AGRU 1/1 PIDEMPI KÄYTTÖIKÄ halkeilunkestävät liitososat ja putket KORKEA TALOUDELLINEN TEHOKKUUS hiekkapohjaton asennus KESTÄVÄT LIITOKSET paremmat hitsaustulokset OSTOT YHDESTÄ PAIKASTA täydellinen PE 100-RC -putkistojärjestelmä AGRULINE Halkeilunkestävä PE 100-RC agru Kunststofftechnik Gesellschaft m.b.H. | Ing.-Pesendorfer-Strasse 31 | 4540 Bad Hall, Austria T. +43 7258 7900 | office@agru.at | www.agru.at | @agruworld |
Sisältö 4/2022. tri, vesitalouden professori, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu Erkki Vuori, lääket.kir.tri., professori, emeritus, Helsingin yliopisto, oikeuslääketieteen osasto Lehti ilmestyy kuusi kertaa vuodessa. Vuosikerran hinta on printtilehtenä 65 € ja digilehtenä 50 €. mennessä. Vesitalous 5/2022 ilmestyy 14.10. Tämän numeron kokosi Eliisa Lotsari e-mail: eliisa.s.lotsari@aalto.fi Kansikuva: Seuraavassa numerossa teemana on Vesistöjen hiilikierto. Ilmoitusvaraukset 5.9. 4 Paikkatieto keskeisessä osassa vesistöihin kohdistuvassa tutkimustyössä Eliisa Lotsari VESI JA PAIKKATIETO 5 Kansallisten avointen paikkatieto aineistojen hyödyntäminen hydrologisessa mallinnuksessa Jari-Pekka Nousu, Pertti Ala-aho, Samuli Launiainen, Hannu Marttila ja Kersti Leppä 10 Konenäkömenetelmät ja hydraulinen mallinnus työkaluina sedimentin kulkeuman analyysien kehittämiseksi Marko Kärkkäinen, Virpi Pajunen, Juha-Matti Välimäki ja Eliisa Lotsari 17 Digitaalinen siirtymä virtavesien tutkimuksessa Petteri Alho, Linnea Blåfield, Karoliina Lintunen, Mikel Calle, Carlos Gonzales-Inca ja Elina Kasvi 20 Neuroverkot vesiriskien hallinnassa Jari Silander, Anton von Schantz, Vesa Hölttä, Xiaoli Liu ja Ella Rauth 23 Monikanavainen laserkeilaus jokiympäristöjen 3D-kartoituksessa Harri Kaartinen ja Antero Kukko 28 Vesi ja paikkatieto Mika Jalava 31 Uusi vesistötutkimuksen osaamiskeskus ottaa digiloikan suoraan syvään päähän Petteri Alho, Hannu Marttila, Eliisa Lotsari, Harri Kaartinen, Cintia Uvo, Anna-Kaisa Ronkanen ja Jari Silander 34 Paikkatiedot vesihuollon digimurroksessa Sanna Paavilainen MUUT AIHEET 37 Ovatko talvet muuttuneet hiihtokeskuksissa. LXIII JULKAISIJA Ympäristöviestintä YVT Oy Annankatu 29 A 18, 00100 Helsinki Puhelin (09) 694 0622 KUSTANTAJA Ympäristöviestintä YVT Oy Tuomo Häyrynen e-mail: tuomo.hayrynen@vesitalous.fi Yhteistyössä Suomen Vesiyhdistys ry ILMOITUKSET Tuomo Häyrynen Puhelin 050 5857996 e-mail: ilmoitus.vesitalous@mvtt.fi PÄÄTOIMITTAJA Minna Maasilta Maaja vesitekniikan tuki ry Annankatu 29 A 18, 00100 Helsinki e-mail: minna.maasilta@mvtt.fi TOIMITUSSIHTEERI Tuomo Häyrynen Uuhenkuja 4, 80140 Joensuu Puhelin 050 585 7996 e-mail: tuomo.hayrynen@vesitalous.fi TILAUKSET JA OSOITTEENMUUTOKSET Taina Hihkiö Maaja vesitekniikan tuki ry Puhelin (09) 694 0622 e-mail: vesitalous@mvtt.fi ULKOASU JA TAITTO Taittopalvelu Jarkko Narvanne, PAINOPAIKKA Forssa Print | ISSN 0505-3838 Asiantuntijat ovat tarkastaneet lehden artikkelit. Riina Liikanen, tekn.tri., vesiasiain päällikkö, Suomen Vesilaitosyhdistys ry Saijariina Toivikko, dipl.ins., vesiasian päällikkö, Suomen Vesilaitosyhdistys ry Minna Maasilta, dipl.ins., toiminnanjohtaja, Maaja vesitekniikan tuki ry Pekka Rossi, tekn.tri., apulaisprofessori, Oulun yliopisto, vesija ympäristötekniikka Annina Takala, dipl.ins., Suomen Vesiyhdistys ry Riku Vahala, tekn.tri., vesihuoltotekniikan professori, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu Olli Varis, tekn. TOIMITUSKUNTA Hannele Kärkinen, dipl.ins. Veera Korteniemi ja Harri Koivusalo 43 Vesialan opinnäytetyöt 44 Kirja-arvio: Vesihuollon myytit -helppolukuinen oppikirja Harri Mattila 46 Uutisia 47 Ajankohtaista vesiyhdistykseltä 48 Liikehakemisto 50 Abstracts 51 Vieraskynä Timo Huttula VESITALOUS www.vesitalous.fi VOL
Suomen vesistöihin kohdistuvan tutkimustyön keskiössä onkin monilla tieteenaloilla sijainniltaan tarkat huipputeknologioilla mitatut paikkatietoa sisältävät aineistot. Autonominen ja jatkuvatoiminen aineiston tuottaminen, sekä tiedon tehokas jakaminen eri toimijoiden välillä mahdollistaisi myös entistä tehokkaamman tiedon analysoinnin, menetelmien kehittämisen, laaduntarkistamisen sekä uusien innovaatioiden syntymisen vesiteknologian ja paikkatiedon alalla. Suomessa paikkatietoa ja vettä yhdistävä tutkimus tuottaakin tietämyksen pitkän aikavälin muutoksista, kun ainutlaatuiset uusilla teknologioilla tuotetut maastodatat yhdistetään laboratorioanalyyseihin, kaukokartoitukseen ja numeeriseen mallintamisen kehittämiseen. Tämä pätee monen muun tutkimusteeman ohella myös vesiympäristöihin. Hydrologisten, virtausteknisten, morfodynaamisten ja vedenlaadun prosessien mittausteknologioiden lisäksi keskiössä ovat autonomisten vedenalaisten ja –päällisten mittalaitealustojen, liikuteltavan maastolaboratorion sekä aineistojen jakelualustan kehittäminen, jotta vesialan haasteisiin saadaan tutkittuun tietoon perustuvia ratkaisuja. virtausnopeudet, maaston korkeusvaihtelut, jokirakennelmat, jääkannen paksuus, ja vedenlaatu), jotta näiden prosessien voimakkuudet, vuodenaikaisuudet ja muutokset voidaan havaita. Erikoisnumeron artikkelien kirjoittajista suuri osa on kytköksissä Vesialan osaamiskeskittymään, jonka muotoutuminen alkoi Suomen Akatemian myöntämän rahoituksen myötä 2021 alkuvuodesta. Jotta nykytilanteesta ja ilmastonmuutoksen vaikutuksista saadaan pitkiä havaintoaikasarjoja ja ymmärretään muuttuvia olosuhteita, nyt onkin kriittinen ajankohta näiden luonnonja ihmisympäristöjen tutkimiseen hyödyntäen paikkatietoa. Kolmen konsortiomuotoisen hankkeen (HYDRO-RDI-Network 2021-22, HYDRORI-Platform 2022-24 ja Green-Digi-Basin 2022-24), ja niissä mukana olevien Turun yliopiston, Aalto-yliopiston, Oulun yliopiston, Itä-Suomen yliopiston, Suomen ympäristökeskuksen ja Paikkatietokeskus FGI:n tutkijoiden kautta paikkatietoperusteista aineiston tuottamista ja jakamista on mahdollista kehittää ja edistää Suomessa. akustiset virtaussensorit, laserkeilaimet ja kamerat), mahdollistavat laadukkaan aineiston tuottamisen. Näitä vesiympäristöihin kohdistuvia prosesseja kuvaavia aineistoja ei muutama vuosikymmen sitten olisi ollut mahdollista kerätä yhtä tarkasti sijainniltaan, alueelliselta tiheydeltään ja ajallisesti, kuin mitä tällä hetkellä on. Uudet jatkuvasti kehittyvät teknologiat topografian, virtauksen ja aineskuljetuksen mittaamisessa, kuten lennokeista ja muista autonomisestikin maalla ja vedessä liikkuvista alustoista käytettävät erilaiset sensorit (ml. Niin järviin, Itämereen, kuin pohjoisiin arktisiin meriin (valtioiden rajatkin ylittäviin), joista tarkoin mittalaittein ja pitkin aikasarjoin havaitut paikkatietoaineistot mahdollistavat ilmastonmuutoksen ja ihmistoiminnan vaikutusten arvioimisen, sekä niihin varautumisen. Osaamiskeskittymälle tunnistettiin olevan erityisesti tarvetta ympäristön muutoksille herkillä boreaalisilla ja subarktisilla alueilla. Muuttuvassa maailmassa paikkaan liittyvä tieto mahdollistaa alueellisen ja ajallisen muutoksen havainnoimisen ja analysoimisen nykyhetkessä, mutta myös mallintamisen tulevaisuuteen. Pintavesivarojen lisäksi sijaintitieto on oleellinen myös pohjaveteen liittyvässä tutkimuksessa ja maaperän jäätymis-sulamissyklien ymmärtämisessä. Tämä entisestään edistää uusien teorioiden syntymisen luonnonprosessien, ekosysteemien ja yhteiskuntienkin välisestä vuorovaikutuksesta. Näiden alueiden ympäristökysymykset kuten eroosio, tulvat ja vedenlaadulliset haasteet vaativat poikkitieteellisiä ratkaisuja. Onkin ilo olla mukana edistämässä tutkimusta Suomessa vesija paikkatietoaloihin liittyen, sillä elämme tutkimuksellisesti mielenkiintoisia, mutta erittäin kriittisiä aikoja muuttuvan maailman ymmärtämiseksi. On oleellista tietää tarkka sijainti valumaja jokiuomatasolla luontoon ja yhteiskuntaan vaikuttavista tekijöistä (mm. Uudet teoriat ja tulevaisuuden ennusteet esimerkiksi vuodenaikaisesta jokidynamiikasta ja sen vaikutuksista kylmän ilmastoalueen yhteisöihin ja ekosysteemeihin tarjoavat tietoa päätöksentekoon, ympäristönsuojeluun, infrastruktuurin rakentamiseen ja kestävän yhteiskunnan ylläpitämiseen. Paikkatieto mahdollistaa siis myös erilaisten prosessien välisten yhteisvaikutusten paremman ymmärtämisen. 4 www.vesitalous.fi PÄÄKIRJOITUS. ELIISA LOTSARI Vesitekniikan apulaisprofessori ja akatemiatutkija Aalto-yliopisto eliisa.s.lotsari@aalto.fi Paikkatieto keskeisessä osassa vesistöihin kohdistuvassa tutkimustyössä P ohjoiset alueet lämpenevät nopeimmin maapallolla, mutta vuodenajoittain jäätyviin jokiympäristöihin ja valuma-alueisiin kohdistuvat vaikutukset ovat alueellisesti ja ajallisesti puutteellisesti tiedossa
Alueellinen hydrologinen mallinnus Lukessa kehitetty Spatial Forest Hydrology (= alueellinen metsähydrologia, SpaFHy, Launiainen et al. Tällaista paikkatietomuodossa olevaa aineistoa ovat muun muassa tiedot puuston ja aluskasvillisuuden laadusta sekä määrästä (monilähteinen valtakunnan metsien inventointi -ohjelma, MVMI). Mallien parametrisointi vaatii tietoa, jolla ympäristön ominaisuudet ja niiden vaihtelu voidaan kuvata. A voimesti saatavilla olevat kansalliset paikkatietoaineistot ovat potentiaaliinsa nähden erittäin vähän hyödynnettyjä niin alueellisessa hydrologisessa kuin muussa ympäristön tilan mallinnuksessa. Maanpinnan tarkka topografiatieto onkin hydrologian kannalta erityisen tärkeää, koska se vaikuttaa niin pintakuin pohjavalunnan virtausreitteihin, sekä rinteiden varjostukseen. Nämä kasvillisuusaineistot mahdollistavat esimerkiksi tarkemman haihdunnan laskemisen, joka onkin merkittävä tekijä erityisesti metsäisten valuma-alueiden vesitaseissa. MML sen sijaan huolehtii maanpinnalla tapahtuvista mittauksista sekä kartoituksista, ja tuottaa muun muassa tietoa maanpinnan topografiasta. 2019) JARI-PEKKA NOUSU väitöskirjatutkija, Oulun yliopisto, Vesi-, energiaja ympäristötekniikka vieraileva asiantuntija, Luonnonvarakeskus, Biotalous ja ympäristö jari-pekka.nousu@oulu.fi PERTTI ALA-AHO apulaisprofessori, Oulun yliopisto, Vesi-, energiaja ympäristötekniikka SAMULI LAUNIAINEN johtava tutkija, Luonnonvarakeskus, Biotalous ja ympäristö HANNU MARTTILA apulaisprofessori, Oulun yliopisto, Vesi-, energiaja ympäristötekniikka KERSTI LEPPÄ tutkijatohtori, Luonnonvarakeskus, Biotalous ja ympäristö Prosessimalleilla voidaan fysiikkaan ja matematiikkaan perustuen valaista muun muassa hydrologiaan ja biogeokemiaan liittyviä kysymyksiä, sekä tuottaa ympäristötietoa maankäytön ja muun toiminnan suunnittelun tueksi. Luke on vastuussa luonnonvarojemme tutkimisesta ja alan tiedon jakamisesta. GTK tuottaa nimensä mukaisesti geologista tietoa, joista erityisesti pintaja pohjamaalajikartat ovat hydrologisen mallinnuksen kannalta mielenkiintoisia, sillä maan hydrauliset ja vedenpidätys ominaisuudet ovat riippuvaisia maaperän rakenteesta ja maalajista. Pistekohtaisessa mallinnuksessa parametrit voidaan määrittää kohteessa suoritettujen kenttämittausten avulla. Kansallisten avointen paikkatieto aineistojen hyödyntäminen hydrologisessa mallinnuksessa 5 Vesitalous 4/2022 VESI JA PAIKKATIETO. tarkkuudella) ja siten hyödynnettävissä hydrologisten mallien parametrisointiin. Kun mallinnustarkastelu halutaan laajentaa kattamaan suurempia alueita, on paikkatietoaineistojen käyttäminen parametrien määrittämiseen tehokasta. Yllä mainitut paikkatietoaineistot ovat saatavilla koko Suomeen ja usein hienolla resoluutiolla (ts. Kansallisia paikkatietoaineistoja tuottavat muun muassa Geologian tutkimuskeskus (GTK), Maanmittauslaitos (MML) ja Luonnonvarakeskus (Luke)
SpaFHy-mallille syötetään paikkatietoaineistot karttamuodossa, jolloin malli määrittelee automaattisesti parametrit jokaiseen valuma-alueen hilaan (ts. pikseliin) kartoista saatujen tietojen avulla. on esimerkki mallista, joka hyödyntää laajasti avoimena olevia kansallisia paikkatietoaineistoja määrittämään veden virtausta (uomavirtaus, maaveden liike) ja olomuodon muutoksia (haihdunta, lumen kertyminen ja sulaminen) valuma-aluetasolla. Kuva 2 esittää tiivistetysti mallin rakenteen ja hilassa tapahtuvat eri veden virtausten ja varastojen laskennan. SpaFHy koostuu kolmesta eri osamallista, joissa hydrologisia prosesseja lasketaan: i) kasvusto ja lumi, ii) pintamaa sekä iii) pohjavesi. 2021). Kuvan lehtialaindeksiin on summattuna kuusi, mänty ja lehtipuiden lehtialaindeksit. Korkeuskartta tulee MML:n aineistosta, jonka perusteella myös kosteusindeksi on määritelty (“Korkeusmalli”, MML). Tuloksia syntyy siis simulaatioajan jokaiselle päivälle sekä kaikille valuma-alueen hiloille, joten tuloksiakin voidaan tarkastella karttamuodossa. Pintamaaluokan määrittämiseen on käytetty sekä GTK:n pintamaalajikarttaa, että MML:n suoaluemääritystä (”Maaperä 1:200 000 (maalajit)”, GTK ja ”Maastotietokanta”, MML). Kasvuston korkeus ja osuus -kartat tulevat suoraan Luken MVMI aineistosta (”Puuston keskipituus” ja ”Puuston latvuspeittävyys”, Luke). Lehtialaindeksi on arvioitu biomassa -karttojen pohjalta eri puulajeille (”Biomassa, kuusi, neulaset”, ”Biomassa, mänty, neulaset” ja ”Biomassa, lehtipuut, lehvästö”, Luke). Kun saatavilla on sekä tarvittavat paikkatietoja meteorologinen aineisto, malli laskee tietyn aika-askeleen (tällä hetkellä vakiona päivä) välein osamallien hydrologisten prosessien ratkaisut ja vesivarastojen muutokset jokaiselle valuma-alueen hilalle. 6 www.vesitalous.fi VESI JA PAIKKATIETO. Kuvassa 1 on esimerkkinä paikkatietoaineisto SpaFHysimulaatioille Pallaksen tutkimusvaluma-alueella (Marttila et al. Tämän lisäksi malli vaatii tiedon päivittäisistä sääolosuhteista (ilman lämpötila, sadanta, ilmankosteus jne.), johon sopii esimerkiksi Ilmatieteenlaitoksen asemilta avoimesti ladattavat meteorologiset havainnot. Pintamaalajit on lajiteltu karkeutensa mukaan seuraavasti, 1 = karkea, 2 = keskikarkea, 3 = hieno ja 4 = turve. Kuva 1. Esimerkkejä SpaFHy-mallin parametrisoinnissa käytettävistä paikkatietoaineistoista. Esimerkkejä moniulotteisten tulosten visualisoinneista Kuten aiemmin mainittua, SpaFHy laskee veden liikkeitä ja olomuodon muutoksia sekä ajassa (päivän aikaaskel) että paikassa (hilapisteet valuma-alueella)
Kuva 2. “Pintamaa” osamalli ratkaisee orgaanisen sammalhumuskerroksen sekä juuristokerroksen hydrologian sekä ”pohjavesi” (virallisesti TOPMODEL) kuvaa koko valuma-alueen keskimääräistä pohjavesivarastoa sekä pohjavaluntaa. Maveplan 1/3 7 Vesitalous 4/2022 VESI JA PAIKKATIETO. ”Kasvusto ja lumi” -osamalli laskee latvustossa ja lumipakassa tapahtuvat hydrologiset prosessit. SpaFHy-mallin rakenne sekä esimerkki hilassa laskettavista vesivirtauksista -ja varastoista
Paikkatiedon mahdollisuudet ja rajoitteet mallinnuksessa Paikkatiedon mahdollistama alueellinen mallinnus on tehokas työkalu hydrologisen vaihtelun tarkasteluun. Tämän lisäksi juuristokerroksen maankosteus riippuu myös pohjavedenpinnan syvyydestä. ja siksi metsässä vuotuinen evapotranspiraatio on suurempaa kuin avoimella suolla (vertaa Kuva 1 lehtialaindeksi ja Kuva 4 ). Tämä on nähtävissä Kuvassa 3 turvemaiden (Kuva 1 , pintamaaluokka) korkeimpina maankosteusarvoina sekä kosteana että kuivana päivänä. 8 www.vesitalous.fi VESI JA PAIKKATIETO. SpaFHy-mallin kehitysversiossa on myös mahdollisuus fysikaaliselle pohjavedenpinnan ja lateraalisen virtauksen laskennalle, jolloin valuma-alueiden laajat kosteat alueet ja ojien vaikutus saadaan mallinnettua entistä realistisemmin. Kuva 4 esittää vuoden 2020 kumulatiivista maaperästä ja kasvillisuudesta tapahtuvaa haihduntaa (evapotranspiraatio) valuma-alueella. Pohjaveden virtauksen laskeminen on kuitenkin laskennallisesti raskasta, joten SpaFHy:n vakioversiossa pohjaveden vaikutusta jäljitellään kosteusindeksiin perustuvalla osamallilla (virallisesti TOPMODEL), jota käytetään yleisesti pohjavalunnan määrittämiseen hydrologisissa malleissa. Ylin kuva havainnollistaa 2020 toukokuulokakuu ajanjakson valuma-alueen keskimääräisen sekä maankosteuden vaihteluvälin (20-kvantiili = 20-80%). Kuva 3 esittää 2020 toukokuu-lokakuu ajanjakson simuloitua juuristokerroksen (maaperän ylin kerros, 30 cm) maankosteutta (aikasarja, yläpaneeli) sekä kahden hydrologisesti erilaisen ajanhetken maankosteuden alueellista jakaantumista (kartat). Alueellisella hydroloKuva 3. Evapotranspiraation määrä riippuu kasvuston ominaisuuksista, eritoten lehtialasta, jota SpaFHy mallissa arvioidaan avoimista Luken MVMI aineistoista. Eri maalajeille on määritelty erilaiset vedenpidättävyysominaisuudet, jonka vuoksi alueellinen maankosteus korreloi erityisesti GTK/MML paikkatietoaineistoista arvioidun ja parametrisoidun pintamaaluokan kanssa. Esimerkki juuristokerroksen maankosteuden simulaatioista SpaFHy-mallilla. Suuremman kosteusindeksin omaavat alueet ovat simulaatioissa tyypillisesti märempiä (vertaa Kuva 1 Kosteusindeksi ja Kuva 3 ). Alemmat karttakuvat esittävät kahden ajanhetken maankosteuden alueellisen jakautumisen, vasemmalla esimerkki kosteasta päivästä ja oikealla esimerkki kuivasta päivästä. Simulaatioiden avulla voidaan muun muassa tarkastella eri maankäytön vaikutuksia niin paikallisesti kuin myös koko valuma-alueen tasolla
SpaFHy:n kaltaiset dynaamiset hydrologiset mallit tuottavat tietoa muun muassa biogeokemian ja hiilen kierron kannalta tärkeistä muuttujista. 9 Vesitalous 4/2022 VESI JA PAIKKATIETO. (2019). Alempi karttakuva esittää vuotuisen haihdunnan alueellisen jakautumisen. Subarctic catchment water storage and carbon cycling – Leading the way for future studies using integrated datasets at Pallas, Finland. Esimerkki SpaFHy-simuloidusta kumulatiivisesta evapotranspiraatiosta (ET) vuonna 2020. purovirtaama, lumen syvyys), sillä toisin kuin mallin lähtötiedoille (avoin paikkatieto ja säädata) mitattua tietoa mallin laskemista muuttujista on harvoin saatavilla laajoilta alueilta. Kyseisillä menetelmillä on suurta potentiaalia alueellisten mallien kalibroinnissa ja validoinnissa. https://doi.org/10.1002/hyp.14350. J. https://doi.org/10.5194/hess-23-3457-2019. Kuva 4. Tällöin saadaan kattava ymmärtäminen niin ympäristölle tyypillisistäkuin myös ääriolosuhteista. Prosessimallinnuksen kehittämisessä hyödyllistä on erityisesti se, että malleilla voidaan simuloida pitkiäkin ajanjaksoja, kunhan meteorologista aineistoa on saatavilla. Ylempi aikasarjakuva näyttää vuoden valuma-alueen keskimääräisen kumulatiivisen ET:n sekä mallin vaihteluvälin (20-kvantiili = 20-80%) valuma-alueella. gisella mallilla voidaan tutkia esimerkiksi, miten metsänhoito tai esimerkiksi avohakkuut vaikuttavat valuma-alueen hydrologiaan, tai hahmotella ilmastonmuutoksen alueellista vaikutusta pienessäkin mittakaavassa. Mallituloksia vertaillaan usein pistemittauksia vastaan (esim. Marttila, H., Lohila, A., Ala-Aho, P., Noor, K., Welker, J. Hydrologisten mallien kehitys, avoimien aineistojen tarkentuminen ja uusien datalähteiden syntyminen tulevat mahdollistamaan suuria kehitysaskelia vesivarojen tutkimuksen ja hallinnan digitalisaatiossa. Tämä vaatii kuitenkin merkittävää ja pitkäjänteistä panostusta dataa ja malleja integroivaan tutkimukseen. M., Croghan, D., Mustonen, K., Meriö, L., Autio, A., Muhic, F., Bailey, H., Aurela, M., Vuorenmaa, J., Penttilä, T., Hyöky, V., Klein, E., Kuzmin, A., Korpelainen, P., Kumpula, T., … Kløve, B. Alueellisten mallien niin kutsuttu kalibrointi sekä validointi, eli mallin toimivuuden säätäminen ja varmentaminen kenttämittauksilla on kuitenkin yleensä haastavaa. Modeling boreal forest evapotranspiration and water balance at stand and catchment scales: a spatial approach. Hydrological Processes, 35(9), 1–19. Mallit mahdollistavat myös tulevaisuuden olosuhteiden tarkastelun käyttämällä eri ilmastoskenaarioita, jolloin voidaan saada suuntaa ilmastonmuutoksen vaikutuksista, esimerkiksi tulevaisuuden tulvista sekä kuivuuksista, ja niiden vaikutuksista ekosysteemeihin. Seuraavana luonnollisena askeleena alueellisessa mallinnuksessa olisikin hydrologisten ja biogeokemiallisten prosessikuvausten yhdistäminen, jolloin voidaan simuloida esimerkiksi maan ravinteiden kiertoa sekä kasvihuonekaasupäästöjä ja niiden suhteita alueelliseen hydrologiaan. Hydrology and Earth System Sciences, 23(8), 3457–3480. Kaukokartoitussekä koneoppimismenetelmien kehitys on kuitenkin jo poikinut useita alueellisia datatuotteita mallien laskemista muuttujista, kuten maankosteudesta, lumesta ja haihdunnastakin. (2021). Kirjallisuus Launiainen, S., Guan, M., Salmivaara, A., & Kieloaho, A
Tuloksia voidaan hyödyntää hydro-morfodynaamisessa mallinnuksessa, jolla selvitetään eri vuodenaikoina tapahtuvia sedimentin liikkeitä jokiuomassa. 2021, Hatcher ym. Konenäkömenetelmät-käsite viittaa tekniikoihin, joilla kuvista sekä videoista saadaan erilaisten automatisoitujen algoritmien avulla laskettua uutta tietoa, esimerkiksi kuva-alalla olevien objektien orientaatiosta tai nopeuksista suhteessa toisiinsa. Jokitutkimuksessa erilaiset konenäköön perustuvat kaukokartoitusmenetelmät ovat yleistyneet erityisesti UAS (Unmanned Aerial Systems) -laitteiden käytön myötä, jotka mahdollistavat ajallisesti ja alueellisesti kattavan laadukkaan paikkatietoaineiston tuottamisen kustannustehokkaasti vesiympäristöistä. Lyhyellä ja pitkällä ajanjaksolla muuttuvat virtausten voimakkuudet ja ominaisuudet vaikuttavat jokiuomien materiaaliin, joka kasautuu tai erodoituu ominaisuuksiensa perusteella. 2020, Pearce ym. J okiympäristö on jatkuvassa muutoksessa erilaisten yhtä aikaa vaikuttavien luonnonprosessien johdosta. Jodeau ym. Konenäköön perustuvien kaukokartoitusmenetelmien hyödyntäminen on uusi keino selvittää uoman sedimentin kulkeutumista. Jotta saadaan tietoa joen virtauksesta ja virtauksen aiheuttamasta aineskuljetuksesta, sekä nyt että tulevaisuudessa, on tärkeää hyödyntää uusia konenäkömenetelmiä perinteisten mekaanisten ja pistemäisten havainnointimenetelmien lisäksi. 2020) ja virtauksen (mm. Jokiuoman pohjalla kulkeutuvaa sedimentin määrää on arvioitu muun muassa perinteisesti käytetyillä mekaanisilla laitteilla (kuten HelleySmith -pohja-aineskeräimellä; Helley ja Smith, 1971), ja virtauksen havainnointi on tapahtunut joko pistemäisesti tai poikkileikkauksittain. Joen hydraulisen mallinnuksen tarkkuus perustuu tarkkoihin mittauksiin, joilla kerätään aineistoa esimerkiksi vedenkorkeudesta, virtauksesta, aineskuljetuksesta ja jokiuoman topografiasta. 2008, Eltner ym. 2008, Strelnikova ym. LSPIV (Large-Scale Particle Image Velocimetry) ja PTV (Particle tracking velocimetry) -menetelmillä on sen sijaan mahdollista laskea peräkkäisten kuvien välillä tapahtuvan liikkeen voimakkuus ja suunta (Fujita ym. 1998, Muste ym. (Kuva 1 ) Uudet menetelmäsovellukset mahdollistavat jokiuomien morfologisten muutosten sekä sedimentin kulkeutumisen tutkimisen ja mallintamisen jokien avouomaja jääkannen alaisissa virtaustilanteissa. 2020), ja menetelmiä on sovellettu joen pintavirtauksen laskentaan (mm. MARKO KÄRKKÄINEN projektitutkija, Itä-Suomen yliopisto marko.karkkainen@uef.fi VIRPI PAJUNEN tutkijatohtori, Itä-Suomen yliopisto virpi.pajunen@uef.fi JUHA-MATTI VÄLIMÄKI tohtorikoulutettava, Aaltoyliopisto juha-matti.valimaki@aalto.fi ELIISA LOTSARI Vesitekniikan apulaisprofessori, Akatemiatutkija Aalto-yliopisto eliisa.s.lotsari@aalto.fi Konenäkömenetelmät ja hydraulinen mallinnus työkaluina sedimentin kulkeuman analyysien kehittämiseksi 10 www.vesitalous.fi VESI JA PAIKKATIETO. Jokiympäristössä tapahtuvia muutoksia pyritään mallintamaan erilaisilla numeerisilla mallinnusmenetelmillä. pohja-aineskuljetuksen) tutkimiseen, johon perehdymme tässä artikkelissa tarkemmin kenttämittauksissa testattujen menetelmien ja mittaus tapojen pohjalta. 2020). Kuvasarjojen avulla voidaan luoda ajantasaisia ja tarkkoja ortomosaiikkeja sekä topografian 3D-malleja käyttämällä Structure from Motion (SfM) (Smith ym., 2016) -menetelmää. Menetelmät ovat myös sovellettavissa vedenalaisen ympäristön (Ventura ym
SfM-menetelmää tai muuta vaihtoehtoista kuva-analyysimenetelmää hyödyntämällä kuvasarjoista saadaan rakennettua 3D-pistepilvi, jonka avulla voidaan luoda yleisimpiä tutkimuksessa hyödynnettäviä lopputuotteita, kuten ortomosaiikkeja ja korkeusmalleja. Vedenalaisfotogrammetria Vedenalaisfotogrammetria perustuu limittäisiin kuvasarjoihin tai videoleikkeisiin tarkasteltavasta vedenalaisesta kohteesta. Kuvassa näkyvien tähyksien avulla kameran asento ja paikka reaalimaailman koordinaatistossa voidaan laskea. muuttujat ovat laskettavissa. Limittäisten, eri kuvakulmista otettujen kuvien avulla luotu 3D-malli. Kuvakaappaus GoProlla kuvatusta videosta jääkannen alta. Tulevaisuudessa ohjelmistojen, kameralaitteiden sekä vedenalaisen paikannuksen teknisen kehityksen myötä mallin luonti onnistunee myös ilman tähyksiä (Liu ym, 2021, Hatcher ym. 2020, Reis ym. Kuva 3. ROV) (Chasing M2 ja Gladius mini) sekä edullisia ja yleisesti käytössä olevia GoProkameroita (Kuva 2 ). Hyödynsimme menetelmässämme kuluttajahintaluokan vedenalaisdroneja (eng. Reaalimaailman koordinaatistoon sidotun ja tarkan 3D-mallin luomiseen tarvitaan tietoa kameran paikasta, asennosta sekä linssin aiheuttamista kuvavääristymistä. Kuva 1. Kuva 2. 2016), joiden asettelu on työlästä ja jotka rajaavat tutkimusaluetta sekä saattavat vaikuttaa pohja-aineen kulkeutumisen dynamiikkaan. Veden alla mallin luonti onnistuu helpoiten kuva-alalle asetettujen tarkkuus-GPS:llä mitattujen tähyksien avulla (Kuva 3 ), joiden perusteella em. 11 Vesitalous 4/2022 VESI JA PAIKKATIETO. Helmikuussa 2022 Pulmankijoella kenttätöissä uoman pohjaa ja pohjassa olevia tähyksiä kuvattiin eri kuvakulmista kairareikien kautta
tähyksiä tai hyödyntää vedenalaisella fotogrammetrialla tehtyä ortomosaiikkia sekä korkeusmallia (Kuva 4 ). Eri vuodenaikojen maastomittaukset mahdollistavat kokonaisvaltaisemman virtausten ja sedimenttien mallinnuksen jokiympäristössä, josta voidaan arvioida jokiuoman kehitystä tulevaisuudessa. Erityisesti vedenalaisista droneista ja kameroista on hyötyä talviaikaan, jolloin maastomittaukset on tehtävä kairareikien kautta jään alta. Uudet vesiympäristöistä mitatut sijaintitiedon omaavat kalibrointiaineistot edesauttavat tätä mallinnussovellusten ja -lähestymistapojen kehitystyötä. Liikkeen määritys perustuu joko hiukkasryhmien (LSPIV) tai yksittäisten partikkelien jäljitykseen (PTV), ja sopivan menetelmän valinta riippuu pohja-ainesvirtauksen dynamiikasta. Mallit kalibroidaan maastossa mitattujen parametrien avulla. 2020). Pintavirtausmenetelmät Pintavirtausmenetelmillä perättäisten kuvien välillä tapahtuvasta muutoksesta lasketaan liikkeen voimakkuus ja suunta. Perinteiset mekanistiset pohja-aineksen mittausmenetelmät kuvastavat hetkellistä tilannetta joessa, mikä voi antaa virheellisen kuvan todellisesta pohja-aineskuljetuksesta, joka erityisesti talviaikaan voi olla pulssimaista/turbulenttista (Polvi ym. Uoman pohjalle asetettavat tähykset vaikuttavat pohja-aineksen virtauksen dynamiikkaan. Myös videon resoluutio, kuvataajuus ja analyysin asetukset aikaansaavat merkittävää vaihtelua virtausnopeuden laskennassa. 12 www.vesitalous.fi VESI JA PAIKKATIETO. Nämä ohjelmistot mahdollistavat 1-, 2tai jopa 3-ulotteisen hydraulisen ja morfologisen mallinnuksen. Kauko-ohjattavat mittauslaitteet, kuten erilaiset dronet ja konenäkömenetelmät, helpottavat aineiston keruuta, mahdollistavat ajallisesti pidemmän tarkkailuvälin ja näin ollen mittaukset ovat tarkempia. Edellisen kuvan 3D-mallista luotu kaksiulotteinen korkeusmalli. HEC-RAS, River2D, Deflt3D) ja kaupallisten ohjelmistojen avulla (esim. Pohjoisissa ympäristöissä, joissa jääkansi peittää joen useita kuukausia vuodessa, on jääkannen vaikutuksen huomioon ottaminen malleissa myös tärkeää. Jotkin mallinnusohjelmat, kuten HEC-RAS, mahdollistavat jo nykyisellään jääkannen Kuva 4. Tavoitteena on malli, joka vastaa mahdollisimman tarkasti joessa havaittuja olosuhteita, joten maastomittausten on oltava tarkkoja ja riittäviä. Virtaussuunta kuvassa alavasemmalta yläoikealle. Hydraulinen ja morfologinen mallinnus Jokiympäristön mallinnuksella, kuten veden ja sedimentin liikkeitä kuvaavalla hydraulisilla ja morfologisella mallinnuksella (lyhyesti hydro-morfologinen mallinnus), pyritään mallintamaan sekä nykytilannetta että erilaisia tulevaisuuden skenaarioita, joita joessa ennustetaan tapahtuvan esimerkiksi ilmastonmuutoksen seurauksena. Kuva-alan fyysisten mittojen määrittämiseen ja virtausnopeuden laskentaan sekä mittausten sitomiseen reaalimaailman koordinaatistoon voidaan käyttää joko em. Delft3D:n kaupallinen versio), mutta jatkokehitykset menetelmissä ovat kuitenkin vielä tarpeen, erityisesti talviajan mallinnuksiin liittyen. Hydroja morfodynaaminen mallinnus on teknisesti mahdollista erilaisten avointen (esim. Menetelmien soveltamista vedenalaiseen ympäristöön rajoittaa eniten näkyvyys, sillä esimerkiksi virtauksen mukana kulkeva aines aiheuttaa virheitä mittauksiin. Tällä hetkellä Suomessa parhaat menetelmien käyttöön soveltuvat kohteet ovat pohjoisen kirkasvetiset joet
Aalto-yliopiston tutkimusryhmässä. alaisten olosuhteiden tarkastelun, joten myös talviaikaisten virtausolosuhteiden ja sedimentin kulkeutumisen mallintaminen voidaan toteuttaa osalla näistä ohjelmistoista. Tällä hetkellä jäänalaisia virtausolosuhteita voidaan mallintaa sekä 1Dettä 2D-malleilla (Kuva 5 ), mutta jäänalainen hydromorfologinen mallinnus on mahdollista vain 1D:nä esimerkkinä mainitussa HEC-RAS-ohjelmistossa (Kuva 6 ). HEC-RAS-ohjelmalla tuotettu jäänalainen 2D-virtausmalli virtausnopeutta tarkasteltavasta joen osuudesta. 2Dja 3D-mallit antavat hyvinkin tarkkoja tuloksia virtausolosuhteista, mutta mallit ovat raskaita ja hitaita prosessoida. Kuva 6. Talven morfologiset mallit kalibroitiin kentällä sekä mekaanisesti (Helley-Smith-menetelmä) että fotogrammetrisesti mitattujen sedimenttikuljetusten perusteella, mikä mahdollisti myös näiden menetelmien vertailun. Jäänalaista jokimallinnusta kehitetään eteenpäin mm. 2015). Mallinnuksen perusteella tutkitun jokiosuuden uoman eroosio ja näin ollen myös sedimenttikuormitus oli suurempaa syksyn avouomatilanteessa (960 kg vuorokaudessa) kuin talvella jääkannen alla (42 kg vuorokaudessa), sillä myös eroosiota aiheuttava virtaus oli voimakkaampaa Kuva 5. Testasimme HEC-RAS-ohjelmiston hydromorfologisia 1D-malleja vertaillaksemme Pohjois-Suomessa sijaitsevan Pulmankijoen päivittäistä sedimenttikuormitusta avouomatilanteessa syksyllä 2020, jääkannen alaisissa olosuhteissa talvella 2021 sekä viimeisten kahdeksan vuoden (2014–2021) aikana mitatuilla minimi ja maksimi jään paksuuksilla. Uoman poikkileikkaus talvelta HEC-RAS-ohjelmistosta, jossa voidaan ottaa jääkannen vaikutus huomioon mallinnuksessa. 1D-mallit ovat kevyempiä ja nopeampia toteuttaa, ja ne toimivat hyvin esimerkiksi sedimentin kuljetuksen mallintamisessa (Kämäri ym. 13 Vesitalous 4/2022 VESI JA PAIKKATIETO
Maastomittauksia suoritettiin tutkimusalueella keväällä, syksyllä ja talvella. Kalibroidut mallit vastasivat melko tarkasti kentällä mitattuja sedimentin kuljetusmääriä. Suuremmilla ja tehokkaammilla ROV-laitteilla kuvausta tehtäessä virtauksen voimakkuus ei vaikuttanut yhtä paljon vedenalaisen kuvauksen tarkkuuteen (Kuva 7 ). Minimi jään paksuuksilla virtaus, leikkausjännitys ja eroosio olivat heikompaa ja sedimenttikuormitus vain 12 kg vuorokaudessa. Joen virtauksen voimakkuus vaikutti mittausmenetelmien hyödyntämiseen, ja etenkin pienempikokoiset ROV-laitteet eivät olleet tarpeeksi vakaasti paikoillaan kovassa virrassa, jolloin kuvausten tarkkuus saattoi heiketä. Vedenalaisfotogrammetrian testausta erilaisilla vedenalaisdroneilla (Chasing M2 ja Gladius mini) Pulmankijoella syksyllä 2021. Talvella mekaanisesti mitatut sedimentin määrät olivat niin suuria, ettei mallia pystynyt luotettavasti kalibroimaan niiden perusteella. syksyllä. Kuva 7. Suhteellisen matalassa joessa jäänalainen vesitila pienenee merkittävästi jääkannen paksuuntuessa, jolloin virtaus ja pohjaan kohdistuva leikkausjännitys kasvaa, kun virtaama pysyy samana. Syksyn mallin ero kentällä mekaanisesti mitattuun sedimentin määrään oli 6,2 kg vuorokaudessa, kun taas talvella mallin ero konenäkömenetelmillä mitatun sedimentin määrään oli 3,7 kg vuorokaudessa. Menetelmäntestaus jokiympäristössä Artikkelissa esitettyjä menetelmiä testattiin Lapissa sub-arktisella luonnontilaisella Pulmankijoella. Kevään lumensulamisajan huippuvirtaamien aikaan veden sameus puolestaan kasvoi liikkuvan kiintoaineksen johdosta liikaa, jolloin konenäkömenetelmiä ei voitu hyödyntää täyspainotteisesti. 14 www.vesitalous.fi VESI JA PAIKKATIETO. Näin ollen konenäkömenetelmillä tuotettu kalibrointiaineisto osoittautui luotettavammaksi menetelmäksi jäänalaista sedimenttikuormitusta mallinnettaessa. Pulmankijoen kirkas vesi mahdollisti menetelmien hyödyntämisen syksyllä ja talvella. Jääkannen paksuuden kasvattaminen malleissa johti päinvastoin voimakkaampaan eroosioon jäänalaisissa olosuhteissa, mikä kasvatti mallinnetun sedimenttikuormituksen jopa 2500 kg:aan vuorokaudessa maksimi jään paksuuksilla
IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 59(11), 9673–9681. Tätä varten jatkotyöstäminen, ja mittajärjestelmien sekä mallinnuslähestymistapojen kehittäminen vesiympäristöjen digitalisoimiseksi jatkuu Aalto-yliopistossa Suomen Akatemian rahoittamien DefrostingRivers-, Green-DigiBasin-, Hydro-RI-Platform-hankkeiden aikana (PI Eliisa Lotsari). Accurate Mapping Method for UAV Photogrammetry Without Ground Control Points in the Map Projection Frame. J., & Smith, W. F., Bonifazi, A., Jona Lasinio, G., Seminara, M., Gravina, M. Flow Measurement and Instrumentation, 19(2), 117–127. Large-scale particle image velocimetry for flow analysis in hydraulic engineering applications. Tässä artikkelissa mainitut menetelmätestaukset ja maastotyöt liittyivät näiden projektien lisäksi myös Suomen Akatemia-rahoitteiseen HYDRO-RDI-Networkhankkeeseen Itä-Suomen yliopistolla. https://doi.org/10.1002/rse2.178 15 Vesitalous 4/2022 VESI JA PAIKKATIETO. Water Resources Research, 44(4). 2020. C., Dailey, E. Structure from motion photogrammetry in physical geography. Remote Sensing, 12(2), 232. Remote Sensing in Ecology and Conservation, 7(2), 169–186. G., Kranenburg, C., & Yates, K. T., Zawada, D. Large-scale particle image velocimetry for measurements in riverine environments. (2021). K. (2021). Carrivick & D.J. Kirjallisuus Eltner, A., Sardemann, H., & Grundmann, J. https://doi.org/10.1109/TGRS.2021.3052466 Muste, M., Fujita, I., & Hauet, A. https://doi.org/10.5194/hess-24-1429-2020 Fujita, I., Muste, M., & Kruger, A. Design and Experimental Validation of a USBL Underwater Acoustic Positioning System. (2020). River ice cover influence on sediment transportation at present and under projected hydro-climatic conditions. Drone-based optical detection of heterogeneous surface flow patterns in the vicinity of fish ladders. https://doi.org/10.1080/00221689809498626 Hatcher, G. Seismic monitoring of a subarctic river: Seasonal variations in hydraulics, sediment transport, and ice dynamics. Hydrology and Earth System Sciences, 24(3), 1429–1445. https://doi.org/10/dttkjt Kämäri M, Alho P, Aaltonen J, Veijalainen N, Huokuna M, Lotsari E. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 125, e2019JF005333. Technical Note: Flow velocity and discharge measurement in rivers using terrestrial and unmanned-aerialvehicle imagery. Sensors, 16(9), 1491. Accurate Bathymetric Maps From Underwater Digital Imagery Without Ground Control. An Evaluation of Image Velocimetry Techniques under Low Flow Conditions and High Seeding Densities Using Unmanned Aerial Systems. Application and evaluation of LS-PIV technique for the monitoring of river surface velocities in high flow conditions. (1971). Frontiers in Marine Science, 7, 525. A., Ritchie, A. (2008). 247–275. (2020). Liu, J., Xu, W., Guo, B., Zhou, G., & Zhu, H. 2008. E., Dietze, M., Lotsari, E., Turowski, J. A., Warrick, J. 1998. https://doi.org/10.3389/fmars.2020.00525 Helley, E. Hydrological Processes, 29: 4738–4755. F., & Ardizzone, G. https://doi.org/10/gj4njh Ventura, D., Dubois, S. https://doi.org/10.3133/ofr73108 Jodeau, M., Hauet, A., Paquier, A., Le Coz, J., & Dramais, G. Strelnikova, D., Paulus, G., Käfer, S., Anders, K. Progress in Physical Geography 40: 2. https://doi.org/10.3390/s16091491 Smith, M.W., J.L. Menetelmien hyödyntämisen haasteina ovat veden sameus ja väri. https://doi.org/10.1002/hyp.10522. Integration of close-range underwater photogrammetry with inspection and mesh processing software: A novel approach for quantifying ecological dynamics of temperate biogenic reefs. (2016). Journal of Hydraulic Research, 36(3): 397–414. Development and calibration of a pressure-difference bedload sampler. https://doi.org/10.1029/2008WR006950 Pearce, S., Ljubi?i?, R., Peña-Haro, S., Perks, M., Tauro, F., Pizarro, A., Dal Sasso, S., Strelnikova, D., Grimaldi, S., Maddock, I., Paulus, G., Plavši?, J., Prodanovi?, D., & Manfreda, S. AGITJournal Fur Angewandte Geoinformatik, 6. (2020). USDI, Geological Survey, Water Resources Division, OpenFile Report, 73–108, 38. Quincey (2016). Tummissa ja syvissä vesistöissä menetelmän toteuttaminen on lähes mahdotonta valon puuttuessa. https://doi.org/10.1029/2019JF005333 Reis, J., Morgado, M., Batista, P., Oliveira, P., & Silvestre, C. 2015. H., Mayr, P., Mader, H., Scherling, U., & Schneeberger, R. M., Lind, L. https://doi.org/10/ggtsbq Polvi, L. (2020)
Tutustu verkossa onninen.fi VERKKOKAUPPA KÄYTTÖÖN Jos yrityksesi on jo Onnisen asiakas, tilaa tunnukset suoraan verkkokaupasta. Avaa ensin yrityksellesi asiakastili. UUSI ASIAKAS. Näet tuotetiedot, yrityksesi tilaus historian sekä hintaja saatavuustiedot samasta paikasta. Onninen 1/1 Laaja tuotevalikoima RAKENNA JA HUOLLA VESIHUOLTOVERKOSTOA Tutustu valikoimaan ja tee hankinnat helposti Onnisen verkkokaupassa. Saatte samalla myös verkkokauppatunnukset.
Joen lähikaukokartoitus mukaan lukien niin akustiset sovellukset (kaikuluotain, Doppler-ilmiöön perustuva virtausnopeusmittaus) kuin fotogrammetriset ja laserkeilauksen sovellukset ovat huomattavasti parantaneet jokiympäristön geometrian ja siihen vaikuttavien virtausolosuhteiden tutkimusta. Digitaalinen siirtymä virtavesien tutkimuksessa Kuva 1. Esimerkkinä muutostulkinnasta kaikuluotausja ADCP-aineistoon perustuen mainittakoon uoman meanderikaarteen muutostulkinta, jossa on mitattu uoman PETTERI ALHO FT, professori, Turun yliopisto mipeal@utu.fi LINNEA BLÅFIELD tohtorikoulutettava, Turun yliopisto KAROLIINA LINTUNEN tohtorikoulutettava, Turun yliopisto MIKEL CALLE FT, tutkijatohtori, Turun yliopisto CARLOS GONZALES-INCA FT, tutkijatohtori, Turun yliopisto ELINA KASVI FT, dosentti, tutkijatohtori, Turun yliopisto Digitaalinen siirtymä virtavesien tutkimuksessa viittaa erityisesti kehittyneiden digitaalisten mittaustapojen hyödyntämiseen veden fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien mittauksessa sekä mittausaineiston reaaliaikaiseen tallentamiseen ja jakamiseen. Mittausvälineenä on tällöin käytetty lattaa tai tangon päässä olevaa GPS-vastaanotinta. Autonominen mittausalusta veden pinnalla Uusimpana innovaationa jokiympäristön kartoituksessa on autonominen mittaus miniveneellä (eng. ASV-mittausalusta, johon on liitetty virtausprofiilimittari (ADCP). Tällöin mittausreitti suunnitellaan etukäteen ja ASV navigoi reitin suunnitellusti läpi (Kuva 1 ). Kyseinen lähestymistavan hyödyntäminen mahdollistaa tulevaisuudessa jokiverkoston digitaalisen kaksosen tekemisen. acoustic Doppler current profiler), monikanavaisen kaikuluotaimen tai mobiilin laserkeilaimen sijainti ja kallistusasema saadaan määriteltyä ja siten mittaustuloksien sijainti vedessä, uoman pohjalla tai jokitörmällä rekisteröidään koordinaatistoon. autonomous surface vehicle, ASV). Uoman geometriset mittaukset on perinteisesti tehty poikkileikkauksittain ja poikkileikkausten välinen uoman pohjan geometria on tarvittaessa interpoloitu. 17 Vesitalous 4/2022 VESI JA PAIKKATIETO. USV on usein varustettu virtausmittarilla, ja tällöin uoman geometrian lisäksi saadaan mitattua alueellisia virtausnopeuksia kolmiulotteisesti. Näin tehtäessä ASV:ssa olevien sensorien, kuten ADCP:n (eng. Mobiililla kartoitusalustalla, kuten kauko-ohjattavalla miniveneellä (eng. K auko-ohjattavat ja autonomiset mittausalustat sekä moninaiset niihin liitettävät sensorit ovat mahdollistaneet uusia mittausasetelmia jokiympäristön tutkimuksessa. Tämä mahdollistaa entistä sijaintitarkempia mittauksia ja muutostulkintoja niin uoman geometriasta, virtausolosuhteista kuin jokiympäristöstäkin. uncrewed surface vehicle, USV) saadaan mitattua uoman syvyyspisteistöä alueellisesti kattavasti ja siten mallinnettua uoman pohjan geometria tarkemmin kuin perinteisellä poikkileikkausmittauksella. Navigointi ja mittaukset perustuvat ASV:n reaaliaikaiseen ja tarkkaan sijainnin ja kallistuksien rekisteröintiin. Mittausalustaa voidaan kauko-ohjata tai operoida autonomisesti
Ilmakuvista voidaan Structure-from-Motion (SfM) tekniikan avulla tuottaa kuvamosaiikkeja, kolmiulotteisia pistepilviä ja digitaalisia korkeusmalleja jokiympäristöstä. Jos ASV on varustettu mobiililla laserkeilaimella, voidaan hydraulisen mallin mallinnusgeometriaa tarkentaa entisestään jokitörmän ja tulvatasankojen geometrialla. Vastaavasti mobiileita laserkeilaimia ei ole juurikaan hyödynnetty pienissä mittausalustoissa jokiympäristön kartoituksessa. Siitä syvemmät alueet tulee kaikuluodata. ASV:lla voidaan tehokkaasti kerätä niin yläja alajuoksun virtaamat kuin mitata pistemäisiä virtausnopeusarvoja mallinnettavalta uomalta. Unmanned Aerial Vechile, UAV) avulla (Kuva 2 ). Myös droonit tekevät työnsä autonomisesti, eli reitti ohjelmoidaan ja syötetään laitteelle haluttujen kuva-asetusten kera etukäteen. Lisäksi akkujen teho-painosuhde on parantunut. Mikäli vesistö on kirkasvetinen, saadaan myös vedenalaiset alueet kartoitettua. Lyzengan metodissa yksitKuva 2. Drooni nousee ilmaan telakaltaan ja palaa tarvittaessa telakalle lataamaan itsensä, tai kun kartoitustehtävä on suoritettu. Syvyysmallin tekeminen ilmakuvamosaiikista onnistuu Lyzengan menetelmän avulla hyödyntäen punaista aallonpituutta ja esimerkiksi GPS-vastaanottimella tai ADCP:lla mitattua tarkkaa syvyystietoa. Drooni hyödyntää reaaliaikaista RTK-GNSS (eng. Nykyisin matalien uomien mittaus on tyypillisesti suoritettu yksikanavaisella kaikuluotaimella tai kaikuluotaimella, jossa on muutamia kanavia. Hydraulisessa mallinnuksessa näitä uusia mittaustapoja voidaan hyödyntää niin mallin reunaehtojen määrittelyssä kuin kalibrointija validointiaineistojen keruussa. Lisäksi uoman vedenpinnan kaltevuusprofiili saadaan mitattua osana kartoitusta. Normaalivärinen ilmavalokuva droonista. Ilmavalokuvasarjasta saadaan mallinnettua uoman syvyyssuhteet näkösyvyyteen asti. Nämä kehitysaskeleet ovat teknisesti mahdollistaneet sensorien sijoittamisen ASV-systeemeihin. Lähivuosien tavoitteena on kehittää samanaikaista laserkeilaus-, virtausnopeusja monikanavaista kaikuluotausmittausta, jotta jokiympäristön mittaaminen tarkasti, laaja-alaisesti ja tehokkaasti olisi mahdollista. Tällöin hiekkapohjaisessa meanderikaarteessa tapahtuu eniten muutoksia ja tiheällä ASV-kartoituksella kaarteen geomorfologisia muutoksia voidaan kartoittaa ja edelleen liittää ne tulva-ajan virtausolosuhteisiin reaaliajassa. Real Time Kinematic – Global Navigation Satellite System) sijaintiratkaisua ja rekisteröi kallistuksen muutokset, jolloin jokaisella droonin ottamalla ilmakuvalla on tarkka sijaintitieto. Sensorikehitys on viimein pienentänyt molempia laitteita ja vähentänyt niiden energiantarvetta. 18 www.vesitalous.fi VESI JA PAIKKATIETO. geometria ja virtausolosuhteet ennen tulvaa, tulvan aikana ja tulvan jälkeen. Jotta vedenalainen geometria olisi tarkka, tulee valon vedenpinnasta taittumisen aiheuttama vääristymä korjata. Varsinainen monikanavainen luotaus on vielä kohtuullisen vähäistä varsinkin ASV-systeemillä toteutettuna. Autonominen mittausalusta jokiympäristön ilmatilassa Laajojen jokialueiden kartoittaminen onnistuu ilmasta käsin nopeasti ja tehokkaasti droonin (eng
Ilmasta käsin otetuilla videoilla voidaan määrittää joen pintavirtausnopeus seuraamalla pinnalla kelluvien partikkeleiden liikkeitä (Large Scale Particle Image Velocimetry, LSPIV) tai veden kirkkauden ja värin muutoksia (Space Time Image Velocimetry, STIV). (2015). Jokiympäristön kartoituksessa näiden hyödyntäminen on kuitenkin vasta aluillaan. (2013). Hiljattain markkinoille on tullut ensimmäiset pienet mobiililaserkeilaimet, jollaisen voi kiinnittää drooniin. M., Jaramillo, F., Alfredsen, K., Ronkanen, A. (2021). Remote Sensing, 5(9), 4571-4592. Flener, C., Lotsari, E., Alho, P., Käyhkö, J. Mittausmenetelmien ja teknologian kehittyessä yhä autonomisemmiksi ja datan reaaliaikaisen siirron sekä varastoinnin helpottuessa ollaan pian tilanteessa, jossa kentälle ei tarvitse enää lähteä massiivisia, päivien mittaisia mittauskampanjoita varten, vaan itsenäisesti toimivat laitteet mittaavat ja lähettävät aineiston suoraan toimistolle vaikka tuhansien kilometrien päästä. (2012). Viimeaikaiset tekoälyyn pohjautuvat aineiston prosessointimenetelmät ovat osaltaan nopeuttaneet alueellisten aineistojen käsittelyä, mutta haasteita on vielä suurien aineistojen nopeassa ja joustavassa jakelussa. Kirjallisuus Flener, C., Vaaja, M., Jaakkola, A., Krooks, A., Kaartinen, H., Kukko, A., Kasvi, E., Hyyppä, H., Hyyppä, J., Alho, P. Siirtyminen digitaalisuuteen virtavesitutkimuksessa Digitaalinen siirtymä ei ole vain digitaalisten mittaustekniikoiden kehittämistä tai tarkempien digitaalisten aineistojen keruuta, vaan kokonaisvaltainen lähestymistapa digitaaliseen mittaukseen, aineistojen siirtämiseen kentältä datavarastoon ja edelleen aineistojen jakamista tavoitellen mahdollisimman laajaa avoimuutta. Marttila, H., Laudon, H., Tallaksen, L. Laser scanning applications in fluvial studies. Hydrology Research, 53(5), 700-715. Näin ympäristöstä saadaan kolmiulotteinen pistepilvi lintuperspektiivistä ja laajojen alueiden kartoitus käy nopeammin kuin maasta käsin. Nordic hydrological frontier in the 21st century. Alho, P. Progress in Physical Geography. (2022). Remote Sensing, 5(12), 6382-6407. Comparison of empirical and theoretical remote sensing based bathymetry models in river environments. Digitaaliseen kaksoseen perustuen voidaan valuma-alueella laskettaa erilaisia tulevaisuuden mallinnuksia kuten virtaustai valuntaskenaarioita. Wang, Y., Liang, X., Flener, C., Kukko, A., Kaartinen, H., Kurkela, M., Vaaja, M., Hyyppä, H., Alho, P. Empirical modeling of spatial 3d flow characteristics using a remote-controlled ADCP system: monitoring a spring flood. Seamless mapping of river channels at high resolution using mobile LiDAR and UAV-photography. Modus 3D Journal, 2021(1). Flener, C., Wang, Y., Laamanen, L., Kasvi, E., Vesakoski, J. Ympäristön kartoitus droonilla voi ilmakuvien lisäksi tapahtua laserkeilaimella. M., & Alho, P. Useat pistemäiset mittaukset jokiympäristöstä, kuten vedenpinnan korkeuden mittaukset tai virtaamamittaukset saadaan puhelintai sitä varten tehdyn suljetun dataverkoston kautta siirrettyä reaaliaikaisesti datavarastoon ja tarvittaessa hyödynnettyä reaaliaikaisesti. (2013). K., Kronvang, B., Lotsari,E., Kämäri, M., Ala-Aho, P., Nousu, J., Silander, J., Koivusalo, H., Kløve, B. 3D-kaupunkimallien ja kaupunkien digikaksosten kehittämissuuntien määrittäminen tulevaisuustyöskentelyn avulla. Samalla se auttaa osaltaan ymmärtämään ja ennakoimaan jokiverkostojen monimutkaista toimintaa, jossa kaikki prosessit linkittyvät lopulta toisiinsa. Droonilla voidaan mitata myös virtausominaisuuksia. Saataessa jokiympäristön mittaustulokset digitaalisiksi ja niiden siirtäminen reaaliaikaiseksi voidaan tehdä jokiverkostosta tai jopa koko valuma-alueesta sekä siinä tapahtuvista virtausprosesseista digitaalinen kaksonen. Hohenthal, J., Alho, P., Hyyppä, J., Hyyppä, H. Water, 7(1), 217-247. 3D modeling of coarse fluvial sediments based on mobile laser scanning data. Näin voidaan tarkastella jokiverkoston käyttäytymistä erilaisissa tilanteissa aina valuma-aluetasolta yksittäisiin jokiosuuksiin. Alueellisesti kerätyt aineistot, kuten edellä mainitut ASVja drooni-aineistot ovat haastavampia aineistomuotoja reaaliaikaisuuteen, sillä ne tarvitsevat aineiston käsittelyä ennen kuin ne ovat hyödynnettävissä loppukäyttäjälle. Gravel transport by ice in a subarctic river from accurate laser scanning. (2011). 19 Vesitalous 4/2022 VESI JA PAIKKATIETO. Talvela, J., Rantanen, T., Ingman, M., Hyyppä, H., & Linturi, R. täisten kuvapikseleiden aallonpituuden arvojen ja mitatun syvyysarvon välille luodaan lineaarinen regressiokäyrä, jolloin muutaman tunnetun pisteen avulla voidaan laskea jokaiselle pikselille syvyystieto. Näitä droonilla kartoitettuja ja jatkokäsiteltyjä korkeusja syvyysmalleja voidaan käyttää hydraulisessa mallinnuksessa geometriana tai muutostulkinnassa. River Research and Applications, 28(1), 118-133. (2015). Lotsari, E., Wang, Y., Kaartinen, H., Jaakkola, A., Kukko, A., Vaaja, M., Hyyppä, H., Hyyppä, J. Geomorphology, 246, 113-122
Lentokorkeudelle 30 m (8 mm resoluutio) IoU oli enää JARI SILANDER erikoistutkija, Suomen ympäristökeskus jari.silander@syke.fi ANTON VON SCHANTZ Profetia Solutions Oy VESA HÖLTTÄ Avestoa XIAOLI LIU Helsingin yliopisto ELLA RAUTH Helsingin yliopisto Neuroverkot sopivat hyvin jäätilannekuvan tuottamiseen ja pienempien valuma-alueiden vedenkorkeuden ennustamiseen. FCN -mallin IoU oli 0.43. Malli kehitetiin isosorsimon ja järviruokon erottamiseen toisistaan sekä jättipalsamin tunnistamiseen yli 30 m lentokorkeudelta käyttäen edullisia droneja ja optista kuvantamista vuosina 2020-2021. Suurikokoisen jättipalsamin tunnistaminen ja erottaminen muista lajeista 15-20 m (4-5 mm resoluutio) lentokorkeudelta onnistui kohtuullisesti. Kuva otettu Lahdessa heinäkuun alussa joen varrelta, lentokorkeus noin 20 m. 20 www.vesitalous.fi VESI JA PAIKKATIETO. T utkimme neuroverkkojen hyödyntämistä kasvillisuuden kartoittamisessa, jäätilanteen arvioinnissa ja vedenkorkeuden viikkoennustamisessa. Tutkimuksessa käytettiin kolmea eri konenäkömallia: Pyramid Scene Parsing (PSP), FullyConvolutional Network (FCN) ja DeepLabV3. Kasvillisuuden tunnistaminen Tavoitteena oli kehittää konenäkömalli, joka mahdollistaa vieraslajien taloudellisen kartoittamisen ja sitä kautta tehokkaammin niiden leviämisen estämisen. Mallin opetusaineisto tuotettiin käyttäen segmentointia. Tietolähteinä käytimme ilma-aluksia, riistakameroita ja hydrologisia havaintoja. Opetusaineistoa (kuvakoko 512 x 512 pikseliä) tuotettiin 1000-10 000 kpl lentokorkeudesta riippuen. Konemallit kehitettiin CSC:n superkoneympäristössä. Hankkeista julkaistaan vuoden 2023 alkuun mennessä avoimet tietokannat lajien ja jään tunnistamiseen, algoritmeja, tieteelliset artikkelit ja internet-sivusto, jossa voi kokeilla jäänlähtömallia. Ilma-aluskuvasta noin 1/200 osa, vasemmalla (alkuperäinen kuva), keskellä opetusaineisto (segmentoitu kuva) ja oikealla mallin tunnistama jättipalsami alue. Tuloksia tullaan hyödyntämään vesiriskien hallinnan palveluissa. Mallin luotettavuutta kuvaa leikkauksen ja unionin osamäärä (IoU) ja hyvä arvo on >0.5. Tehokas kasvillisuuden kartoitus ilma-aluksilta odottaa vielä tuloaan. Neuroverkot vesiriskien hallinnassa Kuva 1. Tulosten perusteella vieraslajien tunnistaminen maaja vesialueilta, käyttäen edullisia ilma-aluksia ja optista kuvantamista, on edelleen haastavaa yli 20 m lentokorkeuksilta, kun kuvan resoluutio on 3-5 mm, ja vaikka käytettäisiin yhdenmukaisia lennätysohjeita
Lumen erottaminen taivaan ja katon väliltä on haastavaa, vain muutamassa paikassa oli rakennuksia. Lähtötietoina olivat sääasematieto, sääennuste sekä virtaamatieto yhdeltä asemalta per osavaluma-alue. Suomessa on jokien varrella 50-100 riistakameraa, jotka tuottavat kuvia jäätilanteesta. Kuvien laatu oli vaihteleva ja kuvakoko 0,5-4 MB. Optisia kuvia oli noin 300 000, 100 eri paikasta. Pienikokoisen isosorsimon erottaminen järviruokosta tai muista lajeista ei onnistunut riittävän korkealta, jotta toiminta olisi kustannustehokasta (IoU<0.1, lentokorkeus 15 m). Tulokset ovat olleet lupaavia, ja tutkimusten pohjalta malli on tarkoitus ottaa koekäyttöön vuonna 2023 ja saattaa suuren yleisön kokeiltavaksi internetiin. Luokittelumallia voi kokeilla internet osoitteessa https://river-classifier.herokuapp.com/. Luku on riittävän korkea ottaen huomioon, että aineisto oli vaihtelevaa eli kuvia läheltä ja kaukaa myös padoista ja vedenkorkeusasteikoistakin. Niinpä käynnistettiin tutkimus, jossa läpikäytiin kuvat vuosilta 2018-2022 ja tuotettiin opetusaineistot luokittelemalla (onko kuvassa jäät?) sekä segmentoimalla (paljonko jäätä on ja missä se on kuvassa?). Luokittelumalli kertoo, onko kuvassa jäätä ja millä todennäköisyydellä ennuste on oikein, esimerkiksi: ”Probabilities for [Ice, Snow, Water] are [0.98, 1.0, 0.24]”. Tutkimuksessa käytettiin useita malleja ja erilaisia lähtötietovalintoja. Segmentointi-mallin antama tulos 12.6.2022. Segmentointi taas kertoo, onko kuvassa jäätä sekä missä ja paljonko sitä on. Opetusaineiston tuottaminen on edelleen arvokkain osa palvelutuotannossa, mutta onneksi palvelut kehittyvät nopeasti ja kustannustaso on laskenut merkittävästi kahdessa vuodessa. Lisäksi tutkittiin lähtöparametrien valinnan, aikasarjan pituuden sekä siirto-oppimisen mahdollisuutta eli voitaisiinko malli järkevästi siirtää toiseen vesistöön ja näin vähentää tarvittavan lähtöaineiston määrää. Malli paranee vielä, kun se saadaan optimoitua sekä koko opetusaineisto saadaan käyttöön. Jäänlähtö Jäätilanteen arviointi ja tarkkailu on tärkeää niin ilmastonmuutoksen seurannan näkökulmasta kuin myös jääja hyydepatojen muodostumisen ennakoinnissa. Opetusaineistot tuotettiin ja ne koostuvat 2000 luokitellusta sekä 700 segmentoidusta kuvasta. Kustannustehokkain vaihtoehto meille oli kaupallisen pilvipalvelun hyödyntäminen niin opetusaineiston tuottamisessa kuin mallintamisessa. Kamerakuvan päälle on väritetty alueet, jotka mallin mukaan ovat vettä (oranssi), lunta (sininen) ja jäätä (vihreä) sekä tausta (vaalea). Neuroverkkoja koulutettiin seitsemällä koealueella Aurajoen, Karjaanjoen ja Kuivajoen vesistöissä. Kapean isosorsimon (lehden leveys 6-20 mm) kustannustehokas kartoittaminen odottaa vielä kameroiden kehittymistä, sillä nyrkkisääntönä on, että 10 pikseliä per kohteen leveys riittää erinomaiseen kohteen tunnistamiseen. Aineistosta tunnistettiin jää, lumi, vesi sekä muu alue (taivas, metsä, talo, muu). Opetusaineiston moninkertaistaminen auttaisi suurempien lajien tunnistamisessa. Työaikaa opetusaineiston tuottamiseen meni 6 htkk. Koealueiden koko oli 500-2000 km², järvisyys 0-10 prosenttia ja maankäyttö vaihteli alueittain kuin myös lumen vesiarvo. Kuvatulkinnan automatisointi parantaisi riskien hallintaa. Isosorsimolle se tarkoittaisi pikselikokoa 0.6-2 mm. Luokittelu sopii hyvin jäänlähdön seurantaan ja segmentointi jäätilanteen muutoksien arviontiin, mikä taas palvelee jääpatojen torjuntaa. Opetusaineisto tuotetaan alussa pääosin manuaalisesti, mutta opetusaineiston kasvaessa sitä voidaan tuottaa puoliautomaattisesti. Opetusaineiston ollessa 500 kuvaa, saatiin IoU arvo 0.9 taustalle ja 0.5 jäälle. Manuaalinen kuvien segmentointi voidaan tehdä joukkoistamalla, mutta kokeiluissamme se tuli muita vaihtoehtoja kalliimmaksi. 0.1. 21 Vesitalous 4/2022 VESI JA PAIKKATIETO. Neuroverkon muistin pituus oli 1-7 päivää. Luokittelussa saavutettiin 95 prosentin luokittelutarkkuus olemassa olevalle aineistolle. Tulvaennusteet Tavoitteena oli arvioida neuroverkkojen toimivuutta säännöstelemättömissä vesistöissä vaihtelevissa hydrologisissasekä ilmastoja maankäyttöolosuhteissa. Vertailtavat mallit olivat lineaarinen regresKuva 2
Maaja metsätalousministeriön tuella yhdessä ELY-keskusten kanssa on edistetty jäänlähdön tunnistamista ja ympäristöministeriön avustuksella lajien tunnistamista sekä verkostoitumista yritysten kanssa Suomen akatemian Hydrologinen TKI-kumppanuusverkostohankkeessa (337280). Lähtöarvojen valinnan vaikutus mallin luotettavuuteen on suuri. Johtopäätökset Kokemuksemme ja kirjallisuuden mukaan konenäköpalvelut soveltuvat hyvin jäänlähtökamerakuvien tulkintaan ja vedenkorkeusennusteiden tekemiseen pienissä ja yksikertaisissa, ei säännöstellyissä vesitöissä. Koneelle opetetut mallit perustuvat polynomifunktioihin. Lähtöaineistoa tulee olla sitä enemmän mitä pidempiä ennusteita halutaan tehdä. tuki mahdollisti yhteistyön kolmen yliopiston sekä seitsemän eri opiskelijan kanssa. Käytettävissä olevan aineiston perusteella ei voida sanoa kumpi malli on parempi. Lajien kartoittaminen ilma-aluksilla tehokkaasti vaatii lisää opetusaineistoa, lisäksi kaupallisesti kannattava kartoittaminen teknologian kehittymistä. Kevättulvien ennustamista vaikeutti mallin muistin pituuden rajoittaminen 7 päivään (lumi kertyy talven yli) ja kesätulvien ennustamista mallin aikaaskeleen pituuden valinta 24 h (rankkasateet tyypillisesti kestävät alle 1 h). Suuria eroja aiheutuu lähinnä käytetystä mallinnusmenetelmästä, lähtötietojen ja alueiden valinnasta, mallien parametrisoinnista sekä muistin pituudesta. Tulosten mukaan mallien väliset erot olivat keskimäärin vähäisiä. Tutkimusten mukaan on mahdollista, että tekoälymallit yksinkertaisissa ja pienemmissä vesistöissä toimivat perinteisiä malleja paremmin. Ennustepituuden noustessa seisemään päivään on järkevää lisätä lähtöaineiston määrää moninkertaiseksi. Tulvan toistuvuuden vaikutusta tarvittavan lähtöaineiston määrään ei erikseen tutkittu. 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1 2 3 4 5 6 7 Pohjoinen Etelä Länsi 22 www.vesitalous.fi VESI JA PAIKKATIETO. Koneoppimismenetelmä antoi tarkkoja tuloksia ja yhden vuorokauden virtaamaennusteissa korrelaatiokerroin oli yli 0.9. Mallin virhe on suurin kevättulvien ja rankkasadetulvien aikaan. Kevättulvat, ja erityisesti kesätulvat, olivat myös tekoälymallille haastavia. Pystyakselilla R² ja vaaka-akselilla ennusteen pituus. Lisätietoja Tulokset ja linkit artikkeleihin julkaistaan internet-sivustolla: https://www.freshwatercompetencecentre.com Kuva 3. Neuroverkot vesiriskien hallinnassa Maaja vesitekniikan tuki ry. Jäänlähdön riistakamerakuvien tulkinta on tarkoitus ottaa osaksi valtakunnallista ja automaattista seurantaa yhdessä ELY-keskusten kanssa. siomalli (ARIMA), monikerroksisen perceptron (MLP), RFR (random forest regression) sekä LSTM (long shortterm memory). Tutkimustulosten mukaan tekoälymalli voi oppia myös muista vesistöistä varsinkin, jos vesistöt ovat samankaltaisia, mistä olisi suurta hyötyä, kun ajatellaan tarvittavan lähtöaineiston määrää. Tuloksia verrattiin operatiivisiin vesistömallin tuloksiin. Kuvassa eri vesistöissä 1-7 päivän ennusteen luotettavuus
M aanmittauslaitoksen Paikka tietokeskus tutkii ja kehittää laserkeilausteknologioiden hyödyntämistä monipuolisesti erilaisiin sovelluksiin, joissa rajatun kohteen tai laajemman ympäristön kolmiulotteinen rakenne ja ominaisuudet on tarpeen tuntea. Jokiympäristön laserkeilausta selkäreppukeilausjärjestelmällä. HARRI KAARTINEN tutkimusprofessori, Maanmittauslaitos harri.kaartinen@nls.fi Kirjoittaja toimii tutkimusprofessorina Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksessa. Jokiympäristön tarkka ja kattava 3D-kartoitus on haastava tehtävä. Monikanavainen laserkeilaus jokiympäristöjen 3Dkartoituksessa ANTERO KUKKO tutkimusprofessori, Maanmittauslaitos antero.kukko@nls.fi Kirjoittaja on tutkimusprofessori Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksessa. Laserkeilauksessa ympäristön kohteet kuvautuvat tiheänä joukkona 3D-pisteitä eli pistepilvenä. Sensoriteknologioiden kehittymisen myötä nyt on saatavana myös kevyitä, mutta silti suorituskykyisiä laserkeilausjärjestelmiä. Jokivarren liikkuvalla laserkeilauksella kerätty 3D-pistepilvi värjättynä pisteiden korkeusarvon mukaan. Laserkeilausteknologia mahdollistaa maaston topografian, maankäytön ja kasvillisuuden kartoittamisen tehokkaasti ja yksityiskohtaisesti, jopa vedenalaisia osia myöten. Kuva 1. Samalla tutkimusalueet ovat toimineet käytännön testikenttinä järjestelmien ja menetelmien kehittämisessä ja testaamisessa. Kuva 2. Kukko johtaa Autonominen kartoitus ja ajo -tutkimusryhmää. Tämä mahdollistaa myös kevyet droonijärjestelmät (kokonaispainoluokka alle 20 kg) tähän käyttötarkoitukseen. Kaartinen on Freshwater Competence Centren Paikkatietokeskuksen osahankkeiden johtaja. Laserkeilaamalla kerättyjä 3D-aineistoja jokiympäristöjen topografian ja kasvillisuuden sekä niiden muutosten tulkintaan on käytetty etenkin Paikkatietokeskuksen ja Turun yliopiston yhteisprojekteissa jo vuodesta 2007. Tässäkin sovelluksessa tärkeäksi ominaisuudeksi on todettu mahdollisuus käyttää laserkeilausjärjestelmää monialustaisesti: asentamalla järjestelmä veneeseen voidaan ranta-alueet kartoittaa tehokkaasti jokea pitkin; veneestä keilaamalla ranta-alueille jää kuitenkin vääjäämättä katvealueita, jolloin järjestelmä voidaan siirtää joko selkäreppuun tai vaikkapa mönkijään, ja näin mittaamalla täydentää ja tihentää kartoitusalueet mallinnusta varten. 23 Vesitalous 4/2022 VESI JA PAIKKATIETO. Kuvassa on yhdistetty veneestä ja selkärepusta mitattu data
Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että vedenpinnalta tai sen alta ei saada juurikaan havaintoja. Näkösyvyydellä tarkoitetaan sitä syvyyttä vedenpinnasta mitattuna, jossa valkoinen halkaisijaltaan 30-senttinen levy juuri ja juuri häviää ihmishavaitsijan näkyvistä. Edellisessä kappaleessakin mainittu teknologinen kehitys on tuonut markkinoille myös kevyempiä vihreän aallonpituuden laserkeilaimia, mikä mahdollistaa myös muiden alustojen käytön. Käytännössä siis monet Suomen humuspitoiset ja rehevät vesistöt ovat haastavia batymetriselle laserkeilaukselle, kun näkösyvyys vaihtelee vuodenajan mukaan ja runsas vesikasvillisuus voi estää lasersäteen tunkeutumisen pohjaan asti. Vihreää aallonpituutta käytettäessä on kuitenkin kiinnitettävä erityistä huomiota silmäturvallisuuteen, koska vettä läpäisevänä se pääsee myös silmän lasiaisen läpi verkkokalvolle. Batymetriset laserkeilausjärjestelmät “näkevät” vedenpinnan alle tyypillisesti 1.5-2.5 kertaa veden näkösyvyyden verran. batymetrisessä laserkeilauksessa, kun halutaan saada 3D-havaintoja vedenalaisista pinnoista ja rakenteista. Verrattaessa kaikuluotausta ja laserkeilausta, matalimpien vesien kartoitusmahdollisuuden lisäksi laserkeilauksen merkittävä etu on ranta-alueiden mittausnopeus. Vihreä aallonpituus näkee myös vedenpinnan alle Laserkeilaimien laserlähteet käyttävät yleensä jotain lähiinfra-alueen aallonpituutta (esim. 24 www.vesitalous.fi VESI JA PAIKKATIETO. Batymetriset laserkeilausjärjestelmät ovat tähän asti olleet järeitä ilmalaserkeilausjärjestelmiä, joita operoidaan miehitetyistä lentokoneista tai helikoptereista. Näkösyvyyden lisäksi mittaussyvyyteen vaikuttaa myös veden virtaukset, erityisesti kuohunta, ja vesistön pohjan laatu: vaalea hiekka heijastaa valoa paremmin kuin tumma mutapohja. Tärkeimpänä tavoitteena on täydentää matalien vesialueiden ja rantavyöhykkeen topografista kartoitusta joissa, järvissä sekä Pohjanlahden ja Suomenlahden rannikoilla, mikä on myös kaikuluotauksella toteutettavalle pohjaja syvyyskartoitukselle haasteellista. Näiden perusteella kullekin keilaimelle määritetään silmäturvalliset käyttöetäisyydet. Ylemmässä kuvassa poikkileikkaus jokiuoman yli pistepilvestä (400 pistettä/m²), pisteet on väritetty lähi-infra-alueella toimivan keilaimen paluusignaalin intensiteetin mukaan. Kuva 3. Näin määritettyä näkösyvyyttä kutsutaan myös Secchi-syvyydeksi menetelmän kehittäjän Pietro Angelo Secchin mukaan. 1064 tai 1550 nm), joka absorboituu voimakkaasti veteen. Alemmassa kuvassa on kolmen aallonpituuden keilausjärjestelmällä kerättyä pistepilveä (jokiuomassa 50 pistettä/ m², maa-alueella 500 pistettä/m²) samasta kohteesta. Sen sijaan sinisen ja vihreän aallonpituusalueen säteilyn (350-550 nm) vaimeneminen vedessä on huomattavasti pienempää, ja sen tähden vihreää aallonpituutta (532 nm) käytetään ns. Yhdistämällä syvien alueiden kaikuluotausja matalien alueiden laserkeilausaineistot saadaan saumaton vedenalainen ja rannan topografia. Kuten kuvasta näkyy, jokiuomasta ei saada käytännössä mitään havaintoja. Vihreän aallonpituuden ansiosta myös jokiuomasta saadaan havaintoja sekä veden pinnasta että sen alta. Tämän vuoksi, paitsi että laserlähteen tehoa rajoitetaan, myös lasersäteen hajontaa kasvatetaan, jotta energia jakautuu laajemmalle alueelle
Valokuvausjärjestelmiin verrattuna laserkeilausjärjestelmän merkittävänä etuna on riippumattomuus vallitsevasta valosta. 25 Vesitalous 4/2022 VESI JA PAIKKATIETO. Paikkatietokeskuksessa on kehitetty oma kolmen aallonpituuden laserkeilausjärjestelmä yhdistämällä kolme eri aallonpituuksilla toimivaa keilainta samaan sensorialustaan. Tämä tuo aivan uudenlaisia sovellusmahdollisuuksia paitsi maanpeitteen määrittämiseen, myös hydrologiseen mallinnukseen (karkeuskertoimet, veden imeytyminen, jne.). Kun kohteesta saadaan heijastustieto kolmella aallonpituudella, ja tämä tieto yhdistetään kohteen 3D-geometriaan, lähtökohta kohteiden automaattiseen tunnistamiseen ja luokitteluun on paljon parempi kuin yhdellä aallonpituudella. Ensimmäiset jokikartoituslennot tällä järjestelmällä tehtiin lokakuussa 2021, ja artikkelin esimerkkikuvat kolmen aallonpituuden pistepilvistä ovat tässä kampanjassa kerätyistä pistepilviaineistoista. Järjestelmää operoidaan miehitetyllä helikopterilla, koska laitteiston yhteispaino (kolme laserkeilainta, paikannusjärjestelmä ja laitealusta) on noin 45 kg. Kuten kuvasta näkyy, jokiuomasta ei saada käytännössä mitään havaintoja. Pisteet on väritetty paluusignaalin intensiteetin mukaan. Puulajien luokittelutarkkuus (mänty, kuusi, koivu) oli 93.5 prosenttia (Ahokas ym 2016). Käytössä ovat lähi-infra-alueen aallonpituudet 905 ja 1550 nm sekä näkyvän valon alueelta vihreä aallonpituus 532 nm. 2017). Kaikkien kuuden luokan (rakennus, puu, asfaltti, sora, kallio, matala kasvillisuus) luokittelutarkkuus oli 96 prosenttia (Matikainen ym. Kun järjestelmään lisätään eri aallonpituudella toimivia keilaimia, saadaan kohteesta paluukaiku useammalla aallonpituudella. Näin muodostuva ”intensiteettikuva” on mustavalkovalokuvaan verrattavissa oleva harmaasävykuva. Kuva 4. Monikanavaisuus saumattomaan 3D-kartoitukseen Materiaalien koostumus ja ominaisuudet vaikuttavat siihen, miten ne heijastavat sähkömagneettisen spektrin eri aallonpituuksia. Aktiivisena mittausjärjestelmänä laserkeilain tuottaa itse mittaukseen tarvittavan valon, jolloin mittaustulos on periaatteessa sama niin auringonvalossa kuin varjossa tai iltahämärässä. Oikealla on kuva kolmen aallonpituuden keilausjärjestelmällä kerätystä pistepilvestä (jokiuomassa 50 pistettä/m², maa-alueella 500 pistettä/m²) samasta alueesta. Esimerkiksi maankäytön luokittelutarkkuus erityisesti luonnonmateriaaleilla (sora/kallio) oli merkittävästi tarkempaa useampaa aallonpituutta käytettäessä. Vasemmalla esimerkki lähi-infra-alueella toimivan keilaimen pistepilvestä (400 pistettä/m²) Pulmankijoen hiekkasärkiltä. Ensimmäisiä tutkimuksia aiheesta toteutettiin käyttäen ensimmäisen, ja toistaiseksi ainoan, kaupallisen kolmea aallonpituutta käyttävän Optech Titan -laserkeilausjärjestelmän dataa. Tällöin tulos vertautuu värivalokuvaukseen, joskin huomattavasti suppeammalla, epäjatkuvalla otannalla. Tämä pätee myös siihen miten eri kohteet heijastavat niihin osuvaa laservaloa. Järjestelmällä saadaan siis ranta-alueilta tiheää kolmen aallonpituuden laserkeilausdataa, ja vihreän aallonpituuden myötä järjestelmä kerää siis myös batymetristä dataa. Kun kohdetta valaistaan yhdellä aallonpituudella, saadaan paluukaiun voimakkuudesta viiteitä kohteen ominaisuuksista tällä tietyllä aallonpituudella. Eri kohteet erottuvat toisistaan paremmin, ja jokiuomasta saadaan havaintoja sekä veden pinnasta että sen alta
2017, Vol. kansallinen ilmalaserkeilaus on ollut jo vuosia osa MML:n maastotietokantatuotantoa. 26 www.vesitalous.fi VESI JA PAIKKATIETO. 41 Issue B3, p155-162. Object-based analysis of multispectral airborne laser scanner data for land cover classification and map updating. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. Uutta laserkeilausteknologiaa hydrologiseen tutkimusinfrastruktuuriin Suomen Akatemian rahoittama hydrologinen Hydro-RI-Platform tutkimusinfrastruktuuri on osa Freshwater Competence Centreä, ja Hydro-RI:n rahoitus mahdollistaa uusien laserkeilausjärjestelmien käyttöönoton lähivuosina. 2016, Vol. Useamman aallonpituuden käyttö eli monikanavalaserkeilaus on tällä hetkellä lähinnä tutkimuskohteena, mutta sensorien ja laskentamenetelmien kehittyessä on odotettavissa, että menetelmä tulee myös operatiiviseen käyttöön lähivuosina, kun monikanavaisuuden hyödyt esimerkiksi kohdetulkinnan automatisoinnissa todistetaan. Näin kartoitettavat kohteet tallentuvat suurena joukkona 3D-pisteitä, jota kutsutaan pistepilveksi . Tulossa on mm. Matikainen L, Karil Ka, Hyyppä J, Litkey P, Puttonen E, Ahokas E. 128, p 298-313, https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2017.04.005. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing & Spatial Information Sciences. Kun laserkeilausjärjestelmä asetetaan maantai vedenpinnalla liikkuvalle alustalle, puhutaan liikkuvasta laserkeilauksesta . Kirjallisuus Ahokas E, Hyyppä J, Yu X, Liang X, Matikainen L, Karila K, Litkey P, Kukko A, Jaakkola A, Kaartinen H, Holopainen M, Vastaranta M. Kuva 5. kahden aallonpituuden kevyt droonikäyttöön tarkoitettu laserkeilain, joka käyttää yhtä lähi-infraja yhtä vihreää aallonpituutta, sekä veden alla toimiva vihreän aallonpituuden laserkeilain. Yksityiskohtaisinta ja tarkinta mittausta suoritetaan maalaserkeilauksella , jossa laserkeilain on mittauksen ajan staattisesti esimerkiksi kolmijalan päällä. Lisätietoja : www.remotesensing.fi. Laserkeilaus on menetelmä ympäristön 3D-kartoitukseen. Laserkeilain käyttää tarkasti ohjattua lasersädettä etäisyyden ja suunnan mittaamiseen, jolloin kohteesta heijastuvan kaiun perusteella voidaan laskea osumapisteen 3D-koordinaatit. Towards automatic singlesensor mapping by multispectral airborne laser scanning. Paikkatietolaitoksen kehittämä kolmen aallonpituuden keilausjärjestelmä asennettuna helikopteriin. Ilmalaserkeilaus on jo vakiintunut menetelmä laajojen alueiden kartoitukseen, mm
Palstan leveys liikehakemistossa 80 mm, kaksi palstaa 170 mm. Toista tai vaihda ilmoitusta numeroittain. Vesitalous liikehakemisto Vesitalous 1/1 LIIKEHAKEMISTO VESITALOUS-LEHDEN Valitse osastosi ja nosta yrityksesi tunnettavuutta. Kysy tarjousta! ilmoitus.vesitalous@mvtt.fi Tuomo Häyrynen 050 585 7996
Periaatteessa siis vaikkapa järvestä mitattu pinnankorkeus tiettyyn aikaan tietyssä paikassa on jo itsessään paikkatietoa. Tällä paikkatiedoksi muuntamisella on suuri merkitys, kun omia mittaustuloksia yhdistetään ulkopuolisista lähteistä saatavaan dataan tai tuloksia visualisoidaan kartoin. Esimerkiksi tietyn koekentän maaperää kuvaava data voi olla kaksitai kolmiulotteinen rasteri, jolla ei ole varsinaista maantieteellistä referenssiä. Maantieteellistä sijaintia ei kuitenkaan ole yksiselitteisesti ilmaistu, joten kyseessä ei ole paikkatieto, mutta data voidaan tarvittaessa georeferoida eli pisteiden sijainnit voidaan muuntaa maantieteelliseen koordinaatistoon. Perinteinen paperikartta ja muu dokumentaatio jäävät helposti päivittämättä korjaustöiden ja pienten muutoksien yhteydessä eikä luo pohjaa sähköisille hallintajärjestelmille, joten digitointi on kustannuksistaan huolimatta houkuttelevaa. Vesi ohjaa eri tavoin kaikkien eläinlajien levinneisyyttä ja käyttäytymistä, mutta meidän moninaiset tapamme käyttää suuria määriä vettä luovat tarpeen ymmärtää siihen liittyviä ilmiöitä paljon syvällisemmin. Esimerkiksi vesijohtoja viemäriverkostojen kunnossapidon ja toiminnan valvonnan kannalta on täysin keskeistä tietää putkien ja laitteiden sijainti ja ominaisuudet. K eskeinen elementti mittaustiedon käyttökelpoisuudessa on sen järjestelmällinen tallentaminen. Siinä missä laajaalaiset hydrologiset mallit yleistävät ja yhdistävät mittauksia, infrastruktuurin informaatiotarpeet ovat tyypillisesti hyvin yksityiskohtaisia ja syntyvät joko suunnittelun ja toteutuksen yhteydessä tai erikseen digitoimalla vanhaa tietoa. Tämän katsauksen painotuksiin vaikuttaa väistämättä kirjoittajan oman työn suuntautuminen globaaliin tutkimukseen. Käytännössä paikkatietoa tyypillisesti käsitellään suurempana tietomassana rasteritai vektorimuodossa. Kun ympäristön mittauksiin liitetään niiden maantieteellinen sijainti, syntyy paikkatietoa, joka mahdollistaa aivan uudenlaisia käyttötapoja. MIKA JALAVA staff scientist, Vesi ja kehitys -ryhmä, Aalto-yliopisto mika.jalava@aalto.fi Veden saatavuus ja käyttö ovat aina olleet ihmisyhteisöjen kiinnostuksen kohteena. Samoin vaikkapa saman kentän pohjavesimittauksien sijainti koordinaatteina suhteessa sovittuun origoon tuottaa vektorimuotoista dataa. Hydrologisten ja veden laadun mittauksien ohella merkittävän määrän veteen liittyvää paikkatietoa tuottavat vesilaitokset ja muut organisaatiot. Tärkeät kansalliset tai alueelliset paikkatietovarannot ansaitsisivat kukin oman artikkelinsa, ja toivommekin, että saamme jatkossa lukea niistä lisää! Miten paikkatieto poikkeaa muusta datasta Hyvin yksinkertaistettuna paikkatieto on sähköisesti tallennettua informaatiota, jossa tietty suure tai ilmiö liitetään maantieteelliseen sijaintiin. Juuri suuret aineistokokoelmat tekevät paikkatiedosta hyödyllistä usein paljon alkuperäistä käyttötarkoitusta laajemmin. Vesi ja paikkatieto 28 www.vesitalous.fi VESI JA PAIKKATIETO. Vesihuollossa paikkatietoa käytetään monipuolisesti verkoston ja muiden järjestelmien suunnittelussa, ylläpidossa ja valvonnassa. Nykyisin toki käytännössä kaikki tallennus tapahtuu sähköisesti, mutta monet käyttötarkoitukset vaativat useiden datalähteiden yhdistämistä. Rajanveto paikkaja muunlaisen tiedon välillä ei välttämättä ole pysyvä. Paikkatiedon käyttö on yksi tärkeimmistä välineistä tämän toteuttamiseen
Yhä useammin yhden sijaan käytetään useampia malleja yhdistelmänä, “ensemblenä”, mikä kasvattaa entisestään vaatimuksia. Samalla kun mittausmenetelmät kehittyvät, myös mittausdatan luonne muuttuu. Tietojenkäsittelyn kehitys Kuten muidenkin laajojen aineistojen, myös paikkatiedon merkityksen kasvu kulkee käsi kädessä tietojenkäsittelyn kehityksen kanssa. Tästä esimerkkinä on ISIMIP-projekti (The Inter-Sectoral Impact Model Intercomparison Project), josta on tullut ilmastoja hydrologisen datan ja mallinnuksen yleinen vertailukohta. Sen yhteisillä skenaarioilla on mahdollista tuottaa vertailukelpoisia tuloksia jopa kymmenillä malleilla. Erityisesti tutkimuksessa käytettävät laajat rasteriaineistot ja niille tehtävät operaatiot vaativat kuitenkin tietokoneilta runsaasti niin muistia kuin laskentatehoakin. Kun kyse on jopa teratavujen tietomassoista, vaarana on melkoinen tehottomuus. Aalto-yliopiston vesitekniikan tutkimuksessa pyrimme tehokkaaseen yhteistyöhön mm. Monet tutkittavista, havainnoitavista ja ohjailtavista veden liikkeistä ovat maantieteellisesti laajoja ilmiöitä, ja tässä mielessä paikkatieto on meille tuttu elementti. Jo opiskeluvaiheessa on mahdollista päästä käsiksi laskentatehoon, joka mahdollistaa hyvin laajojen mallien ajamisen sekä analyysien tekemisen. Mikäli laskentaja datapalvelut ovat täysin erillään, käy helposti niin, että kukin tiettyä aineistoa tarvitseva lataa sen omaan käyttöympäristöönsä. Tätä kautta samat laajat lähtö29 Vesitalous 4/2022 VESI JA PAIKKATIETO. Mittauksien tarkkuus vaihtelee tekniikasta ja mitattavasta suureesta riippuen, mutta toisaalta tarkatkin pistemittaukset on usein mallinnusta varten yleistettävä koskemaan laajempaa aluetta. Pelkän koneiden olemassaolon ja datan saatavuuden lisäksi tarvitaan kuitenkin tutkijoiden välistä yhteistyötä, jotta resursseista saadaan irti kaikki mahdollinen hyöty. Pistemäisistä paikan päällä tehtävistä mittauksista siirrytään kohti kaukokartoituksen avulla tehtäviä kattavia, alueellisia mittauksia. Myös mallit voivat olla entistä monipuolisempia, kun useimmilta alueilta on saatavilla mittaustietoa keskeisistä suureista. Satelliitteihin perustuva kaukokartoitus on mahdollistanut jopa maailmanlaajuiset aineistot ja on tätä kautta johtanut globaalin hydrologian kehittymiseen 1960-luvun lopulta lähtien keskeiseksi osaksi maapallon toimintaa pitävien järjestelmien tutkimusta. Tämä mahdollistaa monien ilmiöiden tutkimisen ja mallintamisen miltei missä tahansa ilman, että edellytyksenä on laaja mittauskampanja. Tästä syystä tietoaineistojen ja erityisesti juuri massiivisen, monille käyttäjille käyttökelpoisen paikkatiedon tallentaminen yhteisiin ja helppokäyttöisiin palveluihin on tärkeää. geoportti.fi-palvelun ja CSC:n jaettujen tallennuspalveluiden käyttäjien kanssa. Mittaustekniikan kehitys Vesiala on luonnostaan hyvin riippuvainen paikkatiedosta. Kaukokartoitus edellyttää isoja kertainvestointeja, mutta itse datan keruu tämän jälkeen on helppoa ja varsin edullista koko mittausinfrastruktuurin kattamalla alueella. Jokapäiväisessä elämässä mobiililaitteiden teho riittää jo hyvinkin monipuolisten paikkatietopalveluiden käyttöön. Tutkimuksen käytettävissä onkin yhä tehokkaampien työasemien ohella erittäin suorituskykyisiä supertietokoneita, mikä on muuttanut myös vesialan paikkatietoon perustuvan tutkimuksen luonnetta. Toisaalta tuttuuden taakse piiloutuu suuria muutoksia
Onneksi suomalaiset paikkatietoaineistojen tarjoajat ovatkin pääosin jo rakentaneet järjestelmänsä siten, että tietojen massalataukset ovat mahdollisia ja aineistoon pääsee käsiksi erilaisten ohjelmallisten rajapintojen kautta interaktiivisten portaalien sijaan tai lisäksi. Sen monikäyttöisyyden ja poikkitieteellisyyden takia toivonkin, että mahdollisimman monet paikkatiedon tuottajat ja käyttäjät osallistuisivat alan yhteistyöfoorumien toimintaan. Datan jakamisessa suunta on ollut yhä avoimempaan käytäntöön. http:// datadryad.org). Paikkatiedon käsittelyssä ja sen sääntelyssä onkin viime vuosina aiempaa paremmin otettu huomioon kriittiseen infrastruktuuriin liittyvä tietoturva. kattavat maaston kulkukelpoisuuteen liittyvät tiedot, routatilanne tai puuston rakenne. sähköja tiedonsiirtojärjestelmien) sijaintitiedot olisivat vapaasti saatavilla, mutta valitettavasti ne ovat kiinnostavia kohteita myös rikollisessa ja sotilaallisessa toiminnassa. Molemmat näkökulmat ovat olleet esillä myös viime aikojen tutkimusseminaareissa. Erityisesti silloin, kun koko tietoaineiston laajuus on kohtuullinen eikä se päivity jatkuvasti, koko aineiston lataus kerralla olisi hyvin toivottava ominaisuus. Tämä aiheuttaa monenlaisia hankaluuksia, ja olisikin toivottavaa, että tällaisten rajoitteiden tarpeellisuutta harkittaisiin tarkoin. Yhä avoimempaa julkaisua Useimmiten datan julkaisemisessa käytetään Creative Commons -lisenssejä*. Ehkä hieman yllättäen moniin verkossa avoimesti tarjottaviin aineistoihin liittyy tutkijan näkökulmasta hankalia käytön esteitä. aineistot ovat parhaimmillaan suoraan käytettävissä käyttäjän laskentaympäristössä. Mikäli esikäsiteltyä aineistoa ei voida luovuttaa edelleen vapaasti, tutkimusmetodin dokumentointi monimutkaistuu huomattavasti. Tästä kärsivät tutkimusyhteisön keskinäinen yhteistyö ja tuloksien toistettavuus. Tieteellisessä julkaisemisessa lähdeviitteet ovat joka tapauksessa välttämättömiä, mutta CC0 mahdollistaa monia sellaisia käyttötarkoituksia, joissa jopa CC BY on hankala. http://dataverse.org) tai sallivat ainoastaan CC0:n käytön (esim. Eri sidosryhmien välinen yhteistyö tiedon tuottamisessa, jakamisessa ja käytössä on siis tärkeää paitsi hyödyn maksimoimiseksi, myös turvallisuuden huomioon ottamiseksi. Helppouden hintana tosin on varsin vahva sitoutuminen ympäristöön ja sen tulevaisuuteen liittyvät riskit. Esimerkiksi rakentamisen kannalta olisi käytännöllistä, että vesihuoltoverkostojen (samoin kuin esim. Kaikkiaan suomalaisen vesija ympäristöalan paikkatiedon käyttö ja hallinta ovat kehittyneet ilahduttavasti. Yksi mielenkiintoinen kehityssuunta on datan jakaminen suoraan laskentaja analyysiympäristön kuten Google Earth Enginen kautta. Kaksi keskeistä ongelmaa ovat vaikeasti automatisoitava datan siirto ja hankala lisensointi. Data-analyysiin perustuvassa tutkimuksessa keskeinen este tai hidaste on ollut useiden, eri lähteistä peräisin olevien aineistojen käyttöoikeuksien hankkiminen. Suurempien tietomäärien tapauksessa tämä käy hankalaksi tai jopa mahdottomaksi. Laajat ja päivittyvät aineistot tarvitsevat kehittyneempiä siirtoratkaisuja. Joihinkin tietoaineistoihin liittyy käytettävyyden lisäksi myös turvallisuuskysymyksiä. Jossain määrin turvallisuuskysymyksiä liittyy myös luonnonympäristöä koskeviin laajoihin aineistoihin. Lisäksi tällainen kielto tekee mahdottomaksi esimerkiksi mallien jakamisen kokonaisina referenssiympäristöinä, joissa on paketoitu yhteen käyttöjärjestelmä, sovellukset ja kaikki tarvittava data. Tutkimus ja datan saatavuus Yhä useammin datan tuottaja on eri taho kuin sen käyttäjä, jonka näkökulmasta ratkaisevaa on aineistojen hyödyntämisen helppous. Pelkkä saatavilla olo ei kuitenkaan takaa sitä, että aineisto on helposti hyödynnettävää. Jotkut repositoriot käyttävät oletusarvoisesti CC0:aa (esim. Usein datan siirto on suunniteltu interaktiiviseksi siten, että käyttäjä valitsee erilaisten kategorioiden, suodattimien ja esikatselujen avulla mitä haluaa ladata ja sen jälkeen saa haluamansa tiedostot. CC BY eli vain lähdeviittauksen vaativa, mutta muuten vapaan käytön salliva lisenssi on hyvin tavallinen, ja yhä useamman tietokannan lisenssi on vielä avoimempi CC0 – ”public domain”. Vesija ympäristöalaa sivuavia sotilaallisesti kiinnostavia tietoja voivat olla mm. Usein aineistot eivät ole sellaisenaan valmiita erilaisten mallien syötteeksi, jolloin tarvitaan monenlaista esikäsittelyä. Tämä on onneksi muuttunut viime aikoina ja monet ympäristöön liittyvät mittaukset ja niistä johdetut tutkimusaineistot ovat onneksi yhä useammin vapaasti saatavilla – osittain myös rahoittajien sekä julkaisukanavien vaatimusten takia. Erinomaisina esimerkkeinä näistä ovat Ilmatieteen laitos, Luonnonvarakeskus ja Suomen ympäristökeskus. *https://creativecommons.org/licenses/ 30 www.vesitalous.fi VESI JA PAIKKATIETO. Dataa voi sen alla käyttää, muuttaa ja levittää vapaasti, ja lähdeviittauskin on vapaaehtoinen. Yksi tällainen on aineiston edelleen julkaisemisen kielto
Tavoitteena on kehittää ja testata uutta teknologiaa, jonka avulla voidaan luoda digitaalisia kaksosia valituista jokiympäristöistä. Vesitutkimuksen osaamiskeskus edistää etenkin vesitutkimuksen infrastruktuuria, tutkimuslaitteistoa sekä huipputason suomalaista osaamista sekä kotimaassa että kansainvälisesti, tavoitteenaan tehdä tutkimusta, jolla on käytännön merkitystä yhteiskunnalle. Tuhansien järvien (ja jokien) maassa hyvistä tutkimuskohteista ei ole pulaa. PETTERI ALHO Konsortion johtaja, professori, Turun yliopisto mipeal@utu.fi HANNU MARTTILA Konsortion osajohtaja, apulaisprofessori, Oulun yliopisto hannu.marttila@oulu.fi ELIISA LOTSARI Konsortion osajohtaja, apulaisprofessori, Aaltoyliopisto eliisa.s.lotsari@aalto.fi HARRI KAARTINEN Konsortion osajohtaja, tutkimusprofessori, Paikkatietokeskus harri.kaartinen@nls.fi CINTIA UVO Konsortion osajohtaja, tutkimusprofessori, Suomen ympäristökeskus cintia.uvo@syke.fi ANNAKAISA RONKANEN Green-Digi-Basinhankkeen PI erikoistutkija anna-kaisa.ronkanen@syke.fi JARI SILANDER Hydro-RDI-Network: erikoistutkija jari.silander@syke.fi 31 Vesitalous 4/2022 VESI JA PAIKKATIETO. Huhtikuun aloituskokouksessa Oulankajoen varrella, Oulun yliopiston tutkimuslaitoksessa, tutkijat esittelivät toisilleen viimeisimmät uutiset tutkimuksestaan liittyen soihin, pohjavesiin, jokiin, järviin, sedimentteihin ja ravinteisiin sekä maankäytön vesistövaikutuksiin. Uuden teknologian avulla voidaan tutkia entistä tarkemmin ja luotettavammin ilmastonmuutoksen sekä maankäytön muutosten vaikutuksia valuma-alueisiin, jokien kuljetUusi vesistötutkimuksen osaamiskeskus ottaa digiloikan suoraan syvään päähän Suomi on hyvä paikka tehdä vesistötutkimusta monesta syystä. Meiltä löytyy pian kenties maailman kattavin kokoelma mittaussensoreita, joilla voi tehdä tarkkaa vesitutkimusta koko valumaalueella, aina joenpengermetsiköstä virtaveden pohjasoraan asti. Suomalaiset vesistöt kattavat monta leveyspiiriä – pitkässä maassamme voi löytää tutkimuskohteita sub-arktisesta arktiseen ympäristöön. Erityyppisiä vesistöjä riittää, ja koska Suomen läpi virtaava vesi jäätyy ja sulaa joka vuosi, tutkimuksen vuodenaikaisuus on tärkeässä roolissa. Lisäksi suomalainen paikkatieto-osaaminen, etenkin kartoitusja mittausteknologian tutkimus on maailman huipputasoa. U uden suomalaisen vesiosaamiskeskuksen asiantuntemus kattaa suomalaisen hydrologian laajan kirjon
Näiden tieteellisten julkaisuiden ohella menetelmien tekninen kehittäminen on toteutunut ja tulee toteutumaan partnereiden toimesta. Keitä on mukana. Aalto-yliopiston apulaisprofessori Eliisa Lotsari sai äskettäin akatemiapalkinnon rohkeasta, luovasta, moniTurun yliopiston tutkijat kävivät Touko-Kesäkuun vaihteessa kenttätöissä mittaamassa Pulmankijoen valuma-aluetta. [Kuva: Freshwater Competence Centre] 32 www.vesitalous.fi VESI JA PAIKKATIETO. Myös ilmastonmuutoksen vaikutuksen analysointia talvija avouomatilanteiden aineskuljetukseen, valuma-aluetason vedenlaatuparametrien analysoimista, ja monta muuta tutkimusta eripuolilla Suomea, niin boreaalisilla kuin subarktisillakin alueilla on julkaistu hiljattain. Osaamiskeskusta rahoittaa Suomen Akatemia, kolmen eri osahankkeen kautta: •Hydro-RDI-Network, 2020–22 •Green-Digi-Basin, 2022–24 •Hydrologian tutkimusinfrastruktuuri (HYDRO-RIPlatform), 2022–24 Mukana on useita suomalaisia yliopistoja. Oulun yliopisto ja apulaisprofessori Hannu Marttila tuovat konsortioon osaamisensa aihepiiristä pohjoisen ympäristön muutokset, vesivarojen käyttö ja vesiensuojelu. Vesialan osaamiskeskittymän viimeisimmät ja paraikaa tekeillä olevat julkaisut ovat käsitelleet muun muassa uusimpien kustannustehokkaiden menetelmien kehittämistä virtausja aineskuljetuksen analysoimiseksi, pohjasedimentin kokonaiskuljetuksen analysointia avouomaja jääkannen alaisissa tilanteissa, ympärivuotisen sedimentin kulkeutumisen mallintamista ja koneoppimiseen liittyvien menetelmien soveltamista valuma-aluenäkökulmasta. tamiin ravinteisiin, sedimenttiin sekä hiilikuormaan. Turun yliopisto johtaa osaamiskeskusta. [Kuva: Freshwater Competence Centre] Aalto yliopistossa työskentelevä apulaisprofessori ja akatemiatutkija Eliisa Lotsari kenttätöissä. Osaamiskeskus tutkii myös vihreitä, ekosysteemipohjaisia ratkaisuja vesistöjen hoitoon ja valuma-alueiden ravinteiden ja hiilen huuhtoutumisen vähentämiseksi. Osaamiskeskuksessa organisaatioiden yhteistyötä viedään askeleen pidemmälle, jotta voidaan ratkaista arvokkaiden vesivarojemme tulevaisuuden haasteita. Turun yliopistossa professori Petteri Alhon johdolla tutkitaan erityisesti jokiympäristöjen mittausta ja mallinnusta sekä jokidynamiikkaa
Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksessa työskentelevä tutkimusprofessori Harri Kaartinen on uusien 3D-mittausteknologioiden asiantuntija, joka testaa uusimpia sensoreita maalla, ilmassa ja vedessä. Pipelifen vesihuollon ammattilaiset auttavat löytämään kohteeseesi ratkaisut, joilla turvaat puhtaan veden saatavuuden ja jätevesien asianmukaisen käsittelyn vuosikymmeniksi. Hydro-RDI-Networkissa on partnerina mukana myös Itä-Suomen yliopisto, josta Lotsari siirtyi Aalto yliopistoon viime vuonna. Kuvassa virtausmittauslaite valmiina mittauksiin. [Kuva Koitajoelta: Tuure Takala, Aalto yliopisto] 33 Vesitalous 4/2022 VESI JA PAIKKATIETO PUTKET, VERKOSTOTARVIKKEET, PUMPPAAMOT JA DIGIRATKAISUT Laadukkailla tuotteillamme rakennat kestävät, käyttövarmat ja energiatehokkaat vesijohtoja viemäriverkostot. Ajantasaiset tutkimusuutiset ja tapahtumat julkaisemme LinkedInissä ja Twitterissä, tervetuloa seuraamaan suomalaista vesitutkimusta! Pipelife 1/2 Uudet teknologiat ja paikkatietoaineistot mahdollistavat muun muassa jokieroosion entistä tarkemman tutkimuksen. Pohjaja pintavesien prosessit sekä luontopohjaiset ratkaisut valuma-alueiden ravinteiden ja hiilen huuhtoutumisen vähentämiseksi ovat SYKE:n erityisalaa, sekä uudet digitaaliset mittausteknologiat ja tekoälyn hyödyntäminen vesisektorilla. Aallossa tutkimuksen keskiössä ovat vuodenaikaiset pohjoisten jokiympäristöjen muutokset ja pidemmän aikavälin ilmastonmuutoksen vaikutukset, erityisesti ratkaisukeskeisestä näkökulmasta, perustuen uusiin havainnointitekniikoihin ja mallinnuslähestymistapoihin. Mukana on myös 15 vesialan yritystä, jotka ovat lähteneet mukaan vesistötutkimuksen verkosto Hydro-RDINerworkiin kehittämään uusia innovaatioita vesisektorille. tieteisestä ja vaikuttavasta työstään pohjoisen jokiympäristön ja talviajan virtausolosuhteiden kanssa. KOKONAISRATKAISUT VESIHUOLTOON Lisätietoja: pipelife.fi/infra. Suomen ympäristökeskus tutkii professori Cintia Uvon johdolla hydrologiaa laajalti
Ikääntyvä infrastruktuuri tulee yhä kalliimmaksi käyttää, huoltaa ja kunnostaa, mikä vaatii pääoman ja operatiivisen budjetin käytön optimointia. Haastavissa tilanteissa avautuu myös mahdollisuuksia. Lisäksi nopeasti kehittyvä teknologiaympäristö asettaa kasvavia paineita pysyä kehityksen tahdissa mukana. Paikkatieto avaa mahdollisuudet vesihuollon digimurroksessa Paikkatieto tarjoaa monia mahdollisuuksia ja konkreettisia työkaluja vesihuollon digimurrokseen kattaen monia tärkeitä osa-alueita, kuten esimerkiksi verkkotietojen hallinnan, omaisuudenhallinnan ja kunnossapidon suunnittelun, operatiivisen työskentelyn sekä viestinnän ja asiakaspalvelun. Vesihuollon digimurroksen ajurit Vesihuoltolaitokset joutuvat navigoimaan ennennäkemättömän haastavassa ympäristössä. Ilmastonmuutos puolestaan aiheuttaa sään ääri-ilmiöitä, jotka rasittavat infrastruktuuria ja näin kasvattavat kustannuksia. Verkostodatan lisäksi vesihuollossa voidaan hyödyntää muutakin paikkatietoa, kuten vikahavaintoja, asiakastietoja, maaperätietoja, korkeusmallidataa tai vaikkapa kaavoitustietoja. Teknologiaan investoiminen edellyttää strategisen tason suunnitelman laatimista sekä tarkkaan punnittujen päätösten tekemistä. SANNA PAAVILAINEN Lead Consultant, Esri Finland Oy sanna.paavilainen@esri.fi Paikkatiedot vesihuollon digimurroksessa Paikkatiedot ovat vesihuollon ytimessä. Bluefield Research -tutkimusyhtiön mukaan* vesitoimialalla tehdään tulevaisuudessa merkittäviä investointeja mm. Teknologian osalta tulee painottaa ratkaisun kyvykkyyteen vastata tämän päivän ja tulevaisuuden tarpeisiin, käytettävyyttä ja integroitavuutta unohtamatta kyberturvallisuutta. Uusilla ratkaisuilla voidaan esimerkiksi parantaa konkreettisesti asiakkaiden ja sidosryhmien viestintää, varmistaa verkostojen toimintakykyä, huolehtia työntekijöiden ja toiminnan turvallisuudesta sekä tehostaa ihmisten, prosessien ja teknologioiden toimintaa. Vesijohtoja viemäriverkostolla sekä niihin yhdistyvillä tiedoilla, asioilla ja tapahtumilla on olemassa maantieteellinen sijainti. Mahdollisuuksiin tarttuminen edellyttää vesihuoltolaitoksilta vahvaa digitaalisten toimintatapojen ja -prosessien järjestelmällistä kehittämistä. omaisuudenhallintaan, hydrauliseen mallinnukseen, etäkäyttöön, esineiden internetiin (Internet of Things, IoT) ja paikkatietojärjestelmiin (Geographical Information Systems, GIS). Vesihuoltolaitosten paikkatietojärjestelmiin tekemien investointien arvioidaan kaksinkertaistuvan vuosittain seuraavan kymmenen vuoden aikana. Paikkatietojen tehokas hyödyntäminen edellyttää taustalle paikkatietojärjestelmän (GIS). Listalle voidaan nostaa ainakin talouteen, demografiaan, ympäristöön, teknologiaan ja turvallisuuteen liittyvät haasteet. Sijaintija ominaisuustieto yhdessä ovat paikkatietoa, joten voidaan sanoa, että vesihuoltoverkosto itsessään on paikkatietoa. V esihuoltoverkosto voidaan mallintaa paikkatietojärjestelmään digitaalisen kaksosen avulla. Paikkatiedolla sekä -teknologialla on merkittävä rooli vesihuollon digitaalisen tiedon analysoinnissa ja visualisoinnissa. Myös työvoima ikääntyy vieden eläköityessään mukanaan paljon hiljaista tietoa. Niihin tehtävien investointien arvioidaankin kasvavan tällä vuosikymmenellä. * Raportti ladattavissa: https://www.esri.com/en-us/industries/water-utilities/segments/drinking-water 34 www.vesitalous.fi VESI JA PAIKKATIETO. Sijainnin lisäksi näihin kohteisiin liittyy niitä kuvailevaa ominaisuustietoa
Verkkotietojen hallinta Verkoston tiedot voidaan mallintaa paikkatietojärjestelmään kattaen verkkotietomallin sekä tiedot eri verkon elementeistä. Käyttöön ja kunnossapitoon liittyvät toimet ja havainnot tulee olla digitaalisessa muodossa ja yhdistettynä siihen kohteeseen, jota ne koskevat. Mobiilikäyttö ja maastomittaukset Verkoston elinkaaren aikana tehtävät havainnot ja toimenpiteet verkoston toimivuudesta ja toimimattomuudesta on tärkeää taltioida. Verkon suunnittelu ja rakentaminen Paikkatietojärjestelmään tallennettu tieto ja sen työvälineet tukevat verkon suunnittelua ja rakentamista. Maastossa käytettävät digitaaliset työkalut ovat tässä hyvä apu. Näin tiedot ovat 35 Vesitalous 4/2022 VESI JA PAIKKATIETO. Verkon digitaalisen kaksosen ja paikkatietojärjestelmän analyysityökalujen avulla strategisen ja taktisen tason omaisuudenhallintaa voidaan kehittää reaktiivisesta mallista ennakoivaan ja siitä kohti edistyneintä mallia, eli ohjailevaa omaisuudenhallintaa. Näin maastossa toimivalla henkilökunnalla on aina ajantasaisin verkkotieto käytettävissä ja he voivat päivittää sekä ylläpitää verkoston kaikkien omaisuusosien tietoa reaaliajassa maastossa. Paikkatietojärjestelmän työvälineillä voidaan tuottaa analysoitua tietoa suunnittelutyön pohjaksi, laatia vaihtoehtoisia suunnitelmia verkon kehittämiseksi, vertailla suunnitelmia, kehittää yhteistyötä sekä jakaa suunnitelmat helposti tarvittavien henkilöiden tarkasteltavaksi. Tiedot tallentuvat määrämuotoisena, jolloin esimerkiksi käytetään aina samaa käsitettä kuvaamaan samaa tapahtumaa ja kaikista tapahtumista tallennetaan samat tiedot. Paikkatietojen avulla voidaan myös tukea rakentamisen aikaista työmaatoimintaa sekä viestintää. Lisäksi operatiivisen omaisuudenhallinnan näkökulmasta paikkatietojärjestelmän kenttätyöskentelysovellusten avulla perinteiset paperikarttoihin ja -dokumentteihin pohjautuvat työnkulut voidaan digitalisoida. Verkkotiedon rinnalle paikkatietojärjestelmään voidaan tallentaa muuta toiminnan kannalta oleellista tietoa, kuten vaikkapa verkon ja sen osien esimerkiksi venttiilien kuntotietoja sekä vikojen ja häiriöiden sijaintija ominaisuustietoja. Paikkatietojärjestelmän kautta verkon digitaalinen kaksonen on aina saatavilla, löydettävissä ja hyödynnettävissä eri käyttötarkoituksiin koko elinkaaren aikana. Omaisuudenhallinta ja kunnossapito Paikkatietojärjestelmällä on merkittävä rooli strategisen, taktisen ja operatiivisen omaisuudenhallinnan kehittämisessä. Ne antavat tietoa yksittäisten kohteiden kunnosta ja mahdollistavat tietojen myöhemmän yhdistelyn, analysoinnin ja visualisoinnin
Uudet teknologiset ratkaisut yleistyvät kovaa vauhtia ja pakottavat uudistumaan. Hae apurahaa apurahapalvelussamme, johon on linkki kotisivuillamme www.mvtt.?. Tänä päivänä on jo olemassa helppokäyttöisiä ja nopeasti käyttöön otettavia työkaluja, jotka auttavat toiminnan uudistamisessa. Paikkatietojärjestelmän työvälineillä voidaan tuottaa erilaisia interaktiivisia karttoja, joiden avulla on helppo jakaa toimintaan liittyvää tietoa organisaation sisällä, viranomaisille, urakoitsijoille, alihankkijoille, asiakkaille ja muille sidosryhmille. • 1.3.–31.8. Kongressimatkoja koskevien apurahojen hakuajat ovat: • 1.9.– 28.2. Tuettavia kohteita ovat esimerkiksi alan tutkimus, opetus, opinnäytetyöt ja matkat, kuten opiskelu ulkomailla tai kongressiin osallistuminen. aina ajan tasalla ja käytettävissä esim. kunnossapidon huoltotehtävien suunnittelussa ja tietojen analysoinnissa, jotka molemmat edellyttävät tietojen määrämuotoisuutta. Matkan tulee olla hakuajan jälkeen.. Asiakaspalvelu ja viestintä Kartat ja paikkatieto ovat erittäin tehokkaita välineitä viestinnässä, vuorovaikutuksessa ja asiakaspalvelussa. Paikkatietojärjestelmään tuotuja tietoja voidaan visualisoida ja analysoida monipuolisesti, ja niistä voidaan muodostaa tarpeiden mukaisia tilannekuvanäkymiä. Tilannekuvat ja -näkymät Paikkatietojärjestelmään tallennetun tiedon lisäksi siihen voidaan integroida tietoja eri lähteistä, kuten SCADAjärjestelmistä, IoT-laitteista tai jopa sosiaalisen median syötteistä. mennessä. Tiedustelut: puh. Digimurros tarjoaa mahtavia mahdollisuuksia ja tuo vesialalle mielenkiintoisia uusia avauksia. Vahvalle muutospolulle pääseminen edellyttää rohkeita päätöksiä ja investointeja niin uusiin teknologioihin kuin osaamiseen. MVTT apurahat ½ 36 www.vesitalous.fi VESI JA PAIKKATIETO Apurahoja vesija ympäristötekniikkaa uudistavaan tutkimukseen ja aloitteisiin, jotka ovat sovellettavissa laajasti niin Suomessa kuin kansainvälisestikin. välillä verkkopalvelussa lähetetty hakemus käsitellään hakuajan jälkeen 31.10. Tartutaan tähän mahdollisuuteen ja rakennetaan yhdessä tulevaisuuden vesihuoltoa. Apurahaa voi hakea yksityishenkilö tai yhteisö. välillä verkkopalvelussa lähetetty hakemus käsitellään hakuajan jälkeen 30.4. 09 694 0622, email: tuki@mvtt.?. Tilannekuvanäkymät auttavat ymmärtämään vesihuoltolaitoksen toimintaympäristön kokonaistilanteen, toimivat havainnollisena työkaluna vesihuoltolaitoksen taktisessa ja strategissa johtamisessa ja niiden avulla voidaan reagoida nopeasti sekä tehokkaasti operatiivisen toiminnan vikaja häiriötilanteisiin. mennessä. Muuta kuin kongressimatkaa koskevan hakemuksen tulee olla lähetetty apurahapalvelussa viimeistään 30.9.2022 ja se käsitellään 30.11.2022 mennessä
Yhtenäistä aineistoa lähdettiin rakentamaan siten, että hiihtokeskusta lähimpänä sijaitsevaa havaintoasemaa käytettiin pohjatietona. Lisäksi arvioitiin lumetuksen mahdollisuutta ja tarvetta yksinkertaisella tarkastelulla. hiihtokeskusten talvien keskilämpötiloissa ja lumipeitteen kestossa. Ilmastonmuutoksella odotetaan olevan monia vaikutuksia talviin. Työn tavoitteena oli tutkia kuuden suomalaisen hiihtokeskuksen talviolosuhteiden muutoksia ajalta 1.1.1990-31.12.2021. Jos lähimmällä asemalla oli puuttuvia päiviä tai muuttujia, haettiin puuttuva mittaustulos seuraavaksi lähimmältä havaintoasemalta, jolta mittaustulos oli saatavissa. Tutkittaviksi hiihtokeskuksiksi valittiin Sveitsi, Himos, Tahko, Vuokatti, Ounasvaara ja Levi (lueteltuna etelästä pohjoiseen). Ilman lämpötilan odotetaan nousevan talvella 1,6–1,7 kertaa enemmän kesään verrattuna (Ruosteenoja ym. Muutosten tunnistaminen sääja lumiaineistosta Kaikkien hiihtokeskusten kohdalla yhtenäisen aineiston saamiseksi aineistoa yhdisteltiin usealta eri mittausasemalta. Aikajaksoon mahtui 31 hiihtokeskuksen toimintakautta eli aikaa, jonka hiihtokeskus on auki. I PCC:n (2007) mukaan Pohjois-Euroopassa lumipeite ja pakkaset tulevat vähenemään ja talvien vesisateet lisääntymään tulevaisuudessa. Toimintakausi valittiin kestämään lokakuusta huhtikuun loppuun. Lumetusmahdollisuuden arvioimiseksi talvipäiville asetettiin ?2°C pakkasraja, koska ilman lämpötilan ollessa sitä alhaisempi, voidaan olosuhteita pitää lumetuksen kannalta otollisina (Steiger & Mayer, 2008). Hiihtokeskusten toiminta on altis ilmastonmuutoksen seurauksille, koska ne keskittyvät pääsääntöisesti lunta vaativiin aktiviteetteihin kuten lasketteluun tai hiihtoon. Luonnon lumen puutteen lisäksi hiihtokeskukselle koituu ongelmia myös pakkasten puutteesta, sillä lumettaminen ilman pakkasia ei ole energiatehokasta. Ilman lämpötilassa havaintoasemien välinen systemaattinen ero huomioitiin. Keväällä 2022 Aalto-yliopistossa tehdyssä kandidaatintyössä havaittiin muutoksia ajan suhteen mm. Vakio 0.025 d on sen ajan pituus, jonka kuluessa voidaan lumettaa 1 mm lunta. Steiger ja Mayer (2008) arvioivat lumetustarvetta yhtälön (1) mukaan. Aineistona käytettiin Ilmatieteen laitoksen tarjoamaa avointa aineistoa, ja tutkimuksen kannalta tärkeitä muuttujia olivat ilman lämpötila, sadanta ja lumensyvyys. He käyttivät yksinkertaista astepäivämallia lumensulamisen laskemiseen. Haanpään ym. Lumetusta arvioitiin kahdelta eri kannalta, jotka olivat lumetusmahdollisuus ja lumetustarve. HARRI KOIVUSALO teknisen vesitalouden professori, Aalto-yliopisto harri.koivusalo@aalto.fi 37 Vesitalous 4/2022 ILMASTONMUUTOS. Ne tulevat näkymään hiihtokeskusten lumiolosuhteissa ja talviajan toiminnassa. 2016). Säätietoihin käytettiin 1–6 mittausasemaa ja lumitietoihin 2–5 mittausasemaa. Yhtälöstä (1) saadaan tulokseksi kuukaudessa tarvittavien lumetuspäivien määrä lumensulamisen korvaamiseksi: ????=??????????1.91?0.025 (1) jossa A on kuukauden positiivisten lämpöasteiden eli astepäivien summa (°C/d) ja F on astepäivätekijä (mm/°C /d), jonka arvoksi valittiin tässä tutkimuksessa 2 mm/°C/d. Vakio 1.91 mm tarkoittaa sulaneen lumen syvyyttä, joka vastaa 1 mm valumavettä. (2015) tekemän kyselyn mukaan keinolumen tekeminen on kuitenkin hiihtokeskuksissa tärkein sopeutumiskeino epävarmoihin lumiolosuhteisiin. Hiihtokeskuksen mahdolliset lumetuspäivät muodostuivat niistä tavoitekauden päivistä, joina lämpötila oli alle pakkasrajan. VEERA KORTENIEMI opiskelija, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu veera.korteniemi@aalto.fi Ovatko talvet muuttuneet hiihtokeskuksissa
Punainen tähti kuvaa merkitsevää trendiä. Tahkolla ja Vuokatissa keskilämpötilat asettuvat hyvin samoille kohdille, minkä vuoksi niiden trendiviivatkin asettuvat päällekkäin. Kuvassa 2 esitetään talvikausien lumisateiden summat tarkastelujaksolta. Näissä molemmissa hiihtokeskuksissa on merkittävät trendit. Siellä havaitaan ajan suhteen nouseva muutos, joka on myös merkittävä. Tahkolla, Vuokatissa ja Ounasvaaralla keskilämpötilat eivät nouse nollan yläpuolelle yhtenäkään talvikautena. Ounasvaaralla on suunnilleen yhtä paljon lunta kuin Levillä, ja niissä molemmissa lumensyvyys on huipussaan maaliskuussa. Siellä havaitaan pieni nouseva trendi, mutta se ei ole Mann-Kendall-trendianalyysin mukaan merkittävä. Kuvaan 3 on merkitty myös lumen oletettu rajasyvyys (30 cm), joka takaa hiihtokeskusten toimintavarmuuden. ja 2°C välissä sateen olomuoto muuttuu lineaarisesti. Ilmatieteen laitoksen aineistossa ei erotella vesija lumisateen osuuksia. Levillä on eniten lunta ja siellä rajasyvyys saavutetaan ensimmäisenä jo joulukuun alkupuolella. 38 www.vesitalous.fi ILMASTONMUUTOS. Myös Ounasvaaralla havaitaan merkittävä trendi. Selvästi kylmimmät keskilämpötilat ovat Levillä, jossa ei havaita merkittävää trendiä. Voidaan havaita, että Ounasvaaralla ja Himoksella on pieni laskeva trendi lumisateen summissa, mutta ne eivät ole Mann-Kendall-trendianalyysin mukaan merkitseviä. Talvikausien keskilämpötilat ajalta 1.10.1990–30.4.2021. Sen sijaan Vuokatissa ja Sveitsissä on merkittävä laskeva trendi. Merkittäviä muutoksia ajan suhteen on havaittavissa Kuva 1 kokoaa talvikausien keskilämpötilat tarkastelujaksolta. Näissä hiihtokeskuksissa rajasyvyys saavutetaan vasta tammikuun puolella, ja lumensyvyykKuva 1. Vuokatin ja Tahkon lumensyvyyksien kuvaajat kulkevat hyvin paljon yhtä matkaa, kuitenkin Vuokatin kuvaajan ollessa koko ajan kuvassa ylempänä. Sveitsissä on monena talvikautena lämpötilat keskimäärin nollan yläpuolella. Luonnon lumipeitettä (Kuva 3 ) tarkastellessa analyysia oli syytä jatkaa toukokuulle, koska Levillä ja Ounasvaaralla voi olla lunta vielä silloin. Näissä hiihtokeskuksissa keskilämpötila pysyy ?2°C alapuolella. Tutkittavista hiihtokeskuksista eniten lunta sataa Levillä, vaikkakin Tahkolla ja Ounasvaaralla lumisademäärät ovat samoissa suuruusluokissa (Kuva 2 ). Vielä talvikauden loppupuolella Levillä on keskimäärin yli 40 cm lunta, eli lumi sulaa siellä kokonaan pois vasta huhtikuuta myöhemmin, keskimäärin toukokuun lopulla. Positiivinen trendi on havaittavissa Himoksella, Tahkolla, Vuokatissa ja Ounasvaaralla. Tutkimusta varten erottelu toteutettiin siten, että alle 0°C päivinä esiintyy lumisadetta ja yli 2°C päivinä vesisadetta. Himoksella vain muutamana talvikautena keskilämpötila nousee sulamislämpötilan yläpuolelle. Hiihtokeskuksien lämpötilan, sadannan, luonnon lumen syvyyden ja lumetustarpeen muutosta ajan suhteen arvioitiin tilastollisesti Mann-Kendall-trendianalyysin perusteella (Mann, 1945; Kendall, 1948). Testissä käytettiin 5 prosentin riskitasoa trendin merkittävyyden rajana
39 Vesitalous 4/2022 ILMASTONMUUTOS. Näissä hiihtokeskuksissa lumi alkaa keskimäärin sulaa jo varhain maaliskuun puolella, ja niissä lumi sulaa kokonaan huhtikuun lopulla. Talvikausien lumisateiden summat ajalta 1.10.1990–30.4.2021. Lumensyvyyksien keskiarvot ajalta 1.1.1990–31.12.2021. Kuvasta 3 huomataan, että Sveitsin ja Himoksen lumensyvyydet ovat hyvin toistensa kaltaisia. Kuva 3. Positiivinen trendi on havaittavissa Vuokatissa ja Sveitsissä. Kuva 2. Himoksella rajasyvyys saavutetaan hetkellisesti tammikuun lopulla, kun taas Sveitsissä sitä ei saavuteta ollenkaan. sien huippu saavutetaan maaliskuun puolella. Alkutalvesta molemmissa hiihtokeskuksissa on vähän lunta. Punainen tähti kuvaa merkitsevää trendiä. Vuokatissa ja Tahkolla lumensyvyyksien keskimääräiset huippuarvot eivät yllä läheskään niin suuriin lukemiin kuin Levillä ja Ounasvaaralla, ja niissä myös lumi alkaa sulaa aiemmin kuin Levin ja Ounasvaaran hiihtokeskuksissa. Mustalla vaakaviivalla on merkitty rajasyvyys (30 cm)
Tahkolla ja Vuokatissa tilanne on jälleen hyvin samanlainen. 40 www.vesitalous.fi ILMASTONMUUTOS. Sveitsissä trendi on laskeva, muttei merkitsevä. Levi erottuu selvästi muista hiihtokeskuksista kuvassa ylimpänä. Siellä erotus on nollassa talvikaudella 2013–2014 eli mahdollisia lumetuspäiviä on yhtä paljon kuin on lumetustarvetta. Positiivinen trendi on havaittavissa Vuokatissa ja Tahkolla. Sveitsissä vain harvoina talvina on yli 20 päivänä yhtämittaisesti yli 30 cm lunta. Kuvasta 4 havaitaan, että Levillä lumivarmuus on hyvä ja siellä onkin yhtä poikkeusta lukuun ottamatta aina yli 100 päivän yhtämittainen jakso, kun lunta on yli 30 cm. Hän havaitsi talven (joulukuusta helmikuuhun) keskimääräisten ilman lämpötilojen nousseen merkitsevästi Helsingin Kaisaniemessä aikavälillä 1909–2008. Lumetuksen tarve korostuu etelässä entisestään Tuloksissa nähtiin, että talvikausien keskilämpötiloissa (Kuva 1 ) on havaittavissa merkittävä nouseva trendi Himoksella, Tahkolla, Vuokatissa ja Ounasvaarassa. Myös lumisateen määrissä havaitut laskevat trendit Sveitsissä ja Vuokatissa (Kuva 2 ) ovat osittain linjassa kirjallisuuden kanssa, sillä Luomaranta ym. Vuokatin ja Tahkon lumen kesto on pienentynyt huomattavasti tarkastelujakson aikana. Himoksella on puolestaan merkitsevä laskeva trendi. Muutamina talvina Sveitsissä ja Himoksella ei ole yhtenäkään päivänä ollut yli 30 cm lunta. Siellä lumetusmahdollisuus on vielä huomattavasti suurempaa kuin lumetustarve. Lumen kesto kuvattiin yhtämittaisten päivien määrällä (Kuva 4 ), kun lunta on ollut yli 30 cm. Himoksella ja Sveitsissä ei ole merkittävää trendiä havaittavissa. Vuokatissa ja Tahkolla on merkittävä laskeva trendi. Tulokset ovat osittain linjassa Irannezhadin (2015) löytöjen kanssa. Jos hiihtokeskuksessa lumensyvyys kävi edes hetkellisesti rajan alapuolella, laskeminen aloitettiin alusta. Vielä tarkastelujakson alussa niiden lumen kesto on Ounasvaaran ja Levin kanssa samassa luokassa, mutta tarkastelujakson lopussa Vuokatin ja Tahkon lumen kesto on alentunut merkittävästi, lähes Sveitsin ja Himoksen tasolle. (2019) havaitsivat lumisateiden kehityksessä kahtiajakoisuutta Suomessa aikavälillä 1961–2014. Punainen tähti kuvaa merkitsevää trendiä. Myös Ounasvaaralla lumivarmuus on hyvä ja sielläkin lumen kesto on suurimman osan talvista reilusti yli 100 cm. Kuvassa 5 esitetään lumetusmahdollisuuden ja lumetustarpeen erotukset tarkastelujakson talvikausilta. Sveitsin kuvaaja kulkee koko ajan alimpana ja siellä erotus on useana talvikautena jopa miinuksen puolella eli lumetustarve on suurempaa kuin lumetusmahdollisuus. Kuva 4. Lumen kesto kertoo yhtämittaisten päivien määrän, kun lunta on ollut yli 30 cm:ä. Näiden hiihtokeskusten erotuksissa on merkittävä muutos ajan suhteen, kuten on myös Ounasvaaralla. Lumen kesto pidennetyllä talvikaudella ajalta 1.10.1990–31.5.2021. Muissa tutkimuskohteissa, eli Kajaanissa ja Sodankylässä, hän ei havainnut merkitsevää trendiä
Määritelmän mukaan hiihtokeskuksen lumivarmuutta voidaan pitää hyvänä, jos 7 talvena 10:stä lumensyvyys on vähintään 30–50 cm 100 päivän ajan aikavälillä 1.12.–15.4. Tässä tutkimuksessa saatiin samankaltaisia havaintoja, sillä Tahkolla ja Vuokatissa ilmeni merkittävä laskeva trendi lumen kestossa (Kuva 4 ). Sveitsissä vain kautena 1995–1996 ylitettiin 100 päivän ehto, ja Himoksella sitä ei saavutettu yhtenäkään talvikautena. Punainen tähti kuvaa merkitsevää trendiä. Hiihtokeskusten lumivarmuutta analysoitaessa käytetään usein Abeggin (1996) määrittelemää 100 päivän sääntöä (Steiger & Mayer, 2008). Toisaalta lumisateet olivat vähentyneet aikavälillä eteläisessä Suomessa, etenkin Länsija Lounais-Suomessa, ja toisaalta samalla aikavälillä lumisateet olivat lisääntyneet Itäja Pohjois-Suomessa monilla alueilla. Heidän mukaansa kuukausi voidaan määritellä lumetukseen sopivaksi, jos mahdollisia lumetuspäiviä on enemmän kuin tarvittavia. Ounasvaaralla ja Levillä lumivarmuus oli hyvä koko aikajakson yli. Steiger ja Mayer (2008) totesivat, että lumentekoa voidaan pitää järkevänä ainoastaan, jos se voi korvata lumen sulamisen aiheuttamaa menetystä. Irannezhad (2015) havaitsi lumipeitteen keston lyhentyneen merkitsevästi Kaisaniemessä, Kajaanissa ja Vuokatissa vuosina 1909–2008. Negatiivinen trendi on havaittavissa Ounasvaaralla, Vuokatissa, Tahkolla ja Himoksella. Kuitenkin siitä eteenpäin Tahkolla ja Vuokatissa lumivarmuus ei ollut enää hyvä. 41 Vesitalous 4/2022 ILMASTONMUUTOS. Sveitsin hiihtokeskuksessa lumetuksen tarve toiminnan mahdollistajana on silmiinpistävän korostunut, koska tässä tutkimuksessa osoitettiin, että useana talvikautena siellä oli lumetusterve suurempaa kuin lumetusmahdollisuus. Tahkolla ja Vuokatissa 100 päivän sääntö toteutui aikajakson alussa 8 perättäisenä talvena, jolloin niiden lumivarmuutta voitiin pitää vielä hyvänä. Näiden hiihtokeskusten talvikausia voidaan vielä pitää sopivina lumetukselle, vaikkakin trendi on huolestuttavan jyrkkä. Kuvasta 5 nähdään, että lumetusmahdollisuuden ja -tarpeen erotuksessa on merkittävä laskeva trendi Ounasvaaralla, Vuokatissa, Tahkolla ja Himoksella. Talvikausien lumetusmahdollisuuden ja -tarpeen erotukset ajalta 1.10.1990–30.4.2021. Kuva 5. Ehtoa sovellettiin tämän tutkimuksen aikaväliin, jolloin huomattiin, että Sveitsin ja Himoksen luonnon lumivarmuutta ei voida pitää hyvänä (Kuva 4 )
Kendall, M. 29+1. 3147–3159. Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu. Oulun yliopisto, Teknillinen tiedekunta. Oulu. org/10.13140/RG.2.1.3771.2728. 18:10. 51:1. (2015). fi/havaintojen-lataus#!/. Steiger, Robert; Mayer, Marius. Snowmaking and Climate Change. G. S. Current Issues in Tourism, vol. Spatio-temporal climate variability and snow resource changes in Finland. Ruosteenoja, Kimmo; Jylhä, Kirsti; Kämäräinen, Matti. Kandidaatintyö. (2007). Rank correlation methods. S. Hanson, Eds. Parry, O.F. 39:7. Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Econometrica, vol. (2008). Snow cover trends in Finland over 1961–2014 based on gridded snow depth observations. Adapting to climate change: perceptions of vulnerability of down-hill ski area operators in Southern and Middle Finland. van der Linden and C.E. 13:3. S. Väitöskirja. https://doi. YT23 1/2 Kirjallisuus Abegg, Bruno. http://dx.doi. Ilmatieteen laitos. Climate Projections for Finland Under the RCP Forcing Scenarios. Korteniemi, Veera. Nonparametric Tests Against Trend. 132 s. S. (1996). Luomaranta, Anna; Aalto, Juha; Jylhä, Kirsti. (2022). Cambridge University Press, Cambridge, Iso-Britannia, 976 s. (2019). https://doi.org/10.1002/joc.6007. 42 www.vesitalous.fi ILMASTONMUUTOS Alan parhaat yhdessä Yhdyskunta tekniikka 2023 • energiahuolto • liikenneja alueinfra • jäteja ympäristöhuolto • koneet, laitteet ja varusteet • mittaus-, tutkimusja muut palvelut • vesihuolto Ke 10.5.2023 klo 9–17, asiakasja kutsuvierasilta osastoilla klo 18.30–21 To 11.5.2023 klo 9–16 www.yhdyskuntatekniikka.fi. Mann, Henry B. https://doi.org/10.1080/1 3683500.2014.892917. (1948). Mountain Research and Development, vol. 245-259. 292–298. https://doi.org/10.1659/mrd.0978. Haanpää, Simo; Juhola, Sirkku; Landauer, Mia. 28:3. Havaintojen lataus [verkkoaineisto]. (2022). IPCC. International Journal of Climatology, vol. 966–978. (2016). Griffin. Zurich: vdf Hochschulverlag AG. Saatavissa: https://www.ilmatieteenlaitos. Geophysica, vol. Irannezhad, Masoud. Klimaänderung und Tourismus: Klimafolgenforschung am Beispiel des Wintertourismus in den Schweizer Alpen. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, M.L. 17–50. Canziani, J.P. S. Talviolosuhteiden muutokset hiihtokeskuksissa. Palutikof, P.J. Espoo. org/10.2307/1907187. (1945). (2015). [viitattu 1.2.2022]
Katso esri.fi, mikä on mahdollista ja ota yhteyttä! Tomi Luukkonen Senior Account Manager tomi.luukkonen@esri.fi 040 708 2384. Diplomityö on vapaasti luettavissa osoitteessa: https://lutpub.lut.fi/handle/10024/164043 Esri 1/2 pysty 43 Vesitalous 4/2022 ArcGIS vesihuollon ratkaisukokonaisuus ArcGIS tarjoaa kaiken kattavan ratkaisun vesihuollon verkosto-omaisuuden hallintaan. Se tekee verkon tietojen hallinnasta helpompaa ja mahdollistaa sujuvan toiminnan ajantasaisten tietojen pohjalta sekä tiedon jakamisen sidosryhmille. Tulevaisuusarviosta riippuen biokaasun tuotanto Etelä-Savossa joko kasvaa hieman tai jopa nelinkertaistuu vuoteen 2030 mennessä. Biokaasun nykytilaselvitys ja tulevaisuus Etelä-Savossa Anaerobisessa hajoamisessa tapahtuva orgaanisen aineen vaiheittainen hajoaminen biokaasuksi. DI Aleksi Kivilahti valmistui Lappeenrannan–Lahden teknillisen yliopiston ympäristötekniikan ja kiertotalouden DI-ohjelmasta. Pääsyä tietoihin ohjataan helposti käyttäjähallinnan avulla, jolloin tietoja voidaan turvallisesti käyttää sekä vesihuoltolaitoksen sisäisessä toiminnassa että kentällä esimerkiksi urakoitsijoilla. ArcGIS-alustan kautta verkon tiedot ovat aina saatavilla, löydettävissä ja käytettävissä eri käyttötarkoituksiin. Biokaasu on lupaava uusiutuva energia ja polttoaine, jota pidetään tehokkaana keinona vähentää kasvihuonekaasujen tuotantoa ja riippuvuutta fossiilisista polttoaineista. Diplomityön tulokset osoittavat, että biokaasun tuottamisen nykytila Etelä-Savossa on 1 675 000 kg biometaania vuodessa sekä 1100 MWh sähköä ja 1450 MWh lämpöä vuodessa. Sivutuotteet soveltuvat esimerkiksi paikallisen ruoantuotannon lannoitteeksi. P aikallisesti tapahtuvat päästöt ovat merkittävä tekijä globaalissa ilmastonmuutoksessa, ja energiantuotanto on suurin yksittäinen hiilidioksidipäästöjen aiheuttaja. Biometaani käytetään liikennekäytössä kaasun tankkausasemilla ja tuotettu sähkö ja lämpö tuottajien sekä niiden sidosryhmien omassa käytössä. Aleksi Kivilahti tutki diplomityössään biokaasun tuotannon nykytilaa ja tulevaisuutta Etelä-Savossa
Sain kesävapaalla käsiini tuoreen teoksen Vesihuollon myytit. Kirjaa voidaan siten käyttää esimerkiksi kouluissa avaamaan oppijoille yhden yhteiskunnan välttämättömyyspalvelun rakennetta ja sen moninaisuutta. Esimerkiksi kysymys ”Mihin väitteet energiaja vesihuollon yhdistämisellä saavutettavista hyödyistä voivat perustua?” on melko vaativa pohdittavaksi, jollei keskustelussa ole mukana alaa tunteva henkilö. Teksti antaa selkeän kuvan palvelusta, jota ei voida ratkaista pelkästään tekniikan avulla. Tuosta tekstistä nousee esiin etenkin jätevesihuollon tilanne. Alkusanat, esipuhe ja johdanto herättävät lukijan mielenkiinnon Professori Alf Rehn nostaa vesihuoltoon liittyviä olennaisia seikkoja – joita luotettavasti toimivan vesihuoltolaitoksen asiakas ei useinkaan tule ajatelleeksi esiin jo teoksen alkusanoissa. Yksi viruksen leviämisen estämisen olennaisimmista suosituksista on huolellinen käsihygienia. Yksissä kansissa on melko kattavasti koko vesihuollon kokonaisuus. Yhtä hyvin kirja käy vesihuollon syventäviin opintoihin hyväksi johdannoksi. K eskustelua syntyy varmasti useankin myytiksi väitetyn tai ehdotetun kysymyksen kohdalla. Maailman jätevesistä noin 80 prosenttia jää täysin puhdistamatta ja vain noin 10 prosenttia puhdistetaan tehokkaasti. Elintarvike kotiin kuljetettuna ja vielä jätevesihuolto mukaan luettuna on todella halpaa. Rehn korostaa vesihuollon puutetta globaalina viheliäisenä ongelmana ja suomalaista vesihuollon osaamista. Noin 200-sivuinen vesihuoltoa vähän joka kantilta tarkasteleva kirja on paitsi monilta osiltaan keskustelun herättelijä niin ennen kaikkea myös helppolukuinen oppikirja. (Tapio Katko, Petri Juuti ja Riikka Juuti, Vesihuollon myytit, Kustannusosakeyhtiö Vastapaino, Tampere 2022, ISBN 978-951-768-978-6) Vesihuollon myytit – helppolukuinen oppikirja , Dosentti, TkT, tutkijayliopettaja, Hämeen ammattikorkeakoulu HARRI MATTILA 44 www.vesitalous.fi. Voidaan syystä kysyä, onko keskitetty viemäröinti – niin kustannustehokasta kuin se onkin – jätevesi-/ulostehuollon viimeinen ratkaisu kaikkialla maailmassa. Toki noita kysymyksiä voi jokainen lukija pohtia yksinään. Mutta suositeltavampaa olisi käsitellä kysymysten aiheita ryhmissä ja niin, että joukossa olisi myös vesihuollon parissa ammatikseen työskentelevä. Oppikirjaksi Vesihuollon myytit sopii erinomaisesti monestakin syystä. Vesihuollon myytit -kirjan tekijät pohjaavat kirjoittamansa erittäin kattavaan tutkimusaineistoon, joten teoksessa jokaisen myytin kohdalla esitetylle todellisuuskuvalle on kyllä vankat perusteet. uutisoidaan Anna Rajalan ulosteisiin liittyvästä tutkimustyöstä Tampereen yliopistossa. Vesihuollon kokonaisuuden kestävä toteuttaminen ja hallinta sisältää niin moninaisia ratkaisuja, että mielipiteitä eri ratkaisuista on runsaasti. Vielä ennen varsinaisiin myyteihin kajoamista, kirjoittajat käsittelevät vesihuollon tärkeyttä kirjan johdantoluvussa. Käsien peseminen pitkään lämpimällä vedellä ei kuitenkaan onnistu läheskään kaikissa maailman maissa. Aamulehdessä 15.8. Hinta on tällä hetkellä keskimäärin vain 0,06 senttiä/litra! Esipuheessa kirjan tekijät nostavat esiin tosiasian, joka jäi koronapandemian aikana aivan liian vähälle huomiolle. Kirja on jaettu viiteen osaan, joiden jokaisen loppuun on koottu kysymyksiä keskustelun pohjaksi. Se täyttää terveydensuojelulain vaatimukset. Rehnin kirjoittaman lisäksi pitää muistaa erityisesti, että vesilaitosten jakama tuote on elintarviketta
Vesivarojen kohdalla on hyvä korostaa kirjoittajien esille nostamien kansainvälisten rajavesistöjen strategista merkitystä. Kirjoittajat vertaavat tekopohjaveden valmistuksen ja soranoton ympäristövaikutuksia. Voisiko se olla totta. Myytti numero kolme käsittelee tekopohjavettä. Kiertotalouden aikana ja edellä mainittu huomioiden voidaan myös kysyä, kannattaako keskitettyä jätevesihuoltoa rakentaa alueille, joissa sitä ei vielä ole. Tällä kohdalla voitaisiin palata tämän artikkelin alkupuolelle ja pohtia huuhtelukäymälän roolia. Nostan niistä muutaman mielenkiintoisen erikseen pöydälle. Esimerkiksi Tampereen Kämmenniemen Mikkolanlammen ongelmien on kirjoitettu johtuneen kylän jätevedenpuhdistamosta. Esimerkiksi kuvan 3.6 (kahdeksan maan opiskelijoiden käsitykset veden suhteellisesta tärkeydestä yhteiskunnassa) luettavuus paranisi värien myötä huomattavasti. Todellisuushan on ihan jotakin muuta. Nykyinen automatiikka todennäköisesti mahdollistaisi sen, että ylävesisäiliöt täytettäisiin halvan sähkön aikaan ja pumppauksia voitaisiin vähentää sähkön kallistuessa. Vesihuollon parissa toimivien yhteistyön tiivistäminen, veden hinnoittelu ja siihen liittyvä verkostojen korjausvelka, vesihuoltopalvelujen yksityistäminen, sääntelyn ja valvonnan järjestelyt ja monet muut seikat ansaitsevat tulla monenkin kahvipöydän, luokkahuoneen ja isojenkin foorumien ruotimaksi. Muutkin kirjassa esitetyt myytit – ja kirjoittajien esittämä todellisuudet herättävät ajatuksia. Mutta niihin löytyy varmasti myös eriäviä mielipiteitä. Kun asiaa tarkastellaan ympäristön kannalta, lukema on huikean paljon suurempi, ehkä 4,5 miljardia. Myytin 12 kohdalla pohditaan huuhteluja kuivakäymälän eroja. Kehitys vaatii tutkimusta, pohdintaa ja keskustelua. Jos oletetaan, että nykyinen huuhtelukäymälä on se paras ja lopullinen ulostehuollon ratkaisu, olisi se ainoa tuote maailmassa, joka ei enää tarvitsisi tuotekehitystä. Vesihuollon myytit-kirjaa voi hyvällä omatunnolla suositella kaikkien luettavaksi. Tuossa artikkelissa mainitaan usein esillä ollut tieto siitä, että maailmassa on 1,7 miljardia ihmistä ilman asianmukaista sanitaatiota. Kaikista teoksesta esiin nostetuista 24 myytistä ja kirjoittajien esittämistä todellisuuksista on helppo olla samaa mieltä. Itse asiassa tässä yhteydessä voisimme esittää aivan uuden myytin: Huuhtelukäymälä on hajuton. Sadevesikaivoihin dumpataan ajattelemattomasti kaikenlaista sinne kuulumatonta. Ja aivan syystä. Esimerkiksi Suomen ja Venäjän rajavesisopimukset toivottavasti pitävät jatkossakin, vaikka naapurimme näyttää lipeävän useista muista kansainvälisistä sopimuksista. Esimerkiksi tekstissä mainittu Turun tekopohjavesihanke Virttaankankaalla sijoittuu samoille alueille soranoton kanssa. Pelkkä viemäröinti ei ole kestävä ratkaisu, mikäli jätevedet jätetään käsittelemättä. Kun Vesihuollon myytit -kirjaa on koottu, ei juuri nyt vallalla olevaa sähkön hinnan valtavaa vaihtelua vielä ollut. Tässä teoksessa esitetyt kuvat olisivat ansainneet väripainatuksen. En ryhdy tässä artikkelissa tarkastelemaan jokaista 24 myyttiä erikseen. Myytti 11 väittää, että jätevedenpuhdistamot ovat suuria saastuttajia. Kaiken kaikkiaankin ympäristöongelmissa itse kunkin pitäisi ymmärtää omat vaikutuksensa ja vastuunsa. Myyteistä voi ja pitää olla montaa mieltä Vesihuollon myytit -kirjan tekijät määrittelevät myytin olevan ”pitkään vallinnut uskomus tai luulo, joka on vähintäänkin kyseenalainen tutkitun tiedon näkökulmasta”. Edellinen kohtasi aikoinaan todella laajaa vastustusta samaan aikaan kun jälkimmäinen tuhosi pohjavesialueen luontoa pysyvästi ilman isoa kohua. Kuivakäymälä tuuletetaan jätesäiliön kautta, kun huuhtelukäymälän tuuletus imee hajut jalkojen välistä käymälätilaan ja sen kautta ulos. Viemäreitä todellakin käytetään vastoin ohjeita kaikenlaisten jätteiden ’hävittämiseen’. Näin todellakin on voinut ymmärtää useiden tiedotusvälineiden uutisoinnista. Myytti numero yhdeksän käsittelee viemäreiden käyttöä. Ehkä kirjoittajat olisivat voineet muistuttaa myös sadevesiviemäreistä, vaikka ne eivät olekaan nykyisen lainsäädännön mukaan osa vesihuoltoa. Tuskin. Eikö kiinteidenkin jätteiden kohdalla pyritä mahdollisimman tehokkaaseen erittelyyn hyötykäytön mahdollistamiseksi. Toki jokaisesta julkaisusta löytyy myös parantamisen varaa. Vesitornien rooli vesihuollon resilienssiä turvaamassa on ollut merkittävä, kuten kirjoittajat asian ilmaisevat myytti numero seitsemän kohdalla. Tekopohjavesihankkeet ja niiden menestyksellisyys ovat puhuttaneet vuosikymmeniä. 45 Vesitalous 4/2022. Todellisuudessahan puhdistamo yritti estää alueen asukkaiden itse aiheuttamaa Mikkolanlammen saastumista. Vesihuollon myytit -kirjan tekijät kirjoittavat kuivakäymälöistä: ”Markkinoilla alkaa olla myös hajuttomia malleja, jotka voidaan asentaa sisätiloihin.” On syytä huomata, että hyvin rakennettu ja hoidettu kuivakäymälä on hajuttomampi kuin huuhtelukäymälä. Kun kerran maailman eri maissa ei löydy tahtoa jätevesien tehokkaaseen käsittelyyn, miksi ulosteiden ja virtsan sisältämät kallisarvoiset ravinteet pitäisi sekoittaa isoihin vesimääriin. Ja hyvä niin. Etenkin sähkökatkojen aikana vesitornit ovat turvanneet tasaisen paineen vedenjakeluverkossa ja niissä on varastoituna riittävästi vettä lyhyehköjen sähkökatkojen varalta
Vesiemme tilaa ahkeruus on heikentänyt, osin huomaamatta ja pikkuhiljaa”, Vesistöpaneelin puheenjohtaja, professori Timo Huttula sanoo. Muutokset vaikuttavat paitsi vedenlaatuun, myös vesistöjen eliölajistoon. 46 www.vesitalous.fi UUTISIA. ”Vaikka kiertotalouden merkitys on tunnistettu, vesihuollon ja kiertotalouden suhde on vielä melko jäsentymätön kokonaisuus. Tiekarttaa varten selvitetään vesihuoltoalan kiertotalouden nykytilanne ja siihen kohdistuvat muutospaineet EUja kansallisella tasolla. Kiertotaloushankkeen tavoitteena on luoda puitteet vesihuollon toteuttamiselle entistä kestävämmin sekä mahdollistaa kiertotalouden uusien toimintamallien kehitys vesihuollossa. Vesistöpaneelin mukaan kuormituksen synnyn ehkäisy on ensiarvoisen tärkeää ja ravinteet tulisi saada pysymään pelloissa ja metsissä. Vesihuoltolaitosten kiertotalouden mukaiset ratkaisut voivat liittyä esimerkiksi ravinteiden kierrätykseen, teollisuuden sivuvirtojen käyttöön, energiatehokkuuteen, materiaalivalintoihin, uusiin puhdistusmenetelmiin, omaisuudenhallintaan tai liiketoimintamalleihin”, sanoo Vesiliiketoiminta yksikön johtaja Reijo Kuivamäki AFRY Finland Oy:stä. Se aiheuttaa sisävesissä mittavia muutoksia, joista näkyvimpiä ovat rehevöityminen, samentuminen ja veden tummuminen. Hajakuormituksen vähentämiseksi vesistöjä ja niiden valuma-alueita tulee tarkastella kokonaisuuksina. Työn tuloksena syntyvät loppuraportti ja tiekartta ovat julkisia ja siten koko vesihuoltoalan hyödynnettävissä. Nyt käynnistyneessä Vesihuoltolaitosten tiekartta kiertotalouteen -hankkeessa tavoitteena on kuvata, miten vesiviisas, resurssiviisas ja älykäs kiertotalous toteutetaan vesihuoltoalalla. Koko maan mittakaavassa metsätalouden vesistövaikutukset ovat uusien tulosten mukaan suuria”, Timo Huttula sanoo. ”Vesihuoltolaitokset mahdollistavat veden kierron yhdyskunnissa ja kiertotalouden näkökulma tuo vesihuollon järjestämisen taloudellisen, ympäristöllisen ja sosiaalisen ulottuvuuden aikaisempaa selvemmin esille. ”Kaikki maan käyttäminen – muokkaus, lannoitus, ojitus, hakkuut, rakentaminen – vaikuttaa vesiin. Hankkeessa ovat mukana HS-Vesi, Kuopion Vesi Oy, Kymen Vesi Oy ja Tampereen Vesi. Vesistöpaneeli pitää hajakuormitusta merkittävänä ongelmana Suomen vesistöille. Meidän tulisi myös kiinnittää metsätalouden vesistövaikutuksiin entistä enemmän huomiota. Vesihuoltolaitokset kehittävät yhdessä kiertotalouden tiekarttaa Vesihuoltolaitosten tiekartta kiertotalouteen listaa toimenpiteet, joilla vesihuoltoalan kiertotaloutta tehokkaimmin edistetään. Hajakuormitus tarkoittaa vesistökuormitusta, joka on lähtöisin useista pienistä päästölähteistä, joita ei voida määrittää tarkasti. Vähentämiseen tähtäävät toimenpiteet vaativat pitkäjänteistä rahoitusta. Ilmastonmuutos voimistaa maankäytön aiheuttamaa kuormitusta ja jo sen takia vesiensuojelua on tehostettava. Samalla kartoitetaan, mitkä veden hankinnan ja käsittelyn, jakelun, viemäröinnin sekä jäteveden käsittelyn toimenpiteet ovat kiertotalouden näkökulmasta kaikkein vaikuttavimpia erityyppisillä vesihuoltolaitoksilla. Suomessa on aina käytetty maata ja vettä ahkerasti. ”Maankäytön intensiteettiä vähentäviä ja vesiensuojelua tehostavia toimenpiteitä tulee tehdä laajasti ja monipuolisesti vesistöjä ympäröivillä valuma-alueilla. Suomi on monella mittarilla mitattuna maailman vesirikkain maa ja olemme tottuneet ajattelemaan, että vesistömme voivat hyvin. Kuormituksen vähentämiseen tähtäävät toimenpiteet tulee suunnitella toisiaan täydentäviksi. Todellisuus on kuitenkin moniulotteisempi. Työn toteuttaa suunnitteluja konsultointiyhtiö AFRY Finland Oy ja se valmistuu arviolta tammikuussa 2023. Suomen Vesilaitosyhdistys ry:n strategiassa vesihuoltoala nähdään bio-, kiertotalouden ja kestävän kehityksen edelläkävijänä vuonna 2030, ja kansallisen vesihuoltouudistuksen visiossa Suomi on hiilineutraali kiertotalouden edelläkävijä vuonna 2030. Lisäksi hanketta rahoittaa Vesihuoltolaitosten kehittämisrahasto. Vesistöpaneeli: Vesistöjä uhkaava hajakuormitus vaatii pikaisia ratkaisuja Hajakuormitus vaikutuksineen on vesistöjemme suurin ongelma, jota ilmastonmuutos vain pahentaa, sanovat Vesistöpaneelin jäsenet. Tiekartta viitoittaa konkreettiset askeleet, joilla tavoitteet saavutetaan”, sanoo toimitusjohtaja Osmo Seppälä VVY:stä
Hiilijalanjäljen ja päästöhyötyjen laskentatavat vaihtelevat. Limnologien ja RC Waterin yhteisessä teemasessiossa 3.11. a j a n ko h ta i s ta v e s i y h d i s t y k s e ltä SUOMEN VESIYHDISTYS RY Water Association Finland Merkitsethän päivät jo nyt kalenteriisi! Kansallinen mallinnusseminaari 28.11.2022 – Save the date! Tervetuloa Kansalliseen mallinnuseminaariin ma 28.11.2022 klo 10:00-16:00. Hanke toteutetaan yhteistyössä vesihuoltolaitosten kanssa. Hanke toteutetaan pääasiassa syksyllä 2022 ja se valmistuu vuoden 2023 loppuun mennessä. Lämpimästi tervetuloa mukaan! Ilmoittautumislinkki tapahtumaan löytyy osoitteesta https://www.vesiyhdistys.fi/limnologian-jaosto/ 47 Vesitalous 4/2022 UUTISIA. Hankkeessa tehdään yhteistyötä SYKE:n Vesihuki-hankkeen kanssa. Paikkana on Aalto-yliopisto/Otaniemen kampus Espoossa. Tilaisuuden kieli on englanti. Tavoitteena on tarjota kattava poikkileikkaus siitä, mitä tällä hetkellä tiedämme vesistöjen tummumisesta. Vesilaitosyhdistyksen strategiassa, jonka yhtenä tavoitteena on hiilineutraali vesihuolto Suomessa vuonna 2030. Pyytäisimme teitä jo kuitenkin tässä vaiheessa laittamaan päivämäärän kalenteriinne. Vesihuoltolaitoksen ilmastotyökalut -hanke pyrkii vastaamaan haasteeseen luomalla suositukset hiilijalanjäljen laskentatavoista ja yksikköpäästöjen ilmoittamisesta sekä laatimaan ohjeita ja mallipohjia, joilla toimenpiteiden suunnittelu ja toteutus vesihuoltolaitoksissa helpottuu. Tarkempi ohjelma, aikataulu ja sijainti tiedotetaan lähiaikoina. Ystävällisin terveisin, Vesiyhdistyksen Hydrologian jaoston puolesta, Eliisa Lotsari Limnologipäivät goes Kuopio 3.-4.11.2022! Aika: 3.-4.11.2022 Paikka: Itä-Suomen yliopisto, Kuopion kampus, Yliopistoranta 1 Limnologian jaosto järjestää vesistöjen tummumisen syihin ja seurauksiin keskittyneen teemasession osana ItäSuomen yliopiston tutkimusyhteisöjen järjestämää 2nd International Conference for Sustainable Resource Society: Seizing a sustainable future -konferenssia. Hankkeen rahoittavat Vesihuoltolaitosten kehittämisrahasto ja seitsemän yhteistyövesilaitosta. pureudutaan syvemmin vesistöjen hiilikiertoon ja sen vaikutuksiin vesiekosysteemeissä. Koko konferenssi käsittelee kestävyysmurrosta, muuttuvaa ympäristöä ja luonnonvarojen kestävää käyttöä. Hiilijalanjälkeä huomioidaan edelleen melko vähän vesihuoltolaitosten toiminnassa, suunnitteluhankkeissa ja hankinnoissa. Suomalaisessa vesihuollossa kestävä kehitys ja ilmastoneutraalius on otettu keskeiseksi tavoitteeksi mm. Vesihuoltolaitoksissa on todettu tarve työkaluille, joilla hiilijalanjäljen hallinta helpottuu, toimintatavat yhtenäistyvät ja resurssit voidaan kohdistaa tehokkaasti, ja joilla päästöjen vähentäminen voidaan tuoda konkreettisesti osaksi toimintaa. Päästötavoitteet ovat osana myös kuntien päätöksentekoa. Vesihuoltolaitoksen ilmastotyökalut – kohti hiilineutraalia vesihuoltoa Ihmisen toiminnan ilmastovaikutusten vähentäminen on yksi aikamme suurimpia haasteita
LIIKEHAKEMISTO Slatek (80 x 80) Auma Finland (80 x 85) Huber (80 x 50) Kaiko (80 x 50) Fennowater (80 x 60) Pa-Ve (80x100) b AUTOMAATIOJÄRJESTELMÄT b JÄTEVESIENJA LIETTEENKÄSITTELY b VESIHUOLLON KONEET JA LAITTEET b VEDENKÄSITTELYLAITTEET JA -LAITOKSET Tehdään yhdessä maailman parasta vettä. www.slatek.fi Jäteveden . 06 – 420 9500 www.fennowater.fi TUOTTEITAMME: Välppäysyksiköt Hiekanerotusja kuivausyksiköt Lietekaapimet Sekoittimet Lietteentiivistysja kuivausyksiköt Kemikaalinannostelulaitteet Flotaatioyksiköt Lamelliselkeyttimet Sähkö-, instrumentointija automaatiolaitteet Ruuvipuristin FW250/750/0.5, Q= 80 kgTS/h hydraulinen kapasiteetti 6 m³/h. ja lietteenkäsittelylaitteet Hydropress Huber AB | Puh 0207 120 620 info@huber.fi | www.huber.fi www.kaiko.fi Kaiko Oy Henry Fordin katu 5 C 00150 Helsinki Puhelin (09) 684 1010 kaiko@kaiko.fi www.kaiko.fi • Vuodonetsintälaitteet • Vesimittarit • Annostelupumput • Venttiilit • Vedenkäsittelylaitteet Lastausväylä 9, 60100 Seinäjoki Pirjontie 3, 00630 Helsinki Puh
www.johanlundberg.. afry.fi fi.ramboll.com Vesihuollon suunnittelun ykkönen Kemira (80x80) b VESIKEMIKAALIT Tutustu Kemiran ilmaisiin webinaareihin KÄY TUTUSTUMASSA KEMIRAN ILMAISIIN WEBINAAREIHIN, JOISSA KÄSITELLÄÄN VESIENKÄSITTELYN UUSIMPIA TUTKIMUKSIA JA INNOVAATIOITA ASIANTUNTIJOIDEN JOHDOLLA. LIIKEHAKEMISTO Sweco (80 x 40) AFRY (80 x 85) Ramboll (80x60) johanlundberg b SUUNNITTELU JA TUTKIMUS Kaivamattoman (no-dig) tekniikan asiantuntijakonsultit Kaikki uudisasennusja saneerausmenetelmät info@johanlundberg.. • BIOPOHJAISET POLYMEERIT • TIETOON POHJAUTUVA JA ÄLYKÄS ESISAOSTUS, LIETTEEN VEDENPOISTO, FOSFORIKÄSITTELY, DESINFIOINTI SEKÄ HAJUNJA KORROSION TORJUNTA • JÄTEVEDEN KÄSITTELYN HIILIJALANJÄLKI WWW.KEMIRA.COM/WATER-WEBINARS. Puhtaan veden asiantuntija Autamme asiakkaitamme pohjaveteen ja vedenhankintaan, jätevedenpuhdistukseen, vesihuoltoverkostoihin, hulevesiin ja vesilaitosten johtamiseen liittyvissä kysymyksissä
Petteri Alho, Linnea Blåfield, Karoliina Lintunen, Mikel Calle, Carlos Gonzales-Inca and Elina Kasvi: Digital transition in fluvial research D igital transition in fluvial research refers in particular to the utilisation of advanced digital measurement methods in measuring the physical and chemical properties of water as well as the real-time storage and sharing of measurement data. Veera Korteniemi and Harri Koivusalo: Have winters changed at ski resorts. The results may be used in hydro-morphodynamic modelling by which to determine the movements of sediment in a riverbed in different seasons. Marko Kärkkäinen, Virpi Pajunen, Juha-Matti Välimäki and Eliisa Lotsari: Methods of machine vision and hydraulic modelling as tools for developing the analysis of sediment transport N ew application techniques facilitate the study and modelling of morphological changes in riverbeds as well as sediment drift in flow conditions in the open waters and below the ice cover of rivers. Mika Jalava and Matti Kummu: Water and spatial data T he availability and use of water have always been of interest to human communities. Laser scanning technology permits the efficient and detailed surveying of a terrain’s topography, land use and vegetation, even of underwater sections. For point-based modelling, the parameters can be determined with the help of field measurements performed on site. The application of spatial data is one of the most important tools for attaining this. Jari Silander, Anton von Schantz, Vesa Hölttä, Xiaoli Liu and Ella Rauth: Neural networks in water risk management N eural networks are well suited for producing information of ice situation and for predicting water levels in smaller catchments. Jari-Pekka Nousu, Pertti Ala-aho, Samuli Launiainen, Hannu Marttila and Kersti Leppä: Utilisation of national openaccess spatial data in hydrological modelling P rocess models can be used on a basis of physics and mathematics to illumine such things as questions related to hydrology and biogeochemistry and also to generate environmental information to support the planning of land use and other activities. Efficient vegetation mapping from low-cost drones is yet to come. Harri Kaartinen and Antero Kukko: Multispectral laser scanning in the 3D surveying of river environments P recise and comprehensive 3D surveying of a river environment is a challenging task. The utilisation of machine vision-based remote surveying methods is a new way to determine the sediment transport in a river course. Other articles Eliisa Lotsari: Spatial data has a key role in research on waterways (Editorial) Freshwater competence center: The new Freshwater Competence Centre takes a digital leap into the deep end Timo Huttula: Sacred places and Waltari’s stone 50 www.vesitalous.fi FINNISH JOURNAL FOR PROFESSIONALS IN THE WATER SECTOR Published six times annually | Editor-in-chief: Minna Maasilta | Address: Annankatu 29 A 18, 00100 Helsinki, Finland ABSTRACTS. In a bachelor’s thesis undertaken at Aalto University in spring 2022, changes were already detected in respect of time in such things as average wintertime temperatures and the duration of snow cover at ski resorts. If it is desired to extend the examination of the model to cover larger areas, it is efficient to use spatial data to determine parameters. Applying parameters to the models requires data with which the environmental characteristics and variations in them can be described. The utilisation of this approach will make it possible to create a digital twin of the river network in the future. These will be visible in snow conditions at ski resorts and in wintertime activities. Water directs in various ways the distribution and behaviour of all animal species, but our multifarious ways of using water in large quantities create a need to understand related phenomena on a much more profound basis. W ith climate change, many impacts on winters are expected
Huoliakin on. Kolin kalliot, joilta aukeaa avara näkymä yli Pielisen tai Laatokan rannaton selkä Valamon eteläpuolella ovat tällaisia. Rauhoitun, koska koen olevani osa suurempaa kokonaisuutta. Satoja puhdistamoja on saatu maahamme rakennettua ja monin tavoin teollisuuden sekä taajamien toimintaa ohjattua vesistökestävämpään suuntaan. Kiitollinen saan olla monesta asiasta, erityisesti siinä rannalla siitä, että ulapan vesi on kaunista ja puhdasta. Työ on tosiaan haasteellista, mutta valuma-alueiden kokonaisuuksia tarkastellen ja toisiaan täydentäviä toimia käyttäen sen on mahdollista. Näitä ajatellessa tunnen itseni pieneksi ja samalla rauhoitun. Se alkoi puhua hänelle historiaa. Me asiantuntijat tiedämme, että keinoja kuormituksen hillitsemiseen löytyy. Pyhät paikat ja Waltarin kivi M inulle lapsuuden mökin hiekkaranta avaran selän rannalla on pyhä paikka. Elämän ihmettä, jota olen jo vuosikymmeniä saanut kokea. Aionkin hakea itselleni innoittavan kiven jonkin nuhraantuneen lähiveden ääreltä muistuttamaan vielä puuttuvista suojeluteoista. TIMO HUTTULA Prof., tietokirjailija Vesistöpaneelin pj. Hän haltioitui ajatuksesta, että kivi oli saattanut kulkeutua maaseudulta Rooman rakentajien mukana tuhansia vuosia sitten, pyöriä legioonalaisten jaloissa ja kokea potkuja niin kansainvaellusten melskeissä kuin fasistimarssijoiden jaloissa. Vedet ovat parantuneet, sisävesiemme rikas elämä on saanut lisäaikaa ja tarjoaa meille pyhiä paikkoja taas. Hajakuormitusta vesiimme tulee edelleen liikaa. Sellaisessa mieli rauhoittuu ja tulee hiljainen sekä pieni olo. On niitä muitakin. Näin on tapahtunut monen ison järven rannalla, joita tehtaiden ja asujien jätevedet ovat pilanneet. Millähän sinä voisit itseäsi innoittaa vesiensuojelutöihin tai ainakin niiden puolesta puhumiseen. Ihailen sen ainutlaatuisuutta ja monia muotoja. Enää se ei haise sellulle eikä kuohu niin kuin joitakin vuosikymmeniä sitten ennen peninkulman päässä olevan tehtaan jätevesien puhdistamista. Waltari toi tuon puhuvan kiven kotiinsa ja käytti sitä innoittamaan itseään historiallisen romaanin kirjoittamisessa. Näin ajattelevat muun muassa vesistöpanelistit tuoreen sisäisen kyselymme mukaan. Mökkirannan hiekka puhuu minulle samoin. Pikkumatkoja ne ovat lopuksi liikkuneet myöhemmin myrskyaaltojen niitä pompottaessa. Ties mistä kohtaa peruskalliota ovat sen hiekkajyväset lähteneet, liikkuneet jäämassojen mukana Mannerjäätikön sulaessa ja virtojen niitä kuljettaessa. Mika Waltari kertoi aikoinaan Ritva Haavikon haastattelussa, että kävellessään Rooman katuja hän poimi kadun viereltä kiven. Olisi sääli, jos pyhiä paikkoja ja kauniita vesiä olisi vain suurien järvien rannoilla ja aavoilla ulapoilla. Koen olevani osa luontoa ja sen kiertokulkua. https://vesistosaatio.fi/vesistopaneeli/ 51 Vesitalous 4/2022. Hajallaan pienien purojen ja ojien kautta tulevan kuorman rajoittaminen sen sijaan on pahasti kesken
Putket täyttävät Nordic Poly Markin korkeat laatuvaatimukset, ja niiden odotettu käyttöikä on yli 100 vuotta! Kestävän kehityksen arvoja korostamme sinisellä tunnusvärillä. UPONOR BLUE -TUOTTEET AUTTAVAT PIENENTÄMÄÄN HIILIJALANJÄLKEÄ JOPA 70 % Uponor Blue 210x265 VT.indd 1 30.6.2022 16.28.44. Uponorilla Blue is the new Green. Uponor Uponor on kestävän kehityksen edelläkävijä talotekniikkaja yhdyskuntatekniikkaratkaisuissa. Uponor Blue -putkien raaka-aineista yli 50 % on uusiutuvia. Uponor Blue -putkilla on samat laatuja käyttöominaisuudet kuin perinteisillä tuotteilla. Menetelmillä ja päästöluokituksilla on ISCCja EPD-sertifikaatit