Kunnostustyön haasteet Kiinassa ja Suomessa Yan Li 1, Marjo Tarvainen 2, Guangwei Zhu 1, Anne-Mari Ventelä 2, Hengpeng Li 1, Teija Kirkkala 2, Huiyun Li 1, Ari Jolma 3, Boqiang Qin 1, Jouko Sarvala 4, Yang Cui 1, Xiaofei Nie 1, Rongping Gao 5 1 Nanjing Institute of Geography and Limnology, China - 2 Pyhäjärvi Institute, Finland - 3 Aalto University, Finland - 4 University of Turku, Finland - 5 Leading group office for ecological and environmental protection of Lake Tianmu drinking water sources, China. Rapu - Järvet pulassa -seminaari, Pori 23.10.2014
Taustaa Ilmastonmuutos on ilmeinen Viidennen IPCC:n raportin mukaan (2013) lämpöitloissa ja sademäärissä on eri puolilla maailmaa havaittu selkeitä muutoksia viime vuosikymmenten aikana Ilmasto vaikuttaa vesiekosysteemeihin mm. rehevöitymistä kiihdyttävästi. Rehevöityminen on uhka vesistöjen ekosysteemipalveluille: juomavesi, kalastus, virkistys, habitaattien köyhtyminen, luonnonarvot Sekä Shahen altaan (China) että Pyhäjärven (SW Finland) uhkana on liian korkea ravinnekuormitus.
Daxi Reservoir Tianmu means Eye of SKY. It should have two eyes. Shahe Reservoir Tianmu Lake catchment
Shahen allas ja valuma-alue Pinta-ala: 9 km 2 Tilavuus (max): 1 10 8 m 3 Keskisyvyys: 7 m Valuma-alueen pinta-ala: 152 km 2 Viipymä: 0,42 yr Juomavesilähde 600 000 ihmiselle Turisteja: 4 milj/v 215 asukasta/km 2 Maankäyttö Metsää 43.3% Viljeltyä 22.3% Laidunta 9.3% Teeviljelmiä 8.3% Vesipinta-ala 7.3% Rakennettua 5.2%
Veden laatu Shahen allas Veden laatu kk-keskíarvoina 2006-2013 (a) TN ja TP (b) Chl_a ja näkösyvyys Ravinnepitoisuudet laskeneet, mutta vielä liian korkeat Shahen ekologinen tila on parantunut TN concentration (10 2 μg l -1 ) (a) Secchi depth (m) (b) 32 28 24 20 16 12 8 4 200601 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 200601 III TN IV TN V TN 200607 200812 200906 200912 201006 201012 201106 Month 200607 200812 200906 200912 201006 201012 201106 TN TP III TP II TP 201112 201206 201212 201306 201312 Secchi depth Chla Month 201112 201206 201212 201306 201312 10 8 6 4 2 0 TP concentration (10 μg l -1 ) 60 50 40 30 20 10 0 Chla concentration (μg l -1 )
Valuma-alueen vesiensuojelu: Shahe Tianmu -järven hoitokomissio Jätevedet ravintoloista, hotelleista ja laajoilta asuinalueilta käsitellään puhdistamoissa Kaltevilla alueilla kiinteistöillä ekologiset käymälät (2009 lähtien yli 10 000 käymälää) Maatalous: pohjapadot(26), altaat, kosteikot, suojakaistat ja -vyöhykkeet, karjan laidunnuksen rajoittaminen jne. Maatalousmaata (23.3 km 2 ) muutettu metsäksi ja niityksi
Rajoituksia teollisuudelle, matkailulle ja kalastukselle kaivos suljettu, kalastusrajoituksia, veneiden jätevesien keruu Altaassa toteutettu mm. kalakantojen hoitoa (lajisuhteet, kalastus), ruoppaus (1,5 km 2 ) Li et al., 2013
Shahen valuma-alueen vesiensuojelutoimenpiteet
Shahen kunnostustoimenpiteitä Ruoppaus (4 km 2 ), 2007 Kosteikot jokisuissa (> 1 km 2 ), 2011 Hoitokalastus (< 150 ton/yr), 2006 Suojavyöhykkeen metsitys, 2007
Säkylän Pyhäjärvi Pyhäjärvi Pinta-ala 155 km 2 Keskisyvyys Maksimisyvyys Rantaviivaa Veden viipymä 5.4 m 26 m 80 km 3-5 y Valuma-alueen ala 615 km 2 Maankäyttö Metsää 67% Peltoa 22% Rakennettua 7% 14 asukasta/km 2
Veden laatu - Pyhäjärvi Rehevöitymiskehitys on pysähtynyt, mutta hyvän ekologisen tilan ylläpitäminen vaatii paljon työtä. 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 1963 1965 1971 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 Phytoplankton biomass (g m -3 ) Pyhäjärvi OTHERS CHLOROPH EUGLENOPH DIATOMOPH CHRYSOPH DINOPH CRYPTOPH CYANOPH µg/l 30 25 20 15 10 5 0 Total P 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 m 0,0-0,5-1,0-1,5-2,0-2,5-3,0-3,5-4,0-4,5 Secchi depth 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012
Valuma-alueen kunnostus - Pyhäjärvi Pyhäjärven suojeluohjelma (1995) Kunnostustoimet EU: maatalouden ympäristötuki Lannotteiden ja torjunta-aineiden rájoitettu käyttö Kosteikot ja laskeutusaltaat Pienet yksittäiset altaat, pohjapatoketjut, kosteikkojen ja altaiden yhdistelmät Suojavyöhykkeet Uusia innovaatioita: tehostettu suodatus Jokiuoman suuntaiset suodinojat,isot suodatinkentät, ojanpohjasuodattimet Haja-asutuksen jätevedet Karjapihojen kunnostus Vesiensuojelun huomioivat kyläsuunnitelmat Kirkkala et al. 2012, JEQ, Kirkkala et al. 2012, AFS
Pyhäjärven valuma-alueen vesiensuojelutoimenpiteet
Kosteikot Laskeutusaltaat Suodatus
Löytäneen lampi Pyhäjärveen laskevan Pyhäjoen pääuomassa Sydänmaan kylä Tavoitteena Virtaamien tasaus Kylän kohtaamispaikka Monimuotoisuuden lisääminen P-a 2 ha, v-a 40 km 2, peltoa 38%
Sameutta mitattu jatkuvatoimisella mittarilla (kuvassa päiväkeskiarvot) Alapuolella keskimäärin 25 % pienempi kuin yläpuolella 30 25 Yläpuoli Alapuoli Q (m3/s) Löytäneenlampi 0,9 0,8 0,7 20 15 10 5 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Virtaama m 3 /s 0 0 3.4.2014 7.4.2014 11.4.2014 15.4.2014 19.4.2014 23.4.2014 27.4.2014 1.5.2014 5.5.2014 9.5.2014 13.5.2014 17.5.2014 21.5.2014 25.5.2014 29.5.2014 2.6.2014 6.6.2014 10.6.2014 14.6.2014 18.6.2014 22.6.2014 26.6.2014 30.6.2014 4.7.2014 8.7.2014 12.7.2014 16.7.2014 20.7.2014 24.7.2014 28.7.2014 1.8.2014 5.8.2014 9.8.2014 13.8.2014 17.8.2014 Sameus NTU
Imponojan vesiensuojelukokonaisuus LaskeutusallasàKosteikkoà Suodatin Allas 2000/2009 Suodatin 1998/2010 Kosteikko 1995/2005
HUOM. KEVÄT 2009 VAIN ALLAS!! IMPONOJA (allas ja kosteikko) Kiintoaine mg/l 100 80 60 40 20 Yläpuoli Alapuoli 0 100402 150502 120602 130802 180902 221002 230403 210503 160603 280703 260803 220903 201003 181103 110406 120606 60706 290806 130906. 60409 200409 220409 70509 10909 290909 281009 70410 100510 180510 80610 30810 240810 140910 131010 161110 280411 220811 141111 180712 290812 120912 270912 181012 131112 31212 150513 10713 210813 311013 271113 HUOM. KEVÄT 2009 VAIN ALLAS!! Kok P µg/l 1200 ALTAAN KUNNOSTUS 1000 800 600 400 IMPONOJA (allas ja kosteikko) Yläpuoli Alapuoli 200 0 100402 150502 120602 130802 180902 221002 230403 210503 160603 280703 260803 220903 201003 181103 110406 120606 60706 290806 130906. 60409 200409 220409 70509 10909 290909 281009 70410 100510 180510 80610 30810 240810 140910 131010 161110 280411 220811 141111 180712 290812 120912 270912 181012 131112 31212 150513 10713 210813 311013 271113
Imponojan suodatinkenttä Filtralite Sachtofer Sachtofer Suodatus ylhäältä alas 3 erilaista osaa 30 l/s= Imponojan keskivirtaama Fosforia sitova tehoaine Filtralite P (lecasora+kalkki) Maxit Weber, Saint Gobain Sachtofer PR (rautahydroksidi, poltettu kalkki, vesi) Sachtleben pigments Oy
IMPONOJAN SUODATIN 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 60710 30810 170810 20910 140910 290910 131010 31110 40511 100511 220811 60911 141111 180612 180712 140812 50912 120912 150513 70414 120514 60814 Kok P µg/l Kaivo FiltraliteP Sachtofer, putki Sachtofer, kaivo
Valuma-alue Kosteikko/valu ma-alue km 2 % Kosteikko 1 2,1 0,1 Kosteikko 2 6,1 0,03 Kosteikkoesimerkkejä Luontaisissa painanteissa Ei pinta-alavaatimuksia Laskeutusallas 2,5 0,03 35 30 25 Reduction % 20 15 10 5 0-5 Wetland 1 Wetland 2 Sedimentation ponds SS Total P Total N
Tutkimustiedon soveltaminen Seuranta- ja tutkimustietoa sekä Pyhäjärveltä että Taihulta ja Shahelta ja niiden valumaalueilta runsaasti Vesiensuojelun toteuttaminen perustuu tieteellisesti pätevään tutkimusaineistoon ja osaamiseen Suojelutyön perustana on valumaaluekohtaiset suunnitelmat. Paikalliset tahot rahoittavat ja toteuttavat vesiensuojelutoimenpiteet.
Valuma-aluekunnostuksen haasteet Molemmilla alueilla työtä tehty paljon, mutta paljon on vielä tehtävää. Ilmastonmuutos aiheuttaa suuria haasteita valuma-aluetyölle: maatalous, metsätalous, turvetuotanto Viljelykäytäntöjä kehitettävä ja varauduttava muuttuviin sademääriin ja ajoittumiseen, lämpötilamuutoksiin, säiden ääri-ilmiöihin Uusia innovaatioita tarvitaan kuormituksen vähentämiseen, mm. eroosion estämiseen, kustannustehokkuus Maankäytön muutokset Maatalouspolitiikka
Kiinassa suuri asukastiheys ja ihmistoiminta ylittää joillain alueilla ilmastonmuutoksen vaikutukset, Suomessa ilmastonmuutoksen vaikutukset suhteessa suuremmat Rehevöitymisen estäminen vaatii laajaa ja tiivistä verkostoitumista Tutkijoiden ja vesienhoidon toteuttajien yhteistyö on välttämätöntä Kansainvälinen yhteistyö ja tiedonvaihto! Valuma-aluetyössä tarvitaan järeämpiä keinoja ja priorisointia, jotta ilmastonmuutoksen aiheuttamiin muutoksiin pystytään varautumaan ja turvaamaan vesistöjen ekosysteemipalvelut. Li et al., 2011
Kiitos mielenkiinnosta! teija.kirkkala@pji.fi