Iisalmen reitin fosforikuormitusmalli RAE Ravinnehävikit euroiksi hankkeen infotilaisuus 02.12.2011 Jukka Koski-Vähälä Savo-Karjalan Vesiensuojeluyhdistys ry
Iisalmen reitin fosforikuormitusmalli Iisalmen reitin valuma-alueen kunnostushanke Suojavyöhykeyleissuunnitelmat, kuntakohtaiset Iisalmen reitin kunnostushanke 2004-2007 Kosteikkoyleissuunnitelma, koko alue Excel-pohjainen laskentamalli vesiensuojelun päätöksenteon apuvälineeksi Laskentamallia voidaan käyttää vesiensuojelu- ja hoitotoimenpiteiden suuntaamisen työkaluna Ylä-Savon vesistöt kuntoon hankkeessa täydennetty maatalouden osuudella Tilataso Kuntataso Osa-valuma-alueet (Tike) Koko reitti 5583 km 2 / 6644 km 2 2
Iisalmen reitti, osa-alueet, tarkastelupisteet Kiuruveden reitti - Rytkynjärvi - Näläntöjärvi - Kiuruvesi - Luupuvesi - Kihlovirta Vieremän reitti -Salahminjärvi - Koljonvirta Sonkajärven reitti - Sukevanjärvi - Paloisvirta Porovesi Onkivesi Maaninkajärvi Lisätään Iso-Ruokovesi Pohjois-Kallavesi 3
Laskentamallin rakenne Salahminjärvi Näläntöjärvi Lähivaluma-alueen koko 487,93 km 2 Sukevanjärvi Lähivaluma-alueen koko 298,67 km 2 Valuma 12,71 l/s/km 2 Kerroin a= 445,14 Lähivaluma-alueen koko 621,93 km 2 Ul Valuma 11,67 l/s/km 2 Kerroin a= 0,98 Luupuvesi Lähtevä vesimäärä/virtaama 6,20 m 3 /s Valuma 11,96 l/s/km 2 Kerroin a= 0,31 Lähtevä vesimäärä/virtaama 3,485 m 3 /s Lähivaluma-alueen koko 243,08 km 2 Tilavuus 97 013 017,00 m 3 Sekoituspitoisuus C i= 42,17 µg/l Lähtevä vesimäärä/virtaama 7,44 m 3 /s Virtaama 109 902 960,00 m 3 /a Sekoituspitoisuus C i= 70,94 µg/l Valuma 13,12 l/s/km 2 Kerroin a= 1,03 Viipymä T = 6,04 kk Virtaama 234 627 840,00 m 3 /a Sekoituspitoisuus C i= 41,32 µg/l Tilavuus 9 200 000,00 m 3 Viipymä T = 1,02 kk Lähtevä vesimäärä/virtaama 3,19 m 3 /s Havaittu R= 0,30 Laskettu R= 0,30 Tilavuus 45 870 851,00 m 3 Viipymä T = 2,38 kk Laskettu R= 0,07 Virtaama 100 599 840,00 m 3 /a Sekoituspitoisuus C i= 101,37 µg/l Havaittu pitoisuus 29,68 µg/l Laskettu pitoisuus C= 29,68 µg/l Laskettu R= 0,05 Havaittu R= 0,07 Jonesin malli P= 65,96 µg/l Tilavuus 6 800 000,00 m 3 Viipymä T = 0,82 kk Havaittu R= 0,05 Jonesin malli P= 39,26 µg/l Havaittu pitoisuus (2000) 65,96 µg/l mg/m3 Laskettu pitoisuus C= 65,96 µg/l Laskettu R= 0,01 Ulkoinen kuormitus lähivaluma-alueelta 22,59 kg/d Lähtevä fosfori 15,90 kg/d Havaittu pitoisuus 39,26 µg/l Laskettu pitoisuus C= 39,26 µg/l Havaittu R= 0,01 Jonesin malli P= 99,91 µg/l Ulkoinen kuormitus lähivaluma-alueelta 21,36 kg/d Lähtevä fosfori 19,86 kg/d Havaittu pitoisuus 99,91 µg/l Laskettu pitoisuus C= 99,91 µg/l Ominaiskuormitus 16,90 kg/km 2 /a Ulkoinen kuormitus lähivaluma-alueelta 26,56 kg/d Lähtevä fosfori 25,24 kg/d Ominaiskuormitus 26,10 kg/km 2 /a Ulkoinen kuormitus lähivaluma-alueelta 27,94 kg/d Lähtevä fosfori 27,54 kg/d Virtaama kerroin b= 1 Ominaiskuormitus 15,59 kg/km 2 /a Ulkoinen kuormitus kerroin c= 1 Virtaama kerroin b= 1 Ominaiskuormitus 41,95 kg/km 2 /a Virtaama kerroin b= 1 Ulkoinen kuormitus kerroin c= 1 Koljonvirta Ulkoinen kuormitus kerroin c= 1 Virtaama kerroin b= 1 Yläpuolisen valuma-alueen koko 1164,53 km 2 Kiuruvesi Ulkoinen kuormitus kerroin c= 1 Lähivaluma-alueen koko 676,6 km 2 Paloisvirta Yläpuolisen valuma-alueen koko 1437,33 km 2 Valuma 12,67 l/s/km 2 Kerroin a= 0,29 Valuma-alueen koko 1429,37 km 2 Lähivaluma-alueen koko 833,97 km 2 Lähtevä vesimäärä/virtaama 14,76 m 3 /s Lähivaluma-alueen koko 807,44 km 2 Valuma 10,75 l/s/km 2 Kerroin a= 0,91 Kihlovirta Virtaama 465 471 360,00 m 3 /a Sekoituspitoisuus C i= 54,17 µg/l Valuma 10,94 l/s/km 2 Kerroin a= 1,09 Lähtevä vesimäärä/virtaama 15,45 m 3 /s Yläpuolisen valuma-alueen koko 1945,19 km 2 Tilavuus 102 647 610,00 m 3 Viipymä T = 2,68 kk Lähtevä vesimäärä/virtaama 15,64 m 3 /s Virtaama 487 231 200,00 m 3 /a Sekoituspitoisuus C i= 66,64 µg/l Lähivaluma-alueen koko 264,78 km 2 Laskettu R= 0,20 Virtaama 493 223 040,00 m 3 /a Sekoituspitoisuus C i= 48,23 µg/l Tilavuus 30 275 383,00 m 3 Viipymä T = 0,76 kk Valuma 10,83 l/s/km 2 Kerroin a= 0,96 Havaittu R= 0,20 Jonesin malli P= 43,34 µg/l Tilavuus 83 822 230,00 m 3 Viipymä T = 2,07 kk Laskettu R= 0,12 Lähtevä vesimäärä/virtaama 21,07 m 3 /s Havaittu pitoisuus 43,34 µg/l Laskettu pitoisuus C= 43,34 µg/l Laskettu R= 0,02 Havaittu R= 0,12 Jonesin malli P= 58,57 µg/l Virtaama 664 463 520,00 m 3 /a Sekoituspitoisuus C i= 72,07 µg/l Havaittu R= 0,02 Jonesin malli P= 47,34 µg/l Havaittu pitoisuus(2000) 58,57 µg/l Laskettu pitoisuus C= 58,57 µg/l Tilavuus 56 929 000,00 m 3 Viipymä T = 1,04 kk Ulkoinen kuormitus lähivaluma-alueelta 53,18 kg/d Lähtevä fosfori 55,27 kg/d Havaittu pitoisuus 47,34 µg/l Laskettu pitoisuus C= 47,34 µg/l Laskettu R= 0,09 UK edellisestä järvialtaasta 15,90 kg/d Ulkoinen kuormitus lähivaluma-alueelta 61,73 kg/d Lähtevä fosfori 78,18 kg/d Havaittu R= 0,09 Jonesin malli P= 65,23 µg/l UK Yhteensä 69,08 kg/d Ulkoinen kuormitus lähivaluma-alueelta 39,94 kg/d Lähtevä fosfori 63,97 kg/d UK edellisistä järvialtaista 27,23 kg/d Havaittu pitoisuus 65,23 µg/l Laskettu pitoisuus C= 65,23 µg/l UK edellisestä järvialtaasta 25,24 kg/d UK Yhteensä 88,96 kg/d 66,64 15,24 Ominaiskuormitus 21,65 kg/km 2 /a UK Yhteensä 65,18 kg/d Ulkoinen kuormitus lähivaluma-alueelta 25,48 kg/d Lähtevä fosfori 118,75 kg/d Ominaiskuormitus 22,59 kg/km 2 /a UK edellisistä järvialtaista 105,72 kg/d Virtaama kerroin b= 1 Ominaiskuormitus 16,64 kg/km 2 /a UK Yhteensä 131,20 kg/d Ulkoinen kuormitus kerroin c= 1 Virtaama kerroin b= 1 Virtaama kerroin b= 1 Ulkoinen kuormitus kerroin c= 1 Ominaiskuormitus 24,62 kg/km 2 /a Porovesi Ulkoinen kuormitus kerroin c= 1 Ulkoinen kuormitus lähivaluma-alueelta 4661,15 km 2 Rytkynjärvi Virtaama kerroin b= 1 Lähivaluma-alueen koko 122,06 km 2 Lähivaluma-alueen koko 304,69 km 2 Ulkoinen kuormitus kerroin c= 1 Valuma 11,31 l/s/km 2 Kerroin a= 1,04 Valuma 9,03 l/s/km 2 Kerroin a= 293,93 Lähtevä vesimäärä/virtaama 52,71 m 3 /s Lähtevä vesimäärä/virtaama 2,75 m 3 /s Virtaama 1 662 262 560,00 m 3 /a Sekoituspitoisuus C i= 58,88 µg/l Tilavuus 46 215 000,00 m 3 Sekoituspitoisuus C i= 61,36 µg/l Tilavuus 123 930 000,00 m 3 Viipymä T = 0,91 kk Viipymä T = 6,48 kk Laskettu R= 0,01 Havaittu R= 0,49 Laskettu R= 0,49 Havaittu R= 0,01 Jonesin malli P= 58,44 µg/l Havaittu pitoisuus (2002) 31 µg/l Laskettu pitoisuus C= 31,00 µg/l Havaittu pitoisuus(2000) 58,44 µg/l Laskettu pitoisuus C= 58,44 µg/l Ulkoinen kuormitus lähivaluma-alueelta 14,58 kg/d Lähtevä fosfori 7,37 kg/d Ulkoinen kuormitus lähivaluma-alueelta 30,15 kg/d (14,86) Lähtevä fosfori 266,14 kg/d UK edellisistä järvialtaista 237,99 kg/d Ominaiskuormitus 17,47 kg/km 2 /a UK Yhteensä 268,14 kg/d Virtaama kerroin b= 1 Ominaiskuormitus 21,00 kg/km 2 /a Ulkoinen kuormitus kerroin c= 1 Virtaama kerroin b= 1 Ulkoinen kuormitus kerroin c= 1 Onkivesi Valuma-alueen koko 5583,3 km 2 Lähivaluma-alueen koko 922,15 km 2 Valuma 11,11 l/s/km 2 Kerroin a= 734,72 Lähtevä vesimäärä/virtaama 62,03 m 3 /s Tilavuus 000,00 m 3 Sekoituspitoisuus C i= 60,15 443 512 µg/l Viipymä T = 2,76 kk Havaittu R= 0,15 Laskettu R= 0,15 Havaittu pitoisuus 51 µg/l Laskettu pitoisuus C= 51,00 µg/l Ulkoinen kuormitus lähivaluma-alueelta 56,2 kg/d Lähtevä fosfori 273,33 kg/d UK edellisistä järvialtaista 266,14 kg/d UK Yhteensä 322,34 kg/d Ominaiskuormitus 21,07 kg/km 2 /a Virtaama kerroin b= 1 Ulkoinen kuormitus kerroin c= 1 Maaninkajärvi Valuma-alueen koko 5840,91 km 2 Lähivaluma-alueen koko 257,61 km 2 Valuma 10,82 l/s/km 2 Kerroin a= 175,38 Lähtevä vesimäärä/virtaama 63,18 m 3 /s Tilavuus 000,00 m 3 Sekoituspitoisuus C i= 53,24 262 291 µg/l Viipymä T = 1,60 kk Havaittu R= 0,27 Laskettu R= 0,27 Havaittu pitoisuus 38,8 µg/l Laskettu pitoisuus C= 38,80 µg/l Ulkoinen kuormitus lähivaluma-alueelta 17,31 kg/d Lähtevä fosfori 211,80 kg/d UK edellisestä järvialtaasta 273,33 kg/d UK Yhteensä 290,64 kg/d Ominaiskuormitus 18,16 kg/km 2 /a Virtaama kerroin b= 1 Ulkoinen kuormitus kerroin c= 1 Pohjois-Kallavesi Yläpuolisen valuma-alueen koko 6643,9 km 2 Lähivaluma-alueen koko 802,99 km 2 Valuma 10,82 l/s/km 2 Kerroin a= 758,40 Lähtevä vesimäärä/virtaama 71,89 m 3 /s Tilavuus 000,00 m 3 Sekoituspitoisuus C i= 39,77 1 542 990 µg/l Viipymä T = 8,28 kk Havaittu R= 0,24 Laskettu R= 0,24 Havaittu pitoisuus 30,13 µg/l Laskettu pitoisuus C= 30,13 µg/l Ulkoinen kuormitus lähivaluma-alueelta 35,24 kg/d Lähtevä fosfori 187,14 kg/d UK edellisestä järvialtaasta 211,80 kg/d UK Yhteensä 247,04 kg/d Ominaiskuormitus 13,57 kg/km 2 /a Virtaama kerroin b= 1 Ulkoinen kuormitus kerroin c= 1 4
Laskentasolu järvessä Maatalous, pellot - tilataso - RAE- hanke 5
6 Fosforimallit Lappalaisen fosforimalli Jonesin ja Bachmannin fosforimalli T C a T C R i i 6 6 0,9 i C R C 1 0,65 V Q K a C
Havaittu Mallin testaus, veden P-pitoisuus Vuosien 2001, 2002 ja 2004 arvoilla 140 120 100 80 60 2001 2002 2004 40 20 0 0 20 40 60 80 100 120 140 Laskettu
Maatalouden kuormituksen laskenta 1. Tilataso Ympäristöarvioinnit 12 tilalle Lohkotiedot, viljavuusanalyysit (Fokus-hanke) Kuormituksen arviointi (useita menetelmiä), keskim. 0,91 kg P/ha/a Toimenpide-esitykset lannoituksen tarkistaminen kynnön syventäminen laiduntamisen huolellinen suunnittelu koneiden ja eläinten kulkuväylien tarkastelu salaojituksien kunnon tarkistaminen lantalan, jaloittelutarhojen, säilörehusiilojen ja aumojen huuhtoutumien jatkuva tarkkailu ja huuhtoumien estäminen luonnonhoitopeltojen tai suojavyöhykkeiden perustaminen märkyydestä 8 kärsiville lohkoille
Maatalouden kuormituksen laskenta 2. Osavaluma-alue Esimerkkialueena Kirmanjoen valuma-alue Kuormitus laskettiin useammalla tavalla Kuntakohtaiset viljelytiedot eläinyksiköt, peltoprosentti (Bilaletdin 1992) TiKen lohkokohtaisten viljelytietojen mukaan jokaiselle tarkastelupisteelle, kolmas jakovaihe 1. viljelymuoto (vilja, nurmi, laidun) (MTT:n ominaiskuormitukset) 2. maan fosforipitoisuus pilottitilat, Pelto tuottamaan hanke (MTT:n tutkimukset) 3. minimi ja maksimi huuhtoumat (vilja, nurmi, laidun) MTT:n tutkimukset Vihma (SYKE) maalaji, kaltevuus, P-luku, kasvilaji ja viljelytoimenpiteet 9
Maatalouden kuormitus arvioituna eri menetelmillä 10
Toimenpiteiden valinta Pellossa jo olevan fosforin pysäyttäminen ennen vesistöä kosteikko suojavyöhyke Pellossa olevan fosforin pidättäminen maaperässä viljelytekniset toimenpiteet Maan fosforipitoisuuden alentaminen nurmiviljely ilman fosforilannoitusta nurmiviljely vähennetyllä fosforilannoituksella (fosforilannoitus ainoastaan 2. ja 3. nurmivuotena) syväkyntö (yli 20 mg viljavuus-p /l lohkoilla, n. 15% kaikista peltolohkoista) + nurmikasvuston poisto syksyllä, uusi toimenpide (RAE) + kynnön syventäminen, lisätietoja (RAE) 11
Suositukset MTT:n tutkimusten perusteella, asiantuntija-arviot Kevät kylvöiset: kaltevuusluokat <0,5 1,5 Normaali syyskyntö kaltevuusluokat 1,5 - >6,0 Talviaikainen sänki Syysviljat: kaikkiin kaltevuusluokkiin Perinteinen kyntö/kylvö Nurmet: Viljelytekniset toimenpiteet kaikkiin kaltevuusluokkiin Niitto- ja tuorerehunurmet kaikkiin kaltevuusluokkiin Ruokohelpi (niillä alueilla joilla ruokohelven viljelyä) kaltevuusluokkiin 3,0 - >6,0 Luonnonhoitopelto (niillä alueilla joilla kesanto) 12
Kuormituksen vähenemä % 13
Kustannukset 14
Malli - Tilakäynnit, neuvonta Aikaisempien hankkeiden tiedot tilakäynnin sisällön määrittelemiseksi (MTT, ryhmä, neuvojakoulutus) Ohjeistuksen tueksi mallinnuksen tietoja Nykyisistä tuloksista lyhyt kooste, jossa arvioidaan Toimenpiteiden kuormituksen alenema Toimenpiteiden kustannukset Toimenpiteiden yhteisvaikutus vesistöalueella Kuormitus Veden laatu (rehevyys) RAE-hankkeen toimenpiteet Kustannusvaikutusten arviointi Tilatietojen avulla arvioidaan TIKE:n tietojen käytettävyyttä Tilojen mahdollisuus toteuttaa toimenpiteet 15
Kohdealueet Suuri-Ruokovesi Nilsiän reitin alaosa Karttalähde: Pohjois-Savon ELYkeskus 2009 16
Kohdealueet Kohdealueet Viinijärvi - Heposelkä Suuri Onkamo 17