VALKJÄRVEEN LASKEVIEN OJIEN KIINTOAINE- JA RAVINNEKUORMITUS SEKÄ KUNNOSTUSTOIMIEN OPTIMOINTI VIRPI PAJUNEN

VALKJÄRVEEN LASKEVIEN OJIEN KIINTOAINE- JA RAVINNEKUORMITUS SEKÄ KUNNOSTUSTOIMIEN OPTIMOINTI VIRPI PAJUNEN HELSINGIN YLIOPISTO YMPÄRISTÖEKOLOGIAN LAITOS PRO GRADU -TUTKIELMA 08.06.2010 1

HELSINGIN YLIOPISTO HELSINGFORS UNIVERSITET Tiedekunta/Osasto Fakultet/Sektion Faculty Biotieteellinen tiedekunta Tekijä Författare Author Laitos Institution Department Ympäristöekologian laitos Virpi Pajunen Työn nimi Arbetets titel Title Valkjärveen laskevien ojien kiintoaine- ja ravinnekuormitus sekä kunnostustoimien optimointi Oppiaine Läroämne Subject Ympäristöekologia Työn laji Arbetets art Level Pro gradu -tutkielma Tiivistelmä Referat Abstract Aika Datum Month and year 08.06.2010 Sivumäärä Sidoantal Number of pages 71 s. + 5 liitettä Valkjärvi sijaitsee Nurmijärvellä Klaukkalan taajama-alueen kupeessa, joten sen virkistysarvo on merkittävä. Järvi on luokiteltu runsasravinteisten ja -kalkkisten järvien tyyppiin ja sen ekologinen luokka on tyydyttävä. Etenkin kesäisin järvi on voimakkaasti sisäkuormitteinen. Järveä on kunnostettu yrittämällä pienentää sen sisäistä kuormitusta. Tässä työssä selvitettiin kahdeksan Valkjärveen laskevan ojan aiheuttaman kiintoaine- ja ravinnekuormituksen määrää ja alkuperää, ja erilaisten ulkoista kuormitusta vähentävien kunnostustoimenpiteiden tehokkuutta ja soveltuvuutta Valkjärven valumaalueelle. Tässä vuoden kestäneessä tutkimuksessa kuormitusta selvitettiin laskemalla ojakohtaiset kuormitukset ojista mitatun virtaaman ja ojavesinäytteistä määritettyjen kiintoaine- ja ravinnepitoisuuksien perusteella. Ojavesistä analysoitiin ph, sameus, kiintoaine, kokonaistyppi, nitraatti+nitriittityppi, ammoniumtyppi, kokonaisfosfori ja fosfaattifosfori. Ajoittain vesinäytteistä määritettiin myös suolistoperäiset indikaattoribakteerit mahdollisen ulosteperäisen kuormituksen selvittämiseksi. Virtaamaa mitattiin mittapadoilla ja Lähtelänojaan asennetun jatkuvatoimisen pinnankorkeusanturin avulla. Kuormitus laskettiin järven valuma-alueen kolmelle suurimmalle ojalle, jotka ovat Lähtelänoja, Järvenpään pelto-oja sekä Hyypiänmäenoja. Suuri osa Valkjärveen kohdistuvasta ulkoisesta kuormituksesta on peräisin kolmen suurimman ojan valuma-alueilta (47 % järven koko valuma-alueesta). Näiden ojien yhteenlaskettu vuotuinen kuormitus on 353 kg fosforia, 3200 kg typpeä ja 215 000 kg kiintoainetta. Jos näiden ojien aiheuttama kuormitus suhteutettaisiin järven koko valuma-alueeseen, olisi vuotuinen ulkoinen kuormitus 734 kg fosforia, 6855 kg typpeä ja 460 000 kg kiintoainetta. Ulkoinen kuormitus olisi tämän mukaan suurempaa kuin aiemmin on arvioitu erilaisten kuormitusmallien avulla vuosina 1989, 1997 ja 2008. Ojien vedenlaadun ja maastotutkimusten perusteella kuormituksen voidaan olettaa olevan peräisin pelloilta, eläintiloilta ja hajaasutuksen jätevesistä. Etenkin Lähtelänojassa ja Järvenpään pelto-ojassa havaittiin ulosteperäiseen saastumiseen viittaavia kohonneita ammoniumtyppipitoisuuksia ja suolistoperäisten indikaattoribakteerien määriä. Suuri kiintoainekuormitus johtuu alueen savisesta maaperästä, joka on hyvin altis eroosiolle. Valkjärven ulkoisen kuormituksen vähentämiseksi on keskityttävä eroosion torjuntaan, kuten ojauomien kunnostamiseen ja maanviljelytekniikoiden parantamiseen, haja-asutuksen ja eläintilojen jätevesiratkaisujen kehittämiseen ja hulevesien käsittelyyn. Tässä tutkimuksessa tehtyjen laskelmien mukaan kosteikkojen rakentaminen valuma-alueelle ei olisi kannattavaa. Avainsanat Nyckelord Keywords Ulkoinen kuormitus, veden laatu, haja-asutuksen jätevedet, kunnostus, eroosion torjunta, kosteikot Säilytyspaikka Förvaringställe Where deposited Helsingin yliopisto, ympäristöekologian laitos Muita tietoja Övriga uppgifter Additional information Pro gradu tutkielman ohjaajat Timo Kairesalo, Helsingin yliopisto ja Kirsti Lahti, Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry

1. Johdanto... 2 2. Tutkimusalue ja olosuhteet... 5 2.1. Yleiskuvaus Valkjärvestä... 5 2.2. Valkjärveen laskevat ojat... 7 2.2.1. Puokanoja... 8 2.2.2. Hyypiänmäenoja... 9 2.2.3. Järvenpään pelto-oja... 11 2.2.4. Lähtelän uimarannan oja, vasen... 12 2.2.5. Lähtelän uimarannan oja, oikea... 13 2.2.6. Lähtelänoja... 16 2.2.6. Tiiraoja... 17 2.2.7. Rantalanoja... 17 2.3. Hydrologiset olot... 21 3. Menetelmät... 23 3.1. Virtaaman mittaus... 23 3.2. Jatkuvatoiminen vedenlaadun seuranta... 24 3.3. Näytteenotto ja analyysimenetelmät... 25 3.3.1. Vesinäytteet... 25 3.3.2. Sedimenttinäytteet... 26 3.4. Laskentamenetelmät... 26 3.4.1. Kuormituslaskelmat... 26 3.4.2. Kosteikkolaskelmat... 28 3.5. Maankäytön selvitys... 28 4. Tulokset... 29 4.1. Vedenlaatu... 29 4.2. Ojasedimentit... 43 4.3. Lähtelänojan jatkuvatoiminen seuranta... 44 4.4. Ojien tuoma kuormitus... 46 4.5. Kosteikkolaskelmat... 51 5. Tarkastelu... 52 5.1. Kuormituslähteet... 52 5.2. Kunnostustoimenpiteet... 59 6. Kiitokset... 65 7. Kirjallisuus... 66 Liitteet... 71

1. Johdanto Uudellamaalla Nurmijärvellä sijaitseva Valkjärvi on pieni, pinta-alaltaan vain 152 ha, mutta keskeisen sijaintinsa vuoksi järven virkistysarvo on suuri. Valkjärven välittömässä läheisyydessä sijaitsee kasvava Klaukkalan asutuskeskus. Koko Uudenmaan alue on vähäjärvinen, mikä korostaa sen harvojen järvien virkistysarvoa. Valkjärvi on tyypitelty runsasravinteisten ja -kalkkisten järvien tyyppiin ja sen ekologinen luokka on tyydyttävä (Suomen ympäristökeskuksen Oiva-palvelu). Järven sisäisen kuormituksen osuudeksi on arvioitu noin 90 % kokonaiskuormituksesta (Lappalainen & Väisänen 1998). Ulkoinen kuormitus korostuu talvella ja keväällä, jolloin ulkoinen fosforikuormitus muodostaa yli puolet järven kokonaiskuormituksesta. Kesäisin järvi on kuitenkin selvästi sisäkuormitteinen. Rehevässä järvessä perustuottajille käytettävissä olevia ravinteita, kuten liukoista typpeä ja fosforia, on paljon, mikä mahdollistaa kasviplanktonin ja vesikasvillisuuden runsaan kasvun kesäisin. Loppukesällä kuollutta kasvi- ja levämassaa sedimentoituu järven pohjalle runsaasti ja tämän kuolleen orgaanisen aineen hajotus voi kuluttaa pohjalla olevan hapen loppuun. Pohjan hapettomista oloista ei koidu ainoastaan eliökuolemia, vaan myös sedimenttiin sitoutunut fosfori vapautuu vesimassaan ja on taas perustuottajien käytettävissä. Järven ollessa hyvin sisäkuormitteinen ja viipymältään lyhyt (alle 2 vuotta) pääosa ulkoisen kuormituksen tuomasta fosforikuormasta poistuu järviekosysteemistä nopeasti (Kalff 2003). Valkjärven viipymä, 5,8 vuotta, on tähän verrattuna moninkertainen, jolloin ulkoisen kuormituksen merkitys kasvaa, kun fosfori ei poistu järvestä luusuan kautta ripeästi. Vesistöihin kohdistuvan typpi- ja fosforikuormituksen määrä kasvaa ihmistoiminnan vaikutuksesta. Ravinnekuormitukseen vaikuttavia antropogeenisiä tekijöitä ovat muun muassa maatalous ja jätevedet (Kalff 2003). Varsinkin maatalouden aiheuttamia ravinnepäästöjä on tutkittu laajalti (Cooke & Prepas 1998, Bechmann ym. 2004, Diesel ym. 2004, Jarvie ym. 2010). 2

Maatalousalueiden läpi virtaavissa ojissa typpi- ja fosforipitoisuudet ovat suuria verrattuna luonnontilaisiin maihin. Tutkimuksissa on havaittu järveen laskevien ojien korkeiden ravinnepitoisuuksien aiheuttavan kohonneita pitoisuuksia myös järvessä (Bechmann ym. 2004). Peltoalueiden ojissa liukoinen typpi esiintyy pääasiassa nitraattimuodossa, kun taas karjatalousmailla ammonium on keskeisemmässä asemassa (Cooke & Prepas 1998). Pääosa fosforista on sitoutuneena hienojakoisiin maapartikkeleihin. Kiintoainekseen sitoutunut fosfori ei ole kasviplanktonille käyttökelpoisessa muodossa, mutta maapartikkeleiden joutuessa järviveteen, missä liukoisen fosfaatin pitoisuus on pienempi kuin ojassa, fosfori saattaa vapautua vesimassaan, jolloin se on kasviplanktonin käytettävissä (Hatch ym 1999, Reynolds & Davies 2001, Uusitalo ym. 2003). Fosforin sitoutumistaipumus erityisesti hienoon maa-ainekseen korostaa myös kiintoainekuormituksen merkitystä. Maaperän laatu, maanmuokkaus ja sateen intensiteetti vaikuttavat kiintoainekuormitukseen ja samalla myös fosforin huuhtoutumiseen (Kalff 2003, Shigaki ym. 2006, Puustinen ym. 2007a). Järvien ulkoista kuormitusta vähentämällä on saatu typpi- ja fosforipitoisuudet pienenemään järvissä (Jeppesen ym 2005, Søndergaard ym. 2005, Marsden 2006, Schauser & Chorus 2007). Positiiviset tulokset ovat selvimmin nähtävissä useiden vuosien päästä. Varsinkin järven sisäkuormitteisuus hidastaa elpymistä (Jeppesen ym 2005, Søndergaard ym. 2005, Marsden 2006). Sisäkuormitteista järveä kunnostettaessa on tärkeää vähentää ulkoista kuormitusta, vaikkei sen merkitys olisikaan suuri. Ulkoisen kuormituksen minimointi parantaa sisäisenkuormituksen vähentämismahdollisuuksia (Lappalainen 1990, Mehner ym 2008). Kunnostustoimiin ryhdyttäessä on tärkeä selvittää ulkoisen kuormituksen pääasialliset lähteet ja kohdistaa ensisijaisesti kunnostustoimenpiteet niihin (Mander & Shirmohammadi 2008). Erilaisia ulkoista kuormitusta vähentäviä toimenpiteitä ovat muun muassa peltoviljelyn tuotantomenetelmien kehittäminen esimerkiksi suorakylvömenetelmällä tai ympärivuotisella kasvipeitteellä, erilaiset peltojen suojavyöhykkeet, salaojitukset, uomaeroosion ehkäisy ojaluiskia vahvistamalla, suodatuskentät sekä kosteikot ja viemäröimättömien alueiden 3

jätevesiratkaisut (Mattila 2005). Valkjärven valuma-alueelle on suunniteltu alustavasti kosteikkojen rakentamista (Mäkinen 1998). Jo olemassa olevista kosteikoista on sekä hyviä että huonoja kokemuksia (Braskerud ym 2005, Koskiaho 2006). Kosteikon toimivuuteen vaikuttavat kosteikon pohjalla olevan maaperän laatu (riittävästi fosforia pidättäviä alumiini- ja rautaoksideja) sekä kosteikon koko (Koskiaho 2006). Työn tarkoituksena on (1) selvittää Valkjärveen laskevien ojien aiheuttaman kiintoaine- ja ravinnekuormituksen määrää ja alkuperää sekä (2) arvioida erilaisten ulkoiseen kuormitukseen vaikuttavien kunnostustoimenpiteiden tehokkuutta ja soveltuvuutta Valkjärven valuma-alueelle. Kuormitusselvitys perustuu ajalla lokakuu 2008 syyskuu 2009 toteutettuun ojavesinäytteenottoon, ojasedimenttien viljavuusanalyyseihin ja alueen maankäytön kartoittamiseen. Alueelle suunniteltujen kosteikkojen soveltuvuutta Valkjärven osavaluma-alueilla selvitin laskukaavoilla. Lisäksi pohdiskelen kuormituksen alkuperän ja valumaalueen ominaisuuksien perusteella mitä muita toimenpiteitä voisi tehdä kuormituksen hillitsemiseksi Valkjärven valuma-alueella. 4

2. Tutkimusalue ja olosuhteet 2.1. Yleiskuvaus Valkjärvestä Valkjärvi sijaitsee Nurmijärvellä Klaukkalan taajaman luoteispuolella. Järvi on pinta-alaltaan 152 ha ja sen keskisyvyys on 7 metriä. Järvi on muodoltaan pitkänomainen ja sen eteläpäässä on kaksi lahtea, joissa molemmissa on uimaranta. Vesikasvillisuus on runsasta rantavesissä ja etenkin järven lahdissa, minne myös valuma-alueelta laskevat ojat purkautuvat (Sinkko 2007). Järvestä vesi purkautuu luusuassa olevan säännöstelypadon kautta Luhtajokeen järven pohjoisosassa. Purkautuminen on hidasta, sillä järven keskimääräinen viipymä on 5,8 vuotta (Lappalainen 1990). Järven valuma-alueen kokonaispinta-ala on 809 ha. Valuma-alue voidaan jakaa 17 osavaluma-alueeseen, joista valtaosa on pintaalaltaan pieniä ja vailla varsinaista pääuomaa (Mäkinen 1998). Osavaluma-alueilta laskee järveen yhteensä 12 ojaa (Hellman 1999). Noin 34 % Valkjärven kokonaisvaluma-alueen pinta-alasta koostuu pelloista (Kuva 1). Valuma-alueella on peltojen lisäksi sekametsää, pihapiirejä, katettua taajama-aluetta sekä katettua teollisuusaluetta. Katetut alueet keskittyvät taajama-alueelle Valkjärven itä- ja koillispuolelle, kun taas järven länsipuoli on hyvin peltovaltaista ja asutus on harvaa. Järven itäpuolella sijaitsevat valuma-alueet ovat pieniä, metsäisiä, jyrkästi järveen viettäviä ja melko tiheään asutettuja. Suurimmat osavaluma-alueet sijaitsevat järven etelä- ja länsipuolilla, missä maasto on tasaisempaa. 5

Kuva 1. Valkjärven ojien valuma-aluerajaukset sekä näytteenottopisteet. Ojat 2 = Puokanoja, 3 = Hyypiänmäenoja, 4 = Järvenpään pelto-oja, 5 = Lähtelän uimarannan oja, vasen, 6 = Lähtelän uimarannan oja, oikea, 7 = Lähtelänoja, 10 = Tiiranoja ja 12 = Rantalanoja. Alueen maa-aines on hyvin hienojakoista ja eroosioherkkää savea, mikä aiheuttaa kiintoainekuormitusta järveen ojien välityksellä. Valkjärven vesi onkin sameaa. Valkjärven vedenlaatua on tutkittu säännöllisesti vuodesta 1986 lähtien (Hellman 1999) ja järven tuotantotyyppi on rehevä. Järven kesäaikaista alusveden hapettomuusongelmaa on saatu pienennettyä Minox-ilmastimella, joka otettiin käyttöön vuonna 1991. Vuodesta 1998 lähtien käytössä on ollut lähes keskeytyksettä kaksi ilmastinta (Nurmijärven kunta 2009). Kesäiseen pohjan vähähappisuuteen liittyy myös pohjanläheisen veden kokonais- ja fosfaattifosforipitoisuuksien huomattava nousu, mikä ilmentää järven voimakasta sisäkuormitteisuutta. Perustuotanto on myös tällöin suurimmillaan ja järvessä on esiintynyt muun muassa sinileväkukintoja. Voimakas leväkukinta voi kohottaa 6

veden ph:n arvoihin 8 10 (Nurmijärven kunta 2009). Korkea ph voi aiheuttaa hiukkasiin sitoutuneen fosforin liukenemista ja häiritä kasviplanktonia harventavaa eläinplanktonia (Lappalainen 1990). Valkjärven valuma-alueen merkittävimpiä hajakuormituslähteitä ovat peltoviljely, hevos- ja karjatilat sekä haja- ja loma-asutus (Lappalainen 1990). Loma-asutus on keskittynyt aivan järven rannan tuntumaan. Valkjärven valuma-alueen hajaasutuksen ympäristökartoituksen mukaan ranta-asutuksen jätevesiä johdetaan muun muassa umpisäiliöihin, suodatus- ja imeytyskenttiin, pienpuhdistamoihin sekä suoraan maahan (Niemelä 2001). Saman selvityksen mukaan valuma-alueen pellot ovat pääosin viljelykäytössä, mutta osalla laiduntaa hevosia ja lypsylehmiä. Eläintilat sijaitsevat aivan järven tuntumassa ja laidunmaat viettävät Valkjärveen ja siihen laskeviin ojiin. Valkjärveen kohdistuva hajakuormitus koostuu typpi- ja fosforikuormituksesta. Järveen laskevien ojien vedenlaatua ei ole aikaisemmin tutkittu, vaan kuormituslaskelmat ovat perustuneet valmiisiin vesistömalleihin (Lappalainen 1990, Lappalainen & Väisänen 1998, Hagman 2009). Kolmelle osavalumaalueelle (Saunalahti, Järvenpää ja Lahtela) on suunniteltu perustettavaksi kosteikkoja ja laskeutusaltaita (Mäkinen 1998). 2.2. Valkjärveen laskevat ojat Valkjärveen laskevista 12 ojasta keskitytään tässä työssä kahdeksaan. Ojien valuma-alueet on tätä työtä varten määritetty siten, että valuma-alueet käsittävät vain sellaiset maa-alueet, joilta valunta järveen tapahtuu tarkasteltavien laskuojien kautta. Ojien valuma-alueet kattavat yhteensä 60 % (485 ha) Valkjärven kokonaisvaluma-alueesta. Kahdeksasta ojasta (Taulukko 1) kolme suurinta on erityistarkastelun kohteena, sillä niillä oletetaan olevan suurin merkitys järven ulkoisessa kuormituksessa. Ojien numerokoodit on valittu sen järven osavalumaalueen mukaan, jolla oja sijaitsee. 7

Taulukko 1. Tutkimuksessa tarkasteltavat Valkjärven ojat ja niiden valumaalueiden pinta-alat. Koodi Laskuoja Osavalumaalue Ojan valuma-alue, ha Tihennetty näytteenotto 2 Puokanoja Puokka 54 3 Hyypiänmäenoja Saunalahti 89 X 4 Järvenpään pelto-oja Järvenpää 109 X 5 Lähtelän uimarannan oja, vasen 6 Lähtelän uimarannan oja, oikea Lähtelän uimaranta, vasen Lähtelän uimaranta. oikea 12 6 7 Lähtelänoja Lahtelanranta 180 X 10 Tiiranoja Tiiranranta 27 12 Rantalanoja Rantala 8 2.2.1. Puokanoja Puokanojan valuma-alue sijaitsee Valkjärven luoteisella puolella ja on pohjoisin järven laskuojien valuma-alueista. Puokanoja saa alkunsa Soltin pellolta Valkjärventien pohjoispuolelta. Oja alittaa Valkjärventien ja kulkee pellon reunaa aina Valkjärveen saakka. Matkalla ojaan yhtyy lukuisia pelto-ojia sekä muutama tienvarsioja. Alueen maaperä on pääosin savimaata, mutta valuma-alue rajautuu mäkiin, jotka ovat ohuen pintamaan peittämää kalliomaata. Valuma-alue koostuu pääosin pelloista ja sekametsästä (Kuva 2.1.). Asutus on harvaa. Puokanojan valuma-alueella toimii kaksi hevostilaa ja valuma-alueen pellot ovat laitumina. 8

Oja purkautuu järveen ratsastuskentän vieressä (Kuva 2.2.). Ojauoma on syvään uurtunut ja se on kasvukaudella runsaan kasvillisuuden ympäröimä. Näytteenottopaikka sijaitsi ratsastuskentän vieressä ja näytteet on otettu Puokantien alittavasta rummusta. Tiheä asutus 0 % Metsä 54 % Pelto 46 % Kuva 2.1. Maankäytön jakautuminen Puokanojan valuma-alueella. Asutus on sisällytetty metsän osuuteen. 2.2.2. Hyypiänmäenoja Hyypiänmäenojan valuma-alue sijaitsee Valkjärven länsipuolella ja se rajautuu koillisosassaan Puokanojan valuma-alueeseen. Valuma-alue on pääasiassa metsäinen, mutta alueen pohjoispäässä on peltoa (Kuva 3.1.). Hyypiänmäenoja saa alkunsa pellolta Hakamäeltä Suonrannantien pohjoispuolelta. Oja alittaa tien, jonka jälkeen se kulkee pellon reunassa Valkjärventielle saakka. Tässä kohdassa ojaan yhtyy ojia pellolta, metsäalueelta valuma-alueen länsipuolelta sekä Valkjärventien varrelta. Oja alittaa tien ja muuttuu pelto-ojasta metsäiseksi puroksi (Kuva 3.2.). Oja kulkee rotkossa lehtomaisessa metsässä aina Valkjärveen saakka. 9

Pääosa Hyypiänmäenojan valuma-alueen maaperästä on savimaata. Valuma-alue rajautuu kalliopohjaisiin mäkiin, joiden alarinteillä on moreenimaata. Aivan Valkjärventien tuntumassa sijaitsee pieni hevostila, jonka peltokaistale viettää ojaan päin. Muuten valuma-alue järven ja Valkjärventien väliseltä osaltaan on metsämaata muutamia mökkejä ja asuntoja lukuun ottamatta. Hyypiänmäeltä valtaojaan yhtyy vielä pieni sivu-uoma. Ojan alkupäässä on hakattu metsää. Ojauoma on uurtunut syvään ja on leveä puromaiselta osaltaan. Näytteenottopaikka sijaitsi Saunalahden venerannalle johtavan ajouran varressa noin sadan metrin päässä järven rannasta. Tiheä asutus 0 % Pelto 34 % Metsä 66 % Kuva 3.1. Maankäytön jakautuminen Hyypiänmäenojan valuma-alueella. Asutus on sisällytetty metsän osuuteen. 10

2.2.3. Järvenpään pelto-oja Valkjärven lounaispuolella sijaitseva Järvenpään pelto-ojan valuma-alue rajautuu pohjoisessa Hyypiänmäenojan valuma-alueeseen. Valuma-alueen länsiosassa on metsää ja Järvenpään pelto-oja saa alkunsa metsäiseltä Kailassuon alueelta. Valuma-alue onkin pääosin sekametsää (Kuva 4.1.). Oja kulkee nimensä mukaisesti laajahkojen peltoalueiden läpi, kunnes se laskee lahden poukamaan Valkjärven lounaisosassa. Ojaan yhtyy useita pelto- ja tienvarsiojia. Valumaalueen lounaisosassa on tiheää omakotiasutusta, joiden hulevedet valuvat tienvarsiojia pitkin lopulta Järvenpään pelto-ojaan. Pellot ovat viljelykäytössä. Järven rannalla, ojan purkautumiskohdan läheisyydessä, sijaitsee hevostila, jonka ratsastuskenttä ja hevoslaidun rajautuvat ojaan (Kuva 4.2.). Valuma-alueen maaperä on savimaata lukuun ottamatta raja-alueilla olevia mäkiä, jotka ovat kalliomaata. Mäkiä reunustavat kapeat moreeni- tai hiekkamaat. Ojat ovat uurtuneet syviin uomiin. Näytteenottopaikka sijaitsi ojan purkupaikalla. Tiheä asutus 21 % Muu 5 % Pelto 25 % Metsä 49 % Kuva 4.1. Maankäytön jakautuminen Järvenpään pelto-ojan valuma-alueella. Osio muu sisältää muun muassa ratsastuskentän ja teitä. 11

2.2.4. Lähtelän uimarannan oja, vasen Lähtelän uimarannan vasemman ojan valuma-alue on toinen kahdesta uimarannan valuma-alueesta. Näille valuma-alueille on yhteistä niiden pieni koko. Uimarannan vasemman ojan valuma-alue sijaitsee Valkjärven lounaispuolella rajoittuen lännessä Järvenpään pelto-ojan valuma-alueeseen ja idässä uimarannan oikeanpuoleisen ojan valuma-alueeseen. Valuma-alueelta järveen purkautuva oja kulkee uimarannan viereisen pellon poikki ja siihen yhtyvät myös Valkjärventien ojat. Valuma-alue koostuu pellosta ja pienestä mäkisestä metsäkaistaleesta Valkjärventien länsipuolella (Kuva 5.1.). Maaperä peltoalueella on savimaata ja metsä kalliomaata. Valuma-alueella ei ole lainkaan asutusta. Oja kulkee pienen matkan pellon ja uimarannan välissä ennen purkautumistaan järveen uimarannan länsireunassa. Tällä matkalla ojauoma on noin metrin syvyinen, vaikkakin vettä ojassa on vähän (Kuva 5.2.). Näytteenottopaikka sijaitsi tässä kohdassa. Muu 22 % Tiheä asutus 0 % Pelto 53 % Metsä 25 % Kuva 5.1. Maankäytön jakautuminen Lähtelän uimarannan vasemman ojan valuma-alueella. Osio muu sisältää muun muassa teitä ja uimaranta-aluetta. 12

Kuva 2.2. Puokanojan näytepisteen vieressä sijaitsee ratsastuskenttä (Kuva tekijän). Kuva 3.2. Hyypiänmäenoja virtaa vuolaana metsäisenä purona (Kuva: Leena Ryynänen). 13

Kuva 4.2. Järvenpään pelto-ojan välittömässä läheisyydessä on muun muassa hevoslaidun (Kuva tekijän). Kuva 5.2. Lähtelän uima-rannan vasemmanpuoleisen ojan uoma on syvään uurtunut (Kuva: Leena Ryynänen). 14

2.2.5. Lähtelän uimarannan oja, oikea Lähtelän uimarannan vasemman ojan valuma-alueen kaakkoispuolella sijaitsee pienempi uimarannan oikean ojan valuma-alue. Tämä valuma-alue on pääasiassa metsikköä, mutta siihen kuuluu myös pieni kaistale peltoa, jonka reunalta ojauoma alkaa (Kuva 6.1.). Oja kulkee pellon reunalta metsikköön, missä se kulkee osittain puujuurakkojen alla ennen purkautumistaan järveen metsikön reunassa uimarannan itäreunassa (Kuva 6.2.). Metsikkö päättyy järven rannalla rantavalliin, joka estää pintavalunnan metsiköstä järveen. Metsikkö muistuttaakin kosteikkoa, sillä se on täynnä lätäköitä ja ojanpätkiä, jotka eivät johda minnekään. Pientä pintavaluntaa alueelta on kuitenkin havaittavissa järveen laskevaan ojaan. Metsikössä vallitsee mätänevän kasviaineksen haju. Maaperä alueella on savimaata. Valuma-alueella sijaitsee pieni kustantamo. Näytteenottopaikka sijaitsi ojan purkukohdan läheisyydessä. Tiheä asutus 0 % Muu 10 % Pelto 12 % Metsä 78 % Kuva 6.1. Maankäytön jakautuminen Lähtelän uimarannan oikeanpuoleisen ojan valuma-alueella. Osio muu sisältää muun muassa valuma-alueilla sijaitsevan kustantamon ja uimaranta-aluetta. 15

2.2.6. Lähtelänoja Valkjärven ojien suurin valuma-alue, Lähtelänojan valuma-alue, sijaitsee järven etelä- ja kaakkoispuolella. Lähtelänoja kulkee peltojen keskellä saaden alkunsa Klaukkalan urheilukentän kupeesta. Ennen purkautumistaan Valkjärveen oja kulkee vielä notkelmassa metsän keskellä. Ojaan yhtyy lukuisia pelto- ja tienvarsiojia ja siihen purkautuvat Järvihaan teollisuusalueen ja taajama-asutuksen sadevesiputkia. Valuma-alueen pellot ovat viljelykäytössä. Osa pelloista toimii myös laidunmaana, sillä ojan välittömässä läheisyydessä sijaitsee karjatila. Taajama- ja teollisuusalueet kattavat valuma-alueen pinta-alasta noin kolmanneksen. Alueella on myös metsää (Kuva 7.1.). Valuma-alueen maaperä on savimaata. Siellä täällä esiintyy myös kallio-, moreeni- ja hiekkamaita. Alueen ojat, etenkin valtauoma, ovat syvään uurtuneita ja siellä täällä ojanpenkoissa esiintyy sortumia (Kuva 7.2.). Näytteenottopaikka sijaitsi metsässä ojan viimeisessä mutkassa ennen järveä. Taajama 38 % Pelto 36 % Metsä 26 % Kuva 7.1. Maankäytön jakautuminen Lähtelänojan valuma-alueella. 16

2.2.6. Tiiraoja Tiiranojan valuma-alue sijaitsee Valkjärven kaakkoispuolella rajoittuen etelässä Lähtelänojan valuma-alueeseen. Tiiranoja kulkee kapean peltokaistaleen keskellä, missä siihen yhtyy pienempiä pelto-ojia ja muutama tienvarsioja. Oja purkautuu Valkjärveen Tiiranrannan uimarannan kupeessa venepaikalla. Pääosa valumaalueesta on mäkistä metsämaata (Kuva 8.1.). Pohjoispuolisella metsärinteellä on omakotiasutusta, mutta eteläpuolinen metsä on rakentamaton. Maaperä on savimaata, mutta valuma-alueen rajalla pohjoisessa on kalliomaata. Näytteenottopaikka sijaitsi ojan purkautumiskohdan tuntumassa (Kuva 8.2.). Tiheä asutus 22 % Muu 4 % Pelto 20 % Metsä 54 % Kuva 8.1. Maankäytön jakautuminen Tiiranojan valuma-alueella. Osio muu sisältään muun muassa uimaranta-aluetta. 2.2.7. Rantalanoja Rantalanojan valuma-alue sijaitsee Valkjärven itäpuolella. Valuma-alueen keskellä kulkee avo-oja, joka saa alkunsa Klaukkalantien tienvarsiojista. Oja kulkee notkossa pienten niittyjen välissä. Ennen järveä on kaistale metsää, missä ojaan yhtyy niityltä tuleva sivu-uoma. Sivu-uoma on kuluttanut jyrkkään metsärinteeseen syvän uoman, jonka reunat ovat savea. Myös valuma-alueen pääoja kulkee syvässä uomassa, jonka pohja on kovaa savea. Kasvillisuus 17

niittyalueella on runsasta ja oja kulkee osittain kasvillisuusmättäiden alla. Maaperä valuma-alueella on kauttaaltaan savea, metsässä karikekerros on ohut. Valuma-alue koostuu metsiköstä, mutta alueella on myös tiheää omakotiasutusta ja loma-asuntoja (Kuva 9.1.). Näytteenottopaikka sijaitsi metsässä sivu-uoman yhdyttyä pääuomaan (9.2.). Pelto 0 % Tiheä asutus 50 % Metsä 50 % Kuva 9.1. Maankäytön jakautuminen Rantalanojan valuma-alueella. Alueella sijaitsevat niityt on laskettu metsäosioon. 18

Kuva 6.2. Lähtelän uimarannan oikeanpuoleinen oja on vähävetinen ja kasvillisuuden peittämä (Kuva: Leena Ryynänen). a) b) c) d) Kuva 7.2. Kuvassa a) Lähtelänojan mittapato, b) ja c) ojan kuluttamaa uomaa Lähtelänojassa sekä d) veden peittämää peltoa Lähtelänojan valuma-alueella. (Kuvat b tekijän ja kuvat a, c ja d Leena Ryynänen). 19

Kuva 8.2. Tiiranoja oli kesällä kuiva. (Kuva: Leena Ryynänen). Kuva 9.2. Rantalanoja on metsäinen pikkupuro. (Kuva: Leena Ryynänen). 20

2.3. Hydrologiset olot Syksy 2008 oli Nurmijärvellä sateinen ja vuorokausien keskilämpötilat olivat plussan puolella vielä loka-marraskuun (Kuva 10). Lokakuu oli selvästi tutkimusjakson sateisin kuukausi (sademäärä 132 mm kuukaudessa Röykän sääasemalla), jolloin myös ojien virtaamat olivat suuria (Kuva 11). Pakkaset alkoivat joulukuussa ja niitä riitti aina maaliskuun loppuun asti. Tänä aikana sateet tulivat pääasiassa lumena. Maata ja ojia suojasi lumi- ja jääpeite. Lumien sulaminen alkoi maaliskuun lopussa, mikä oli huomattavissa virtaamien nousuna, vaikka sateisuus oli vähäistä. Kevät olikin vähäsateinen, etenkin huhtikuu, jolloin satoi vettä vain 7 mm. Alkukesä oli viileä, mutta ilma lämpeni jo kesäkuun lopulla helteiseksi. Tutkimusjakson lämpimin kuukausi oli heinäkuu, jonka sademäärä oli kesäkuukausista suurin, 94 mm. Kesän 2009 sademäärä oli keskimäärin 60 mm kuukaudessa. Kesällä sateet olivat intensiivisiä, mutta lyhytaikaisia, mikä näkyi hetkellisinä virtaamapiikkeinä. Kesällä ojien virtaamat olivat kuitenkin enimmäkseen pieniä ja etenkin loppukesän maastokäynneillä voitiin havaita, että osa ojista oli kuivia. Syksyn 2009 sateet alkoivat varsinaisesti vasta tutkimusjakson päätyttyä. Syyskuu 2009 oli vielä vähäsateinen. Tutkimusjakson (2.10.2008 30.9.2009) sademäärä oli 619 mm, josta 42 % satoi vuoden 2008 puolella. Sadanta oli noin 5 % pienempi alueen vuosisadantaan verrattuna. 21

25 25 20 Sademäärä, mm 20 15 10 5 15 10 5 0-5 -10-15 Lämpötila, C 0 Lokakuu Marraskuu Joulukuu Tammikuu Helmikuu Maaliskuu Huhtikuu Pvm Toukokuu Kesäkuu Heinäkuu Elokuu Syyskuu -20 Sademäärä Lämpötila Kuva 10. Päivittäiset sademäärät (mm) ja päivien keskilämpötilat ( C) Nurmijärvellä 1.10.2008 30.9.2009 (Ilmatieteen laitos 2009). 800 700 600 Virtaama, l/s 500 400 300 200 100 0 2.10.2008 16.10.2008 30.10.2008 13.11.2008 27.11.2008 11.12.2008 25.12.2008 8.1.2009 22.1.2009 5.2.2009 19.2.2009 5.3.2009 19.3.2009 2.4.2009 16.4.2009 30.4.2009 14.5.2009 28.5.2009 11.6.2009 25.6.2009 9.7.2009 23.7.2009 6.8.2009 20.8.2009 3.9.2009 17.9.2009 Virtaama Näytteenottohetki Kuva 11. Lähtelänojasta anturin tunnin välein mittaamat virtaamat ja vesinäytteenottojen sijoittuminen tutkimusjaksolla 2.10.2008 30.9.2009. 22

3. Menetelmät 3.1. Virtaaman mittaus Ojien virtaamia mitattiin ojakohtaisten kuormitusten arviointia varten. Virtaaman mittausmenetelmät vaihtelivat, sillä ojat olivat ominaisuuksiltaan erilaisia ja jokaiselle ojalle oli valittava sopivin mittaustekniikka. Uudenmaan ympäristökeskus asensi Lähtelänojaan lokakuussa 2008 mittapadon (Kuva 7.2a.). Luode Consulting Oy asensi mittapadon yhteyteen jatkuvatoimisen vedenkorkeutta mittaavan anturin, KellerPR46 -paineanturin tunnin välein mittaaman vedenkorkeuden ja mittapadon ylisyöksyn mittojen perusteella vedenlaatuaseman ohjelma laski ojan virtaaman. Lähtelänojan virtaamaa arvioitiin myös näytteenoton yhteydessä lukemalla vedenkorkeus ojaan asennetun mittapadon asteikosta ja sen avulla virtaama padon mukana saadusta taulukosta. Patoon asennetun anturin tasatunnein mittaama vedenkorkeus- ja virtaamadata saatiin käyttöön Luode-datapalvelusta. Virtaamia mitattiin kaikista ojista 3 kertaa vuoden aikana: loppusyksyllä, keväällä ja loppukesällä. Virtaaman mittaukseen käytettiin suorakulmaisen kolmion muotoista teräväsärmäistä ylisyöksypatoa (ns. Thompsonin pato), rättipatoa tai ämpäriä. Ylisyöksypatoa käytettiin Puokanojan, Järvenpään pelto-ojan, Lähtelän uimarannan ojien, Tiiranojan ja Rantalanojan virtaamien mittauksessa. Pato asennettiin näytteenottopaikalle painamalla se ojanpohjaan niin, että padon ylisyöksy oli vedenpinnan tasolla. Vedenkorkeus (cm) luettiin padossa olevasta mitta-asteikosta virtauksen tasaannuttua. Virtaama laskettiin kaavalla 1. Q = 0,0146 * h 5/2 (1) missä Q = virtaama (l/s) h = vedenkorkeus (cm) 23

Rättipatoa käytettiin Saunalahden ojan virtaaman mittaukseen, sillä sen uoma oli liian leveä ylisyöksypadolle. Pato asennettiin ojanpohjalle, kuten ylisyöksypato. Virtaama (l/s) luettiin suoraan padossa olevasta asteikosta. Järvenpään pelto-ojassa virtaamaa mitattiin ämpärillä. Ämpärin täyttymiseen kulunut aika mitattiin sekuntikellolla, jonka jälkeen ämpärin vetoisuus (10 l) jaettiin ämpärin täyttymiseen kuluneella ajalla (s). Virtaama mitattiin kahdesta vierekkäisestä tierummusta, joiden virtaamat laskettiin yhteen. Kaikista ojista mitattiin vedenkorkeus aina näytteenoton yhteydessä. 3.2. Jatkuvatoiminen vedenlaadun seuranta Luode Consulting Oy asensi Lähtelänojan mittapatoon mittausantureita sisältävän vedenlaatuaseman, joka mittasi mittapadolta pinnankorkeutta (cm), lämpötilaa (ºC) ja sameutta (NTU). OBS-sameusanturi mittasi sameutta kahdella mittaasteikolla: 0 1000 NTU ja 0 4000 NTU. Kaikki anturit mittasivat veden ominaisuuksia tasatunnein. Aseman asennus tapahtui mittapadon asennuksen yhteydessä 2.10.2008. Vedenkorkeus- ja lämpötilamittarit olivat toiminnassa koko näytteenottojakson ja sameusanturi oli käytössä lokakuusta 2008 toukokuuhun 2009. Sameusanturi poistettiin kesäksi käytöstä, koska anturi olisi vaatinut tiiviimpää puhdistamista kesäisen mikrobikasvuston takia. Toiminta-aikana sameusanturia puhdistettiin säännöllisesti 1-2 viikon välein. Anturien mittaamat tulokset saatiin käyttöön Luode-datapalvelusta. Ennen anturimittausten tulosten käsittelyä saatu data tarkistettiin ja siitä poistettiin erilaisten tiedossa olevien häiriöiden, kuten anturiin tarttuneiden roskien tai ojassa olleen jääpeitteen, aiheuttamat poikkeamat. Poistetut mittaustulokset korvattiin edellisen ja seuraavan onnistuneen mittauksen keskiarvolla. 24

3.3. Näytteenotto ja analyysimenetelmät 3.3.1. Vesinäytteet Ojista otettiin vesinäytteitä säännöllisesti koko tutkimusjakson ajan (Liite 1). Kolmen suurimman valuma-alueen ojat, Hyypiänmäenoja, Lähtelänoja ja Järvenpään pelto-oja, olivat ns. tihennetyssä seurannassa eli niistä otettiin vesinäytteet 1 3 kertaa kuukaudessa keskittäen näytteenottoa ylivirtaamakausiin syksyllä ja keväällä (Kuva 11). Loka-joulukuussa 2008 tihennetyssä seurannassa oli Järvenpään pelto-ojan sijasta Tiiranoja, sillä Tiiranranta oli aikaisemman valuma-aluejaon perusteella määritetty kolmanneksi suurimmaksi osavalumaalueeksi (Mäkinen 1998). Vuoden 2008 virtaama- ja vedenlaatutulosten sekä maastohavaintojen perusteella Järvenpään valuma-alueen huomattiin olevan Tiiranrantaa merkittävämpi Valkjärven ulkoisen kuormituksen kannalta, joten vuoden 2009 alusta Järvenpään pelto-oja otettiin mukaan tihennettyyn seurantaan ja Tiiranojasta otettiin näytteet vain ylivirtaamakausina keväällä ja syksyllä 2009. Muista ojista näytteet otettiin ylivirtaamakausina syksyllä ja keväällä yhteensä kolme kertaa. Tammi-maaliskuussa Hyypiänmäenojasta ei saatu otettua vesinäytteitä, sillä oja oli jäätynyt pohjaan asti. Näytteenottopaikat valittiin mahdollisimman läheltä järven rantaa, mutta kuitenkin riittävän kaukaa, ettei järven vesi päässyt sekoittumaan ojaveteen. Näytteenoton yhteydessä ojavedestä mitattiin lämpötila lämpömittarilla. Lokakuussa 2008 ja kesä-syyskuussa 2009 ojista mitattiin myös happipitoisuus Marvet Junior -merkkisellä kenttämittarilla. Vesinäytteet otettiin suoraan laboratoriosta saatuihin näytepulloihin ja säilytettiin kylmälaukussa. Näytteet toimitettiin MetropoliLab-laboratorioon muutaman tunnin kuluessa näytteenotosta. Laboratoriossa kaikista vesinäytteistä analysoitiin akkreditoiduilla standardimenetelmillä kiintoaine, sameus, ph, ammoniumtyppi, nitraatti- ja nitriittitypen summa, kokonaistyppi, fosfaattifosfori, kokonaisfosfori ja kemiallinen hapenkulutus, COD Mn (Liite 2). Näiden määritysten lisäksi 25

ojavesistä määritettiin tilanteen mukaan myös ulosteperäiset indikaattoribakteerit, sähkönjohtavuus ja biologinen hapenkulutus. 3.3.2. Sedimenttinäytteet Ojan pohjilta kerättiin sedimenttinäytteet sedimenttien ravinnetilan selvittämiseksi. Näytteenotto toistettiin kolme kertaa: lokakuussa 2008, kesäkuussa 2009 ja syyskuussa 2009. Sedimenttinäytteet kerättiin Viljavuuspalvelu Oy:n rasioihin Mikko-maakairalla, sillä ojien pohjat olivat kovia. Jokaisesta ojasta kerättiin kokoomanäyte ottamalla näyterasiaan sedimentin pintakerroksesta (0-5 cm) viisi osanäytettä 20 metrin matkalta. Näyterasiat lähetettiin Viljavuuspalvelu Oy:n laboratorioon analysoitaviksi. Sedimentistä otettiin varmuuden vuoksi myös rinnakkaiset näytteet, jotka pakastettiin. Viljavuuspalvelu Oy:ssä sedimenttinäytteistä määritettiin niin sanottu perustutkimus eli pintamaan maalaji, multavuus, ph, kalsium (mg/l maata), fosfori (mg/l maata), kalium (mg/l maata), magnesium (mg/l maata) ja rikki (mg/l maata) (Liite 3). 3.4. Laskentamenetelmät 3.4.1. Kuormituslaskelmat Tutkimusjakson ajalta laskettiin tihennetyssä seurannassa olleiden ojien (Lähtelänoja, Järvenpään pelto-oja ja Hyypiänmäenoja) kiintoaine-, kokonaistyppi- sekä kokonaisfosforikuormitus. Lähtelänojassa olleen jatkuvatoimisen virtaama- ja sameusmittauksen avulla ojan kiintoaineen tuntikuormitus voitiin laskea sameusmittarin toimintajaksolta 2.10.2008 14.5.2009. Anturin mittaama sameusdata kalibroitiin laboratoriossa mitattujen vesinäytteiden sameusarvojen avulla. Seurantajakson loppuajan (14.5. 26

30.9.2009) tuntikohtaiset sameudet laskettiin ojan virtaaman ja laboratoriossa analysoitujen sameuksien välisen lineaarisen regressiosuoran avulla. Sameuden ja kiintoainepitoisuuden välillä oli ajanjaksolla 2.10.08 14.5.2009 merkitsevä riippuvuus, joten sameusdatan avulla voitiin laskea Lähtelänojan tuntikohtaiset kiintoainepitoisuudet. Samalla tavalla voitiin laskea ojan tuntikohtaiset kokonaisfosforipitoisuudet, koska myös sameuden ja kokonaisfosforipitoisuuden välillä oli merkitsevä riippuvuus syksyllä ja keväällä. Aineistosta poistettiin ravinnepiikit 22.10., 18.3. ja 5.5. Tuntikohtaiset pitoisuudet laskettiin sameuden ja kiintoaine- tai kokonaisfosforipitoisuuden välisen riippuvuuden lineaarisen regressiosuoran avulla. Järvenpään pelto-ojalle ja Hyypiänmäenojalle laskettiin tuntikohtaiset virtaamat käyttämällä hyväksi Lähtelänojan virtaamia. Ojien virtaamat suhteutettiin Lähtelänojan virtaamiin valuma-alueiden koon mukaan. Näin saatuja virtaamatuloksia verrattiin myös maastossa mitattuihin virtaamatuloksiin. Seurantajakson kokonaisfosfori-, kokonaistyppi- ja kiintoainekuormitus ojissa laskettiin myös ainevirtaaman laskukaavalla. Tässä Friskin ja Kylä-Harakan (1981) menetelmässä lasketaan ensin kuormittavan aineen keskimääräinen virtaamaan painotettu pitoisuus näytteenottohetkillä ja kerrotaan se koko laskentajakson keskivirtaamalla (Kaava 2). Keskivirtaama laskettiin koko tutkimusjakson eli vuoden aikana anturin mittaamien tuntikohtaisten virtaamien keskiarvona (Q A ). L = [ (c i q i ) / q i ] * Q A (2) missä L = ainevirtaama (kg/a) c i = pitoisuus näytteenottohetkellä ( tai mg/l) q i = virtaama näytteenottohetkellä (l/s) Q = laskentajakson (vuosi) keskivirtaama, Q A (l/s) 27

3.4.2. Kosteikkolaskelmat Osavaluma-alueille mahdollisesti suunniteltavien kosteikkojen vähimmäiskoon arvioimiseksi laskin kosteikolta vaadittavan allaspinta-alan (Kaava 3) valumaalueen maalajien ja virtaamien mukaan (Puustinen ym 2007b). A = Q / V L (3) missä A = altaan pinta-ala (m 2 ) Q = tulovirtaama (m 3 /h) V L = hiukkasen laskeutumisnopeus (m/h) Tulovirtaamana Q käytin kosteikon mitoitusvirtaamaa, jonka laskin kunkin valuma-alueen keskiylivirtaamana (eli tutkimusjaksolla (vuosi) mitattujen virtaamahavaintojen yläkvartiilin (25 % havainnoista) keskiarvona). Hiukkasen laskeutumisnopeus määräytyy valuma-alueen valtamaalajin mukaan. Kosteikon tai laskeutusaltaan suositeltava pituuden ja leveyden suhde on 4:1, jota käytin laskiessani pinta-alaltaan erikokoisten kosteikkojen mitoitukset. Kosteikon tulee olla pääosin matala (keskisyvyys 0,6 m), jolloin kosteikon tilavuutta voidaan kasvattaa nimenomaan sen pinta-alaa lisäämällä (Puustinen ym. 2007b). 3.5. Maankäytön selvitys Valkjärven valuma-alueen maankäyttöä sekä järven valuma-alueen rajat selvitin Suomen ympäristökeskuksen Oiva-palvelun karttojen sekä paikkatietojen avulla. Mahdollisia kuormituslähteitä, alueen maankäyttöä sekä ojien kulkureittejä ja uomien kuntoa kartoitin maastotutkimuksilla. 28

Ojien valuma-aluerajat määritin maastokartoitusten, korkeuskäyrien (Maanmittauslaitos 2009) sekä Klaukkalan taajama-alueen sadevesiverkostokarttojen perusteella. Näiden uusien osavaluma-alueiden pintaalat laskin Oiva-palvelun karttatyökalun avulla. Alueen maaperän laadun selvitin Geologian tutkimuskeskuksen Geokartta ja Helsingin seudun geotieto -palvelujen avulla (GTK 2009). 4. Tulokset 4.1. Vedenlaatu Lähtelänojasta otettiin vesinäytteitä yhteensä 21 kertaa tutkimusjakson aikana (Liite 4). Lähtelänojasta 5.5.2009 yhdestä näytteestä mitattiin poikkeuksellisia ravinnepitoisuuksia, kokonaistyppipitoisuus oli 35 000. Muuten ojan kokonaistyppipitoisuudet olivat vuodenajasta riippumatta melko samansuuruisia. Ojan kokonaistyppipitoisuus oli keskimäärin 2700 (pitoisuuksien vaihtelu 1200 6400). Korkeimmat typpipitoisuudet havaittiin keväällä ja alkukesästä ja matalimmat pitoisuudet kesällä (Kuva 12). Toukokuun poikkeuksellinen näyte oli otettu ojasta iltapäivällä, kun useimmat muut näytteet otettiin aamupäivällä. 29

35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 9.10. 22.10. 29.10. 10.11. 12.11. 20.11. 2.12. 15.12. 12.1. 10.2. 18.3. Kok-N 6.4. 15.4. 29.4. 5.5. 12.5. 16.6. 20.7. 25.8. 8.9. 28.9. Kuva 12. Lähtelänojan kokonaistyppipitoisuus tutkimusjaksolla 2.10.2008 30.9.2009. Lähtelänojan nitraattipitoisuus (määritetty nitraatti- ja nitriittipitoisuuksien summana) oli keskimäärin 1000 (vaihtelu 200-4100) ja ammoniumpitoisuus 500 (vaihtelu 33-4300). Toukokuisen ravinnepiikin sisältämä typpi oli pääosin ammoniumtyppeä (22 000 ) eikä nitraattia ollut tuolloin ojavedessä tähän nähden kuin vähän (200 ). Lähtelänojassa oli usein ammoniumtyppeä lähes yhtä paljon tai enemmän kuin nitraattityppeä. Luonnonvesiksi ojan ammoniumpitoisuudet olivat suuria. Suurimmat pitoisuudet havaittiin keväällä. Suurin nitraattipitoisuus (4100 ) havaittiin kesäkuussa (Kuva 13). Ojan nitraattipitoisuus oli keskimäärin 38 % ja ammoniumpitoisuus 20 % kokonaistyppipitoisuudesta. 30

5000 4000 3000 2000 1000 0 9.10. 22.10. 29.10. 10.11. 12.11. 20.11. 2.12. 15.12. 12.1. 10.2. 18.3. NO2N+NO3N 6.4. 15.4. 29.4. NH4-N 5.5. 12.5. 16.6. 20.7. 25.8. 8.9. 28.9. Kuva 13. Lähtelänojan nitraatti- ja ammoniumtyppipitoisuudet tutkimusjaksolla 2.10.2008 30.9.2009. Näytepäivän 5.5.2009 ammoniumtyppipitoisuus oli 22 000. Ojan kokonaisfosforipitoisuus oli keskimäärin 300 (vaihtelu 130-470) ja liukoisen fosfaattifosforin pitoisuus 90 (vaihtelu 21-259). Poikkeuksellinen fosforipitoisuus oli 5.5.2009 havaittu ravinnepiikki, jolloin ojan kokonaisfosfori oli huimat 3900 ja liukoinen fosfori 2300 (Kuva 14). Liukoisen fosforin osuus kokonaisfosforista oli keskimäärin 31 % (mediaani 25). Keskiarvoa nostivat liukoisen fosforin korkeat prosenttiosuudet vähävetisinä aikoina talvella ja loppukesällä. 31

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 9.10. 22.10. 29.10. 10.11. 12.11. 20.11. 2.12. 15.12. 12.1. 10.2. Kok.P 18.3. 6.4. PO4-P 15.4. 29.4. 5.5. 12.5. 16.6. 20.7. 25.8. 8.9. 28.9. Kuva 14. Lähtelänojan kokonaisfosfori- ja fosfaattifosforipitoisuudet tutkimusjaksolla 2.10.2008 30.9.2009. Lähtelänojan kiintoainepitoisuus ja sameus korreloivat hyvin keskenään ja niihin vaikuttivat paljon alueen hydrologiset olot: sateisina aikoina ojaveden kiintoainepitoisuudet ja sameusarvot olivat korkeampia kuin kuivina aikoina. Kiintoainepitoisuus ojassa oli keskimäärin 110 mg/l (vaihtelu 28-250) ja sameusarvo 100 FTU (vaihtelu 21-250). Myös kiintoaineeseen sitoutunut fosfori seurasi hyvin veden sameuden ja kiintoainepitoisuuden vaihtelua (Kuva 15). 300 4000 FTU, mg/l 250 200 150 100 50 0 9.10. 22.10. 29.10. 10.11. 12.11. 20.11. 2.12. 15.12. 12.1. 10.2. 18.3. 6.4. 15.4. 29.4. 5.5. 12.5. 16.6. 20.7. 25.8. 8.9. 28.9. Kiintoaine (mg/l) Sameus (FTU) Kiintoaine-P Kuva 15. Lähtelänojan vesinäytteiden sameus ja kiintoaine- sekä kiintoaineeseen sitoutuneen fosforin pitoisuudet tutkimusjaksolla 2.10.2008 30.9.2009. 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 32

Järvenpään pelto-ojasta otettiin vesinäytteitä yhteensä 12 kertaa tutkimusjakson aikana (Liite 4). Ojaveden kokonaistyppipitoisuus oli keskimäärin 2000 (vaihtelu 340-7400). Ojan kokonaistypestä nitraattitypen osuus oli keskimäärin 34 % ja ammoniumtypen 10 %. Nitraattitypen keskimääräistä osuutta laskee ja toisaalta ammoniumtypen osuutta nostaa 28.9.2009 ojasta määritetty tavallista korkeampi ammoniumtyppipitoisuus (1800 ). Ojan keskimääräinen nitraattityppipitoisuus oli 950 (vaihtelu 24-5900) ja ammoniumtyppipitoisuus 200 (vaihtelu 7-1800). Järvenpään pelto-ojan typpipitoisuudet olivat pienimmillään loppukeväällä ja loppukesästä. Suurin kokonaistyppipitoisuus havaittiin kesäkuussa, jolloin pääosa typestä oli nitraattimuodossa (Kuvat 16 ja 17). 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 22.10. 20.11. 10.2. 6.4. 15.4. 29.4. 12.5. 16.6. 20.7. 25.8. 8.9. 28.9. Kok-N Kuva 16. Järvenpään pelto-ojan kokonaistyppipitoisuus tutkimusjaksolla 2.10.2008 30.9.2009. 33

6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 22.10. 20.11. 10.2. 6.4. 15.4. 29.4. 12.5. 16.6. 20.7. 25.8. 8.9. 28.9. NO2N+NO3N NH4-N Kuva 17. Järvenpään pelto-ojan nitraatti- ja ammoniumtyppipitoisuudet tutkimusjaksolla 2.10.2008 30.9.2009. Järvenpään pelto-ojan kokonaisfosforipitoisuus oli keskimäärin 190 (vaihtelu 38-440). Liukoisen fosfaattifosforin pitoisuus oli keskimäärin 50 (vaihtelu 9-190) ja keskimääräinen osuus kokonaisfosforista oli 24 %. Suurimmat kokonaisfosforipitoisuudet havaittiin lokakuussa, heinäkuussa sekä syyskuun lopussa, jolloin myös liukoisen fosfaattifosforin pitoisuus oli suurimmillaan tutkimusjakson aikana. Pienimmät pitoisuudet havaittiin elokuussa (Kuva 18). 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 22.10. 20.11. 10.2. 6.4. 15.4. 29.4. 12.5. 16.6. 20.7. 25.8. 8.9. 28.9. Kok-P PO4-P Kuva 18. Järvenpään pelto-ojan kokonaisfosfori- ja liukoisen fosfaattifosforin pitoisuudet tutkimusjaksolla 2.10.2008 30.9.2009. Ojaveden kiintoainepitoisuudet ja sameusarvot mukailivat toisiaan hyvin. Myös kiintoaineeseen sitoutuneen fosforin pitoisuudet vaihtelivat melko 34

samankaltaisesti. Kiintoainepitoisuus ja sameus olivat selvästi pienimmät kesän kuivina kuukausina (Kuva 19). Järvenpään pelto-ojan kiintoainepitoisuus oli keskimäärin 100 mg/l (vaihtelu 10-320) ja sameusarvojen keskiarvo oli 100 FTU (vaihtelu 6-280). mg/l, FTU 350 300 250 200 150 100 50 0 22.10. 20.11. 12.1. 10.2. 6.4. 15.4. 29.4. 12.5. 16.6. 20.7. 25.8. 8.9. 28.9. Kiintoaine (mg/l) Sameus (FTU) Kiintoaine-P 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Kuva 19. Järvenpään pelto-ojan sameus, kiintoaine- ja kiintoaineeseen sitoutuneen fosforin pitoisuudet tutkimusjaksolla 2.10.2008 30.9.2009. Hyypiänmäenojasta otettiin vesinäytteitä 17 kertaa tutkimusjakson aikana (Liite 4). Ojasta ei saatu näytteitä alkuvuodesta (1.1.- 30.3.2009), sillä oja oli jäätynyt täysin. Ojaveden kokonaistyppipitoisuus oli keskimäärin 2500 (vaihtelu 1300-5400). Typpi oli pääasiassa nitraattityppeä, jonka pitoisuus ojassa oli keskimäärin 1500 (vaihtelu 780-3600). Nitraattitypen osuus kokonaistypestä oli noin 57 %, kun taas ammoniumtypen osuus oli vain 2 %:n luokkaa. Ammoniumtypen keskimääräinen pitoisuus Hyypiänmäenojassa olikin vain 50 (vaihtelu 6-240) (Kuvat 20 ja 21). Hyypiänmäenojan kokonaistyppi- ja nitraattipitoisuudet olivat selvästi suurempia sateisina aikoina kuin kuivina. Suurimmat ammoniumtyppipitoisuudet havaittiin keväällä ja loppukesästä. Suurin ammoniumtyppipitoisuus havaittiin tutkimusjakson lopuksi 28.9.2009. 35

8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 9.10. 22.10. 29.10. 10.11. 12.11. 20.11. 2.12. 15.12. 6.4. 15.4. 29.4. 12.5. 16.6. 20.7. 25.8. 8.9. 28.9. Kuva 20. Hyypiänmäenojan kokonaistyppipitoisuus tutkimusjaksolla 2.10.2008 30.9.2009. Kok-N 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 9.10. 22.10. 29.10. 10.11. 12.11. 20.11. 2.12. 15.12. 6.4. 15.4. 29.4. 12.5. 16.6. 20.7. 25.8. 8.9. 28.9. NO2N+NO3N NH4-N Kuva 21. Hyypiänmäenojan nitraatti- ja ammoniumtyppipitoisuudet tutkimusjaksolla 2.10.2008 30.9.2009. Ojan kokonaisfosforipitoisuus oli keskimäärin 200 (vaihtelu 60-370) ja pitoisuudet olivat selvästi suuremmat syksyllä 2008 kuin vuoden 2009 keväällä ja kesällä. Myös ojaveden kokonaisfosforipitoisuus näytti seuraavan hyvin sadannan vaihteluita. Liukoisen fosfaattifosforin pitoisuus oli keskimäärin 25 (vaihtelu 8-47) ja sen osuus kokonaisfosforipitoisuudesta 15 %. Suurimmat liukoisen fosforin pitoisuudet havaittiin syksyllä ja kesällä. 8.9.2009 otetussa vesinäytteessä fosfaattifosforin osuus kokonaisfosforista oli suurimmillaan eli lähes 40 % (Kuva 22). 36

400 350 300 250 200 150 100 50 0 9.10. 22.10. 29.10. 10.11. 12.11. 20.11. 2.12. 15.12. 6.4. 15.4. 29.4. 12.5. 16.6. 20.7. 25.8. 8.9. 28.9. Kok-P PO4-P Kuva 22. Hyypiänmäenojan kokonaisfosforin ja liukoisen fosfaattifosforin pitoisuudet tutkimusjaksolla 2.10.2008 30.9.2009. Hyypiänmäenojan kiintoainepitoisuudet ja sameusarvot vastasivat hyvin toisiaan. Kiintoainepitoisuus ojassa oli keskimäärin 145 mg/l (vaihtelu 14-260) ja sameusarvo 135 FTU (vaihtelu 13-360). Suurin kiintoainepitoisuus ja sameusarvo määritettiin 20.7.2009 otetusta näytteestä, jonka otantahetkellä alkoi rankkasade. Pienimmät pitoisuudet ja arvot havaittiin elo-syyskuussa, jolloin sadanta oli vähäistä. Myös kiintoaineeseen sitoutuneen fosforin pitoisuudet vaihtelivat ojassa melko lailla kiintoainepitoisuuden ja sameuden suuntaisesti (Kuva 23). 37

400 350 350 300 300 250 mg/l, FTU 250 200 150 200 150 100 100 50 50 0 0 9.10. 22.10. 29.10. 10.11. 12.11. 20.11. 2.12. 15.12. 6.4. 15.4. 29.4. 12.5. 16.6. 20.7. 25.8. 8.9. 28.9. Kiintoaine (mg/l) Sameus (FTU) Kiintoaine-P Kuva 23. Hyypiänmäenojan sameus, kiintoaine- ja kiintoaineeseen sitoutuneen fosforin pitoisuudet tutkimusjaksolla 2.10.2008 30.9.2009. Puokanojasta, Lähtelän uimarannan ojista, Tiiranojasta ja Rantalanojasta otettiin yhteensä kolme näytettä tutkimusjakson aikana: kaksi näytettä loka-marraskuussa 2008 sekä yksi näyte huhtikuussa 2009 (Liite 4). Loppukesällä ja alkusyksystä 2009 Puokanoja ja Tiiranoja olivat kuivia eikä Lähtelän uimarannan ojissa ja Rantalanojassa vettä ollut kuin niukasti. Puokanojan kokonaistyppipitoisuus oli keskimäärin 1900, josta nitraattityppeä oli noin kymmenys. Huhtikuussa otetussa näytteessä nitraattipitoisuuden osuus kokonaistypestä oli kuitenkin lähes puolet (670 ). Ammoniumtyppeä ojavedessä oli syksyllä niukasti (alle 30 ), mutta huhtikuussa sitä oli lähes 100 (Kuva 24). Lähtelän uimarannan ojien kokonaistyppipitoisuudet vaihtelivat välillä 700 1700 (Kuva 24). Typpipitoisuus oli syksyllä suurempi vasemmassa ojassa ja keväällä oikeassa. Kahdesta ojasta vasemmassa ojassa typpipitoisuudet olivat syksyn otannassa suuremmat kuin oikeassa ojassa. Nitraattitypen osuus kokonaistypestä vaihteli molemmissa ojissa (1 73 %), mutta ammoniumtypen osuus oli kuitenkin pieni lukuun ottamatta huhtikuuta. jolloin vasemmassa ojassa ammoniumtyppipitoisuus oli selvästi koholla (200 ). 38

Tiiranojan ja Rantalanojan kokonaistyppipitoisuuksia ei saatu määritettyä lokakuun näytteistä. Kokonaistyppipitoisuus ojissa oli muina näytteenottokertoina noin 1000. Keväällä nitraattitypen osuus kasvoi molemmissa ojissa. Ammoniumtyppipitoisuudet olivat pieniä kummassakin ojassa. Lähtelänojasta, Järvenpään pelto-ojasta ja Hyypiänmäenojasta määritettiin suurimmat typpipitoisuudet, vaikkakin Puokanojasta määritetyt typpipitoisuudet olivat hyvin samansuuruiset kuin Järvenpään pelto-ojassa (Kuva 24). Lähtelänojan ammoniumtyppipitoisuus oli selvästi suurin. 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 22.10.2008 20.11.2008 15.4.2009 22.10.2008 20.11.2008 15.4.2009 22.10.2008 20.11.2008 15.4.2009 22.10.2008 20.11.2008 15.4.2009 22.10.2008 20.11.2008 15.4.2009 22.10.2008 20.11.2008 15.4.2009 22.10.2008 20.11.2008 15.4.2009 22.10.2008 20.11.2008 15.4.2009 2 3 4 5 6 7 10 12 Kok.N NO2N+NO3N NH4-N Kuva 24. Puokanojan (2), Hyypiänmäenojan (3), Järvenpään pelto-ojan (4), Lähtelän uimarannan vasemman (5) sekä oikean (6) ojan, Lähtelänojan (7), Tiiranojan (10) ja Rantalanojan (12) kokonais-, nitraatti- ja ammoniumtypen pitoisuudet syksyllä 2008 ja huhtikuussa 2009. Kokonaisfosforin ja liukoisen fosforin pitoisuudet loka-, marras- ja huhtikuun näytteenotoissa olivat kaikissa ojissa suurimmillaan lokakuussa ja pienimmillään huhtikuussa (Kuva 25). Puokanojan kokonaisfosforipitoisuudet olivat lokakuussa 410 ja huhtikuussa 120. Liukoisen fosforin osuus kokonaisfosforista oli noin kymmenys. Lähtelän uimarannan ojista määritetyt kokonaisfosforipitoisuudet olivat keskimäärin 100, lukuun ottamatta vasemmasta ojasta lokakuussa määritettyä 350 pitoisuutta. Kummassakin ojassa liukoisen fosforin pitoisuus oli koholla 39

lokakuussa, mutta muuten pitoisuudet olivat pieniä (<30 ). Tiiranojan ja Rantalanojan kokonaisfosforipitoisuuksien vaihtelu oli 76 230 ja molempien ojien fosfaattifosforipitoisuudet olivat pieniä (alle 35 ) (Kuva 25). 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 22.10.2008 20.11.2008 15.4.2009 22.10.2008 20.11.2008 15.4.2009 22.10.2008 20.11.2008 15.4.2009 22.10.2008 20.11.2008 15.4.2009 22.10.2008 20.11.2008 15.4.2009 22.10.2008 20.11.2008 15.4.2009 22.10.2008 20.11.2008 15.4.2009 22.10.2008 20.11.2008 15.4.2009 2 3 4 5 6 7 10 12 Kok-P PO4-P Kuva 25. Puokanojan (2), Hyypiänmäenojan (3), Järvenpään pelto-ojan (4), Lähtelän uimarannan vasemman (5) sekä oikean (6) ojan, Lähtelänojan (7), Tiiranojan (10) ja Rantalanojan (12) kokonaisfosforin ja liukoisen fosfaattifosforin pitoisuudet syksyllä 2008 ja huhtikuussa 2009. Kaikissa Valkjärveen laskevissa ojissa voidaan huomata, että kiintoainepitoisuus ja sameus vaihtelevat hydrologisten olojen mukaan. Kaikissa ojissa suurimmat kiintoainepitoisuudet ja sameudet määritettiin lokakuussa, jolloin virtaamat olivat suuremmat kuin marraskuun ja huhtikuun näytteenottojen aikaan (Kuva 26). Huhtikuun näytteenotossa virtaamat olivat pienimmät, mikä näkyy myös ojien kiintoaine- ja sameusarvoissa. Ojien kiintoainepitoisuuksien ja sameusarvojen välisiin eroihin vaikuttavat ojien ja niiden valuma-alueiden koko. Suurimmat arvot määritettiin suurimpien ja vuolasvirtaisimpien ojien valuma-alueilta. 40