiin tarkkailuohjelmaan vasta Vaasan hallinto-oikeuden päätöksessä. Virtasalmen asemalla 2 kohonneet sameusarvot ja ravinteiden sisäinen kuormitus liittyvät alusveden heikentyneeseen happitilanteeseen erityisesti lopputalvella (kuva 41). Päällysvesi oli aseman 330 tavoin lievästi emäksistä ja alusvesi lievästi hapanta. Päällysveden sähkönjohtavuudessa muutokset tarkkailukertojen välillä olivat vähäisiä. Alusvedessä sähkönjohtavuus vaihteli happitilanteen mukaan. Veden väriluvun sekä kemiallisen hapenkulutuksen määrä olivat samaa tasoa kuin asemalla 330 ja vaihtelu vuosien välillä myös samanlaista johtuen virtaamatilanteesta. Päällysveden 36
kokonaisfosforipitoisuus oli keskimäärin hieman suurempi kuin asemalla 330, mutta keskipitoisuuden perusteella aseman vesi oli luokiteltavissa lievästi reheväksi (kuva 42). Kokonaistypen pitoisuustaso ja vaihtelu hydrologisen tilanteen mukaan oli hyvin samanlainen kuin vertailuasemalla 330. Kuva 40. Virtasalmen aseman 2 syvänneseurannan kiintoaine-, sameus- ja kokonaisfosforitulokset 2010-2015. Kuva 41. Virtasalmen aseman 2 happiprofiilit syvänneseurannassa 2009-2015. 37
Kuva 42. Virtasalmen aseman kokonaisravinnepitoisuuksien syvyysprofiilit syvänneseurannassa 2009-2015. Asema 334B Virtasalmen asemalla 334B, joka sijaitsee sillan eteläpuolella, on nähtävissä selvästi tiemaatöiden aloitus talvella 2010, jolloin alusveden kiintoainepitoisuus oli peräti 100 mg/l ja sen myötä myös kokonaisfosforipitoisuus selvästi poikkeavan korkea (190 µg/l, kuva 43). Tilanne tasoittui kuitenkin nopeasti ja jo toukokuun näytteessä 2010 alusveden kiintoainepitoisuus oli normaalilla tasolla. Kuva 43. Aseman 334B syvänneseurannan kiintoaine-, sameus- ja kokonaisfosforitulokset 2009-2015. 38
Alusveden happitilanne loppukesällä 2010-2012 oli asemalla 334B hieman heikompi kuin vertailuvuosina 2007 ja 2008, mutta vuosina 2013-2015 happitilanne oli loppukesällä vertailuvuosien tasoa (kuva 44). Lopputalvina 2011-2015 alusveden happitilanne on ollut heikompi kuin vertailuvuonna 2009 ja ensimmäisenä tietyömaan rakennusvuonna 2010. Alusveden happitilanteen heikentyminen liittyy lopputalven vesipatsaan lämpötilakerrostuneisuuden voimistumiseen, mikä viittaa virtaaman heikkenemiseen Virtasalmen kautta. Kuva 44. Vesipatsaan lämpötila ja happiprofiilit asemalla 334B vuosina 2007-2015. Asemalla 334B veden sähkönjohtavuus on päällysvedessä vaihdellut hieman vertailualueita enemmän (kuva 45). Veden väriluvussa tietöiden aloittaminen näkyi lopputalvella 2010, mutta muuten väriluku on noudatellut hydrologisten olojen vaihteluita. Kuva 45. Vesipatsaan sähkönjohtavuus ja väriluku asemalla 334B vuosina 2007-2015. Kokonaisfosforin pitoisuudessa alusvedessä on todettavissa paitsi kiintoaineseurannassa todettu tietöiden aloituksesta johtunut pulssi lopputalvella 2010 myös lisääntynyt sisäinen kuormitus lopputalvesta alkaen vuodesta 2012 (kuva 46). Tämä liittyy voimistuneeseen lämpötilakerrostuneisuuteen. Rehevyyttä käsitellään erikseen kappaleessa 6, mutta Virtasalmen osalta tämä lopputalven lisääntynyt sisäinen fosforikuormitus ei ole selvästi nähtävissä aseman rehevyystasossa. Kasviplanktonin klorofylli-a:n määrät ovat tosin olleet vuosina 2013-2015 hieman suurempia kuin aiempina tarkkailuvuosina, mutta sama ilmiö on todettavissa myös vertailuasemalla 330, joten se liittyy yleiseen vuosien väliseen eroon näillä tutkimusalueilla (kuva 47). 39
Kuva 46. Vesipatsaan kokonaisravinteiden syvyysprofiilit asemalla 334B vuosina 2007-2015. Kuva 47. Kasviplanktonin klorofylli-a:n pitoisuudet kokoomanäytteissä (0-2 m) vertailuasemalla 330 sekä Virtasalmen asemalla 334B vuosina 2007-2015. 4.2.3 Kallan siltojen lähialue Päivärannan aukon edusta Päivärannan aukon edustalla oleva syvänne sijaitsee niin virtaisalla paikalla, että talvinäytteenotto ei ole mahdollinen. Avovesiaikaan kiintoaineseurannassa poikkeava havainto tehtiin loppukesällä 2013, jolloin erityisesti alusveden kokonaisfosforipitoisuus oli tavanomaista selvästi suurempi (kuva 48). Koska alusveden kiintoainepitoisuus ei ollut kovin suuri (8 mg/l), viittaa kohonnut kokonaisfosforipitoisuus sisäiseen kuormitukseen. Päivärannan aukon edustalla lämpötilakerrostuneisuus on tavallisesti melko heikko johtuen virtaamasta. Loppukesällä 2013 päällys- ja aluveden välinen lämpötilaero ei ollut poikkeuksellisen suuri, mutta lämmin pintakerros ulottui 10 m:n syvyyteen asti ja siten lämpötilakerrostuneisuus oli tavanomaista voimakkaampi (kuva 49). Hieman selitystä vailla on kesän 2010 happiprofiili, jolloin lämpötilakerrostuneisuus ei ollut kovin voimakas, mutta silti alusveden happitilanne oli koko tutkimusjakson 2009-2015 heikoin. Tuolloin Tikkalansaaren aukko oli juuri tukittu ja virtaaman oli lisääntynyt Päivärannan aukossa, minkä voisi olettaa vähentävän lämpötilakerrostuneisuutta. Kesä oli kuitenkin vähäsateinen ja virtaamat selvästi keskimääräistä pienempiä. Kolmas tilanne, jossa Päivärannan 40
aukon edustalla happitilanne oli tavanomaista heikompi, oli elokuussa 2015. Päivärannan aukko oli suljettuna helmi-kesäkuun 2015. Kuva 48. Päivärannan aukon syvänneaseman syvänneseurannan kiintoaine-, sameus- ja kokonaisfosforitulokset 2009-2015. Kuva 49. Päivärannan aukon syvänneaseman lämpötila- ja happiprofiilit 2007-2015. Päivärannan aukon tuloksissa veden sähkönjohtavuus, happamuus sekä väriluku ja kemiallinen hapenkulutus eivät merkittävästi poikenneet vertailualueen 330 tuloksista. Alusveden kokonaisfosforipitoisuus oli koholla paitsi loppukesinä 2010 ja 2013, jolloin happitilanne oli 41
tavanomaista heikompi, myös vertailuvuonna 2009 (kuva 50). Loppukesän 2015 heikentynyt happitilanne ei näkynyt fosforin sisäisessä kuormituksessa. Päällysveden kokonaisfosforipitoisuus on ollut pääosin lievästi rehevälle vedelle ominaisella tasolla. Kuva 50. Päivärannan aukon syvänneaseman kokonaisravinteiden syvyysprofiilit 2007-2015. Suosaaren aukko Suosaaren aukon edustan syvänneasemalla selvästi kohonneita kiintoaineen ja kokonaisfosforin pitoisuuksia todettiin Tikkalansaaren aukon aukaisun aikoina talvella 2013 ja syyskuun lopulla 2013 (kuva 51). Syyskuun lopun pitoisuusnousuun ei ole todettu selkeää syytä. Vuoden 2010 aikana tehdyn varsinaisen pengerrystyön suorat vaikutukset Suosaaren edustan syvänteellä olivat melko vähäisiä. Tikkalansaaren aukon sulkeminen 2010-2013 näkyi selkeästi Suosaaren aukon edustan syvänneasemalla heikentyneenä happitilanteena sekä loppukesällä että lopputalvella (kuva 52). Talvina 2011 ja 2012 lämpötilakerrostuneisuus oli virtaamien puuttumisen takia tavanomaista voimakkaampi. Alusveden happitilanteen heikkeneminen tänä ajankohtana ei kuitenkaan lisännyt fosforin sisäistä kuormitusta merkittävästi (kuva 53). Selvästi suurimmat kokonaisfosforin pitoisuudet alusvedessä mitattiin alkuvuonna ja syyskuussa 2013. 42
Kuva 51. Suosaaren aukon syvänneaseman syvänneseurannan kokonaisfosforitulokset 2009-2015. kiintoaine-, sameus- ja Kuva 52. Suosaaren aukon syvänneaseman lämpötila- ja happiprofiilit 2007-2015. 43
Kuva 53. Suosaaren syvännealueen kokonaisravinteiden syvyysprofiilit 2007-2015. Tikkalansaaren aukon edusta Tikkalansaaren aukon edustan syvänteessä on nähtävissä selvästi pengerrystöisen aloitus talvella 2010, Tikkalansaaren aukon avaaminen talvella 2013 sekä syyskuun lopun kiintoainenousu, joka oli todettavissa myös Suosaaren asemalla (kuva 54). Kuva 54. Tikkalansaaren aukon syvänneaseman syvänneseurannan kiintoaine-, sameus- ja kokonaisfosforitulokset 2009-2015. 44
Tikkalansaaren silta-aukon sulkeminen ja siitä seuranneet virtaamamuutokset näkyivät lämpötilakerrostuneisuuden vahvistumisena lopputalvina (kuva 55). Tämä heikensi alusveden happitilannetta selkeästi vuosina 2011 ja 2012 vertailutalviin 2007 ja 2009 nähden, mutta 2013 tilanne oli jo paljon parempi, vaikka aukon avaaminen oli tapahtunut vasta alkukuusta. Myös loppukesän happitilanne oli tavanomaista heikompi vuosina 2010 ja 2011, mutta vuonna 2012 huolimatta virtaaman puuttumisesta silta-aukosta, alusveden happitilanne oli vertailukesien tasolla. Kuva 55. Tikkalansaaren aukon edustan syvännealueen lämpötila- ja happiprofiilit 2007-2015. Alusveden heikentynyt happitilanne vuosina 2010-2012 ei näkynyt merkittävänä kokonaisravinteiden sisäisenä ravinnekuormituksena (kuva 56). Elokuun lopulla 2013 sekä päällysettä alusveden kokonaisravinnepitoisuus oli tavanomaista suurempi. Syyskuun lopulla mitattiin alusvedessä huomattavan korkea kokonaisfosforin pitoisuus, jonka lähtökohta on saattanut olla jo elokuun loppupuolella. Kuva 56. Tikkalansaaren aukon edustan syvännealueen kokonaisravinteiden syvyysprofiilit 2007-2015. Sorsasalon aukon edusta Sorsasalon aukon edustan syvännealueella kiintoainekartoituksessa näkyy hyvin selvästi sekä alkaneet pengerrystyöt talvella 2010 että silta-aukon aukaisu loppuvuonna 2010 (kuva 57). 45
Kuva 57. Sorsasalon aukon syvänneaseman syvänneseurannan kiintoaine-, sameus- ja kokonaisfosforitulokset 2007-2015. Sorsasalon alusvedessä happitilanne on ollut kaikkina kesinä 2010-2015 heikompi kuin ennen työhankkeen aloitusta vuosina 2007 ja 2009 (kuva 58). Maaliskuun lopulla 2010 pengerrystöiden vaikutus näkyi vielä varsin vähän syvänneaseman lämpötila- ja happiprofiilissa, mutta talvina 2011-2013 lämpötilakerrostuneisuus oli vahvempi ja sen myötä lopputalven happitilanne alusvedessä vertailuvuosia heikompi. Tulokset viittaavat siis siihen, että Tikkalansaaren aukon kiinniolo on vähentänyt virtauksia myös Sorsasalon syvänteellä, sillä Sorsasalon aukko avattiin jo lopputalvella 2010. Loppukesien 2013-2015 vahvempi lämpötilaprofiili ja heikompi alusveden happipitoisuus viittaavat heikompaan virtaukseen verrattuna vertailuvuosiin 2007 ja 2009. 46
Kuva 58. Sorsasalon aukon edustan syvänteen lämpötila- ja happiprofiilit 2007-2015. Pengerrystöiden aloitus talvella 2010 nosti Sorsasalon aukon alusveden kokonaisfosforipitoisuuden kiintoainepitoisuuden nousun myötä huomattavasti, mutta vaikutus oli lyhytaikainen (kuva 59). Loppukesinä 2012-2015 kokonaisfosforin sisäinen kuormitus on ollut vertailuvuosia jonkin verran suurempi johtuen heikosta alusveden happitilanteesta. Kuva 59. Sorsasalon aukon edustan syvänteen kokonaisravinteiden syvyysprofiilit 2007-2015. Heinä-elokuun vaihteen kasviplanktonin klorofylli-a:n pitoisuudet ovat olleet jonkin verran suurempia kuin vertailuvuonna (kuva 60). Vertailuvuonna tulos perustuu vain yhteen elo-syyskuun vaihteessa otettuun näytteeseen, mikä vaikeuttaa vuosien välistä vertailua. 47
Kuva 60. Kasviplanktonin klorofylli-a:n pitoisuus Sorsasalon edustan syvännealueella 2007-2015. 4.2.4 Kelloselän ulompi alue Iso-Uitukka Iso-Uitukan syvänneasemalla kiintoaineseurannassa on todettavissa useita kiintoaineen, sameuden ja kokonaisfosforin pitoisuusnousuja alusvedessä (kuva 61). Korkeimmat pitoisuudet ovat olleet kuitenkin selvästi pienempiä kuin tietyömaan lähialueiden syvänteissä. Paitsi Tikkalansaaren siltaaukon kiinnioloaikana, selvästi kohonneita pitoisuuksia todettiin elo- ja syyskuun lopulla 2013. Iso-Uitukan asemalla on todettavissa selvä talviaikaisen lämpötilakerrostuneisuuden vahvistuminen ja sen myötä alusveden happitilanteen heikentyminen Tikkalansaaren silta-aukon sulkemisen jälkeen (kuva 62). Tämä näkyi talvituloksissa aina Tikkalansaaren aukon aukaisemiseen asti talvella 2013. Myös loppukesinä 2010 ja 2011 alusveden happitilanne oli hieman heikompi kuin vertailuvuosina 2007 ja 2009. Lopputalven heikentynyt happitilanne näkyi alusveden kohonneessa typen sisäisessä kuormituksessa, mutta kokonaisfosforin osalta muutokset sisäisessä kuormituksessa ovat olleet vähäisiä (kuva 63). Elokuun lopulla 2013 pohjan läheisyydessä kokonaisfosforin pitoisuus oli poikkeuksellisen korkea. 48
Kuva 61. Iso-Uitukan syvänneseurannan kiintoaine-, sameus- ja kokonaisfosforitulokset 2009-2015. Kuva 62. Iso-Uitukan syvänteen lämpötila- ja happiprofiilit 2007-2015. 49
Kuva 63. Iso-Uitukan syvänneaseman kokonaisravinteiden syvyysprofiilit 2007-2015. Kettulanlahden syvänne Kettulanlahden syvänteessä alusveden kiintoaineen ja kokonaisfosforin pitoisuus olivat elo- ja syyskuussa 2013 tavanomaista selvästi suurempia (kuva 64). Sama ilmiö on todettavissa Kallan siltojen lähiasemilla, eikä havaintoon ole selkeää selitystä. Muina havaintokertoina kiintoainepitoisuus on ollut pieni sekä päällys- että alusvedessä. Kuva 64. Kettulanlahden syvänneseurannan kiintoaine-, sameus- ja kokonaisfosforitulokset 2009-2015. 50
Kettulanlahden syvänteen happitilanne on ollut heikko useana vuotena erityisesti loppukesällä (kuva 65). Lopputalvina 2010-2012 alusveden happitilanne oli parempi kuin vertailutalvena 2009, mikä viittaisi suurempaan virtaamaan Päivärannan aukon kautta Tikkalansaaren aukon oltua suljettuna. Fosforin sisäinen kuormitus oli vuosina 2010-2012 vertailuvuosia hieman pienempää, mikä viittaa myös parempiin virtausoloihin (kuva 66). Kuva 65. Kettulanlahden syvänneaseman lämpötila-ja happiprofiilit 2007-2015. Kuva 66. Kettulanlahden syvänneaseman kokonaisravinteiden syvyysprofiilit 2007-2015. 338A Asema 338A on Savon Sellun jätevesien purkualueella ja sen läheisyydessä toimii hapetin. Veden kiintoainepitoisuus oli syyskuun 2013 havaintokertaa lukuun ottamatta vähäinen (kuva 67). Hapettimesta huolimatta aseman 338A alusvesi oli lähes hapeton talvina 2010-2012 (kuva 68). Tikkalansaaren aukon avaamisen myötä alusveden happitilanne parani sekä loppukesällä että lopputalvella. Fosforin sisäinen kuormitus oli voimakasta paitsi talvina 2010-2012, jolloin happitilanne oli heikoin, myös vertailutalvena 2009, mikä osoittaa jätevesin vaikutuksen alueella (kuva 69). Korkeimmat kokonaistypen pitoisuudet 20 m:n syvyysvyöhykkeellä osittavat jätevesien vaikutuksen asemalla. 51
Kuva 67. Aseman 338A syvänneseurannan kiintoaine-, sameus- ja kokonaisfosforitulokset 2009-2015. Kuva 68. Aseman 338A lämpötila- ja happiprofiilit 2007-2015. 52
Kuva 69. Aseman 338A kokonaisravinteiden syvyysprofiilit 2007-2015. 4.2.5 Kaupungin edusta Asema 352 Asemalla 352 Kuopion kaupungin edustalla kiintoainepitoisuudet olivat kaikkina havaintokertoina pieniä (kuva 70). Alusveden kokonaisfosforipitoisuudet olivat tavanomaista suurempia talvella 2013. Kuva 70. Aseman 352 kiintoaine-, sameus- ja kokonaisfosforitulokset 2009-2015. 53
Asemalla 352 alusveden happitilanne oli lopputalvella 2011 ja 2013 tavanomaista heikompi, mikä johtui keskimääräistä voimakkaammasta lämpötilakerrostuneisuudesta (kuva 71). Talvella 2011 kokonaistypen sisäinen kuormitus oli hieman tavanomaista suurempi, talvella 2013 kokonaisfosforin sisäinen kuormitus oli selvästi tavanomaista suurempi (kuva 72). Kuva 71. Aseman 352 lämpötila- ja happiprofiilit 2007-2015. Kuva 72. Aseman 352 kokonaisravinteiden syvyysprofiilit 2007-2015. Asema 365 Asemalla 365 kiintoaineen pitoisuus oli pieni kaikilla havaintokerroilla (kuva 73). Alusveden happitilanne oli ajoittain heikentynyt, mikä näkyi lisääntyneenä ravinteiden sisäisenä kuormituksena (kuvat 74-75). 54
Kuva 73. Aseman 365 kiintoaine-, sameus- ja kokonaisfosforitulokset 2009-2015. Kuva 74. Aseman 365 lämpötila- ja happiprofiilit 2009-2015. 55
Kuva 75. Aseman 365 kokonaisravinteiden syvyysprofiilit 2009-2015. 4.3. Rehevyyden seuranta Tiehankkeen vaikutusalueella tehtiin rehevyyden seurantaa kahdella eri menetelmällä. Syvänneasemilta otettiin kasviplanktonin klorofylli-a kokoomanäytteet (0-2 m) kerran kuussa touko-syyskuussa vuosina 2011-2012. Vuosina 2011, 2013, 2014 ja 2015 otettiin näytteet kesäheinäkuussa kolmena havaintokertana. Lisäksi vuosina 2007 ja 2009 ennen tiehankkeen töiden aloitusta otettiin yksi kesäaikainen klorofyllinäyte kumpanakin vuotena. Syvänneasemien sijainti näkyy kuvassa 76 ja havaintoajankohdat taulukossa 3. Laboratoriossa mitattujen klorofylli-a näytteiden lisäksi tiehankkeen vaikutusalueella tehtiin laajempi kasviplanktonin klorofylli-a kartoitus, joka perustui fluoresenssimittauksiin Trios Microflu-fluorometrillä noin yhden metrin syvyydestä useissa pisteissä (kuva 76). Kartoitusalue jaettiin neljään alueeseen, Pohjois-Kallavesi (siltojen länsipuoli), Kelloselkä (siltojen itäpuoli, Virtasalmi pohjoinen ja Virtasalmi etelä. Kaikki neljä aluetta kattavia anturikartoituksia tehtiin vuosina 2011-2013 neljänä-viitenä havaintokertana avovesikaudella. Anturikartoitusten aikataulu näkyy taulukosta 4. 56
Kuva 76. Kasviplanktonin klorofylli-a mittausasemat vuosina 2007-2015. Syvänneasemat on nimetty ja merkitty punaisilla ympyröillä. Anturimittausasemat on merkitty vihreällä ympyrällä, anturimittauksia tehtiin kartoituksen yhteydessä aina myös syvänneasemilla. Karttaan on rajattu lisäksi anturimittauksen osa-alueet Kelloselkä (violetti), Pohjois-Kallavesi (oranssi), Virtasalmi pohjoinen (vaalean vihreä) sekä Virtasalmi eteläinen (tummempi vihreä). 57
Taulukko 4. Näytteenottoajankohdat kasviplanktonin klorofylli-a kokoomanäytteille (intensiiviasemat) sekä alueellisille anturikartoituksille. Intensiiviasemat Alueellinen kartoitus Ennakkotarkkailu 27.8.2007 1.9.2009 2010 17.6.2010 21.5.2010 29.7.2010 30.6.2010 1.9.2010 21.7.2010 27.8.2010 30.9.2010 2011 9.6.2011 1.7.2011 27.7.2011 1.8.2011 24.8.2011 2.9.2011 15.9.2011 29.9.2011 2012 24.5.2012 24.5.2012 25.6.2012 25.6.2012 30.7.2012 30.7.2012 5.9.2012 4.9.2012 26.9.2012 3.10.2012 2013 27.6.2013 22.5.2013 31.7.2013 27.6.2013 3.9.2013 31.7.2013 3.9.2013 30.9.2013 2014 25.6.2014 29.7.2014 14.8.2014 2015 30.6.2015 22.7.2015 12.8.2015 4.3.1. Pohjois-Kallaveden ja Kelloselän rehevyystaso 2000-luvulla Pohjois-Kallaveden tutkimusasema 330 ja Kelloselällä Savon Sellun purkuputken edustalla oleva asema 338A kuuluvat Kallaveden yhteistarkkailuun, joka on ollut toimiva ohjelma jo 1960-luvulta lähtien. 2000-luvulla asemilta on otettu pääsääntöisesti kolme kasviplanktonin klorofylli-a:n näytettä vuosittain kokoomanäytteenä (0-2 m) kesä-elokuussa kerran kuukaudessa. 58
Näiden tulosten perusteella (kolmen havaintokerran mukaan laskettu vuosikeskiarvo) Pohjois- Kallaveden ja Kelloselän välinen rehevyystason ero on ollut vuosien aikana vähäinen (kuva 77). Muutamana vuotena (2002, 2014) klorofylli-a:n keskiarvo on ollut Kelloselällä hieman suurempi, muutamana (2004, 2005, 2013, 2015) suurempi Pohjois-Kallavedellä ja useana vuonna keskipitoisuudet ovat olleet lähes samoja. Huomattava asia on, että molemmilla asemilla rehevyystasossa on todettavissa lievä nouseva suuntaus. Vuoteen 2012 asti vesi on ollut luokiteltavissa klorofylli-a määrän perusteella lievästi reheväksi, 2013-2015 lievästi reheväksireheväksi. Kuva 77. Kasviplanktonin klorofylli-a:n (µg/l) vuosikeskiarvo Kallaveden asemilla 330 (sininen viiva) ja 338A (punainen viiva) 2000-luvulla. Asemien sijainti näkyy kuvassa 76. 4.3.2. Järvisyvänteiden kokoomanäytteet Vuosien 2007-2015 kokoomanäytteiden laboratoriossa määritetyt kasviplanktonin klorofylli-a tulokset on ryhmitelty neljään kuvaan (kuvat 77-80). Jokaisessa kuvassa on mukana vertailuasemana pidetyn Pohjois-Kallaveden aseman 330 tulokset. Ryhmittely on seuraava: Virtasalmi, Kallan siltojen lähialue, Kelloselän ulompi alue ja eteläisin alue kaupungin edustalla. Virtasalmi Kuva 77. Virtasalmen asemien kasviplanktonin klorofylli-a:n pitoisuus (µg/l) vuosikeskiarvona tarkkailujaksolla 2007-2015 asemilla Virtasalmi 2 sillan pohjoispuolella ja 334B eteläpuolella. Asema 330 on vertailuasema Pohjois-Kallavedellä. 59
Virtasalmen asemalla 2 sillan pohjoispuolella klorofylli-a:n pitoisuus ei ole useana vuonna poikennut Pohjois-Kallaveden tasosta (kuva 77). Jonkin verran vaihtelua on kuitenkin todettavissa ja suurimmillaan ero oli 4 µg/l vuonna 2013. Virtasalmen erottaa Pohjois-Kallavedestä melko kapea salmi, minkä takia olosuhteet voivat kehittyä hieman rehevimmiksi Virtasalmessa. Asemalla 334B sillan eteläpuolella rehevyystaso on ollut vuotta 2012 lukuun ottamatta suurempi kuin Pohjois- Kallavedellä (ero keskimäärin 2,6 µg/l) ja Virtasalmen asemalla 2 (ero keskimäärin 1,3 µg/l). Siltatyömaalta lähti kaivuutöiden mukana massoja, jotka näkyivät selvästi vuonna 2012 aseman 334B syvänteessä. Vuotta 2013 lukuun ottamatta rehevyystason ero on pysynyt melko tasaisena aseman 330 kanssa, joten kovin selvää rehevyystason muutosta asemalla 334B ei ole todettavissa tietyömaan aikana. Vuonna 2013 rehevyystaso oli kaikilla asemilla tarkkailujakson 2010-2015 suurin ja silloin ero Pohjois-Kallaveden ja Virtasalmen aseman 334B välillä klorofylli-a pitoisuudessa oli lähes 6 µg/l. Kallan siltojen lähialue Kallan siltojen lähialueen syvänteet sijaitsevat hyvin lähellä toisiaan, joten rehevyystason vaihtelu olisi oletettavasti melko vähäistä. Eri silta-aukoista tuleva virtaus ja avovesikaudella tuuli aiheuttavat kuitenkin yllättävän suuria rehevyystason eroja asemien välillä, kuten on nähtävissä ennakkotarkkailun 2007 tuloksissa (kuva 78). Heinäkuun näytteessä 2007 klorofylli-a:n pitoisuus vaihteli syvänteillä 8,2-13 µg/l. Suurin määrä mitattiin Tikkalansaaren syvänneasemalla, pienin määrä Suosaaren syvänteellä vain 300 m:n päässä. Syyskuun alussa 2009 taas hieman muita syvänteitä suuremmat klorofylli-a:n määrät mitattiin Suosaaren ja Sorsasalon aukon edustalta. Vuosina 2010 ja 2011, jolloin Tikkalansaaren aukko oli kiinni, klorofylli-a:n määrä oli 2-3 µg/l suurempi kuin vertailuasemalla Pohjois-Kallavedellä asemalla 330. Vuosina 2013-2015 ero asemien välillä oli vähäinen. Tulos viittaisi siihen, että Tikkalan aukon oltua kiinni, olosuhteet ovat olleet aivan Kallan siltojen lähialueella leville suotuisammat, mikä on näkynyt hieman suurempana rehevyytenä. Tikkalan aukon auettua 2013 erot klorofyllipitoisuudessa ovat olleet pienempiä verrattaessa Pohjois-Kallaveden asemaan 330. Kuva 78. Kasviplanktonin klorofylli-a:n pitoisuus (µg/l) vuosikeskiarvona Kallan siltojen lähialueella tarkkailujaksolla 2007-2015 asemilla Päivärannan, Suosaaren, Tikkalansaaren ja Suosaaren syvänne. Asema 330 on vertailuasema Pohjois-Kallavedellä. 60
Kelloselkä ulompi alue Kallan siltojen ulommista alueista Kettulanlahden syvännealueella rehevyystaso on ollut hyvin samalla tasolla kuin vertailualueella Pohjois-Kallavedellä kaikkina havaintokertoina (kuva 79). Iso- Uitukan syvännealueella rehevyystaso oli vuosina 2010, 2012 ja 2013 noin 1 µg/l suurempi kuin vertailualueella 330, muina havaintokertoina ero on ollut pienempi. Tämä voisi viitata lievään siltatyömaan vaikutukseen, sillä ero oli suurimmillaan vuosina, jolloin Tikkalansaaren aukko oli kiinni. Savon Sellu purkuputken läheisyydessä sijaitsevalla asemalla 338A rehevyystason ero vertailualueeseen oli vuonna 2012 4noin 4 µg/l. Koska asemalle vaikuttaa Savon Sellun jätevedet, vaikeuttaa se tulosten tulkintaa. Esimerkiksi vertailuvuonna 2007 ero asemien 330 ja 338A rehevyystasossa oli sama 4 µg/l. On kuitenkin mahdollista, että vuonna 2013 kyse on ollut yhteisvaikutuksesta, jolloin jätevesien tuoma mahdollinen ravinnelisä yhdistettynä pienempään virtaamaan on nostanut jonkin verran aseman 338A rehevyystasoa. Kuva 79. Kasviplanktonin klorofylli-a:n pitoisuus (µg/l) vuosikeskiarvona Kelloselän ulommalla alueella tarkkailujaksolla 2007-2015 asemilla Iso-Uitukka, 338A ja Kettulanlahden syvänne. Asema 330 on vertailuasema Pohjois-Kallavedellä. Kaupungin edusta Kuopion kaupungin edustalla asemilla 352 ja 365 rehevyystaso on ollut pääsääntöisesti hieman pienempi kuin Pohjois-Kallavedellä asemalla 330 (kuva 80). Poikkeuksen tekee kuitenkin vuosi 2012, jolloin rehevyystaso oli 2-3 µg/l klorofyllinä mitattuna suurempi kaupungin edustalla. Sama havainto todettiin myös Kelloselän muilla asemilla Päivärantaa ja Kettulanlahden syvänneasemaa lukuun ottamatta. Kaupungin edustalla virtaaman muutoksen ei pitäisi enää vaikuttaa siten, kuin Tikkalansaaren aukon läheisillä vesialueilla. Näyttäisi siis siltä, että Kelloselän rehevyystaso oli kesällä 2012 hieman suurempi kuin Pohjois-Kallavedellä, ja asiaan on saattanut vaikuttaa virtauksen puuttuminen Tikkalansaaren aukosta. 61
Kuva 80. Kasviplanktonin klorofylli-a:n pitoisuus (µg/l) vuosikeskiarvona kaupungin edustalla tarkkailujaksolla 2007-2015 asemilla 352 ja 365. Asema 330 on vertailuasema Pohjois- Kallavedellä. 4.3.3. Klorofylli-a:n anturimittaukset 2011-2013 Anturimittaukset tehtiin leväpigmentin fluoresenssin mittaamiseen soveltuvalla Trios Microfluanturilla. Menetelmän antamat tulokset eivät ole aivan suoraan vertailukelpoisia laboratoriossa mitattuihin klorofylli-a:n määrityksiin, mutta laboratoriotutkimusten tulosten avulla kenttämittauksien tuloksia on mahdollista kalibroida vastaamaan laboratoriotuloksia. Tässä raportissa klorofylli-arvoja ei ole kalibroitu vastaamaan laboratoriotuloksia, vaan pääpaino on kenttämittaustulosten eroissa, joka kuvaa eroja myös alueiden välisessä rehevyydessä. Vuosi 2011 Vuoden 2011 havaintokertoina suurimmat klorofylli-a:n arvot mitattiin Virtasalmen sillan eteläpuolelta (kuva 81). Vertailualuetta suurempia pitoisuuksia mitattiin myös Virtasalmen sillan pohjoispuolelta. Kelloselällä suurimmat levämäärät sijoittuivat Sorsasalon ja Tikkalansaaren aukkojen edustalle. Tikkalansaaren aukko oli kiinni, mikä nosti rehevyyttä hieman alueella. Pienimmät klorofylli-a:n määrät mitattiin Kelloselän eteläpuolelta, missä päävirtaus ilmeisesti kulki. 62
Kuva 81. Klorofylli-a:n pitoisuus anturimittausten perusteella vuoden 2011 havaintokertojen keskiarvona. Klorofyllipitoisuus on sitä suurempi, mitä tummempi alue on kuvassa. Punaiset pisteet osoittavat anturimittausten sijaintipaikan ja kartta on tehty ArcGIs 10.2. ohjelmiston Raster Analyst-työkalulla interpoloimalla pisteiden väli. Yhden kuvarasterin koko on 25*25 m. Anturimittausten perusteella Kelloselällä klorofylli-a:n pitoisuus oli keskimäärin noin 1 µg/l suurempi kuin vertailualueella Pohjois-Kallavedellä (kuva 82). Virtasalmen pohjoispuolella rehevyystaso oli lähes sama kuin Kelloselällä ja eteläpuolella hieman muita asemia suurempi. 63
Kuva 82. Klorofylli-a:n pitoisuuden jakauma eri alueilla vuoden 2011 anturimittauksissa. Pitoisuusjakauma on saatu kuvan rasterien pitoisuusjakaumasta. Vuosi 2012 Vuonna 2012 jälleen suurimmat rehevyystasot todettiin Virtasalmen sillan eteläpuolelta sekä Kelloselältä (kuva 83). Kelloselällä hieman suuremman rehevyyden alue oli laajempi kuin vuonna 2011 havaintokerroilla, mutta edellisvuoden tavoin oli todettavissa pienempi rehevyystaso Kelloselän eteläpuolella, missä virtausaukot olivat vapaana (kuva 84). Ero klorofyllipitoisuudessa Pohjois-Kallaveden ja Kelloselän välillä oli hieman suurempi kuin vuonna 2011. Virtasalmen pohjoispuolella rehevyystaso oli lähes sama kuin Pohjois-Kallavedellä ja eteläpuolella sama kuin Kelloselällä. Anturimittaukset 2012 µg/l 14 12 10 8 6 4 2 0 Pohjoisp Kelloselkä Virtas P Virtas E Alue min maks keskiarvo Kuva 83. Klorofylli-a:n pitoisuuden jakauma eri alueilla vuoden 2012 anturimittauksissa. Pitoisuusjakauma on saatu kuvan rasterien pitoisuusjakaumasta. 64
Kuva 84. Klorofylli-a:n pitoisuus anturimittausten perusteella vuoden 2012 havaintokertojen keskiarvona. Klorofyllipitoisuus on sitä suurempi, mitä tummempi alue on kuvassa. Punaiset pisteet osoittavat anturimittausten sijaintipaikan ja kartta on tehty ArcGIs 10.2. ohjelmiston Raster Analyst-työkalulla interpoloimalla pisteiden väli. Yhden kuvarasterin koko on 25*25 m. Vuosi 2013 Vuonna 2013 rehevyystaso oli mittausjakson 2011-2013 suurin (kuva 85). Alueiden väliset erot olivat samanlaisia kuin vuoden 2012 havaintokertoina: Pohjois-Kallavesi ja Virtasalmen pohjoispuoli olivat rehevyydeltään samaa tasoa, samoin Kelloselkä ja Virtasalmen eteläpuoli. Virtasalmen eteläpuolella tosin rehevyystaso oli selvästi Kelloselkää suurempi. Kelloselällä erot alueellisessa rehevyystasossa olivat tasoittuneet hieman Tikkalansaaren aukon avaamisen jälkeen (kuva 86). Sorsasalon kautta kulkeva pienempi vesimäärä näkyy hieman suurempana rehevyytenä ja samoin Savon Sellun sivustalla rehevyystaso oli havaintoajankohtina hieman muuta Kelloselän aluetta suurempi. 65
Kuva 85. Klorofylli-a:n pitoisuuden jakauma eri alueilla vuoden 2013 anturimittauksissa. Pitoisuusjakauma on saatu kuvan rasterien pitoisuusjakaumasta. Kuva 86. Klorofylli-a:n pitoisuus anturimittausten perusteella vuoden 2013 havaintokertojen keskiarvona. Klorofyllipitoisuus on sitä suurempi, mitä tummempi alue on kuvassa. Punaiset pisteet osoittavat anturimittausten sijaintipaikan ja kartta on tehty ArcGIs 10.2. ohjelmiston Raster Analyst-työkalulla interpoloimalla pisteiden väli. Yhden kuvarasterin koko on 25*25 m. 66
5. SAVON SELLUN VEDENOTTAMON TARKKAILU 5.1. Vedenottamo Savon Sellun vedenottamon edustalla oli jatkuvatoiminen sameusanturi, joka mittasi vedenottamolle tulevan veden sameutta 1,5 m:n syvyydellä tunnin välein lähes neljän vuoden ajan (13.11.2009-16.12.2013) (kuva 87). Ainoa katkos mittaustoiminnassa oli talvella 2011-2012, jolloin laiturihaaverin vuoksi mittauksessa oli katkos alku- ja lopputalvella. Kuva 87. Savon Sellun vedenottamon sameusmittaus tietyömaan aikana. Noin neljän vuoden mittausjakson aikana anturi teki 33526 sameusmittausta, joista 221 eli 0,7 % havainnoista ylitti ympäristöluvassa määritetyn 5 mg/l kiintoainepitoisuuden raja-arvon. Tuloksia vertailtaessa on toki otettava huomioon, että anturi mittasi sameutta FNU-yksiköllä ja raja-arvo on kiintoainetta mg/l-yksiköllä, joten aivan suoraan yksi yhteen tulokset eivät ole. Tehdyissä sameus/kiintoainemäärityksissä tulokset ovat olleet kuitenkin niin lähellä toisiaan, että sameustuloksia käsiteltiin sellaisenaan kiintoainepitoisuuksina. Useimmat 5 NTU:n raja-arvon ylittävistä mittaustuloksista olivat yksittäisiä sameusarvoja, jotka todennäköisimmin johtuivat anturiin menneestä roskasta tai vastaavasta hetkellisestä häiriöstä. Päiviä, jolloin raja-arvon 5 FNU arvon ylittäviä mittaustuloksia oli yli 2, oli yhteensä 17 (taulukko 4). Ajankohtana, jolloin tietyömaalla tehtiin vesistöön kohdistuvia toimia, hälytykset johtuivat joko todellisesta kiintoainepitoisuuden vähäisestä ylityksestä (23.7. ja 9.8.2010) tai anturin likaisuudesta. Vuosina 2012 ja 2013 tulleiden hälytysten aikana tietyömaalla ei tehty vesistöön kohdistuvia töitä. Muutamina ajankohtina sameuden nousuun on liittynyt kova länsituuli, jolloin vedenottamon edustalle on voinut kertyä esimerkiksi levää. Savon Sellun vedenottamolla todettiin ongelmia joulukuun alkupuolella 2010, jolloin Sorsasalon aukko avattiin. Raakaveden alumiinit olivat nousseet, sakkaa tuli enemmän ja voimalaitoksen hiekkasuodatuksen elvytystaajuus oli noussut. Vedenottamolla ei ollut ongelmia kiintoaineen kanssa, mutta jokin tekijä saostui mustaksi lietteeksi, kun veteen lisättiin vedenkäyttöön liittyviä kemikaaleja. Ongelma aiheutti ylimääräistä työtä noin kolmen kuukauden ajan, mutta varsinaista 67