JOKIJÄÄN JA JÄÄPATOJEN VAIKUTUS VEDENKORKEUKSIIN JA UOMAN KULUTUSVOIMIIN



Samankaltaiset tiedostot
Jääkannen vaikutus sameuteen ja joen eroosiopotentiaaliin

Vesistöjen säännöstelyn haasteet

KOKEMÄENJOEN HYDRAULINEN MALLINNUS

Porin JOKIKESKUS 1(6) Vesistö

Selvitys jäitä pidättävien rakenteiden vaikutuksista jääpatojen aiheuttamiin vedenkorkeuksiin Kokemäenjoen alaosalla

Kiimingin yksityiskohtaiset tulvavaarakartat

Ilmastonmuutos ja vesivarat. Noora Veijalainen Suomen ympäristökeskus Vesikeskus

Lake and Stream Hydrology 2009 UJ, UH, & TPU. Timo Huttula JY/BYTL& SYKE/VTO

Kaukokartoitusmenetelmät jokiympäristössä

1 KOKEMÄENJOEN SUISTON MAAPERÄN SYNTYHISTORIA

ISTO väliseminaari , Lammi. Noora Veijalainen, Tanja Dubrovin, Bertel Vehviläinen ja Mika Marttunen

Pekka Vuola Porin kaupunki / TPK. Porin tulvasuojelusta

Tulvariskien hallintaa Satakunnassa oikuttelevassa ilmastossa

Muuttuvan ilmaston vaikutukset vesistöihin

Pudasjärven yksityiskohtaiset tulvavaarakartat

Harjunpa njoen ka nto uoman mitoitukseen liittyva avotila- ja ja patolaskennat

Vesistömallit ja tulvakartat tulvatilannekuvan muodostamisessa. Paikkatietomarkkinat Mikko Sane ja Kimmo Söderholm, SYKE

Tulviin varautuminen

Kokemäenjoen vaellusankeriaat

Vantaanjoen tulvat, ilmastonmuutos ja sateet

Ilmasto muuttuu kuinka muuttuu veden kierto? HSY Esko Kuusisto SYKE

EURAJOEN YLÄOSAN TULVASUOJELU. Varsinais-Suomen ELY-keskus.

Selvitys suunnitteluvaihtoehtojen vaikutuksista jää- ja hyydepatojen aiheuttamiin vedenkorkeuksiin Kokemäenjoen alaosalla.

Kauvatsanjoen reitin vesitaloudellinen kehittäminen -Ilmastonmuutoksen vaikutusten tarkastelu suhteessa nykyisiin säännöstelylupiin

Alustava tulvakartta hulevesitulvariskien arviointiin. Mikko Huokuna SYKE

Pintavaluntamallinnus ja monitavoitearviointi hulevesiratkaisujen suunnittelun apuvälineenä

Tulvat. Pelastustoimea kuormittavat vaaralliset säätilanteet koulutus Vesistöinsinööri Varpu Rajala, Etelä-Savon ELY-keskus

Maaston ja tiestön kantavuuden ennustaminen. Jori Uusitalo Jari Ala-ilomäki Harri Lindeman Tomi Kaakkurivaara Nuutti Vuorimies Pauli Kolisoja


Kyrösjärven säännöstelyn lupaehdoista tilapäinen poikkeaminen Hämeenkyrö,

Vaelluspoikasten alasvaellusongelmat: Potentiaalisia ratkaisuvaihtoehtoja

Kaksitasouomat nykytietämys ja jatkotutkimustarpeet TkT Kaisa Västilä & TkT Juha Järvelä, Aalto-yliopisto

KYYVEDEN POHJAPATO Mikkeli, Kangasniemi

Kaukokartoitusmenetelmien hyödyntämis- mahdollisuuksista maaainesten oton valvonnassa ja seurannassa

Pidisjärven tulvavaarakartat HW1/20 HW1/1000

Säätökastelu ja säätösalaojitus happaman vesikuorman ehkäisijöinä: tuloksia MTT Ruukista Raija Suomela MTT Ruukki

TUTKIMUKSEN JA TUOTEKEHITYKSEN VUOROVAIKUTUS JÄÄNMURTAJIEN SUUNNITTELUSSA Kaj Riska ILS Oy

Jäätilannekatsaus

Vattenfall Sähköntuotanto Oy

Pielisjoen ranta-asukkaiden haastattelut Yhteenveto tuloksista. Marja Wuori

Oulun Energia Oulun kaupunki, tekninen keskus. Oulujoen suistoalueen hyytöriskistä Esiselvitys

Inarijärven säännöstelyn kehittäminen Ekologiset vaihtoehdot ja kehitystrendit jaksolla

The relationship between leisuretime physical activity and work stress with special reference to heart rate variability analyses

KEMIJOEN JÄÄPEITTEEN SEURANTA PAAVALNIEMI - SORRONKANGAS VÄLILLÄ 2012

Petri Karppinen tutkija, biologi, FM, jatko-opiskelija

PORIN TULVASUOJELUHANKE: KOKEMÄENJOEN YKSIUOMAISEN OSAN LISÄTUTKIMUKSET JA ANALYYSI. Janne Niinikoski

Tulvalain toimeenpano Lapissa ja Tulvariskien alustava arviointi Tornionjoen-Muonionjoen vesistöalueella

Liuskekivet - Hiekkakivet

Laserkeilaus ja rakennettu ympäristö, Teemu Salonen Apulaiskaupungingeodeetti Porin kaupunki

Tahtiaikatuotanto I.S. Mäkinen Oy:n Hyttiremontoinnissa

PIRSKE Pirkanmaan säännöstelyjen kehittäminen Hankkeen toteuttamisen suunnitelma

Ilmastonmuutoksen vaikutukset vesihuoltoon ja hulevesiin

Rovaniemi T.Kilpiö, M.Talvensaari, I.Kylmänen

Kalajoen keski- ja alaosan yleispiirteiset tulvavaarakartat HW1/20 HW1/1000

Metsälamminkankaan tuulivoimapuiston osayleiskaava

Luonnonmukainen vesirakentaminen peruskuivatushankkeissa. Lasse Järvenpää, SYKE Salaojateknikoiden neuvottelupäivät, 1.2.

KEMIJOEN JÄÄPEITTEEN SEURANTA PAAVALNIEMI - SORRONKANGAS VÄLILLÄ 2013

Pekka Vuola Porin kaupunki / TPK. Porin tulvasuojelusta

EPS koerakenne E18 Muurla

OMINAISUUDET SOVELLUS. Technical data sheet BOAX-II HDG - KIILA-ANKKURI. Mutterin ja aluslevyn kanssa. UK-DoP-e08/0276, ETA-08/0276.

Saaristolainen elämäntapa ilmastonmuutoksen uhat (ja mahdollisuudet) Porvoo Esko Kuusisto SYKE

Säätietopalvelut lisäävät turvallisuutta arktisessa ympäristössä

PEKKA TAHTINEN AUTTOINEN RAUTJÄRVEN POHJAPATO. Padaslokl, Auttolnen. Yleissuunnitelma

Virtaamaennustein seurattavat vesistöt, ennuste

( ( OX2 Perkkiö. Rakennuskanta. Varjostus. 9 x N131 x HH145

( ,5 1 1,5 2 km

Tynnyrivaara, OX2 Tuulivoimahanke. ( Layout 9 x N131 x HH145. Rakennukset Asuinrakennus Lomarakennus 9 x N131 x HH145 Varjostus 1 h/a 8 h/a 20 h/a

Karvianjoen vesistön alaosan säännöstelyjen kehittäminen

Varsinais-Suomen ELY-keskus

Hydrauliikka: kooste teoriasta ja käsitteistä

Inarijärven säännöstelyn sopeuttaminen ilmastonmuutokseen

Uskelanjoen jäidenpidätysrakenteet ja kalataloudellinen kunnostus Ecoriver Oy LIITE 4 JÄIDENPIDÄTYSRAKENTEIDEN HECRAS TARKASTELU

Kokemäenjoen & Harjunpäänjoen sähkökoekalastukset 2011

Siirtoviemärilinja Harjavalta-Pori

53 Kalajoen vesistöalue

Maa-ainesmuodostuma. !. GM200 -kairaus. !. GM50 -kairaus !. KP2 LIITE

KAAPELIN SUOJAAMINEN SUOJAMATOLLA

Patorakenteiden periaatekuvia

Taustapitoisuusrekisteri TAPIR. Timo Tarvainen Geologian tutkimuskeskus

Gap-filling methods for CH 4 data

SATAKUNNAN PINTAVESIEN TOIMENPIDEOHJELMAEHDOTUKSESTA Vesistökohtaiset kehittämistarpeet

Salon seudun ryhmän kokous: Tulvariskien hallinnan toimenpiteet Uskelanjoen vesistössä

JOUTJOEN KALATALOUDELLINEN KUNNOSTUSSUUNNITELMA

WindPRO version joulu 2012 Printed/Page :42 / 1. SHADOW - Main Result

MONIMUOTOISET TULVAT

ILMASTONMUUTOS TÄNÄÄN

Pielisen säännöstely vaikutukset Pielisen, Pielisjoen ja Saimaan virkistyskäyttöön. Pielisen juoksutuksen kehittämisen neuvotteluryhmä

Yleistyvät ääri-ilmiöt ja vaikutukset maaseudulle Kaarina Esko Kuusisto SYKE

Kalankasvatus Metsähallituksen vesialueilla. Kalaviikko Esko Maukonen

Lapin tulvatilannekatsaus

Kokemäenjoen nahkiaisselvitys. -toukkien määrä ja elinympäristö -ylisiirtojen tuloksellisuus

Oulujoki, Merikosken 1/250 virtaama

Maaperän ilokaasupäästöt talvella - syitä ja seurauksia

YMPÄRISTÖLUPAVIRASTO Nro 41/2008/2 Dnro LSY 2008 Y 62 Annettu julkipanon jälkeen

Siian luontainen lisääntyminen Kokemäenjoessa

WindPRO version joulu 2012 Printed/Page :47 / 1. SHADOW - Main Result

Tervetuloa Satakuntaan!

MINIMIVIRTAAMA KALATIEN TOIMINNAN KANNALTA. Esa Laajala Pohjois-Pohjanmaan elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus

Mouhijärven ja Kiikoisjärven ilmastonmuutoslaskennat. Miia Kumpumäki Suomen ympäristökeskus Kevät 2018

Vantaanjoen yläosan virtausmallinnus Mallin päivitys Peltosaaresta Väinö Sinisalon kadulta alkaen m Herajoen liittymäkohdan alapuolelle

Transkriptio:

JOKIJÄÄN JA JÄÄPATOJEN VAIKUTUS VEDENKORKEUKSIIN JA UOMAN KULUTUSVOIMIIN Maria Kämäri 1,2 Eliisa Lotsari 2, Petteri Alho 3, Juha Aaltonen 1, Mikko Huokuna 1 1 Suomen ympäristökeskus SYKE 2 Itä-Suomen yliopisto, 3 Turun yliopisto maria.kamari@ymparisto.fi Malliseminaari 1.4.2014 Kokemäenjoki 28.1.2014

Sisältö Tutkimuksen tavoite ja menetelmät Jokijään vaikutukset uomaan Mikä on kitkajännitys eli shear stress? Kokemäenjoen talvitulva joulukuu 2004- tammikuu2005 Tulokset Tulevat tutkimukset 4.2.2014 2

Tutkimuksen tavoite Arvioida joessa olevan jääkannen tai jääpadon vaikutus: vedenkorkeuksiin (water level) uoman pohjan kitkajännitykseen (τ, shear stress, bed shear stress) sedimenttien liikkeellelähtöpotentiaaliin Menetelmä 1-D hydrodynaaminen jokimalli HEC-RAS, jossa jääkansi ja jääpato optiot jäätilan vs. avotilan mallitulokset Ilmastomuutoksen myötä muuttuvat virtaamat Kohdejoki Kokemäenjoki Sediment-transport processes in ice-covered flow are not fully understood Ettema and Daly 2004 11.2.2014 3

Jokijään vaikutukset ovat moninaiset The influence of an ice cover on a channel involves complex interactions among ice thickness water depth ice roughness fluid flow bed geometry sediment and channel geometry Metsähallitus, Maanmittauslaitos, Logica 2014 4

Veden ja uoman pohjan välinen kitkajännitys shear stress τ (N/m 2 ) Shear stress is a measure of the resistance to flow When the critical shear stress of sediment particles on the bed is exceeded particles move Kirjoita kaava tähän. 9800 N/m 3 Brunner 2010: HEC-RAS River Analysis System. Hydraulic Reference manual 5

Kitkajännityksen jakautumien uomassa Suora uoma, tasainen syvyys (Chow 1959) Kaarre, epätasainen poikkileikkaus (COE 1994) 6

Pohjan sedimenttien eroosio/kasautuminen Q s = sediment flow rate (M/T) D 50 = median grain size (L) Lane s Balance from Rosgen (1996) Q w = water flow rate (L 3 /T) S = slope (L/L) 7

Kokemäenjoen alaosan sedimentit ja niiden kriittinen kitkajännitys? Sedimenttinäytteitä analysoitu 81 kpl Hienojakoisia koheesiomaalajeja noin 50% (D 50 < 0.062 mm) Hiekkaa noin 50% (0.2 mm < D 50 < 2 mm) Orgaanista ainesta 1-6% (esim. Raumanjuopa) Kriittiset kitkajännityksen arvot vaihtelevat (critical shear stress) Maalaji Nm -2 Author mud 0.18 Metha and Panthenides 1975 mud 0.06-0.08 Krone 1976 mud 0.001-1.0 Sheng et al, 1991 Fine silt 0.5 Lang et al. 1989 Gravel < 10 mm 1.7 Williams 1983 8

Example of allowable shear stresses (tractive forces) for cohesive materials (COE 1994) Nm -2 47.9 23.9 4.8 ~ 5 Nm -2 2.39 ~ 2 Nm -2 0.48 9

The daily average shear stress in a cross section in Luotsinmäenjuopa during 30-year periods Simulointi 1971-2000 sekä eri ilmastoskenaarioiden mukaiset arvot Kesällä pieni virtaama ja pieni kitkajännitys Lotsari et al. (2013) 10

Pori 30.12.2004 11

Kokemäenjoen vedenkorkeus Porin keskustan kohdalla 1.6 1.4 Kokemäenjoen vedenkorkeus Jääpato nro 1 WL max + 1.22 m Lauha jakso, Ei jäätä Jääpato nro 2 WL max + 1.52 m Water level [m] 1.2 1.0 0.8 JÄÄN VAIKUTUS VEDENKORKEUTEEN 0.6 2004-12-20 2004-12-27 2005-01-03 2005-01-10 2005-01-17 2005-01-24 2005-01-31 Max. 60 cm 0.4 0.2 WL havainto Porin silta Simulointi, ilman jäätä Q mean = 453 m 3 /s Max. 88 cm Date

Shear stress, N/m2 Meri Kivini Porin silta Jääpadon vaikutus kitkajännitykseen 5 4 Qsteady = 383 m 3 /s WL meri = 0.45 m 3 2 1 0-1 Ei jäätä 0 2 4 6 8 10 12 Ei jäätä Jääpato 0.4-1 välillä m paksu Meri-Kivini n=0.06 Paksuus 0.4-1m Manning n = 0.06 Etäisyys mereltä km 13

PORIN KESKUSTA KITKAJÄNNITYS KOKEMÄENJOESSA KUN YHTENÄINEN JÄÄKANSI 20,30 TAI 40 cm Q talvi mean = 260 m 3 /s 14

Tulokset ja pohdinta 1. Jääpato Kokemäenjoen alajuoksulla nostatti joen vedenkorkeutta Porissa 60-90 cm kun Q = 167-678 m 3 /s ja merivesi Mäntyluodossa -0.1 0.9 m N60-tasossa Korkea merivesi + Q > 400 + Jää- = m3 /s pato Tulvariski Muutokset kitkajännityksessä verrattuna tilanteeseen ilman jäätä 1. Jääpadon alla sedimenttien liikkeellelähtöpotentiaali kasvaa 2. Jääpadosta ylävirtaan sedimenttien liikkeellelähtöpotentiaali pienenee 3. Jääkannen alla sedimenttien liikkeellelähtöpotentiaali a. pienenee, kun jääkansi on sileä b. kasvaa, kun jääkansi on rosoinen 15

Tulokset ja pohdinta 6. Mikäli ilmastomuutoksen vaikutuksesta talvivirtaamat kasvavat ja jääpeitteinen aika vähenee -> kulkeutuuko joesta talvikuukausina mahdollisesti aikaisempaa enemmän sedimenttejä jokisuistoon ja rannikolle? 16

Tutkimusryhmä ja yhteistyökumppaneita Eliisa Lotsari, UEF Petteri Alho, Turun yliopisto Mikko Huokuna, SYKE Juha Aaltonen, SYKE Noora Veijalainen, SYKE Mikko Sane, SYKE Yhteistyökumppaneita Pauli Myllymäki, VAR-ELY Satakunnan ammattikorkeakoulu, SAMK Kemijoki Oy, KAT Oy 18.2.2014 17

KIITOS 18