Automaattimittarit valuma-alueella tehtävien kunnostustoimien vaikutusten seurannassa Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry 14.6.2017
Esityksen sisältö Miksi automaattimittauksia kannattaa tehdä? Toimenpiteiden vaikutusten mittaaminen; periaate Pelloilla tehtävien toimenpiteiden vaikutus salaojien kautta huuhtoutuvaan ravinne- ja kiintoainekuormaan (LOHKO- ja UusiRaHa-hankkeet Talviaikaisen kasvipeitteisyyden vaikutus maatalousvaltaisen valuma-alueen fosforikuormaan (LOHKO) Kipsi eroosion ja fosforihuuhtouman vähentämisessä (Trap) Kosteikko ravinteiden ja kiintoaineen pidättäjänä (Keidas) Uoman kaivuun vaikutukset joen veden laatuun
- Yksittäisellä vesinäytteellä saadaan tieto pienen vesitilavuuden laadusta näytteenottohetkellä sitten kun analyysitulokset laboratoriossa valmistuvat - Suurin osa kuormituksesta kasvukauden ulkopuolella, kevät- ja syystulvan aikana nopeina pulsseina
Automaattimittausten hyöty kuormitusseurannassa Tietoa todellisesta laadun ja määrän vaihtelusta Tarkemmat kuormitusarviot Mikä on vesiensuojelutoimenpiteiden todellinen vaikutus?
pitoisuus Vesiensuojelutoimenpiteet Ravinnekuorman muodostuminen Ravinnekuorma = pitoisuus vedessä X virtaama Mitä suurempi virtaama, sitä suurempi kuorma Mitä suurempi pitoisuus, sitä suurempi kuorma Molemmat suuria hyvin suuri kuorma 250 200 150 100 50 Esimerkiksi pellolla tehtävillä toimenpiteillä voidaan vaikuttaa pelloilta huuhtoutuvan veden pitoisuuteen 0 0 50 100 150 200 250 virtaama
Miten muokkaus näkyy ojaveden laadussa? Valunnan ja veden sameuden suhde muuttuu peltojen kyntämisen jälkeen Esimerkki pieneltä peltovaltaiselta valuma-alueelta
Tutkimusasetelma toimenpiteiden mittaamiseksi Mittaukset ennen/jälkeen toimenpiteen toteutusta Talviaikaisen kasvipeitteisyyden vaikutukset, kipsin vaikutukset Mittaukset toimenpidealueen ylä/alapuolella kosteikkomittaukset Mittaukset toimenpidealueella/referenssialueella Salaojamittaukset, kipsin vaikutukset
Muokkauksen vaikutus salaojien kautta huuhtoutuvaan ravinnekuormaan
Muokkauksen vaikutus salaojien kautta huuhtoutuvaan kuormitukseen kevät 2015
Muokkauksen vaikutus salaojien kautta huuhtoutuvaan kuormitukseen kevät 2015 LOHKO I LOHKO III LOHKO II LOHKO IV 11
Salaojat syksy 2015: muokkaus vs jankkurointi 12
Käsittelyjen vaikutukset keskimäärin Kevytmuokkaus lisäsi salaojien kautta huuhtoutuvaa kiintoaine- ja fosforikuormitusta noin 3-kertaiseksi ja käsittely KA (kg/ha) TP (kg/ha) NO23-N (kg/ha) kasvipeite 28 0,03 1,4 muokkaus 82 0,10 2,6 2,9 2,9 1,9 käsittely KA (kg/ha) TP (kg/ha) NO23-N (kg/ha) muokkaus 110 0,11 7,1 jankkurointi 117 0,11 2,5 1,1 1,0 2,9 typpikuormitusta 2-kertaiseksi verrattuna kasvipeitteisyyteen Jankkurointi lisäsi lyhytaikaisesti kiintoaine- ja fosforihuuhtoumia vs. kevytmuokkaus mutta syksy+kevät eroa ei ollut Kevytmuokkaus lisäsi nitraattitypen huuhtoumaa 3-kertaiseksi verrattuna jankkurointiin Pellon pinnalla tehtävät toimet vaikuttavat myös salaojien kautta huuhtoutuvaan kuormitukseen 13
Esimerkki tehokkaasta vesiensuojelumenetelmästä Miten kipsi vaikuttaa eroosioon ja fosforin huuhtoutumiseen? Kipsiä levitettiin koealueen pelloille syksyllä 2008 Pelto-ojan sameutta ja virtaamaa mitattiin tunnin välein ennen kipsin levitystä ja sen jälkeen Petri Ekholm, Syke
Kipsin vaikutus fosforikulkeuman vähentämisessä Kuvaajat, Petri Ekholm, Syke
Mitä havaittiin? Kipsi vähensi maahiukkasiin sitoutuneen fosforin kuormaa noin puolella Kipsi vähensi myös liuenneen fosforin huuhtoumaa Vaikutus kestää vähintään neljä vuotta
Talviaikaisen kasvipeitteisyyden vaikutukset eroosioon ja fosforihuuhtoumaan 2007-08 2013-14 2007-08 38 % 62 % 2013-14 71 % 29 % Mittausasema, 1h frekvenssi, 2006 alkaen
Leuto talvi
Esimerkki leudon talven valuntatapahtumista 2014
Valunnan ja kokonaisfosforikuoman suhde kasvukauden ulkopuolella kun lämpötila > 0 C pintavaluntaa Talviaikaisen kasvipeitteisyyden lisääntyminen vähensi kasvukauden ulkopuolella tapahtuvaa kokonaisfosforihuuhtoumaa keskimäärin 22 % (15-35 %)
Lisääkö kasvipeitteisyys liukoisen fosforin huuhtoumaa? EI!
Kosteikon vaikutukset Automaattiasema Pisteet 1,2,3,4 ja 5 Rakennettu 2010 Rakennettu 2014-15
Sameus, kiintoaine ja fosfori kevät kesä syksy
Fosforin pidättyminen 85-90 % fosforista kiintoaineeseen sitoutuneena Fosforin pidättyminen pääasiassa kiintoaineen sedimentoitumisen kautta Korkeimmat suhteelliset reduktiot (%) kasvukauden aikana, vuositasolla 10-20 % Korkeimmat absoluuttiset reduktiot (kg) kasvukauden ulkopuolella kevät- ja syystulvien aikana Life+11 ENV/FI/911 Urban Oases
Typpi kevät syksy kesä marraskuu
typpi Typen pidättyminen 70-80 % typestä liuenneena nitraattityppenä Pidättyy ja poistuu pääasiassa kasvien typenoton ja denitrifikaation kautta. Suhteellinen reduktio suurimmillaan kesäaikaan, kun kuorma on pieni, vuositasolla noin 15 % Life+11 ENV/FI/911 Urban Oases
Kosteikon toiminta paranee sen ikääntyessä Uusi kosteikko
Kosteikkoketjun vaikutus veden laatuun Kiintoainereduktio kevättalvella 2016 Lumen sulanta Niittu 4 % + Portti 13 % Sulantaa seuraava rakentamisjakso: Niittu 22 % + Portti 9 %
Peruskuivatuksen parantaminen -kaivuutöiden vaikutus Lepsämänjoen yläosan uoma kaivettiin mittausasemalta alavirtaan 2011 talvella Kaivuu mittausasemalta ylävirtaan 2014 joulukuussa Tavoitteena parantaa peltojen kuivatusta ja vähentää tulvahaittoja Miten kaivuutyöt vaikuttivat joen veden laatuun?
Kaivuutöiden vaikutus Sameuden ka ennen kaivuuta 45 NTU ja kaivuun aikana 235 NTU
Kaivuutöiden vaikutus kiintoainekuormaan Kiintoainepitoisuus/virtaama normaali taso vs. kaivuutöiden aikainen taso Kiintoainekuorma virtaamatilanteessa normaalisti: 22 600 kg Kaivuun aikana: 50 000 kg Kaivuun osuus vuoden kiintoainekuormasta 9 %
Vaikutukset: CODMn ja happipitoisuus - Orgaanisen aineksen hapen kulutus kasvaa kaivuutöiden aikana - Happitilanne tyypillisesti hyvä tähän aikaan vuodesta
Yhteenveto Automaattimittauksilla on mahdollista todentaa vesiensuojelutoimenpiteiden vaikutukset jopa valuma-aluetasolla Pellon pinnalla tehtävät toimet vaikuttavat salaojien kautta huuhtoutuvaan kiintoaine- ja ravinnehuuhtoumaan Kipsi ja talviaikainen kasvipeitteisyys vähentävät tehokkaasti eroosiota ja fosforihuuhtoumaa savisilla pelloilla Pieni kosteikko vähensi järveen huuhtoutuvaa kiintoaine- ja ravinnekuormaa, mutta sen teho kasvukauden ulkopuolella kaikkein kuormittavimpaan aikaan on suhteellisesti heikoimmillaan Hoito/kunnostustoimenpiteiden toteuttamisen aikainen seuranta antaa tietoa mahd. töiden aikaisen kuorman ja toimenpiteellä saavutettavan hyödyn suhteesta kokonaishyöty
Kiitos!