Havaintoja maatalousvaltaisten valuma-alueiden veden laadusta - automaattiseurannan tuloksia 2005-2011
Esityksen sisältö Yleistä automaattisesta veden laadun seurannasta Lepsämänjoen automaattiseuranta 2005-2011 Ravinne- ja kiintoainekuormituksen muodostuminen Kuormitukseen vaikuttavat tekijät Automaattiseurannan tuoma hyöty RaHa-hanke Ravinnekuormitus peltovaltaiselta ja luonnontilaiselta valuma-alueelta Tuloksia kevään ja syksyn 2011 mittauksista
Automaattiseuranta Automaattiset veden laatua mittaavat anturit tuottavat tietoa tiheällä mittausvälillä Mittaukset tapahtuvat suoraan uomassa todellisissa olosuhteissa Tiedon tallennus ja lähetys lähes reaaliaikaisesti Reagointi poikkeustilanteisiin (näytteenotto, huolto) Veden laadussa tapahtuvien muutosten yhdistäminen esim. säätekijöissä tapahtuviin muutoksiin Kaikkia muuttujia ei voida vielä mitata Anturit vaativat säännöllistä huoltoa ja kalibrointia
Seurantaa ja tutkimushankkeita joissa hyödynnetty automaattimittauksia
Anturin mittaama sameus kertoo veden kiintoainepitoisuudesta Anturin mittaama sameus kertoo veden kokonaisfosforipitoisuudesta
Lepsämänjoen tutkimusalue 23 km 2 Peltoa 36 % Maataloustieteen Päivät 2010
Lepsämänjoen virtaamat
TP NO3-N
huhtikuu toukoku kesäkuu heinäku elokuu syyskuu lokakuu marrask joulukuu tammiku helmikuu maalisku huhtikuu toukoku kesäkuu heinäku elokuu syyskuu lokakuu marrask joulukuu tammiku helmikuu maalisku huhtikuu toukoku kesäkuu heinäku elokuu syyskuu lokakuu marrask joulukuu TP kuorma (kg/ km2/ kk) kuukauden keskilämpötila (C) Suuret fosforihuuhtoumat leudon talven aikana 2007-2008 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 26 kg/km 2 /a 71 kg/km 2 /a 106 kg/km 2 /a 2006 2007 2008 20 15 10 5 0-5 -10-15
NO 3 -N concentration (mg/l) Discharge (l/s) Lannoitetypen huuhtoutuminen kylvöjen jälkeen 9 8 7 6 5 4 Lumen sulaminen Discharge NO3-N 3000 2500 2000 1500 Vesisade 40 mm 3 1000 2 1 500 0 25.3. 4.4. 14.4. 24.4. 4.5. 14.5. 24.5. 3.6. 0
Hyöty suhteessa perinteiseen seurantaan Tutkimusjakson aikainen fosforikuorma: 250 kg vai 225 kg? Load calculation SS (Npc) SS (CF/C) P tot method 10 3 kg 10 3 kg kg sensor data 551 354 990 periodic 1028 560 1559 linear interpol 1020 557 1552 rating curve 697 365 1142 year av. 608 368 1043 Laskentamenetelmän vaikutus lopputulokseen
nitraattipitoisuus (mg/l) virtaama (l/s) TP-pitoisuus (μg/l) virtaama (l/s) Fosfori- ja typpikuormituksen erot 900 800 700 600 TP-pitoisuus virtaama 1200 1000 800 Fosfori pintavalunnan mukana eroosioainekseen sitoutuneena 500 400 600 300 400 200 100 200 6 0 0 29.3. 8.4. 18.4. 28.4. 8.5. 18.5. 1200 N salaojien kautta 5 nitraattipitoisuus 1000 4 virtaama 800 3 600 2 400 1 200 0 29.3. 8.4. 18.4. 28.4. 8.5. 18.5. 0
Fosfori- ja typpikuormituksen erot P Pitoisuusero saman suuruisella virtaamalla, eri puolella virtaamahuippua N
Vertailualueena kipsin vaikutusten todentamisessa Ekholm et al. (2011): Effect of gypsum on phosphorus losses at a catchment scale
Automaattiseuranta RaHa-hankkeessa Seurannassa peltovaltainen ja luonnontilainen valuma-alue Seurannat kevään ja syksyn ylivirtaamakausina ~1,5-2kk jaksoissa Hankkeen tavoitteena on tehdä yhdessä viljelijöiden kanssa havaintoja vedenlaatuun vaikuttavista tekijöistä reaaliaikaisen mittaustiedon avulla Kiinteiden seuranta-asemien lisäksi siirrettävällä mittalaitteistolla pyritään kuormituksen alueelliseen tarkentamiseen
Pelto-oja 124 ha 48 % peltoa Viemäröimätön hajaasutusalue Edustaa Uusimaalaista hajakuormitettua aluetta
Metsäpuro 137 ha Luonnontilaista metsää Ei haja-asutusta Edustaa Uudenmaan alueen luonnonhuuhtoumaa
mm mm Kevät 2011 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 sademäärä kevät 2011 Yhteensä 54 mm 29.3. 5.4. 12.4. 19.4. 26.4. 3.5. 10.5. 17.5. 24.5. 31.5. Lumitilanne - tammikuu 50 cm - helmikuu 35 cm - maaliskuu 39 cm - 5.4. 18 cm - 12.4. 0 cm 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 valunta peltovaltainen metsä -Talvella ei käytännössä routaa lainkaan 0 29.3. 8.4. 18.4. 28.4. 8.5. 18.5. 28.5.
FTU mg/l Tuloksia keväältä 2011 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Nitraattityppi peltovaltainen metsä 29.3. 8.4. 18.4. 28.4. 8.5. 18.5. 28.5. Sameus peltovaltainen metsä 29.3. 8.4. 18.4. 28.4. 8.5. 18.5. 28.5.
g/ha/h kg/ha/h Tuloksia keväältä 2011 0,100 0,090 0,080 0,070 0,060 0,050 0,040 0,030 0,020 0,010 0,000 6,0 TN peltovaltainen metsä 29.3. 18.4. 8.5. 28.5. peltovaltainen metsä TN kg/ha 10,48 1,09 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 PP peltovaltainen metsä peltovaltainen metsä PP (kg/ha) 0,22 0,07 0,0 29.3. 8.4. 18.4. 28.4. 8.5. 18.5. 28.5.
Syksy 2011 45 mm
Syksy 2011
Typpeä huuhtoutuu: Keväällä kylvön jälkeisten voimakkaiden sateiden jälkeen Jos maahan jäänyt typpeä (tase selittää erityisesti syksyn typpihuuhtoumia) Kuiva kasvukausi Sateinen syksy Salaojien kautta
Fosforia huuhtoutuu: Pintavalunnan mukana kiintoaineeseen sitoutuneena Myös salaojien kautta
Johtopäätöksiä Automaattiset anturit mahdollistavat ravinnehuuhtoumien tarkan mittaamisen savivaltaisilla valuma-alueilla Tiheillä mittauksilla on mahdollista todentaa myös huuhtoumissa tapahtuneet muutokset toimenpiteiden vaikutukset valumaaluetasolla Kuormituksen kannalta kriittisimmät ajat kasvukauden ulkopuolella ja leutojen talvien aikana Veden imeytyminen maaperään vähentää pintavaluntaa ja fosforija kiintoainekuormaa maan rakenne, pellon vesitalous lisää toisaalta typen huuhtoumaa? Talviaikainen kasvipeite ja kipsi vähentävät eroosiota ja fosforihuuhtoumaa
Kiitos! Lepsämänjoen sameudet ja fosforihuuhtoumat ovat vähentyneet http://www.luodedata.fi/uusidata/dbform.php?y=raha