TIIVISTELMÄ Haminan kaupunki tilasi Kymijoen vesi ja ympäristö ry:ltä selvityksen Vehkajoen ja siihen laskevien suurimpien purojen ja jokien kemiallisesti ja ekologisesta tilasta, sekä valumaalueen kuormituksesta. Tavoitteena oli paikallistaa valuma-alueelta keskeisimmät kuormituslähteet, joihin vesiensuojelutoimia tulisi jatkossa kohdistaa ja siten keventää rannikkoalueelle aiheutuvaa ravinnekuormaa. Pohjaeläintutkimukset osoittivat pohjanlaadun olevan Vehkajoen ja sen sivu-uomilla karua tai melko karua. Ainostaan joen alaosan kahdella alimmalla näytepisteellä (Myllyjoki ja Hamina) pohjaeläinlajisto ilmensi mesotrofista eli keskirehevää pohjanlaatua. Karkean jaottelun perusteella Vehkajoen pääuoma voidaan pohjanlaadun perusteella jakaa kolmeen osaalueeseen: karu joen yläosan, melko karu keskiosa ja keskirehevä alaosa. Pohjalevätutkimukset perusteella näytepisteiden vedenlaatu oli luokiteltavissa pääosin erinomaiseksi tai hyväksi. Ainoastaan Vehkajoen alaosalla sekä Myllyjoella vedenlaatu oli tyydyttävää. Pohjaeläin- ja pohjalevätulosten eroavaisuudet selittyvät sillä, että pohjaleväindeksit kuvaavat lähinnä vedenlaatua, kun taas pohjaeläimiin vaikuttaa oleellisesti pohjan laatu ja virtausolosuhteet. Valuma-alueanalyysien mukaan Vehkajoen valuma-aluetta hallitsevat eri tyyppiset metsämaat sekä maatalousalueet. Maatalousalueiden osuus koko Vehkajoen valuma-alueesta painottui Kannusjärven ja Lelunjoen valuma-alueille. Vehkajoen rannikkoalueelle aiheuttaman ravinnekuormituksen pienentämisessä vesiensuojelutoimet erityisesti Kannusjärven (Myllyjoki) ja Mäntjoen (Mäntyjoki) valuma-alueilla ovat ensisijaisia. Vedenlaatutietojen perusteella Vehkajoen rehevyys kasvaa, kiintoainespitoisuus nousee ja vedenlaatu heikkenee selvästi siirryttäessä virtaussuunnassa alaspäin. Vehkajoen ja sen sivuuomien vedenlaatu näyttää myös heikentyneen viimeisten vuosikymmenten aikana. Tulokset osoittivat selvästi sekä valuma-alueen että säätekijöiden voimakkaan ja nopean vaikutuksen Vehkajoen vedenlaatuun. Sivu-uomilla on suuri merkitys niiden alapuolisten vesien tilaan, mikä korostuu suurten valumien aikaan. Erityisesti Myllyjoella näyttäisi olevan huomattava merkitys Vehkjärven ja Mäntyjoella Kirkkojärven vedenlaatuun.
SISÄLLYS 1 JOHDANTO 1 2 AINEISTO JA MENETELMÄT 1 2.1 Pohjaeläintutkimukset 1 2.2 Päällyslevätutkimukset 2 2.3 Valuma-alue analyysit 3 2.4 Vedenlaatu ja virtaamat 3 3 TULOKSET 5 3.1 Pohjaeläintutkimukset 5 3.2 Päällyslevätutkimukset 6 3.3 Valuma-alue analyysit 8 3.4 Vedenlaatu ja virtaamat 13 4 TULOSTEN TARKASTELU 25 VIITTEET liite 1. Näytepisteiden surviaissääskilajisto ja lajien suhteelliset runsaudet toukokuun ja heinäkuun näytteissä. Liite 2. Näytepisteiden piilevälajisto ja lajien suhteelliset runsaudet näytteissä. Liite 3. Vuoden 2009 vedenlaatutietoja Vehkajoen tutkimuspaikoilta.
1 JOHDANTO 21.12.2009 Haminan kaupunki tilasi Kymijoen vesi ja ympäristö ry:ltä selvityksen, jossa käsiteltäisiin Vehkajoen ekologista tilaa, veden laatua sekä valuma-alueelta ja sivu-uomista tulevaa kuormitusta. Vehkajoesta tutkittiin jokijakso Lankilasta merelle sekä jokeen laskevat isoimmat sivu-uomat (kuva 1). Vehkajoki on yläosaltaan luokiteltu käyttökelpoisuudeltaan hyvään luokkaan. Keski- ja alajuoksulla joen käyttökelpoisuus laskee tyydyttävään luokkaan. Haminan Kolsilan havaintopaikalla Vehkajoen keskimääräinen kokonaisfosforipitoisuus on ollut viime vuosina 36 µg/l ja kokonaistypen 1060 µg/l, ilmentäen rehevää vedenlaatua. Vanhasta vesistön käyttökelpoisuuteen perustuvasta vesien laatuluokituksesta ollaan vuonna 2000 voimaan astuneen Euroopan vesipolitiikan puitedirektiivin myötä siirrytty uudenlaiseen, vesistöjen ekologista tilaa painottavaan lähestymistapaan. Nykykäytännön mukaisesti pintavesien tila luokitellaan eliöyhteisöjen (pohjaeläimet, kalasto, vesimakrofyytit/perifyton ja kasviplankton) ja veden kemiallisen laadun perusteella. Koska etenkin jokien vedenlaadussa tapahtuu huomattavaa ajallista vaihtelua, on biologisten menetelmien käyttö usein myös kustannustehokkaampaa, sillä eliöyhteisöt kuvaavat vesistön tilaa pidemmällä aikavälillä, joten tarvittava näytemäärä on vähäisempi. Tässä työssä Vehkajoen ja sen sivu-uomien tilaa tutkittiin perifytonin eli päällyslevien, pohjaeläinten sekä vesianalyysien avulla. Vehkajokeen laskevien jokien vedenlaadun ja virtaamien perusteella arvioitiin näiden jokien ainevirtaamia sekä merkitystä Vehkajoen kuormittajina. Lisäksi valuma-alueanalyysin avulla tutkittiin Vehkajoen eri osavalumaalueiden maankäyttö- ja maanpeittomuotoja. 2 AINEISTO JA MENETELMÄT 2.1 Pohjaeläintutkimukset Pohjaeläintutkimuksissa menetelmänä käytettiin surviaissääskien kotelonahkamenetelmää (Chironomid Pupal Exuvial Technique, CPET) (Wilson & Ruse 2005). Eri tutkimuksissa menetelmä on todettu lupaavaksi ja kustannustehokkaaksi keinoksi selvittää vesistöjen surviaissääskilajistoa ja ekologista tilaa (Raunio ym. 2007a, Raunio ym. 2007b). Surviaissääskinäytteet otettiin toukokuussa ja heinäkuussa. Näin ajoitettuna näytteenotto kattoi sekä keväällä yleisesti aikuistuvat kuormitukselle herkät lajit että myöhemmin kesällä aikuistuvat eutrofian ilmentäjälajit. Näytteenotossa ja näytteiden käsittelyssä noudatettiin eurooppalaisen menetelmästandardin ohjeita (SFS-EN 15196:2006). Surviaissääskien kotelonahkoja kerättiin käsihaavilla (havas 250 µm) jokien kerääntymisalueilta, joten näytteissä oletettavasti yhdistyi eri pienelinympäristöjen lajisto. Näytepisteiden ekologisen tilan arvioinnissa hyödynnettiin Raunion ja Paasivirran (2008) ehdottamaa surviaissääskitaksonien luokitusta. Tässä luokituksessa 195 Etelä-Suomen jokiympäristöissä yleistä surviaissääskilajia on luokiteltu kolmeen ryhmään: oligotrofian Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009 1
ilmentäjät (luokka A), eutrofian ilmentäjät (luokka C) sekä indifferentit, eli ns. jokapaikan lajit (luokka B). Rehevyystason arvioinnissa hyödynnettiin luokkien A ja C taksonien suhteellisia runsauksia touko- ja heinäkuun näytteissä, sekä laskemalla rehevyystasoa kuvaava surviaissääski-indeksin arvo. Indeksi laskettiin painotetun keskiarvon (Weighted Averaging) menetelmällä: 5 i= 0 ki* ni N Kaavassa k on indikaattoriluokan i painotus, n on kyseisen luokan i runsaus näytteessä ja N on eri indikaattoriluokkien yhteenlaskettu runsaus. Kotelonahka-aineistossa runsaus on indikaattoriluokan i suhteellinen runsaus (%). Indeksissä oligotrofian indikaattoreita painotetaan arvolla 5 ja eutrofian indikaattoreita arvolla 1. Indeksi voi siis saada arvoja välillä 1-5. Viitteellinen luokittelu voidaan tehdä jakamalla indeksin asteikko viiteen luokkaan: eutrofinen 1-1.79, meso-eutrofinen 1.8-2.59, mesotrofinen 2.6-3.39, oligomesotrofinen 3.4-4.19 ja oligotrofinen 4.2-5. 2.2 Päällyslevätutkimukset Vehkajoen ja siihen laskevien jokien ekologista tilaa selvitettiin myös ns. piilevämenetelmän avulla. Piilevät on monissa tutkimuksissa todettu erinomaisiksi vedenlaadun ilmentäjiksi. Siinä missä surviaissääsket ovat usein lajirunsain ryhmä jokien ja järvien pohjaeläimistössä, ovat piilevät tyypillisesti lajirunsain päällysleväryhmä. Monien piilevälajien ekologia on verrattain hyvin tunnettu ja erilaisia indeksejä on kehitetty mm. ravinteisuuden, orgaanisen kuormituksen, happamuuden (ph) ja suolapitoisuuden arviointiin. Piilevänäytteet kerättiin heinäkuussa, samaan aikaan ja samoilta näytepaikoilta kuin surviaissääskinäytteet (kuva 1). Keskikesään ajoitettua näytteenottoa on suositeltu piilevätutkimuksiin, sillä matalan veden aikaan erilaiset kuormitusvaikutukset ja vedenlaadun erot tulevat selvimmin esille. Näytteenotossa ja näytteiden käsittelyssä seurattiin eurooppalaisen menetelmästandardin ohjeita (SFS-EN 13946:2003). Kultakin näytepisteeltä kerättiin joen eri osista vähintään viisi kiveä, joiden näkyvissä olleet pinnat puhdistettiin harjalla. Kivien pinnoilta irronnut aines sekoitettiin pesuvadissa pieneen määrään jokivettä, jonka jälkeen näytevettä kaadettiin tuikepulloihin. Näytteiden esikäsittely (sentrifugointi ja happopeso) suoritettiin KCL Kymen Laboratoriot Oy:ssä. Kustakin näytteestä laskettiin vähintään 200:n piileväkuoren otos. Piilevien soluseinät ovat nimensä mukaisesti piitä ja ne ovat muodostuneet kahdesta erillisestä puoliskosta, jotka muistuttavat rasiaa ja kantta. Solujen puoliskot, eli valvat, irtoavat usein toisistaan näytteiden esikäsittelyssä. Piilevänäytteiden esikäsittelyssä näytteen orgaaninen aines hävitetään happokäsittelyllä, joka ei kuitenkaan vaikuta piilevien solukuoriin. Piileväaineiston käsittelyssä ja näytepisteiden ekologisen tilan arvioinnissa hyödynnettiin IPS-indeksiä (Index of Pollution Sensitivity), joka ilmentää lähinnä orgaanista kuormitusta ja veden ravinteisuutta. Vesistön tilanarvioinnissa käytettiin Elorannan ja Soinisen (2002) ehdottamia indeksikohtaisia raja-arvoja. Tämän lisäksi Vehkajoen piileväaineistoon sovellettiin Van Dam:n ym. (1994) kehittämiä lajien ekologisia luokituksia. Näissä 2 Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009
luokituksissa piilevät on jaoteltu eri rehevyystasoa ja orgaanista kuormitusta ilmentäviin ryhmiin. Aineisto voidaan esittää eri luokkia ilmentäviä ryhmien suhteellisina runsauksina ja tuloksia hyödyntää siten näytepisteiden ekologista tilaa arvioitaessa. 2.3 Valuma-alue analyysit Vehkajoen valuma-alueen analysoinnissa hyödynnettiin Suomen ympäristökeskuksen tuottamaa Corine-aineistoa. Corine Land Cover 2000 aineisto kuvaa koko suomen maankäyttöä ja maanpeitteitä. Aineisto koostuu satelliittimosaiikista ja rasterimuotoisesta paikkatietokannasta, jonka erotuskyky on 25*25 metriä. CLC2000 aineiston tuotannossa on käytetty seuraavien tiedon tuottajien aineistoja: SYKE, MML, MMM (peltotiedot 1999), VRK (rakennetut alueet 2001) ja satelliittikuvien tulkinnassa hyödynnetty Metsähallituksen ja UPM Kymmene Oy:n aineistoja. Corine-aineistosta analysoitiin ArcGis 9.3 ohjelmalla Vehkajoen kahdeksan osavalumaalueen (12.001-12.008) maankäyttö- ja maanpeittomuodot. Valuma-alueanalyysin tulokset ilmoitetaan suhteellisina osuuksina kunkin osavaluma-alueen pinta-alasta. Tämän lisäksi tarkasteltiin eri osavaluma-alueiden merkitystä eri maankäyttö- ja maanpeittomuotojen yleisyyteen Vehkajoen koko valuma-alueella. 2.4 Vedenlaatu Vehkajoen ja siihen laskevien jokien virtaamia ja vedenlaatua tutkittiin vuonna 2009 huhtilokakuussa sekä vesinäytteiden että kenttämittausten avulla. Kevään ja syksyn vedenlaadun seurataan kuuluivat vesinäytteet, joiden ainepitoisuudet määritettiin laboratoriossa. Kaikki määritykset tehtiin akkreditoidussa KCL Kymen Laboratorio Oy:ssä. Veden sameutta ja virtaamia seurattiin kenttämittauslaitteistojen avulla noin kerran kuukaudessa. Vedenlaatunäytteet haettiin huhtikuun lopussa 22.4., toukokuussa 18.5. ja syyskuussa 29.9.2009. Näitä tuloksia täydennettiin lisäksi toisen tutkimusprojektin näytteillä 8.10.2009, jolloin ajankohtaa olivat edeltäneet rankat sateet. Näytteiden ja mittausten avulla pyrittiin saamaan kuva ainepitoisuuksista sekä ainemääristä Vehkajoen tutkimuspaikoilla eri ajankohtina ja eri virtaamatilanteissa. Kenttämittauksia (sameus, ph, sähkönjohtavuus) suoritettiin YSI 6920 V2 tyyppisellä kenttämittaussondilla, joka oli varustettu optisella sameusmittausanturilla. Veden virtausnopeuksia mitattiin Mini Air 2- mittarilla ja virtaamat arvioitiin näytepisteiden virtausnopeuden, syvyyden ja leveyden perusteella. Vehkajoen vedenlaatutulokset on esitelty tarkemmin liitteessä 3. Vedenlaatutietoja haettiin lisäksi ympäristöhallinnon Hertta tietojärjestelmästä. Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009 3
Kuva 1. Vehkajoen ja sen keskeisimpien sivu-uomien vedenlaadun ja biologisten näytteiden näytteenottopisteet. 4 Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009
3 TULOKSET JA TULOSTEN TARKASTELU 3.1 Pohjaeläintutkimukset Vehkajoen ja sen isoimpien sivu-uomien 10 näytepisteen aineistosta tavattiin toukokuun näytteissä kaikkiaan 67 surviaissääskilajia ja heinäkuussa 99 lajia (liite 1). Osa lajeista havaittiin molemmilla näytekerroilla, mutta kokonaislajimäärä nousee selvästi yli sadan. Vehkajoen yläosalla yleisenä esiintyivät mm. Stempellina brevis, Corynoneura celtica, Arctopelopia barbitarsis ja Rheotanytarsus pellucidus. Joen alaosalla sen sijaan yleisiä lajeja olivat Parakiefferiella smolandica, Cricotopus festivellus, Synorthocladius semivirens ja Polypedilum pullum. Toukokuun näytteiden lajimäärä vaihteli välillä 15 (Lankila) 40 (Myllykylä). Heinäkuun näytteiden lajimäärien vaihteluväli oli 23 (Tarhajärven yp.) 51 (Myllykylä). Lajirunsain näytepiste oli siten Myllykylän näytepiste Vehkajoen alaosalla. Pohjaeläinaineiston perusteella näytepisteiden lajistossa oli havaittavissa eroja, joka ilmeni mm. rehevyyttä ilmentävien lajien lievänä runsastumisena ja karua veden- ja pohjanlaatua ilmentävien lajien vähentymisenä alavirtaan päin mentäessä (kuva 2). Sivu-uomien lajisto oli pääosin samankaltainen kuin pääuoman näytepisteillä. Poikkeuksen tähän muodosti Myllyjoen näytepiste, jossa dominoivat lähdepuroille tyypilliset lajit Tanytarsus heusdensis ja Micropsectra notescens. Myllyjoen näytepiste oli myös ainoa jolta tavattiin karuille ja kirkasvetisille joille tyypillistä Micropsectra insignilobus/lindebergi-taksonia. Oligotrofian ilmentäjälajit Eutrofian ilmentäjälajit 100 Runsaus (%) keskimäärin 80 60 40 20 0 Lankila Tarhajärven yp. Piutulanjoki Ihamaa Paijärvi Vehkajärvi Myllyjoki Myllykylä Mäntyjoki Hamina Kuva 2. Oligotrofian ja eutrofian ilmentäjälajien suhteellinen runsaus (keskiarvo) Vehkajoen ja sen sivu-uomien näytepisteillä. Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009 5
Oligotrofinen 5 4,2 4,74 4,95 4,47 3,99 4,07 4,50 4,89 4,46 Oligo-mesotrofinen 3,4 3,34 3,17 Mesotrofinen 2,6 Meso-eutrofinen 1,8 Eutrofinen 1 Lankila Tarhajärven yp. Piutulanjoki Ihamaa Paijärvi Vehkajärvi Myllyjoki Myllykylä Mäntyjoki Hamina Kuva 3. Näytepisteiden rehevyys surviaissääski-indeksin perusteella arvioituna. Surviaissääski-indeksin perusteella arvioituna näytepisteiden rehevyystaso vaihteli karusta mesotrofiseen (kuva 3). Karuimmat näytepisteet olivat Vehkajoen yläosalla sekä Myllyjoella. Vastaavasti rehevimmät alueet olivat Vehkajoen alaosan Myllykylän ja Haminan näytepisteet. 3.3 Päällyslevätutkimukset Vehkajoen ja sen sivu-uomien kymmenen näytepisteen piilevien lajimäärä vaihteli välillä 32-45. Lajirunsaus oli suurimmillaan Myllyjoen ja Vehkajoen Paijärven näytepisteillä. Näytepisteillä yleisinä esiintyivät humuspitoisille vesille tyypilliset Eunotia-suvun lajit sekä Achnanthes minutissima, Tabellaria flocculosa, Frustulia rhomboides ja Fragilaria construens, sekä F. capucina -lajit (liite 2). IPS-indeksin perusteella vedenlaatu oli erinomaista viidellä näytepisteellä, hyvää kolmella ja tyydyttävää kahdella näytepisteellä (kuva 4). Pohjaeläintuloksista poiketen Myllyjoen vedenlaatu oli piileväyhteisöjen perusteella kaikkein heikointa. Myös Vehkajoen alimmalla näytepisteellä Haminassa vedenlaatu oli IPS-indeksin perusteella vain tyydyttävää. Orgaanista kuormitusta kuvaavan ekologisen jakauman perusteella (Van Dam ym. 1994) näillä kahdella näytepisteellä oli myös eniten kuormitusta ilmentäviä lajeja (kuva 5). Saprobiaan (= likaantuneisuuden aste tai orgaanisen kuormituksen voimakkuus) perustuvan luokituksen perusteella Vehkajoen yläosan piileväyhteisöt koostuivat valtaosin oligosaprobiaa ja beta-mesosaprobiaa ilmentävistä lajeista (kuva 5). Tosin oligosaprobian ilmentäjälajit vähenivät alavirtaan päin mentäessä. Beta-mesosaprobian ilmentäjien 6 Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009
ollessa valtaryhmänä vesistön orgaaninen kuormitus (jota mitataan biologisella hapen kulutuksella) on tasolla 2-4 mg/l. Myös ravinnekuormitusta kuvaavan luokituksen perusteella tulos oli saman suuntainen, sillä oligotrofiaa mesotrofiaa ilmentävien lajien suhteellinen runsaus laski alavirtaan päin mentäessä ja vastaavasti meso-eutrofian ilmentäjälajit runsastuivat (kuva 6). 20 17,5 17,9 18,1 17,0 17,3 16,9 18,3 16,9 18,1 15 12,5 10 7,5 5 13,6 13,9 2,5 0 Lankila Tarhajärven yp. Piutulanjoki Ihamaa Paijärvi IPS-indeksin arvo Vehkajärvi Myllyjoki Myllykylä Mäntyjoki Hamina Kuva 4. Näytepisteiden vedenlaatu IPS-indeksin perusteella arvioituna. Indeksin luokkarajat ovat: huono <10, välttävä 10-12, tyydyttävä 12-15, hyvä 15-17 ja erinomainen 17-20. Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009 7
100 % Oligosaprobia Alpha-mesosaprobia Polysaprobia Beta-mesosaprobia Alpha-meso/polysaprobia 75 % 50 % 25 % 0 % Lankila Tarhajärven yp. Piutulanjoki Ihamaa Paijärvi Vehkajärvi Myllyjoki Myllykylä Mäntyjoki Hamina Kuva 5. Näytepisteiden piileväyhteisöjen jakautuminen eri ekologisiin luokkiin orgaanisen kuormituksen sietokyvyn suhteen. 100 % Oligotrofia Oligo-mesotrofia Mesotrofia Meso-eutrofia Eutrofia Hypereutrofia Indifferent 75 % 50 % 25 % 0 % Lankila Tarhajärven yp. Piutulanjoki Ihamaa Paijärvi Kuva 6. Näytepisteiden piileväyhteisöjen jakautuminen eri ekologisiin luokkiin ravinnekuormituksen sietokyvyn suhteen. Vehkajärvi Myllyjoki Myllykylä Mäntyjoki Hamina 8 Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009
3.3 Valuma-alueanalyysit Vehkajoen valuma-alue koostuu valtaosin eri tyyppisistä metsämaista sekä maatalousalueista (kuvat 7 ja 8). Rakennettua maata on merkittävässä määrin vain joen alaosan valuma-alueella (12.001). Tällä valuma-alueella on myös suhteellisesti eniten maatalousalueita sekä vesistöjä. Vehkajoen kahdeksan osavaluma-aluetta eroavat kuitenkin huomattavasti pinta-aloiltaan (kuva 7), joten joen alaosan valuma-alueella (12.001) ei todellisuudessa ole yhtä suurta merkitystä ravinnekuormituksen kannalta. Kun eri maankäyttö- ja maanpeittomuotoja tarkastellaan koko Vehkajoen valuma-alueen mittakaavassa, havaitaan maatalousalueiden painottuvan osavaluma-alueille 12.005 ja 12.008, eli Kannusjärven ja Lelunjoen valuma-alueille (kuva 8). Näiden valuma-alueiden osuus Vehkajoen ravinnevirtaamiin on todennäköisesti muita suurempi. Tosin alueiden väliset erot maatalousalueiden pinta-aloissa olivat kokonaisuudessaan melko pienet. Vastaavasti isoin osa Vehkajoen valuma-alueen metsämaista sijaitsee osavaluma-alueilla 12.003, 12.006 ja 12.007 (Piutulanjoen, Mustajoen ja Mäntjoen valuma-alueilla). Kosteikot ja avosuot sijoittuvat pääosin valuma-alueen eteläosaan, alueille 12.001 (Vehkajoen alaosan va.), 12.003 (Piutulanjoen va.) ja 12.007 (Mäntyjoen va.). Tutkituista Vehkajoen sivu-uomista Piutulanjoki sijaitsee osavaluma-alueella 12.003 (Piutulanjoen va.). Myllyjoki sijoittuu Kannusjärven valuma-alueella (12.005) ja Mäntyjoki virtaa Mäntjoen valuma-alueella (12.007). Piutulanjoen ja Mäntjoen valuma-alueet ovat maankäytöltään ja peitoltaan melko samankaltaisia, metsävaltaisia alueita (kuva 8). Kannusjärven valuma-alueella on sen sijaan suhteellisesti enemmän peltoalueita. Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009 9
Kuva 7. Vehkajoen valuma-alue, osavaluma-alueet 12.001-12.008 sekä maankäyttö ja maanpeittomuodot väritunnuksin esitettynä. 10 Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009
Kuva 8. Vehkajoen osavaluma-alueiden 12.001-12.008 maankäyttö ja maanpeittomuodot suhteellisina osuuksina kunkin alueen pinta-alasta. Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009 11
Kuva 9. Maankäyttö ja maanpeittomuotojen osuus Vehkajoen osavaluma-alueilla 12.001-12.008. 12 Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009
3.4 Vedenlaatu ja ainevirtaamat Vehkajokea virtaussuunnassa alaspäin mentäessä veden ravinne- ja kiintoainepitoisuudet nousevat samalla kun veden laatuluokitus heikkenee selvästi (kuvat 10-12, liite 3). Fosforipitoisuuksien perusteella arvioituna keskimääräinen vedenlaatu on Myllykylässä enää tyydyttävällä tasolla. Keväällä ja syksyllä suurten valumien aikaan ravinnepitoisuudet olivat selvästi korkeammat kuin pienempien valumien aikaan. Yleisesti tarkasteltuna Vehkajoen vesi oli kaikilla mittauskerroilla hyvin värikästä (liite 3), mikä viittaa veden korkeaan rauta- ja humuspitoisuuteen. Kemiallisen hapenkulutuksen arvot, jotka kuvaavat osaltaan veden humuspitoisuutta, ovat Vehkajoessa ja sen sivu-uomissa humusvesille tyypillisellä tasolla. Vesien korkeat nitraattityppipitoisuudet viittaavat maa- ja metsätalousalueilta tuleviin valumiin. Tutkittujen sivu-uomien nitraattityppipitoisuudet olivat korkeampia kuin pääuomasta vastaavalta korkeudelta mitatut pitoisuudet. Vehkajoen ja sen sivu-uomien vesi oli varsin sameaa kaikilla mittauskerroilla ja erityisesti syksyllä voimakkaiden sateiden jälkeen (kuva 12). Rankkasateiden jälkeen muutamilta näytteenottopaikoilta otetut täydentävät näytteet ja tehdyt mittaukset osoittivat selvästi sateiden ja valumien merkityksen Vehkajoen sekä sen sivu-uomien vedenlaatuun. Veden sameus oli silloin moninkertainen aikaisempiin mittauskertoihin verrattuna ja Myllyjoen ja Mäntyjoen vedet olivat selvästi sameampia kuin pääuomassa. Mitatut veden sameudet korreloivat aineistossa voimakkaasti kokonaisravinne- ka kiintoainespitoisuuksien välillä. Mitä sameampia vedet olivat, sitä enemmän niissä oli kiintoainetta ja ravinteita. Kesän virtaamat olivat varsin alhaiset ja suuremmat virtaamat painottuivatkin kevääseen ja syksyyn. Ympäristöhallinnon vesistömallijärjestelmän mukaan Vehkajoen keskivirtaama oli vuonna 2009 noin 4.3 m 3 /s ja vuosina 2005-2007 keskimäärin noin 5.1 m 3 /s (taulukko 2). Tutkimuskuukausina (huhti-lokakuu) Vehkajoen simuloitu keskivirtaama oli noin 3.8 m 3 /s (liite 3). Sivu-uomien merkitystä vedenlaatuun voidaan tarkastella vertaamalla Pitulanjoen tuloksia Ihamaan ja Paijärven tuloksiin, Myllyjoen tuloksia Vehkajärven ja Myllykylän tuloksiin sekä Mäntyjoen tuloksia Myllykylän ja Haminan tuloksiin (kuvat 1, 10-12, liite 3). Lisäksi Myllyjoen ja Mäntyjoen tuloksia voidaan verrata myös toisiinsa. Kuormituslaskelmissa tarvittavien virtaamien luotettava arviointi Vehkajoen eri kohdissa osoittautui oletettua haasteellisemmaksi ja esimerkiksi Myllykylän ja Haminan näytteenottopaikoista virtaamia ei voitu kaikilla kerroilla kunnolla arvioida. Kesäaikaan, virtaamat saattoivat lisäksi olla erittäin pieniä, mikä myös vaikeutti tutkimusta ja arviointeja. Piutulanjoen keskimääräinen virtaama oli vuonna 2009 (huhti-lokakuu) hieman alle 40 % siitä virtaamasta, mikä arvioitiin olevan Vehkajoessa Paijärven kohdalla ja keskimäärin hieman yli 10 % Vehkajoen koko vesimäärään verrattuna (liite 3, kuva 1). Piutulanjoen ja Ihamaan yhteenlasketut virtaama-arviot vastasivat varsin hyvin niiden alapuolelta Paijärvestä arvioitua vesimäärää. Pietulanjoen vedellä onkin mitä ilmeisimmin huomattava merkitys Ihamaan järven ja sen alapuolisen Vehkajoen vedenlaatuun. Piutulanjoen vesi oli Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009 13
hieman värikkäämpää ja joen vedessä oli keskimäärin hieman enemmän kiintoainetta sekä ravinteita kuin Vehkajoessa, Ihamaan järven yläpuolella (kuvat 10 ja 11, liite 3). Fosforipitoisuuden perusteella Piutulanjoen vedenlaatu on rehevää. Pitulanjoen vedenlaatu oli kuitenkin selvästi parempaa kuin Myllyjoessa ja Mäntyjoessa. Sivu-uomista Myllyjoen ja Mäntyjoen virtaamat vaihtelivat voimakkaasti sateista ja valumista riippuen ja niiden osuus Vehkajoen virtaamista korostui suurten valumien aikaan (liite 3). Tutkimusjaksolla (huhti-lokakuu) Myllyjoen virtaama näyttäisi olevan keskimäärin noin 30-50 % (laskutavasta riippuen) ja eri mittauskerroilla noin 10-50 % Vehkajärven yläpuolisen pisteen virtaamiin verrattuna. Keskimäärin Myllyjoen vesimäärät olivat noin 10 % Vehkajoen alaosan virtaamista. Mäntyjoen virtaamat olivat ajoittain huomattavasti suuremmat kuin Myllyjoen ja ajoittain tätä pienemmät. Keskimäärin Mäntyjoen virtaama näyttäisi olevan suurempi kuin Myllyjoen, vaikka esimerkiksi kesä- ja heinäkuussa ei Mäntyjoessa ollut edes mitattavaa virtaamaa. Syksyllä rankkasateiden jälkeen Mäntyjoen virtaama oli taas yli kolmikertainen Myllyjokeen verrattuna. Karkeasti arvioituna Mäntyjoen virtaama oli tutkimusjaksolla keskimäärin 4-18 % Vehkajoen koko vesimäärästä. Vesimäärien arviointivaikeuksista huolimatta, näiden sivu-uomien vesimäärät ovat erityisesti suurten valumien aikaan huomattavia Vehkajoen pääuoman virtaamiin verrattuna. Myllyjoen keskimääräinen vedenlaatu oli fosforipitoisuuden perusteella erittäin rehevää ja luokiteltavissa välttäväksi (kuva 10-12, liite 3). Myllyjoen veden ravinne- ja kiintoainepitoisuudet olivat selvästi korkeammat kuin Vehkajärven ylä- ja alapuolisissa paikoissa. Veden väri ja humuspitoisuus näyttäisivät olevan Myllyjoessa samaa tasoa tai hieman pienempiä kuin Vehkajärven ja Myllykylän vertailupaikoissa. Myllyjoen vesi on kuitenkin selvästi sameampaa kuin Vehkjärven ylä- tai alapuolella ja Myllyjoen veden hieman korkeampi sähkönjohtavuuskin viittaa sen valuma-alueelta tulevaan kuormitukseen. Mäntyjoen vedenlaatu voidaan arvioida fosforipitoisuuksien perusteella reheväksi ja se on luokiteltavissa tyydyttäväksi (kuva 10). Mäntyjoen ravinnepitoisuudet olivat hieman pienemmät kuin Myllyjoen. Mäntyjoessa fosforipitoisuudet olivat samaa tasoa ja typpipitoisuudet korkeammat kuin Vehkajoessa Myllykylän kohdalla keskimäärin (kuvat 10-12, liite 3). Kiintoaine- ja humuspitoisuudet sekä veden väri olivat Mäntyjoessa sitä vastoin selvästi suuremmat kuin Myllyjoessa tai Vehkajoen pääuomassa, mikä selittyy Mäntyjoen valuma-alueen maankäytöllä. Myllyjoella näyttäisikin olevan merkittävä osuus Vehkjärven ja Mäntyjoella Kirkkojärven vedenlaatuun. 14 Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009
Kokonaisfosforipitoisuus (µg/l) 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Kokonaisfosforipitoisuudet 2009 Lankila Tarhajärven yp. Sivujoki: Piutulanjoki Ihamaa Paijärvi Vehkajärven yp. Sivujoki: Myllyjoki 22.4.2009 18.5.2009 29.9.2009 8.10.2009 Myllykylä Sivujoki: Mäntyjoki Hamina Erittäin rehevä / Huono >100 Erittäin rehevä / välttävä 50-100 Rehevä / tyydyttävä <50 Rehevä / hyvä <30 Lievästi rehevä / hyvä 12-20 Karu / erinomainen <12 Kokonaistyppipitoisuudet 2009 22.4.2009 18.5.2009 29.9.2009 8.10.2009 Kokonaistyppipitoisuus (µg/l) 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Lankila Tarhajärven yp. Sivujoki: Piutulanjoki Ihamaa Paijärvi Vehkajärven yp. Sivujoki: Myllyjoki Myllykylä Sivujoki: Mäntyjoki Hamina Kuva 10. Vehkajoen kokonaisfosfori- ja kokonaistyppipitoisuudet vuoden 2009 tutkimuskerroilla. Veden ravinnepitoisuudet kasvavat ja vedenlaatu heikkenee virtaussuunnassa alaspäin mentäessä. Kokonaisfosforipitoisuuksien perusteella on arvioitu veden rehevyyttä ja yleistä vedenlaatua ympäristöhallinnon vedenlaatuluokitukseen perustuen. Keväällä suurten valumien aikaan ravinnepitoisuudet olivat selvästi korkeammat kuin syyskuun lopussa. Vedenlaatu on Myllykylässä enää välttävällä tasolla. Myllyjoen ja Mäntyjoen vedet olivat hyvin ravinnepitoisia. Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009 15
NO3+NO2 typpipitoisuus (µg/l) 700 600 500 400 300 200 100 0 Nitraattityppipitoisuudet 2009 Lankila Tarhajärven yp. Sivujoki: Piutulanjoki Ihamaa Paijärvi 22.4.2009 18.5.2009 29.9.2009 Vehkajärven yp. Sivujoki: Myllyjoki Myllykylä Sivujoki: Mäntyjoki Hamina kiintoainespitoisuus (mg/l) 35 30 25 20 15 10 5 0 Kiintoainespitoisuudet 2009 Lankila Tarhajärven yp. Sivujoki: Piutulanjoki Ihamaa 22.4.2009 18.5.2009 29.9.2009 8.10.2009 Paijärvi Vehkajärven yp. Sivujoki: Myllyjoki Myllykylä Sivujoki: Mäntyjoki Hamina 100 Veden sameus 2009 22.4.2009 18.5.2009 29.9.2009 8.10.2009 sameus (NTU) 80 60 40 20 0 Lankila Tarhajärven yp. Sivujoki: Piutulanjoki Ihamaa Paijärvi Vehkajärven yp. Sivujoki: Myllyjoki Myllykylä Sivujoki: Mäntyjoki Hamina Kuva 11. Vehkajoen nitraattityppi- (nitriitti- ja nitraattitypen summa), kiintoainespitoisuudet sekä veden sameus vuonna 2009. Veden nitraatti- ja kiintoainespitoisuudet sekä sameus kasvavat selvästi jokea alaspäin mentäessä. Keväällä suurten valumien aikaan sekä ravinne- että kiintoainespitoisuudet olivat selvästi korkeammat kuin syyskuun lopussa. Erityisesti Myllyjoen ja Mäntyjoen vedenlaadut ilmentävät voimakasta maa- ja metsätalouden vaikutusta ja näiden jokien vedenlaadulla on voimakas vaikutus alapuolisten vesien tilaan. 16 Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009
Veden sameus NTU 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Piutulanjoki Myllyjoki Mäntyjoki Vehkajoki, Myllykylä 1.4. 15.4. 29.4. 13.5. 27.5. 10.6. 24.6. Virtaama (m 3 /s) 8.7. 22.7. 5.8. 19.8. 2.9. 16.9. 30.9. 14.10. 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 Piutulanjoki Myllyjoki Mäntyjoki Vehkajärvi 0.5 0.0 1.4. 15.4. 29.4. 13.5. 27.5. 10.6. 24.6. 8.7. 22.7. 5.8. 19.8. 2.9. 16.9. 30.9. 14.10. Kuva 12. Mitattu veden sameus eri tutkimuspaikoissa vuonna 2009. Myllyjoen ja Mäntyjoen vedet olivat selvästi sameampia kuin Vehkajoen pääuomassa Myllykylän kohdalla Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009 17
Vehkajoen ja sen sivu-uomien vedenlaadun muuttumista vuosikymmenten saatossa voidaan tarkastella yleisellä tasolla käyttämällä ympäristöhallinnon pintavesitietoja, joita oli saatavissa ympäristötiedon hallintajärjestelmästä Hertasta. Vehkajoen alueen vedenlaatutietoja oli kuitenkin löydettävissä vaihtelevasti. Vehkajoelta etelästä pohjoiseen eli vastavirtaan siirryttäessä, löytyi alaosan Mullinkosken lähialueelta näytteenottokertoja 60-luvulta lähtien 92 kpl, hieman ylempää Kolsila-Töytärinkoski alueelta 700 kpl, Myllykylän alueelta 144 kpl, Paijärven alueelta 47 kpl, Pyhällöstä 28 kpl ja Lankilasta 37 kpl. Myllyjoelta oli käytettävissä 1970-luvulta 13 näytettä ja 2000-luvulta 5 näytettä. Mäntyjoelta oli löydettävissä 1970-luvulta 12 ja Husulanjoelta, joka myös laskee Kirkkojärveen, 10 näytettä (taulukko 1). Yleisemmin Vehkajoen vedenlaatua on arvioitu aikaisemmin vuosina 2003, 2004 ja 2007 sekä vedenlaatutietojen että biologisten näytteiden avulla (Raunio & Haapala 2003, Raunio 2004, 2007). Vehkajoen vedenlaatu on heikentynyt paikoin selvästi viimeisten vuosikymmenien aikana (kuvat 13 ja 14, taulukko 1). Yleisesti tarkasteltuna Vehkajoen kokonaistyppipitoisuudet ovat nousseet siirryttäessä 1960-luvulta 2000-luvulle. Kemiallinen hapenkulutus ja veden väriarvot ovat samaa tasoa koko joessa, mutta ovat myös ajan myötä nousseet jonkin verran. Joen yläosissa, Lankilan kohdalla, veden humus- ja typpipitoisuudet ovat nousseet selvästi viimeisten vuosikymmenten aikana. Vastaavasti joen alaosassa, Mullinkosken kohdalla Haminassa, veden kiintoaine- ja typpipitoisuudet näyttävät nousseen. Vehkajoen typpi-, fosfori- ja kiintoainepitoisuudet nousevat virtaussuunnassa alaspäin mentäessä ja tämä tilanne on ollut sama sekä 1960-70, 1980-90 että 2000-luvulla (kuvat 13 ja 14). Myllyjoessa ja Mäntyjoessa vedenlaatu näyttäisi heikentyneen viimeisten vuosikymmenten aikana (taulukko 1). Myllyjoen keskimääräiset humus- (COD Mn) ja kokonaistyppipitoisuudet ovat nousseet. Myllyjoessa on ollut kiintoainetta enemmän kuin Vehkajoessa Myllykylän kohdalla jo 1970-luvulla ja 2000-luvulla Myllyjoen ravinne- sekä kiintoainepitoisuudet näyttäisivät olevan Myllykylän arvoja korkeampia (taulukko 1). Mäntyjoessa veden väriarvo on ollut Vehkajoen Kolsilan väriarvoa korkeampi 1970-luvulla, vaikka vedenlaatu muutoin oli melko samankaltaista kuin Vehkajoen pääuomassa. Husulanjoen 1970-luvun tulosten mukaan joessa on ollut selvästi enemmän ravinteita kuin Vehkajoen Mullinkoskessa ja myös kiintoainepitoisuus on ollut Husulanjoessa suurempi kuin Vehkajoessa. Tulokset osoittavat selvästi, että sivu-uomien vedenlaadulla ja kuormituksella on ollut jo pitkään huomattava merkitys niiden alapuolisten vesien tilaan. 18 Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009
COD Mn mg/l 25 20 15 10 ka 60-70 ka 80-90 ka 2000-5 0 Lankila Pyhältö Paijärvi Myllykylä Kolsila Mullink Kiintoaine mg/l 18 16 14 12 10 8 6 ka 60-70 ka 80-90 ka 2000-4 2 0 Lankila Pyhältö Paijärvi Myllykylä Kolsila Mullink Kuva 13. Vehkajoen veden kemiallinen hapenkulutus (COD Mn mg/l) ja kiintoainepitoisuus Lankilasta Mullinkoskelle 1960-70, 1980-90 ja 2000-luvuilla keskimäärin. Veden kiintoainepitoisuus kasvaa virtaussuunnassa alaspäin tultaessa ja veden humuspitoisuus (COD Mn) on lisääntynyt vuosikymmenten saatossa. Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009 19
Kokonaisfosfori µg/l 60 50 40 30 20 ka 60-70 ka 80-90 ka 2000-10 0 Lankila Pyhältö Paijärvi Myllykylä Kolsila Mullink Kokonaistyppi µg/l 1600 1400 1200 1000 800 600 ka 60-70 ka 80-90 ka 2000-400 200 0 Lankila Pyhältö Paijärvi Myllykylä Kolsila Mullink Kuva 14. Vehkajoen veden keskimääräiset kokonaisfosfori- ja typpipitoisuudet Lankilasta alaspäin Mullinkoskelle 1960-70, 1980-90 ja 2000-luvuilla. Veden ravinnepitoisuudet kasvavat huomattavasti jokea alaspäin tultaessa. Veden typpipitoisuudet näyttäisivät myös nousseen verrattuna 2000-luvun pitoisuuksia aikaisempien vuosikymmenten pitoisuuksiin. 20 Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009
Sivu-uomista Vehkajokeen kohdistuvan kuormituksen merkitys on ratkaiseva erityisesti Vehkjärven, Vehkajoen alaosan ja Kirkkojärven vedenlaadulle, mutta myös Ihamaan järven veden laatuun (kuvat 1 ja 15). Vehkajoen pääuomassa ravinteiden ja kiintoaineen määrät kasvavat pitoisuuksien ja vesimäärien kasvaessa alavirtaa kohti. Sivu-uomien kuormitus korostuu erityisesti kovien sateiden ja suurten valumien jälkeen. Ravinne- ja kiintoainekuormitus korostuvatkin yleensä keväällä ja syksyllä. Esimerkiksi huhtikuussa Piutulanjoen, Myllyjoen ja Mäntyjoen yhteenlasketut kiintoaine- ja ravinnemäärät olivat noin 35-40 % Vehkajoen alaosan ainemääristä, kun vähävetisempään aikaan niiden osuus oli noin 5 10 %. Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) vesistökuormituksen arviointi- ja hallintajärjestelmällä (VEPS) simuloiduista Vehkajoen valuma- ja ravinnekuormitustiedoista voidaan myös nähdä selvästi virtaamien ja kuormituksen välinen voimakas yhteys (kuva 16). Todettakoon, että mallin tulokset ovat suuntaa antavia, mutta niitä voidaan kuitenkin käyttää kuormitusselvitysten pohjatietona. Suomen ympäristökeskuksen tietojen perusteella, Vehkajoen mereen tuomaksi keskimääräiseksi vuorokausikuormitukseksi vuosina 2005-2007 voidaan arvioida kiintoaineelle noin 4800 kg/vrk, kokonaistypelle 530 kg/vrk ja kokonaisfosforille 18,5 kg/vrk (taulukko 2). Vehkajoen keskimääräinen typpikuormitus vastaa noin 38 000 ja fosforikuormitus noin 8 400 haja-asutusalueella asuvan henkilön käsittelemättömien jätevesien aiheuttamaa vesistökuormitusta (haja-asutusalueen talousjätevesiasetus: 2,2 g/vrk kokonaisfosforia ja 14 g/vrk kokonaistyppeä asukasta kohti). Eri maankäyttömuotojen ominaiskuormitukset osoittavat osaltaan selvästi, että maa- ja metsätalouden aiheuttama kuormitus on Suomessa huomattavaa (taulukko 3). Metsien ja soiden perusojitus kuormittaa Suomen vesistöjä kaikilla vesistöalueilla ja myös Vehkajoella. Kuormitusarvioiden ja vedenlaatutietojen perusteella on selvää, että mikäli Vehkajoen ja sen sivu-uomien vedenlaatua halutaan parantaa, toimenpiteet on kohdistettava nimenomaan maa- ja metsätalouteen sekä samalla pidettävä pistekuormitus alhaisena. Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009 21
Kokonaisfosfori (kg/vrk) 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 22.4.2009 18.5.2009 29.9.2009 8.10.2009 51,7 0.0 Lankila Tarhajärven yp. Sivujoki: Piutulanjoki Ihamaa Paijärvi Kokonaistyppi (kg/vrk) Vehkajärven yp. Sivujoki: Myllyjoki Myllykylä Sivujoki: Mäntyjoki Hamina 400 300 200 100 22.4.2009 18.5.2009 29.9.2009 8.10.2009 1477 632 0 Lankila Kiintoaine (kg/vrk) Tarhajärven yp. Sivujoki: Piutulanjoki Ihamaa Paijärvi Vehkajärven yp. Sivujoki: Myllyjoki Myllykylä Sivujoki: Mäntyjoki Hamina 3000 2500 2000 1500 1000 500 22.4.2009 18.5.2009 29.9.2009 8.10.2009 0 Lankila Tarhajärven yp. Sivujoki: Piutulanjoki Ihamaa Paijärvi Vehkajärven yp. Sivujoki: Myllyjoki Myllykylä Sivujoki: Mäntyjoki Hamina 7387 9164 Kuva 15. Vehkajoen ja sen sivu-uomien kuljettamat ainemäärät vaihtelevat voimakkaasti sateista ja valumista johtuen. Kuvissa on esitetty kokonaisfosforin ja typen sekä kiintoaineen kuormitukset eri ajankohtina vuonna 2009. Yleisesti ottaen Vehkajoen pääuoman ainevirtaamat lisääntyvät alavirtaa kohti (väli Lankila-Vehkajärvi). Sivu-uomien mukanaan tuomat ainemäärät ovat hyvin merkittäviä niiden alapuolisten alueiden vedenlaadulle. 22 Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009
Kuva 16. Suomen ympäristökeskuksen VEPS-mallilla simuloitu Vehkajoen kokonaisvirtaama ja kokonaisfosforin ainevirtaaman Vehkajoen Kolsilassa vuosina 2005-2009. Vehkajoen ravinnemäärät (kg/vrk) ovat voimakkaasti riippuvaisia virtaamista. Vehkajoen virtaamat vaihtelevat puolestaan voimakkaasti vuodenajoista ja sääolosuhteista riippuen. Taulukko 1. Vehkajoen sivu-uomien keskimääräisiä humus- (COD Mn), kiintoaine- ja ravinnepitoisuuksia sekä väriarvoja eri ajanjaksoilla ympäristöhallinnon Hertta- tietojärjestelmästä haettuina. Taulukon aineistoa täydennettiin lisäksi osin vuoden 2009 tutkimustuloksilla. Vedessä on ollut jo 1960 luvulla runsaasti ravinteita ja humusta ja vedet ovat olleet jo tuolloin hyvin ruskeita. Myllyjoen ja Mäntyjoen ravinnepitoisuudet näyttäisivät lisäksi kohonneen viimeisten vuosikymmenten kuluessa. Paikka Aika COD(Mn) mg/l Kiintoa. mg/l Kok.P µg/l Kok.N µg/l Väri mgpt/l Myllyjoki 1970-luku 9 10 47 965 80 2000-luku 13 11 58 1460 2009 ka. 15 14 73 1175 105 Mäntyjoki 1970-luku 14 6 23 694 139 2009 ka. 24 16 48 1148 155 Husulanjoki 1970-luku 9 18 205 1620 39 Vehkajoki, Kolsila ka 60-70 12 8 33 728 90 ka 80-90 13 8 38 966 96 ka 2000-15 7 36 1062 104 Vehkajoki, Mullikoski ka 60-70 12 8 54 1000 82 ka 80-90 13 8 43 1070 102 ka 2000-12 16 54 1417 107 2009 ka. 16 10 51 940 97 Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009 23
Taulukko 2. Kymijoen, Summanjoen ja Vehkajoen vuosien 2005-2007 keskimääräiset virtaamat, kiintoaine-, kokonaistyppi- ja kokonaisfosforikuormitukset vuodessa (kg/vuosi). Jokien kuormitusarvot perustuvat Suomen ympäristökeskuksen tietoihin ja ne on esitetty Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n Pyhtää-Kotka-Hamina merialueen yhteistarkkailuraporteissa (www.kymijoenvesijaymparisto.fi). Vuoden 2009 keskivirtaama oli ympäristöhallinnon vesistömallijärjestelmän mukaan Vehkajoella noin 4.3 m 3 /s. Jokien kuormitus Suomenlahteen vuosina 2005-2007 m3/s kg/ vuosi kg/ vuosi kg/ vuosi Virtaama Kiintoa. Kok. N Kok. P Kymijoki 297 (Kuusank.) 45 381 667 6 187 845 189 435 Summanjoki 7.8 (simuloitu) 3 878 733 395 660 15 695 Vehkajoki 5.1 (simuloitu) 1 763 437 194 886 6 765 Taulukko 3. Eri maankäyttömuotojen ominaiskuormituslukuja Suomesta. Luvut perustuvat Suomen ympäristökeskuksen (www.ymparisto.fi) ja Vapo Oy:n (www.vapo.fi) keräämiin eri maankäyttömuotojen tietoihin. Huomattavaa on, että eri maankäyttömuotojen kokonaiskuormitukseen vaikuttavat maa-alueiden pinta-alat, joilla maankäyttömuotoja harjoitetaan. Maankäytön ominaiskuormituslukuja Suomesta g/ha vrk g/ha vrk g/ha vrk toimenpide Kiintoa. Kok. N Kok. P Maatalous 2700 7,6-20 0,9-1,8 1670-9040 21-55 2,19-5,21 Metsätalous hakkuu turvemaalla 11 8 2,20 ojitus pitkä ka 274 5 0,41 keskiarvo huuhtouma 66-904 2-6 0,25-1,56 Turvetuotanto tuotantokausi, laskeutusallas 362 51 1,76 tuotantokausi, pintavalutus 101 25 1,11 keskiarvo huuhtouma 111 17 0,63 24 Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009
4 YHTEENVETO Pohjaeläintutkimuksien perusteella valtaosa Vehkajoen näytepisteistä oli luokiteltavissa karuiksi tai melko karuiksi. Ainostaan joen alaosan kahdella alimmalla näytepisteellä (Myllyjoki ja Hamina) surviaissääskilajisto ilmensi mesotrofista eli keskirehevää pohjanlaatua. Karkean jaottelun perusteella Vehkajoen pääuoma voidaan pohjanlaadun perusteella jakaa kolmeen osa-alueeseen: karu eli oligotrofinen joen yläosan, melko karu eli oligo-mesotrifinen keskiosa ja mesotrofinen alaosa. Sen sijaan kaikilla sivu-uomilla pohjanlaatu näyttäisi olevan karua. Vehkajoen ja siihen laskevien jokien pohjanlaatu oli monin paikoin kivennäismaata, joka on saattanut päätyä jokeen mm. metsäojituksista. Karu hiekkapohjainen sedimentti soveltuu parhaiten karuihin ja kirkasvetisiin olosuhteisiin sopeutuneille lajeille. Myllyjoen surviaissääskilajiston poikkeavuus saattaa liittyä joen lähdevaikutteisuuteen, sillä lajistossa yleisenä esiintyneet, mutta muualta puuttuneet lajit ovat tyypillisiä kylmille lähdepuroille. Joen runsasravinteinen ja samea vedenlaatukaan ei ollut vaikuttanut näihin lajeihin negatiivisesti. Pohjalevätutkimukset tuottivat hieman erilaisen kuvan joen ekologisesta tilasta, sillä etenkin Piutulanjoen ja Myllyjoen piileväyhteisöt ilmensivät rehevämpää vedenlaatua kuin pääuoman yläosan näytepisteet. Ero pohjaeläintuloksiin selittynee sillä, että piileväindeksit ilmentävät lähinnä vedenlaatua, kun taas pohjaeläinlajistoon vaikuttaa merkittävästi myös pohjan rehevyys ja virtausolot. Joka tapauksessa myös piilevien perusteella vedenlaatu muuttui Vehkajoen pääuomassa ensin yhdellä (joen keskiosa) ja lopulta kahdella laatuluokalla (joen alaosa) vähiten kuormitettuun yläosaan verrattuna. Valuma-alueanalyysien mukaan Vehkajoen valuma-aluetta hallitsevat eri tyyppiset metsämaat sekä maatalousalueet. Maatalousalueiden osuus koko Vehkajoen valumaalueesta painottui Kannusjärven ja Lelunjoen valuma-alueille. Tosin maatalousmaiden pinta-alojen erot kahdeksan osavaluma-alueen välillä olivat melko pieniä. Vehkajoen rannikkoalueelle aiheuttaman ravinnekuormituksen pienentämisessä vesiensuojelutoimet erityisesti Kannusjärven (Myllyjoki) valuma-alueelle ovat ensisijaisia. Piutulanjoen ja Mäntjoen valuma-alueilta laskevilla Piutulanjoella ja Mantyjoella on ravinteiden ohella merkitystä etenkin Vehkajoen rannikolle tuoman humuspitoisen kiintoaineskuormituksen suhteen. Vedenlaatutietojen perusteella Vehkajoen rehevyys kasvaa, kiintoainespitoisuus nousee ja vedenlaatu heikkenee selvästi siirryttäessä virtaussuunnassa alaspäin. Fosforipitoisuuksien perusteella arvioituna keskimääräinen vedenlaatu on Myllykylässä enää tyydyttävällä tasolla. Tulokset osoittivat selvästi sekä valuma-alueen että säätekijöiden voimakkaan ja nopean vaikutuksen Vehkajoen vedenlaatuun, mikä selittää osaltaan pohjaeläin- ja piilevätutkimusten tuloksia. Sivu-uomilla on suuri merkitys niiden alapuolisten vesien tilaan. Erityisesti Myllyjoella näyttäisi olevan huomattava merkitys Vehkjärven ja Mäntyjoella Kirkkojärven vedenlaatuun. Kuormitusarvioiden ja vedenlaatutietojen perusteella on selvää, että mikäli Vehkajoen vedenlaatua halutaan Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009 25
parantaa, toimenpiteet on kohdistettava valuma-alueilla maa- ja metsätalouteen ja samalla pistekuormitus on pidettävä alhaisena. VIITTEET Eloranta, P. & J. Soininen. 2002. Ecological status of some Finnish rivers evaluated using benthic diatom communities. Journal of Applied Phycology 14: 1-7. Kymijoen vesi ja ympäristö ry. www.kymijoenvesijaymparisto.fi - julkaisut Raunio, J. 2004. Haminan järvien kunnostushanke: vesistöaluekohtainen kuormitusselvitys. Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti 63/2004. Raunio, J. 2007. Vehkajoen yläosan ja eräiden Haminan järvien tila piilevä- ja surviaissääskiyhteisöjen perusteella arvioituna. Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti 89/2007. Raunio, J. & A. Haapala. 2003. 20-200 hehtaarin järvien kunnostustarpeen kartoitus Kymenlaaksossa. Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n julkiasu 105/2003 Raunio, J. & T. Muotka. 2005. The use of chironomid pupal exuvia in river biomonitoring: the importance of sampling strategy. Archiv für Hydrobiologie 164:529-545. Raunio, J. & J. Soininen. 2007. A practical and sensitive approach to large river priphyton monitoring: comparitive performance of methods and taxonomic levels. Boreal Environment Research 12: 55-63. Raunio, J. & Paasivirta, L. 2008. Emergence patterns of lotic Chironomidae (Diptera: Nematocera) in southern Finland and the use of their pupal exuviae in river biomonitoring. Fundamental and Applied Limnology (Arch. Hydrobiol.) 170: 291-301. Raunio, J., R. Paavola & T. Muotka. 2007a. Effects of emergence phenology, taxa tolerances and taxonomic resolution on the use of the Chironomid Pupal Exuvial Technique (CPET) in river biomonitoring. Freshwater Biology 52:165-176. Raunio, J., T. Ihaksi, A. Haapala & T. Muotka. 2007b. Within- and between-lake variation in benthic macroinvertebrate communities a comparison between profundal sampling and Chironomid Pupal Exuvial Technique (CPET). Journal of the North American Benthological Society 26: 708-718. SFS-EN 13946:2003. Water quality. Guidance standard for the routine sampling and pretreatment of benthic diatoms from rivers. 13 pp. SFS-EN 15196:2006. Water quality. Guidance on sampling and processing of the pupal exuviae of Chironomidae (Order Diptera) for ecological assessment. 13 pp. Suomen ympäristökeskus. www.ymparisto.fi - Maankäytön ominaiskuormituslukuja. Van Dam, H., A. Mertens & J. Sinkeldam. 1994. A coded checklist and ecological indicator values of freshwater diatoms from the Netherlands. Netherlands Journal of Aquatic Ecology 28: 117-133. Vapo Oy. Turvetuotannon vesienpuhdistusmenetelmät. Kalvosarja maankäytön huuhtoumista. http://www.vapo.fi/filebank/3586-kalvosarja_maankayton_muuhtoumista _0108.pdf 26 Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009
Wilson, R. S. & L. P. Ruse. 2005. A guide to the identification of genera of chironomid pupal exuviae occurring in Britain and Ireland (including common genera from northern Europe) and their use in monitoring lotic and lentic fresh waters. Freshwater Biological Association, Special Publication No 13. Kymijoen vesi ja ympäristö ry:n tutkimusraportti no 119/2009 27
toukokuun ja heinäkuun näytteissä. Näytepisteiden surviaissääskilajisto ja lajien suhteelliset runsaudet LIITE 1
Näytepisteiden surviaissääskilajisto ja lajien suhteelliset runsaudet LIITE 1 toukokuun ja heinäkuun näytteissä.
Vuoden 2009 vedenlaatutietoja Vehkajoen tutkimuspaikoilta LIITE 3 (keskiarvo A = huhti-,touko- ja syyskuu, keskiarvo B = kaikki arvot huhti-lokakuu) Näytepisteiden sijaintitiedot (KKJ-koordinaatit) Lat. N Lon. E. Kuvaus: P.1 Lankila 3520001 6742656 Vehkajoki, Lankila P.2 Tarhajärven yp. 3519997 6738556 Tarhajärven yläpuoli P.3 Piutulanjoki 3515824 6732510 Piutulanjoki, Ihamaanjärven yläpuoli P.4 Ihamaa 3515886 6732028 Piutulanjoen yläpuoli, Ihamaanjärven yläpuoli P.5 Paijärvi 3514197 6728264 Päijärvi, Ihamaan järven alapuoli P.6 Vehkajärven yp. 3512779 6726011 Vehkajoki, Vehkajärven yläpuoli P.7 Myllyjoki 3510964 6726221 Myllyjoki, Vehkajärven yläpuoli P.8 Myllykylä 3512055 6723903 Vehkajoki, Vehkajärven alapuoli P.9 Mäntyjoki 3512031 6722645 Mäntyjoki, Kolsilan ja Kirkkojärven yläpuoli P.10 Hamina 3510437 6719389 Mullikoski, Kirkkojärven alapuoli Kokonaisfosforipitoisuudet Kok. P (ug/l), vesinäytteistä mitatut 22.4.2009 18.5.2009 29.9.2009 8.10.2009 Keskiarvo A Keskiarvo B P.1 Lankila 12 11 10 11 P.2 Tarhajärven yp. 34 19 18 30 24 25 P.3 Piutulanjoki 39 22 17 26 P.4 Ihamaa 29 21 19 23 P.5 Paijärvi 36 19 20 25 P.6 Vehkajärvi 38 23 23 28 P.7 Myllyjoki 69 47 45 130 54 73 P.8 Myllykylä 42 30 33 35 P.9 Mäntyjoki 42 28 32 90 34 48 P.10 Hamina 57 46 51 51 Kokonaistyppipitoisuudet Kok. N (ug/l), vesinäytteistä mitatut 22.4.2009 18.5.2009 29.9.2009 8.10.2009 Keskiarvo A Keskiarvo B P.1 Lankila 910 430 420 587 P.2 Tarhajärven yp. 1000 540 540 870 693 738 P.3 Piutulanjoki 1300 750 530 860 P.4 Ihamaa 1000 580 680 753 P.5 Paijärvi 1200 540 590 777 P.6 Vehkajärvi 1200 560 590 783 P.7 Myllyjoki 1300 660 740 2000 900 1175 P.8 Myllykylä 1200 560 700 820 P.9 Mäntyjoki 1100 680 810 2000 863 1148 P.10 Hamina 1300 670 850 940 Nitriitti-nitraattitypen summapitoisuus NO23 (ug/l), vesinäytteistä mitatut 22.4.2009 18.5.2009 29.9.2009 8.10.2009 Keskiarvo A Keskiarvo B P.1 Lankila 160 95 <5 128 P.2 Tarhajärven yp. 330 90 20 147 147 P.3 Piutulanjoki 570 220 44 278 P.4 Ihamaa 370 88 8 155 P.5 Paijärvi 510 170 24 235 P.6 Vehkajärvi 500 130 35 222 P.7 Myllyjoki 660 190 170 340 340 P.8 Myllykylä 540 120 45 235 P.9 Mäntyjoki 420 230 170 273 273 P.10 Hamina 540 170 120 277
Vuoden 2009 vedenlaatutietoja Vehkajoen tutkimuspaikoilta LIITE 3 (keskiarvo A = huhti-,touko- ja syyskuu, keskiarvo B = kaikki arvot huhti-lokakuu) Kiintoaines (mg/l) vesinäytteistä mitatut 22.4.2009 18.5.2009 29.9.2009 8.10.2009 Keskiarvo A Keskiarvo B P.1 Lankila 2.0 2.0 1.3 1.8 P.2 Tarhajärven yp. 5.2 3.2 1.2 3.8 3.2 3.4 P.3 Piutulanjoki 6.4 4.0 1.2 3.9 P.4 Ihamaa 4.8 2.0 1.7 2.8 P.5 Paijärvi 5.8 3.6 2.1 3.8 P.6 Vehkajärvi 6.6 3.8 1.8 4.1 P.7 Myllyjoki 12.0 9.4 2.7 30.0 8.0 13.5 P.8 Myllykylä 6.0 5.4 2.8 4.7 P.9 Mäntyjoki 15.0 11.0 8.0 29.0 11.3 15.8 P.10 Hamina 13.0 12.0 5.4 10.1 COD (Mn) (mg O 2 /l), vesinäytteistä mitatut 22.4.2009 18.5.2009 29.9.2009 8.10.2009 Keskiarvo A Keskiarvo B P.1 Lankila 18 15 13 15 P.2 Tarhajärven yp. 20 18 19 29 19 22 P.3 Piutulanjoki 19 17 15 17 P.4 Ihamaa 16 16 16 16 P.5 Paijärvi 17 16 15 16 P.6 Vehkajärvi 17 16 15 16 P.7 Myllyjoki 15 14 13 16 14 15 P.8 Myllykylä 16 15 15 15 P.9 Mäntyjoki 19 20 23 32 21 24 P.10 Hamina 16 16 17 16 Veden väri (mg Pt/l), vesinäytteistä mitatut 22.4.2009 18.5.2009 29.9.2009 8.10.2009 Keskiarvo A Keskiarvo B P.1 Lankila 80 90 65 78 P.2 Tarhajärven yp. 120 100 100 160 107 120 P.3 Piutulanjoki 100 110 70 93 P.4 Ihamaa 80 90 80 83 P.5 Paijärvi 120 100 80 100 P.6 Vehkajärvi 100 100 80 93 P.7 Myllyjoki 80 90 70 180 80 105 P.8 Myllykylä 100 90 80 90 P.9 Mäntyjoki 100 140 140 240 127 155 P.10 Hamina 100 90 100 97
Vuoden 2009 vedenlaatutietoja Vehkajoen tutkimuspaikoilta LIITE 3 Virtaamat Q (m3/s), Huom! arvioita virtausnopeuksiin ja uoman mittauksiin perustuen. Vehkajoen virtaamat ympäristöhallinnon simuloituja kuukausikeskiarvoja. 22.4.09 18.5.09 23.6.09 20.7.09 27.8.09 29.9.09 8.10.09 Keskiarvo P.1 Lankila 0.53 0.50 0.24 0.08 0.21 0.16 0.53 0.32 P.2 Tarhajärven yp 0.68 0.32 0.07 0.07 0.14 0.20 0.98 0.35 P.3 Piutulanjoki 0.72 0.47 0.26 0.17 0.26 0.29 1.95 0.59 P.4 Ihamaa 1.60 0.90 0.42 0.53 0.55 0.55 1.84 0.91 P.5 Paijärvi 3.23 3.11 0.68 0.75 0.73 0.89-1.56 P.6 Vehkajärvi 2.37 1.05 0.21 0.19 0.33 0.88-0.84 P.7 Myllyjoki 1.09 0.08 0.07 0.06 0.12 0.25 1.13 0.40 P.8 Myllykylä 14.25 2.05 0.99 0.34 - - - - P.9 Mäntyjoki 0.70 0.14 0.00 0.00 0.04 0.35 3.66 0.70 P.10 Hamina 2.34 0.36 0.05 0.35 - - - - Minimi 0.53 0.08 0.00 0.00 0.04 0.16 0.53 Maksimi 14.25 3.11 0.99 0.75 0.73 0.89 3.66 Vehkajoki -09 ka. 6.32 3.27 1.74 2.36 2.02 3.54 7.31 3.79 Sameus NTU-yksikköä, kentällä mitatut 22.4.09 18.5.09 23.6.09 20.7.09 27.8.09 29.9.09 8.10.09 Keskiarvo P.1 Lankila 4 7 2 2 4 4 5 4 P.2 Tarhajärven yp 12 16 4 3 9 5 12 9 P.3 Piutulanjoki 15 18 6 6 20 6 13 12 P.4 Ihamaa 10 14 4 3 18 6 10 9 P.5 Paijärvi 14 18 4 6 8 7 9 P.6 Vehkajärvi 14 18 6 4 14 8 11 P.7 Myllyjoki 29 33 12 6 46 9 91 32 P.8 Myllykylä 17 21 8 6 6 9 44 16 P.9 Mäntyjoki 21 24 13 5 28 17 62 24 P.10 Hamina 33 37 8 10 14 10 19 Minimi 4 7 2 2 4 4 5 Maksimi 33 37 13 10 46 17 91 keskiarvo 17 21 7 5 17 8 34 ph-arvot, kentällä mitatut 22.4.09 18.5.09 23.6.09 20.7.09 27.8.09 29.9.09 8.10.09 Keskiarvo P.1 Lankila 6.5 6.8 7.6 7.9 7.1 7.4 6.3 7.1 P.2 Tarhajärven yp 7.4 7.0 7.9 7.6 7.7 7.6 5.9 7.3 P.3 Piutulanjoki 6.8 7.3 7.8 7.5 7.5 7.4 6.7 7.3 P.4 Ihamaa 7.6 7.3 7.3 7.6 7.6 7.4 6.4 7.3 P.5 Paijärvi 7.1 7.2 8.3 7.5 7.8 7.5 7.6 P.6 Vehkajärvi 7.6 7.2 8.0 7.3 7.4 7.3 7.5 P.7 Myllyjoki 7.5 7.3 8.0 7.6 7.6 7.4 6.5 7.4 P.8 Myllykylä 7.6 7.1 8.0 8.1 7.9 7.5 6.5 7.5 P.9 Mäntyjoki 6.7 7.1 8.2 8.0 7.9 7.2 5.5 7.2 P.10 Hamina 7.3 7.2 7.6 7.7 8.4 7.0 7.5 Minimi 6.5 6.8 7.3 7.3 7.1 7.0 5.5 Maksimi 7.6 7.3 8.3 8.1 8.4 7.6 6.7 keskiarvo 7.2 7.2 7.9 7.7 7.7 7.4 6.3