ONKAMAANJÄRVEN LLR-KUORMITUSVAIKUTUSMALLINNUS

Samankaltaiset tiedostot
URAJÄRVEN LLR-KUORMITUSVAIKUTUSMALLINNUS

TUUSJÄRVEN LLR-KUORMITUSVAIKUTUSMALLINNUS

SOMPASEN LLR-KUORMITUSVAIKUTUSMALLINNUS

ARRAJÄRVEN LLR-KUORMITUSVAIKUTUSMALLINNUS

MÄRKJÄRVEN LLR-KUORMITUSVAIKUTUSMALLINNUS

SANIJÄRVEN, ENÄJÄRVEN JA PALONSELÄN LLR-KUORMITUSVAIKUTUSMALLINNUS

KANNUSJÄRVEN LLR- KUORMITUSVAIKUTUSMALLINNUS

LLR-työ kalun öhje Vesinettiin (5/2013)

GISBLOOM LEVÄKUKINTOJEN ENNUSTEET, KUSTANNUSTEHOKAS HALLINTA JA SOSIAALINEN MEDIA VESISTÖALUEIDEN HOIDOSSA. Malliyksikkö.

Hollolan pienjärvien tila ja seuranta. Vesiensuojelusuunnittelija Matti Kotakorpi, Lahden ympäristöpalvelut

This is an electronic reprint of the original article. This reprint may differ from the original in pagination and typographic detail.

Vesistöjen tila ja kuormituksen kestokyky

Varsinais-Suomen suurten jokien nykyinen tila ja siihen vaikuttavat tekijät

Ekologiset vaikutukset ja ennusteet Tiedon lähteitä ja työkaluja

Mallien hyödyntäminen vesienhoidossa ja hyötyjen arviointi

Alajärven ja Takajärven vedenlaatu

Bioenergia ry TURVETUOTANTOALUEIDEN YLIVIRTAAMASELVITYS

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

Tavoitekuormien määrittäminen vesipuitedirektiivin mukaisessa vesialueiden hoidossa

Mustijoen vesistön ainevirtaama ja kuormitus

HELCOMin uudet tavoitteet toteutumismahdollisuudet meillä ja muualla

Joroisselän valuma-alueen kuormitustarkasteluja sekä vedenlaatu/kuormitusaineiston täydennysaineistoja v

Rantamo-Seittelin kosteikon vedenlaadun seuranta

Puulan Kotalahden vedenlaadusta ja kuormituksesta

Vesistövaikutukset eri puhdistamo- ja purkupaikkavaihtoehdoilla

KETTULAN JÄRVIEN TILA VUOSINA TEHTYJEN TUTKI- MUSTEN PERUSTEELLA

BOREAL BIOREF OY KEMIJÄRVEN BIOJALOSTAMON YMPÄRISTÖVAIKUTUSTEN ARVIOINTISELOSTUS LIITE 7

Mallit ja mittaukset vesienhoidon ohjauskeinona

ESIMERKKINÄ LÄNNENPUOLEN LOHI OY, LOUKEENKARI KUSTAVI

Katsaus Suomenlahden ja erityisesti Helsingin edustan merialueen tilaan

Vesijärven ulkoinen ravinnekuormitus lasku-uomien vedenlaadun seurannan perusteella arvioituna

Kuva Kuerjoen (FS40, Kuerjoki1) ja Kivivuopionojan (FS42, FS41) tarkkailupisteet.

Kyyveden tila ESAELY:n keräämän tiedon pohjalta

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

KERTARAPORTTI

Kitka-MuHa-projektin yleiskatsaus

TURPAANKOSKEN JA SAARAMAANJÄRVEN POHJAPATOJEN RAKENTAMISEN AIKAINEN VESISTÖTARKKAILU

Ravinnekuormitus arviointi ja alustavat tulokset

Tyydyttävässä tilassa olevien järvien ryhmittely TPO:ssa kuormituksen vähentämistarpeiden ja -mahdollisuuksien näkökulmasta

Poistokalastustarpeen arviointi Etelä-Savon alueella. Johdanto. Aineisto

KERTARAPORTTI

Liika vesi pois pellolta - huuhtotuvatko ravinteet samalla pois?

KERTARAPORTTI

Kitkajärvien seuranta ja tilan arviointi

Heinijärven vedenlaatuselvitys 2014

Nurmesjärven tila, kunnostus ja hoito

Uusia välineitä rehevöitymisen arviointiin ja hallintaan GisBloom

KERTARAPORTTI

Tiedote Julkaisuvapaa klo Lisätietoja: Vesistötoimialan päällikkö Anne-Mari Ventelä, puh

Hoitokalastuksella vauhtia vesienhoitoon. Antton Keto, Ilkka Sammalkorpi ja Markus Huttunen Kannattava hoitokalastus? -seminaari 11.6.

Käsitys metsäojituksen vesistökuormituksesta on muuttunut miksi ja miten paljon?

Ähtärinjärven tila ja kuormitus

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

Lumetuksen ympäristövaikutukset

Lapinlahden Savonjärvi

Tekninen ja ympäristötoimiala. Mirka Autio Ismo Malin. Vesijärven ilmaperäinen ravinnekuormitus

PUHDISTUSTULOKSIA RAITA PA2 PUHDISTAMOSTA LOKA-PUTS HANKKEEN SEURANNASSA

Ravinteiden reitti pellolta vesistöön - tuloksia peltovaltaisten valuma-alueiden automaattimittauksista

Lappeenrannan Haapajärven kuormitusmuutosten simulointi

Selkämeren taustakuormituksen mallintaminen VELHOn pilottihankkeena

HAMINA-KOTKA-PYHTÄÄ MERIALUEEN LAHTIEN VEDEN TILA

Metsätalouden vaikutukset Kitkaja Posionjärvien tilaan

Veden laatu hyvä viime vuonna, uudet hankkeet tuovat suojelutyöhön entistäkin laajemmat toimijaverkostot

KERTARAPORTTI

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

PINTAVESIMUODOSTUMIEN LUOKITTELUPERUSTEET JA LUOKITTELUTILANNE

Lestijärven tila (-arvio)

Keski-Suomen vesienhoidon yhteistyöryhmä kemiallisesta luokittelusta

MegaLab tuloksia 2017

PURUVEDEN RISTILAHDEN ALUSTAVA FOSFORIMALLITARKASTELU

BEVIS hankealueet. Ruotsi. Suomi. Turun - Ahvenanmaan - Tukholman saaristot

GALLTRÄSKIN KASVIPLANKTONSELVITYS KESÄLLÄ 2010

Toimenpiteiden suunnittelu

Maa- ja metsätalouden vaikutukset rannikkovesissä. Antti Räike, SYKE,

Keski-Suomen vesienhoidon yhteistyöryhmä pintavesien kemiallisesta luokittelusta

Vesienhoito ja vesistöjen tila Lylyjoen valuma-alueella

KERTARAPORTTI

Muokkausmenetelmien vaikutus eroosioon ja fosforikuormitukseen

PERTUNMAAN JA HEINOLAN JÄRVITUTKIMUKSET VUONNA 2007

Joroisten vesienhoito

GALLTRÄSKIN KASVIPLANKTONSELVITYS KESÄLLÄ 2011

ISO HEILAMMEN VEDEN LAATU Kesän 2015 tutkimus ja vertailu aikaisempiin vuosiin

RENKAJÄRVEN VEDENLAATU KESÄLLÄ 2014

KERTARAPORTTI

ENON JÄTEVEDENPUHDISTAMON VELVOITETARKKAILUJEN YHTEENVETO 2018

Aurajoen vedenlaatu ja kuormitus

Karvianjärven, Karhijärven ja Isojärven toimenpide-ehdotukset

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

VALKJÄRVEN VEDEN LAATU Kesän 2015 tutkimus ja vertailu kesiin

Pakkaset ja helteet muuttuvassa ilmastossa lämpötilan muutokset ja vaihtelu eri aikaskaaloissa

UIMAVESIPROFIILI SAAREN UIMARANTA MÄNTSÄLÄN KUNTA

1. Näytteenotto ja aineistojen käsittely

Juurusveden ym. yhteistarkkailu kesältä 2017

Kyyveden tila. Yleisötilaisuus , Haukivuori. Pekka Sojakka. Etelä-Savon elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus

peltovaltaiselta ja luonnontilaiselta valuma

Hulevesien määrän ja laadun vaihtelu Lahden kaupungin keskusta- ja pientaloalueilla

KOUVOLAN JÄRVIEN TUTKIMUKSET VUONNA 2013

PUUJÄRVEN VEDEN LAATU Vuoden 2013 loppukesän tulokset ja vertailu vuoteen 2012

HAMMASLAHDEN JÄTEVEDENPUHDISTAMON

Iisalmen reitin fosforikuormitusmalli

Transkriptio:

ONKAMAANJÄRVEN LLR-KUORMITUSVAIKUTUSMALLINNUS Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 279/2014 Niina Kotamäki, Suomen ympäristökeskus, SYKE

JOHDANTO 30.9.2014 Tämä työ on osa Kymijoen alueen järvikunnostushankkeessa laadittua Onkamaanjärven kunnostussuunnitelmaa. Työn tavoitteena on arvioida LLR-mallilla Onkamaanjärven ulkoisen kuormituksen määrää ja sen vähentämistarvetta, sekä arvioida sisäisen kuormituksen merkitystä järven tilaan ja kuormitusvähennyksiin. Mallin tuloksista saadaan tukea kunnostussuunnitelman toimenpidesuositusten mitoittamiseen ja oikein kohdentamiseen. LLR, eli Lake Load Response, on SYKEssä kehitetty mallinnustyökalu kuormitusvaikutusten arviointiin. LLR auttaa kuormitusvähennystarpeen arvioinnissa ja siten vesistöalueiden hoidon suunnittelussa ja siihen liittyvässä päätöksenteossa. LLR:llä lasketaan, miten ulkoinen kuormitus ja sen muutokset vaikuttavat vesimuodostuman kokonaisravinne- ja a-klorofyllipitoisuuksiin. LLR soveltuu erityisesti huonokuntoisten tai hyvän ja tyydyttävän tilan rajalla olevien järvien ja sisempien rannikkovesialueiden kuormitusvähennystavoitteiden laskemiseen sekä tueksi ekologisen tilan arviointiin. LLR:n laskelmat perustuvat yksinkertaisiin yhteyksiin ravinnekuormituksen ja vedenlaadun välillä. Tunnettuihin ravinnetaseyhtälöihin perustuvan ravinteiden pidättymismallin avulla voidaan laskea vesimuodostuman kokonaisravinnepitoisuus. LLR:n fosforimalliin on lisätty myös sisäisen kuormituksen aiheuttama vaikutus. Ravinnekuormitusten avulla laskettuja kokonaisravinnepitoisuuksia käytetään vesimuodostuman a-klorofyllipitoisuuden laskentaan. Ravinteiden ja a-klorofyllin pitoisuuksien suhteesta saadaan edelleen johdettua yhteys kuormituksen ja a-klorofyllipitoisuuden välille. LLR:ssä olevien mallien tarkempi kuvaus ja sovellusesimerkkejä löytyy mm. seuraavista lähteistä Kotamäki (2014), Malve (2006) ja Pätynen (2009). Lisätietoa myös SYKEn mallien ja työkalujen verkkosivuilla: http://www.syke.fi/fi-fi/tutki- mus kehittaminen/itameri_vesistot_ja_vesivarat/mallit_ja_tyokalut/vesienhoidon_mal- lit/kuormitusvaikutusmalli LLR SYÖTTÖTIEDOT Laskennan syöttötietoina tarvitaan tarkasteltavan vesimuodostuman keskisyvyys, tilavuus ja pintavesityyppi sekä mahdollisimman pitkät havaitut aikasarjat tulevasta kuormituksesta, lähtövirtaamasta ja edustavimman syvänteen kokonaisravinnepitoisuuksista. Lisäksi tarvitaan arvio sisäisen kuormituksen suuruusluokasta. Nimi: Onkamaanjärvi 11.006.1.022 Tyyppi: Matalat humusjärvet (Mh) Tilavuus: 1,45 milj. m 3 Keskisyvyys: 1 m Viipymä: ~1 vuotta (90 vrk) Kymijoen vesi ja ympäristö ry 1

Sisäisen kuormituksen alkuarvo: puolet ulkoisen kuormituksen mediaanista, eli 0,4 kg/d Luokittelu: Tyydyttävä (kokonaisluokka), (TotP=Tyydyttävä, TotN=Tyydyttävä, chl-a=tyydyttävä) Kuormitusarvoina käytetään viipymäjaksolta arvioitua, järveen tulevaa keskimääräistä päivittäistä kokonaistyppi- ja kokonaisfosforikuormaa. Kokonaistyppi- ja kokonaisfosforipitoisuudeksi lasketaan viipymäjakson keskiarvo, mutta laskennassa huomioidaan vain kasvukauden aikana tehtyjen näytteenottojen tulokset. Onkamaanjärveltä on tuloksia pääasiassa Suuriselältä ja vain yhdeltä syvyydeltä (Onkamaanjärvi Suuris 024). Taulukkoon 1 on koottu LLR-mallin syöttötiedot Onkamaanjärvelle. Kuormitukset (LN ja LP) sekä virtaama (Q) ovat Vemala-mallin laskemia vuosikeskiarvoja ja pitoisuudet (TotN ja TotP) ovat mitatut tilavuuspainotetut kasvukauden (touko syyskuu) keskiarvot. Taulukko 1. LLR-mallin syöttötiedot: kokonaistyppikuormitus (LN, kg/d), kokonaisfosforikuormitus (LP, kg/d), järvestä havaittu kokonaistyppipitoisuus (TotN, µg/l) ja kokonaisfosforipitoisuus (TotP, µg/l) ja lähtevä virtaama (Q, m 3 /s). Vuosi LN LP TotN TotP Q 1991 24,2 1,1 1300 65 0,22 1993 10,7 0,5 750 44 0,10 1994 21,1 1,1 810 36 0,24 1995 21,4 0,9 840 62 0,20 1997 16,4 0,6 720 38 0,13 1998 20,3 1,0 745 39 0,21 1999 18,3 0,8 580 30 0,15 2001 13,3 0,6 1500 48 0,14 2003 16,4 0,9 843 36 0,15 2009 14,7 0,7 980 64 0,13 2013 20,5 0,9 750 80 0,18 TULOKSET Taulukon 2 ja Kuvan 1 perusteella Onkamaanjärven keskimääräinen fosforipitoisuus on 55 µg/l eli järvi on tyydyttävässä tilassa fosforin perusteella. Kuormitus, jolla hyvään tilaan (H/Traja-arvo 40 µg/l) päästään on 0,6 kg/d, eli noin 28 % vähemmän kuin järven keskimääräinen kuormitus (0,9 kg/d). Nykyisellä typpikuormituksella (18 kg/d) typpipitoisuus on keskimäärin 966 µg/l. Hyvän tilan raja on 750 µg/l, joten myös typen osalta järvi on keskimäärin tyydyttävässä tilassa. Hyvään typpitasoon pääsemiseksi kuormitusta olisi vähennettävä 24 %. 2 Kymijoen vesi ja ympäristö ry

Taulukko 2. LLR:n ravinnemallin tuottama fosfori- ja typpikuormitusten ja -pitoisuuksien nykytila, tavoitetila ja tavoitteeseen pääsemiseksi tarvittava vähennys. Nykytilan ja tavoitetilan ulkoiset kuormitukset on esitetty päiväkuormana (kg/d) ja kuormana järvipinta-alaa kohden (g/m 2 /a). Pitoisuusennuste nykytilassa (µg/l) on mallin laskema keskimääräinen pitoisuus annetuilla kuormitustiedoilla. Sisäinen kuormitus on mallin laskema sisäisen kuormituksen arvo sekä päiväkuormana että pintakuormana. Fosfori Typpi Nykytila Ulkoinen kuormitus kg d -1 0,9 18 g m -2 a -1 0,22 4,6 Pitoisuusennuste μg l -1 55 966 Sedimentaationopeus (laskettu) m d -1 0,003 0,004 Sisäinen kuormitus kg d -1 0,1 g m -2 a -1 0,02 Tavoitetila Ulkoinen kuormitus kg d -1 0,6 14 g m -2 a -1 0,16 3,51 Pitoisuus (H/T-raja) μg l -1 40 750 Vähennystarve Ulkoinen kuormitus kg d -1 0,3 4 g m -2 a -1 0,06 1,1 % 28 24 Pitoisuusvähennys μg l -1 15 216 Kuvasta 2 nähdään sisäisen kuormituksen puolittamisen vaikutus järven fosforipitoisuuteen. Malli arvioi Onkamaanjärven sisäisen fosforikuormituksen olevan noin 11 % ulkoisesta kuormasta, eli sisäisen kuormituksen vaikutus ei ole erityisen merkittävä järven fosforipitoisuuteen. Kuva 1. Kokonaisfosforipitoisuuden (kuva vasemmalla) ja kokonaistyppipitoisuuden (oikealla) keskimääräinen ennuste ja 90 % luottamusväli ulkoisen kuormituksen funktiona. Punainen nuoli osoittaa kuormaa, jolla tavoitepitoisuuteen päästään ja sininen nuoli kuvaa nykyisellä kuormitustasolla saatavaa pitoisuutta. Kymijoen vesi ja ympäristö ry 3

Kuva 2. Sisäisen kuorman puolittamisen vaikutus fosforipitoisuuteen ja kuormitusvähennystarpeeseen. Kuvassa 3 on esitetty LLR-mallin sovitus annettuun lähtöaineistoon. Pitkän ajan keskimääräiset havaitut fosforipitoisuudet vaihtelevat hyvästä välttävään tilaan. Typen osalta (Kuva 3, oikea) vaihtelua on erinomaisesta välttävään. Kuvista nähdään, että epävarmuus on suuri (leveät luottamusvälit). Tämä heijastaa sekä luonnollista vaihtelua että mallin ja havaintojen puutteellisuudesta johtuvaa epävarmuutta. Kuva 3. Mallinnetut ja havaitut fosfori- (vasemmalla) ja typpipitoisuudet (oikealla) eri kuormituksilla. Järvityyppikohtaiset luokkarajat on esitetty vaakasuorina katkoviivoina. 4 Kymijoen vesi ja ympäristö ry

Kuvassa 4 on a-klorofyllipitoisuuden muuttuminen erilaisilla kuormitustasoilla. Keskimääräisillä fosforin ja typen tulokuormilla sekä arvioidulla sisäisen fosforikuormituksen arvolla a- klorofyllipitoisuus olisi mallin mukaan n. 28 µg/l, joka ylittää Mh-tyypin raja-arvon (20 µg/l). Tasa-arvokäyriltä voidaan katsoa, minkälaisilla kuormitusyhdistelmillä päästäisiin tavoitetilaan (punainen tasa-arvokäyrä). Tavoite saavutettaisiin tehokkaimmin vähentämällä fosforikuormaa: jos typpikuormitus ei muutu, niin fosforikuormaa pitäisi vähentää noin neljänneksen nykyisestä. Kuva 4. A-klorofylliennuste typpi- ja fosforikuormitusten funktiona. Tasa-arvokäyrät ovat a-klorofyllipitoisuuden tyyppikohtaiset luokkarajat, punainen käyrä on tavoitetila alkuperäisillä ulkoisen ja sisäisen kuormituksen arvoilla. Havaitut pintakuormayhdistelmät on merkitty pisteinä ja sininen tähti kuvastaa a-klorofyllipitoisuutta annetuilla keskimääräisillä kuormitusarvoilla. Kymijoen vesi ja ympäristö ry 5

Kuvassa 5 on esitetty LLR-mallin tuottamat pitoisuusjakaumat ja eri luokkiin kuulumisen todennäköisyydet nykyisellä kuormitustasolla. Fosforipitoisuuksien perusteella järvi on 58 % todennäköisyydellä tyydyttävässä ja 25 % todennäköisyydellä välttävässä tilassa. Nykytilanteessa hyvän tilan saavuttamisen todennäköisyys on vain 15 %. Typpi on myös todennäköisimmin hyvää huonommassa tilassa (tyydyttävä 45 % ja välttävä 32 %). Myös a-klorofyllin osalta annetut kuormitukset aiheuttavat liian suuria pitoisuuksia (tyydyttävä 98 %). y 0.000 0.015 Todennäköisyys kuulua tiettyyn luokkaan totp:n perusteella Onkamaanjärvi 11.006.1.022 0 20 40 60 80 100 120 P tot ug/l Huono 0 % Välttävä 25 % Tyydyttävä 58 % Hyvä 15 % Erinomainen 3 % y 0.0000 0.0008 Todennäköisyys kuulua tiettyyn luokkaan totn:n perusteella Onkamaanjärvi 11.006.1.022 Huono 0 % Välttävä 32 % Tyydyttävä 45 % Hyvä 12 % Erinomainen 10 % 0 500 1000 1500 2000 N tot ug/l y 0.00 0.04 0.08 Todennäköisyys kuulua tiettyyn luokkaan Chl-a:n perusteella Onkamaanjärvi 11.006.1.022 Huono 0 % Välttävä 0 % Tyydyttävä 98 % Hyvä 2 % Erinomainen 0 % 0 10 20 30 40 50 60 70 Chl-a ug/l Kuva 5 Kokonaisfosforin, -typen ja a-klorofyllin pitoisuuksien todennäköisyysjakaumat annetuilla kuormituksilla. Luokkarajat esitetty pystyviivoin (tavoiteraja, H/T, punainen katkoviiva) ja luokkien todennäköisyydet eri väreillä VIITTEET Kotamäki, N., Pätynen A., Taskinen, A., Huttula, T. & Malve, O. Statistical Dimensioning of Nutrient Loading Reduction - LLR Assessment Tool for Lake Managers (Lähetetty Environmental Management -lehteen 8/2014). Malve, O. & Qian, S. 2006. Estimating nutrients and chlorophyll a relationships in Finnish Lakes. Environ. Sci. Technol. 40:7848-7853. DOI: 10.1021/es061359b. Pätynen, A. 2009. Tavoitekuormien määrittäminen vesipuitedirektiivin mukaisessa vesialueiden hoidossa. Pro-gradututkielma. Jyväskylän yliopisto, Bio- ja ympäristötieteiden laitos. 6 Kymijoen vesi ja ympäristö ry