Vesitalous 6/2024 - Lehtiluukku.fi

Haluatko ostaa tämän lehden?

Vaikuttaako lehti kiinnostavalta? Voit lukea koko lehden valitsemalla "Lisää ostoskoriin". Mukavia lukuhetkiä!

Olet esikatselutilassa. Lue koko lehti

Valumaaluelähtöinen vesienhallinta 6/2024 www.vesitalous.fi
Kysy tarjousta! toimitus@vesitalous.fi Jarkko Narvanne p. Toista tai vaihda ilmoitusta numeroittain. Palstan leveys liikehakemistossa 80 mm, kaksi palstaa 170 mm. Vesitalous liikehakemisto Vesitalous 1/1 LIIKEHAKEMISTO VESITALOUS-LEHDEN Valitse osastosi ja nosta yrityksesi tunnettavuutta. 045 305 0070
Tämän numeron kokosivat ympäristöasiantuntija Markus Saari markus.saari@ely-keskus.fi ja ohjelmapäällikkö Essi Hillgren essi.hillgren@ely-keskus.fi Lehti ilmestyy kuusi kertaa vuodessa. Vesitalous 1/2025 ilmestyy 7.2.2025 Ilmoitusvaraukset 27.12.2024 mennessä. Vuosikerran hinta on printtilehtenä 65 € ja digilehtenä 50 €. Seuraavassa numerossa teemana on Vesienhallinta. Rossi, tekn.tri., apulaisprofessori, Oulun yliopisto, vesija ympäristötekniikka Maija Taka, fil.tri., akateeminen koordinaattori, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu Annina Takala, dipl.ins., Suomen Vesiyhdistys ry Saijariina Toivikko, dipl.ins., kehittämispäällikkö, Suomen Vesilaitosyhdistys ry Erkki Vuori, lääket.kir.tri., professori, emeritus, Helsingin yliopisto, oikeuslääketieteen osasto Asiantuntijat ovat tarkastaneet lehden artikkelit. Kansikuva:. 4 Valuma-aluelähtöinen vesienhallinta on saapunut olohuoneisiin Markus Saari ja Essi Hillgren VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA 5 Valuma-aluelähtöisen vesienhallinnan edistäminen – Kohti kokonaisvaltaisia vesiratkaisuja Markus Saari, Anne-Mari Rytkönen, Eeva Nuotio, Henri Vaarala, Essi Hillgren ja Sini Olin 8 Paikkatieto ja maanomistajahaastattelut valuma-aluesuunnittelussa – oivalluksia piloteista Mika Marttunen, Teija Rantala, Ville Turunen, Satu Räsänen, Maarit Satomaa, Aleksi Räsänen ja Miika Kajanus 13 Paikkatietotyökalut metsäisten valuma-alueiden suunnittelussa Maija Kauppila, Samuli Joensuu, Matias Virta ja Tarja Anttila 15 WSFS-Vemala-kuormitusmallin paikkatietorajapinta valuma-aluesuunnittelun tukena Maiju Narikka, Hanna-Sofia Virtanen ja Markus Huttunen 22 Vesiensuojelutoimenpiteiden vaikutusten seuranta valuma-aluetasolla Pasi Valkama 25 Valuma-aluesuunnittelun toimintamallin kehittäminen laajalle valuma-alueelle: esimerkkinä Kiiminkijoki Aleksi Räsänen, Olli Haanpää, Simo Sarkki, Maria Isolahti, Hanna Kekkonen, Karoliina Kikuchi, Ville Koukkari, Katri Kärkkäinen, Janne Miettinen, Erkki Mäntymaa, Mika Nieminen, Riina Rahkila, Anna Ruohonen, Sakari Sarkkola, Matti Välimäki, Kaisa Yliperttula ja Hannu I. LXV Sisältö 6/2024 JULKAISIJA JA KUSTANTAJA Ympäristöviestintä YVT Oy Annankatu 29 A 18, 00100 Helsinki Puhelin (09) 694 0622 Yhteistyössä Suomen Vesiyhdistys ry PÄÄTOIMITTAJA Minna Maasilta Maaja vesitekniikan tuki ry Annankatu 29 A 18, 00100 Helsinki e-mail: minna.maasilta@mvtt.fi TOIMITUSSIHTEERI / ILMOITUKSET Jarkko Narvanne Elontie 115, 00660 Helsinki Puhelin 045 305 0070 e-mail: toimitus@vesitalous.fi TILAUKSET JA OSOITTEENMUUTOKSET Taina Hihkiö Maaja vesitekniikan tuki ry Puhelin (09) 694 0622 e-mail: vesitalous@vesitalous.fi ULKOASU JA TAITTO Taittopalvelu Jarkko Narvanne, PAINOPAIKKA Punamusta | ISSN 0505-3838 TOIMITUSKUNTA Harri Koivusalo, tekn.tri., teknisen vesitalouden professori, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu Vuokko Laukka, tekn.tri., johtava asiantuntija, Suomen ympäristökeskus Riina Liikanen, tekn.tri., vesiasiain päällikkö, Suomen Vesilaitosyhdistys ry Anna Mikola, tekn.tri., apulaisprofessori, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu Pekka M. Heikkinen 33 Kaksitasouomien tulvatasanteet kiintoaineen ja fosforin pidättäjinä: tietoa mitoituksen, hoidon ja valuma-aluetekijöiden vaikutuksista Kaisa Västilä, Tom Jilbert, Matias Virta, Tiina Ronkainen, Jari Koskiaho, Jani Wikström, Pasi Valkama, Maija Kauppila ja Samuli Joensuu 42 Turvepeltojen valuma-alueilta vettä päästövähennyksiä varten Miika Läpikivi, Maarit Liimatainen ja Hannu Marttila 46 Valuntavesien hyödyntäminen kuivuuden torjumisessa – valuma-aluekohtainen lähestymiskeino Tuomas Haapala 49 Peltoalueen vesienhallintaa laskentatyökalun avulla Aleksi Salla, Tetiana Porokhivnyk, Harri Koivusalo, Heidi Salo, Minna Mäkelä ja Olle Häggblom 52 Valuma-aluelähtöisen vesienhallinnan toteuttaminen käytännössä Länsi-Uudellamaalla Jussi Vesterinen 55 Raudan haitallisten vesistövaikutusten vähentäminen turvevaltaisilla metsätalousmailla valuma-aluelähtöisellä suunnittelulla Elina Raumanni, Petra Korhonen, Heini Postila, Hannu Marttila, Markus Saari ja Hannu Hökkä 59 Kokemuksia erilaisten ympäristön tilan seurantamenetelmien hyödyntämisestä valumaaluekunnostuksen yhteydessä Teija Rantala, Marko Häkkinen, Sanna Antikainen, Inka Nykänen ja Teemu Räsänen 65 Raakun elinympäristön huomioiminen valuma-aluelähtöisen vesienhallinnan keinoin Katja Vainionpää 68 Vaasan Grundfjärdsbäckenillä suunnitellaan vesienhallintaa valuma-aluelähtöisesti Tiina Okkonen 71 Raaseporinjoen maatalousvaltainen valuma-alue luontopohjaisen vesienhallinnan esimerkkikohteena Saana Keskinen, Kaisa Västilä, Ville Lindgren, Sara Vaskio ja Harri Koivusalo MUUT AIHEET 74 Jätevesi fosforilannoitteen raaka-aineena Iiris Puhakka, Anna Halinen ja Pirjo Taube 77 Vesialan opinnäytetyöt 78 Vesitalous 2024 artikkelit 80 Liikehakemisto 81 Ajankohtaista vesiyhdistykseltä 82 Abstracts 83 Vieraskynä Seija Virtanen VESITALOUS www.vesitalous.fi VOL
Valuma-aluelähtöinen vesienhallinta on saapunut olohuoneisiin MARKUS SAARI Ympäristöasiantuntija, Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus markus.saari@ely-keskus.fi ESSI HILLGREN Ohjelmapäällikkö, Varsinais-Suomen ELY-keskus essi.hillgren@ely-keskus.fi Todisteena valuma-aluelähtöisen vesienhallinnan saapumisesta olohuoneisiin on sen taannoinen esille otto eräässä suositussa eränkäyntiin liittyvässä televisio-ohjelmassa. Tulevaisuuden valuma-aluekunnostajille ja vesienhallinnan toteuttajille tulee taata sellaiset tiedot, taidot, resurssit ja työkalut, että kokonaisvaltainen ja monitavoitteinen työ on mahdollista. Tällöin erilaiset veteen liittyvät tarpeet, tavoitteet ja toimintojen vaikutukset voidaan yhdistää kokonaisuudeksi, joka palvelee parhaalla mahdollisella tavalla koko valuma-alueen tarpeita, niin veteen liittyviä ja siitä riippuvaisia tahoja kuin maankäytön muotoja. On myös tiedossa, että valuma-alueet ovat se veden globaalin kierron osa, jota ihmistoiminta välittömästi ja suoraan muovaa. Maaja metsätalouden vesienhallinta ja sen toimeenpanon kehittäminen ja edistäminen kaikkien etuja huomioiden on varmasti maankäyttöjakaumankin perusteella avainasemassa siinä, kuinka hyvin pystymme valuma-alueitamme ehostamaan. Jokainen kirjoittaja on tietoineen, taitoineen ja kokemuksineen osaltaan mukana sen tulevan kokonaisuuden rakentamisessa, joka tulee määrittelemään vesiemme tilaan ja vesivarojen käyttöön liittyvien tavoitteiden täyttymistä. On tärkeää muodostaa tehokkaita käytäntöjä ja yhdistää erilaisia tarpeita ja tavoitteita toimivaksi valuma-aluetyön kokonaisuudeksi. Toimimaton ja rikkinäinen valuma-alue taas ei liene kenenkään etu. V aluma-alueet vesiemme luonteiden määrittelijänä ei ole tietenkään uusi asia, ja tiedossa on ollut, että valuma-alueiden ominaisuudet luovat perustan sille, millaisia vesiä ja niiden luomia vesiympäristöjä ja ekosysteemejä missäkin esiintyy. 4 www.vesitalous.fi PÄÄKIRJOITUS. Se tarjoaa puhtaampine vesineen vesiekosysteemeille sellaiset edellytykset, että virtavesien ja järvien elinympäristökunnostuksia on mielekästä ja järkevää tehdä. Se tarjoaa myös mahdollisuuden toteuttaa veden ja vesiolojen mahdollistamia elinkeinoja kannattavasti ja kestävästi. Haastammekin lukijaa tarkastelemaan lehden sisältöä toimivan valuma-aluetyön rakennuspalikoina. Viime vuosina vesien ja merenhoidon toteutusta on eri ohjauskeinojen avulla pyritty viemään valuma-aluelähtöisyyttä korostavaan suuntaan. Tämän kokonaisuuden rakentamisessa käytettäviä palasia ja ainesosia on esitelty monipuolisesti tässä Vesitalous-lehden teemanumerossa. Toimiva valuma-alue on kaikkien etu. Tämän takia onkin ilmoille heitetty kysymys: ”Ovatko valuma-alueet rikki?” Valuma-aluekokonaisuudet tulee nostaa keskiöön, kun tarkastellaan, suunnitellaan tai toteutetaan erilaisia vesiin ja vesivaroihin liittyviä toimenpiteitä. Kohtauksessa korostettiin valumaaluetyön merkitystä osana vesiympäristöjen ja niiden elinolojen entisöintiä ja kohentamista. Valuma-aluelähtöisyys tarjoaa mahdollisuuden tarkastella vettä yhtenä alueellisena riippuvaisuussuhteita sisältävänä kokonaisuutena. Se tarjoaa erilaisille vedestä riippuville toimijoille ja maankäyttäjille tasavertaiset olosuhteet, joissa esimerkiksi kuivuudesta ja tulvista aiheutuvia ongelmia voidaan ehkäistä ja lieventää. Alkakaamme siis kunnostaa valuma-alueita – tai oikeammin jatkakaamme sitä. On tärkeää, että tulevaisuudessa on aikaa palasten järjestelyyn ja asetteluun siten, että hankkeissa ja muissa toimissa kerätty kokemus ja toimintatavat saadaan kaikkien käyttöön. Toimiva ja mahdollisimman vähän muunneltu valuma-alue palvelee kaikkia maankäyttöön ja veteen liittyviä toimia
Valuma-aluelähtöisen vesienhallinnan edistäminen – Kohti kokonaisvaltaisia vesiratkaisuja 5 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Valuma-alue on alue, jolta jokin vesimuodostuma kerää vetensä. Puhutaan vesienhallinnasta. V edet toimivat mahdollistajana monelle. Veden liikettä ympäristössä pyritäänkin usein muuttamaan ja muovaamaan, jotta sen tarjoamasta potentiaalista saadaan mahdollisimman suuri hyöty irti. Näihin ominaisuuksiin kuuluvat esimerkiksi maaperä, maankäyttö, valuma-alueen muoto, topografia, ojitusintensiteetti tai erilaisten alueella esiintyvien vesivarastojen kuten järvien määrä. Valuma-aluelähtöinen vesienhallinta edellyttää valuma-alueen ymmärtämistä. Kaikki nämä ominaisuudet vaikuttavat niin valuma-alueelta kertyvän ja siellä liikkuvan veden määrään kuin laatuunkin. Keino hallita vesivaroja laaja-alaisesti kytkeytyy valuma-aluelähtöiseen suunnitteluun ja vesienhallintaan. Valuma-alueille sijoittuvien veden liikkeeseen ja laatuun vaikuttavien toimien tunnistaminen ja niiden välisten syy-seuraussuhteiden ja yhteyksien tiedostaminen tarjoavat mahdollisuuden suunnitella ja toteuttaa vesistöihin ja vesioloihin vaikuttavaa toimintaa kokonaisvaltaisesti ja mahdollisimman monia eri tarpeita huomioiden. Tätä on pyritty eri sidosryhmien kesken edistämään ja kehittämään aktiivisesti viime vuosien aikana, ja tavoitteena onkin saada lähestymistapa vakinaistettua osaksi pysyviä rakenteita ja toimintamalleja. Hyvässä tilassa olevat vesistöt ylläpitävät monimuotoisia ekosysteemejä tarjoamalla hyötyjä luonnolle ja ihmisille, mutta vesivarat ja niiden hallittu käyttö ovat myös edellytyksenä monille maankäyttömuodoille Esimerkiksi maaja metsätalous ovat täysin riippuvaisia vedestä ja etenkin siitä, että sitä on tarjolla oikeaan aikaan ja oikeassa paikassa. Luonnon monimuotoisuus, eri maankäytön muotojen toimintaedellytykset, energian tuotanto, vesistöjen hyvä ekologinen tila ja niiden lähiympäristöjen tarjoamat ekosysteemipalvelut sekä ilmastonmuutoksen hillintä MARKUS SAARI Ympäristöasiantuntija, PohjoisPohjanmaan ELY-keskus markus.saari@ely-keskus.fi ANNE-MARI RYTKÖNEN johtava vesitalousasiantuntija, Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus EEVA NUOTIO Johtava vesitalousasiantuntija, Etelä-Pohjanmaan ELY-keskus HENRI VAARALA Vesienhoidon asiantuntija, Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus ESSI HILLGREN Ohjelmapäällikkö (Saaristomeri -ohjelma), Varsinais-Suomen ELY-keskus SINI OLIN Erityisasiantuntija, ympäristöministeriö Hyvinvoiva vesiympäristö ja sen ekologia, ilmastonmuutoksen hillintä ja sen aiheuttamiin vesiolojen muutoksiin sopeutuminen sekä tuottoisat olosuhteet maaja metsätaloudelle voidaan taata vesivarojen käytön oikeanlaisella suunnittelulla ja toteutuksella. Kestävä vesienhallinta ei kuitenkaan pidä sisällään ainoastaan veden valjastamista siitä saatavan edun nimissä jonkin tarkoitusperän taakse, sillä myös esimerkiksi vesistöjen parempaan tilaan tähtäävät valuma-alueilla vettä pidättävät vesiensuojelutoimet sisältävät poikkeuksetta vesienhallintaa. Valumaalueen ominaisuudet taas määrittelevät veden kertymisen ja liikkeen luonnetta
Hankkeet ovat käynnistyneet vuosina 2020, 2021 ja 2022. Uudenmaan Pitkäjärven pilotissa kehitettiin Vantaan ja Espoon kaupungin kesken kuntavetoista lähestymistapaa rakennetun alueen vesienhallintaan. Pilotit ovat tätä kirjoittaessa loppusuoralla, ja niistä ja niiden kehittämistehtävien annista kuullaan lähikuukausina lisää. ja sen aiheuttamiin olosuhdemuutoksiin varautuminen ovat kaikki kokonaisuuksia, joissa vesi, vesitalous ja vesienhallinta toimivat määrittelevinä tekijöinä. 2020) ja ympäristöministeriö yhdessä maaja metsätalousministeriön kanssa ovatkin yhteisin tavoittein aktiivisesti edistäneet maaja metsätalouden vesienhallintaa sekä valuma-aluesuunnittelua vuodesta 2020 lähtien. Etelä-Savossa Kyyveden valumaaluetalkkarin tavoitteet ja kehittämistehtävät liittyivät nimensä mukaisesti valuma-aluelähtöisen koordinoinnin ja suunnittelun toteutustapojen tarkasteluun. Edelleen painottaen monitavoitteisia vesienhallinnan ratkaisuja. Työtä on kuitenkin edelleen paljon tehtävänä käytänteiden vakiinnuttamisen, tietojen ja taitojen kehittämisen sekä toimijoiden yhteensaattamisen suhteen, jotta voidaan taata kokonaisvaltaisen ja monitavoitteisen vesienhallinnan toteutuminen myös maaja metsätalou6 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Yleisen vesienhallinnan edistämisen ja sen hyvien käytäntöjen kehittämisen ja levittämisen taustalla on ollut hankkeiden rahoituksen yhteydessä listattuna tarkemmin määriteltyjä tavoitteita. Jokaiselle näistä neljästä pilotista määriteltiin kaikille niille yhteisien edistämistavoitteiden ja käytännön vesienhallinnan toteutusten lisäksi johonkin teemaan liittyvät kehittämistavoitteet. On vaikeaa olla kuulematta vesistöihin liittyvää puhetta ilman, että kuulee mainittavan valuma-alueen merkitystä esimerkiksi vesienhoidon toteuttamisen, tulvasuojelun tai maankäyttösektorin toiminnan takana. Kahdella viimeisellä hakukierroksella painotettiin aiempaa enemmän vesienhallinnan toteutusta ja aiemmin laadittujen valuma-alueja yleissuunnitelmien käytäntöön viemistä konkreettisien vesienhallinnan toimenpiteiden avulla. Lyhyet hankeajat eivät mahdollista pitkäjänteistä ja kokonaisvaltaisesti toteutettavaa vesienhallintaa ja valuma-aluetyötä. Hankkeista oppia ja suuntaa Yhteisten tavoitteiden taakse järjestäytynyt hanketoiminta on paitsi pystynyt luomaan vesienhallinnan kentälle uutta, myös tunnistamaan siellä ilmeneviä kipupisteitä ja pullonkauloja. Myös hankemuotoiseen toimintaan liittyvät ongelmat nousevat usein esiin tarkasteltaessa tavoitteiden toteutumista tai pikemminkin toteutumattomuutta. Samaa nihkeyttä aiheuttavat tietovarantojen saatavuus ja osittainen puutteellisuus sekä monialaisen osaamisen valtakunnallisesti epätasapainoinen sijoittuminen. Ensimmäisen hakukierroksen osatavoitteiksi määriteltiin: maaja metsätalouden muuttuviin sääja vesioloihin sopeutuminen, maatilatalouden toimintaedellytyksien parantaminen etenkin ilmastoja ympäristökestävyyden näkökulmasta, eri toimijoiden välisen valuma-aluelähtöisen yhteistyön kehittäminen sekä vesien tilan ja luonnon monimuotoisuuden parantaminen. ELY-keskusten koordinoimien avustusten kautta on saatettu toteutukseen 49 kpl maaja metsätalouden vesienhallinnan edistämishankkeita. Tarve kehittää tätä kokonaisuutta on tunnistettu (Häggblom ym. Esimerkiksi yhteisten käytäntöjen ja valumaaluetyön koordinoinnin puute nousevat selkeästi esiin tarkasteltaessa sen yleistymisen ja valtavirtaistumisen hitaut ta. Vesienhallinnan hankekokonaisuudessa tunnistettuihin kehityskohteisiin tarttumiseksi otettiin vuonna 2022 käyttöön ympäristöministeriön rahoittamat valuma-aluepilotit. Kovesjoen pilotissa Pirkanmaalla keskityttiin turvemaavaltaisen valuma-alueen vesienhallinnan erityispiirteiden pähkäilyyn, samalla kiinnittäen huomiota siihen, kuinka jo suunniteltuja toimia saataisiin mahdollisimman tehokkaasti vietyä toteutusvaiheeseen. Niihin sisältyi valuma-aluesuunnitelmien laatimista, erilaisten vesienhallinnan toteutuksiin liittyvien toimintamallien työstämistä, käytännön toteutusta erilaisten vesirakentamisen urakoiden muodossa kuin myös tutkimusja kehityshankkeita. Työtä on tehty monin tavoin eri asiantuntijoiden työpanoksin, mutta näkyvimpänä työkaluna edistämisessä on toiminut valtakunnallisesti toteutettu ja tuettu hanketoiminta. Esimerkiksi yksityismaanomistajuuden tuomat haasteet nousevat vaikuttavimpien toteutusvaihtoehtojen tielle hyvin usein, kun käytettävissä ei ole riittävästi aikaa tai resursseja koota joukkoja yhteisten tavoitteiden taakse, perustelujen niiden tuomista hyödyistä jäädessä vaille ansaitsemaansa aikaa. Eri tarpeiden paras mahdollinen huomioiminen ja yhteensovittaminen valuma-aluetasoisen vesienhallinnan ja sen suunnittelun kautta on tavoite, johon pääsemiseksi vaaditaan eri sektorirajat ylittävää yhteistyötä ja toimintaa. Kun palataan tarkastelemaan hanketoiminnan luomia hyötyjä ja valuma-aluelähtöisen vesienhallinnan edistymistä, on todettava, että etenkin toimijaverkostojen kehittyminen ja eri vesiosaajien tietoisuuden lisääntyminen koskien valuma-aluetyötä, sen merkitystä ja siinä käytettäviä keinoja ovat huomattavia. Hankkeita toteutettiin valtakunnallisesti monin eri lähestymistavoin. Paattistenjoen pilotti Varsinais-Suomessa taas pureutui kuivuusriskien ja veden riittävyyden aiheuttamiin haasteisiin. Suurin osa hankkeista on jo päättynyt, mutta vuoden 2025 alkaessa käynnissä on vielä 15 hanketta
2024), joka kuvaa tavoitteita, joilla edetään kohti parempaa vesitalouden järjestäytymistä ja kokonaisvaltaisempaa sekä monitavoitteista toteutusta. Lähteet Häggblom O., Härkönen L., Joensuu S., Keskisarja V., Äijö H., (2020), Maaja metsätalouden vesitalouden suuntaviivat muuttuvassa ympäristössä, Maaja metsätalousministeriön julkaisuja 2020:6, pysyvä osoite: http:// urn.fi/URN:ISBN:978-952-366-186-8. Ohjelmassa korostetaan valuma-aluelähtöistä työtä. Koko ohjelman tavoitteena on hallituskaudella 2023-2027 saada ravinnekuormitus kuriin, maan rakenne kuntoon, haitta-aineet hallintaan sekä resurssit talteen ja käyttöön. Rytkönen A-M., Ahopelto L., Helkimo J., Olin S., Keto A., Leinonen A., Häggblom O., (2024), Valumaaluesuunnittelun tiekartta vuoteen 2030, Valtioneuvoston julkaisuja 2024:6, pysyvä osoite: http://urn.fi/ URN:ISBN:978-952-383-727-0. den vesienhallintahankkeiden päätyttyä. Konkreettisesti tahtotila näkyy myös ympäristöministeriön vesien ja meren tilan parantamiseen tähtäävän Ahti-ohjelman tavoitteissa. Tämä ilmenee yhteisjulkaisuna toteutetusta Valuma-aluesuunnittelun tiekartasta (Rytkönen ym. Käytännössä tämä näkyy esimerkiksi Saaristomeren alueella tehtävässä pilottialuetyössä sekä vesienja merenhoidon avustushankkeissa, joissa molemmissa on asetettu tavoitteisiin selkeät painopisteet valuma-aluelähtöiselle toteutustavalle. 7 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA YT25 ½-sivu TAMPERE 14.–15.5.2025 25 Yhdyskuntatekniikka 2025 • energiahuolto • liikenneja alueinfra • jäteja ympäristöhuolto • koneet, laitteet ja varusteet • mittaus-, tutkimusja muut palvelut • vesihuolto • Ilmoittaudu mukaan: yhdyskuntatekniikka.fi Alan parhaat yhdessä. Niin maaja metsätalousministeriö, kuin ympäristöministeriökin tukevat tätä tahtotilaa. Valuma-aluetyötä tekevien tahojen tulee olla varustettu riittävällä osaamisella sekä asiaankuuluvilla työkaluilla ja resursseilla. Valuma-aluelähtöisen ja monitavoitteisen vesienhallinnan omaksuminen osaksi pysyvää ja pitkäjänteistä tapaa suunnitella ja toteuttaa vesiratkaisuja on edelleen kehittymisvaiheessaan ja kaikkien vesien parissa toimivien tahojen osallistumista kaivataan toivotun kehityskulun varmistamiseksi. Tätä kaikkea tarvitaan, paitsi toiminnan parantamisen ja muokkaamisen suhteen, myös tätä toimintaa mahdollistavien ohjauskeinojen suhteen. Ja vieläpä syömättä. Eväät tähän on olemassa
Valuma-aluesuunnittelun kaksivaiheinen lähestymistapa Maaja metsätalousministeriön Hiiles tä kiinni -ohjelman rahoittamassa SysteemiHiili-hankkeessa kehitettiin kaksivaiheinen valuma-aluesuunnittelun malli (kuva 1 ). Tässä artikkelissa keskitytään päävaiheeseen 2. Toisessa päävaiheessa etsitään kestävyyttä edistäviä ja rajat ylittäviä ratkaisuja valitulle alueelle yhteistyössä maanomistajien kanssa. MIKA MARTTUNEN Ryhmäpäällikkö, Syke mika.marttunen@syke.fi TEIJA RANTALA Tki-asiantuntija, Savoniaammattikorkeakoulu VILLE TURUNEN Suunnittelija, Syke SATU RÄSÄNEN Suunnittelija, Syke MAARIT SATOMAA Maisemaja ympäristöasiantuntija, ProAgria Oulu ALEKSI RÄSÄNEN Erikoistutkija, Luonnonvarakeskus MIIKA KAJANUS Tki-asiamies, Savoniaammattikorkeakoulu 8 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Ensimmäisessä päävaiheessa paikkatiedon ja asiantuntija-arvioinnin avulla valittiin laajoilta valuma-alueilta ympäristövaikutusten kannalta priorisoitavia pienempiä alueita hyödyntäen vesistökuormitusta, ilmastopäästöjä, ilmastonmuutokseen sopeutumista ja luonnon monimuotoisuutta kuvaavia indeksejä. Vaiheen kuvaus on julkaistu Vesitalouslehdessä 1/2024 (Marttunen ym.). Tavoitteena on luoda yleissuunnitelma, joka tukee maaja metsätalouden kestäviä käytäntöjä paikkatietoa hyödyntäen. Kaksivaiheisen lähestymistavan vaiheet. Kuvaamme, miten yleissuunnittelua voidaan pohjustaa hyödyntämällä paikkatietoa ja maanomistajahaastatteluja sekä jaamme kokemuksia kahdelta pilottialueelta. Valuma-alueen yleissuunnittelussa haasteena on moninaisten tavoitteiden yhteensovittaminen ja sopivankokoisten valuma-alueiden löytäminen, joilla vaikuttavia toimenpiteitä voidaan toteuttaa yhteistyössä maanomistajien kanssa. Paikkatieto ja maanomistajahaastattelut valuma-aluesuunnittelussa – oivalluksia piloteista Kuva 1
kuvan 2 viitetiedot) tukivat ongelma-alueiden ja toimenpiteiden tunnistamista sekä miten hyödyllisinä ja ymmärrettävinä aineistoja pidettiin. Molemmilla valuma-alueilla hyödynsimme karttoja ja paikkatietoaineistoja haastattelun kulun ohjaamisessa. Kiuruvedellä haastateltiin viittä maanomistajaa kahdessa vaiheessa. Haastateltavat valikoituivat lumipallomenetelmällä: ELY-keskuksen viranomaiset suosittelivat Kuva 2. Haastattelujen tavoitteena oli tunnistaa maaja metsätalouden vesienhallinnan ja hoidon toimenpiteitä, jotka vähentävät ympäristövaikutuksia sekä parantavat tilojen kannattavuutta ja sopeutumista ilmastonmuutokseen. Kysyimme myös, heräsikö haastatelluilla uusia näkemyksiä ratkaisuista haastattelun aikana. (iii) yleissuunnittelu : Määritetään kohteeseen sopivat maaja metsätalouden sekä vesienhallinnan toimenpiteet yhdessä asiantuntijoiden ja maanomistajien kanssa. Päävaiheeseen kuuluu: (i) kohteeseen tutustuminen : Alueen soveltuvuus tarkistetaan maastokäynnein ja keskusteluin maanomistajien kanssa. Keskustelut, haastattelut ja yhteiset tilaisuudet kuten tupaillat tukevat suunnittelua ja edistävät yhteisten näkemyksien muodostumista alueen maankäytön ja ilmastotoimien suhteen. Haastattelumenetelmän kehittämiseksi halusimme myös selvittää, kuinka hyvin monipuolinen paikkatietoaineisto ja SysteemiHiili-hankkeessa laaditut maaja metsätalou den tietokortit (kortit löytyvät vesi.fi:stä, ks. Maanomistajien haastattelujen toteuttaminen Yhteensä Kiuruvedellä ja Muhosjoella haastateltiin kahdeksaa maanomistajaa. Toteutustavat erosivat huomattavasti: Kiuruvedellä haastatteluihin liitettiin maastokäyntejä, kun taas Muhosjoella toteutettiin resurssisyistä vain kahden tunnin haastatteluja. Maanomistajahaastattelut pilottihankkeissa Pilotoimme lähestymistavan toista päävaihetta Kiurujoen valuma-alueella (1 419 km²) MMM:n Hiilestä kiinni -ohjelman HiiliVie-hankkeessa sekä Muhosjoen valuma-alueella (540 km²) Oulujoen vesistössä Euroopan aluekehitysrahaston ARVOVESI2-hankkeessa. 9 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. SysteemiHiili-hankkeessa laadittu yhteenvetotaulukko maatalouden toimenpiteiden ympäristövaikutuksista (https://vesi.fi/aineistopankki/tietokortit-kestavan-maa-ja-metsatalouden-toimenpiteista-vesien-suojelemiseksi/). Tässä artikkelissa keskitymme maanomistajien haastattelumenetelmiin ja niistä saatuihin kokemuksiin. (ii) tietojen keruu ja analyysit : Kokonaiskuvan rakentaminen paikkatiedon, valuma-aluetyökalujen, maastohavaintojen ja maanomistajien tietojen avulla
Haastatteluissa hyödynsimme paikkatietoaineistoja maankäytön muutosten ja herkempien alueiden havainnollistamiseksi. Onko ollut yhteistyötä muiden valumaalueen tilojen kanssa. Muhosjoella haastateltavina oli kolme maatalousyrittäjää, joilla on lihakarjatila, maitotila ja kasvinviljelytila. Kuva 3. Neljä Kiuruveden viidestä haastatellusta oli aktiiviviljelijöitä ja yksi muualla asuva perikunnan osakas. Aineistolähteet: Maanmittauslaitos, Suomen ympäristökeskus, Metsäkeskus, Luonnonvarakeskus, Ruokavirasto. Onko vesistöjen varsilla käytössä muita pitkäikäisiä nurmia. Haastattelujen tueksi laadimme osavaluma-aluekohtaisia teemakarttoja (kuva 3 ), joissa kuvattiin tiettyyn teemaan kytkeytyviä valuma-aluepiirteitä ja muodostimme niihin liittyviä kysymyksiä. • Uomien virtausnopeus, kosteikot, vedenpalautukseen sopivat alueet: Onko tilalla vettyviä/tulvaherkkiä alueita. • Peltojen eroosio ja suojavyöhykkeet: Missä sijaitsevat tilan eroosioherkimmät peltoalueet. Voiko turvepeltoja muuttaa kosteikoiksi tai metsittää. Onko tilalla hyödynnetty ympäristökorvauksen lohkokohtaista suojavyöhyketoimenpidettä. • Happamat sulfaattimaat: Missä niitä sijaitsee ja missä ne pitää ottaa huomioon toimenpiteitä suunnitellessa. Missä on soveltuvia paikkoja kosteikoille ja pidätysalueille. Panostimme haastatteluissa leppoisan ilmapiirin luomiseen ja keskusteluyhteyden syntymiseen; kyselimme kuulumisia, 10 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. • Ojitusyhteisöt, ojat, tilarajat, valuma-aluerajat: Onko tilalla tehty viime vuosina kuivatushankkeita. Onko tilalla ympäristösopimuskohteita (kosteikot tai maisema/ lumo). Haastattelut toteutettiin soveltaen samaa haastattelurunkoa. Seuraavassa kuvataan pääpiirteissään haastattelujen kulkua ja sisältöä. monimuotoisuudelle tärkeitä metsäalueita tai perinnebiotooppeja. • Turvepellot ja niiden potentiaalinen märkyys: Onko tilan alueella vajaatuottoisia turvepeltoja, voitaisiinko niiden viljelykäytäntöjä / kuivatusta / käyttötarkoitusta muuttaa, miten. Esimerkkejä teemakartoista, joita voi käyttää yksityiskohtaisen valuma-aluesuunnittelun tukena: A) Peltojen eroosio ja suojavyöhykkeet, B) Uomien virtausnopeus, kosteikot, vedenpalautukseen sopivat alueet. ensimmäisiä haastateltavia ja haastatellut maanomistajat uusia haastateltavia. • Monimuotoisuuskartta: Missä laajemmalla valuma-alueella sijaitsee esim. Onko tilalla sopivia kitutai joutomaita vedenpalautukseen. Onko tilan alueella uomia, joissa on havaittu ongelmia tai kunnostustarpeita
Tämän jälkeen valitsimme muutaman toimenpiteen ja keskustelimme niistä yksityiskohtaisemmin tietokortteja hyödyntäen. Mukana oli lihakarjatiloja, maitotila ja metsätila. Haastateltavalle kerroimme, miten työ jatkuu eteenpäin sekä hankkeessa että sen ulkopuolella. Kaikki haastatellut pitivät lähestymistapaa hyvänä ja valuma-aluetason monihyötyistä tarkastelua tarpeellisena. Yhdellä tilalla maastokäynti ja haastattelut innostivat omatoimiseen kehitystyöhön vesienhallinnan parantamiseksi ympäristönäkökohdat huomioiden. Osa maanomistajista kieltäytyi, koska ei kokenut suunnittelua tarpeelliseksi. Seuraavassa vaiheessa keskustelimme mahdollisista toimenpiteistä hyödyntämällä SysteemiHiili-hankkeen maaja metsätalouden tietokortteja ja niistä koottuja yhteenvetotaulukkoja (kuva 2 ). Hän myös arvioi, mitkä toimenpiteistä voisivat olla tilalle mahdollisia ja mitkä haasteet niiden toteuttamiseen liittyvät. Valinnassa käytettiin apuna paikkatietoa sekä ELYkeskuksen ja muiden maanomistajien suosituksia. Vertasimme kartta-aineistoja maanomistajan omiin havaintoihin ja täydensimme tietoja karttoihin. Keskustelimme, miten maaperän kasvukunnon parantaminen, ravinneja kiintokuormituksen vähentäminen, luonnon monimuotoisuuden ylläpito, ilmastonmuutokseen sopeutuminen ja ilmastopäästöjen vähentäminen näkyvät maatilan toiminnassa. Lisäksi kysyimme, miten ympäristön huomioiminen arvioidaan vaikuttavan tilan talouteen. Pyrkimyksenä oli kuvata tilan sijoittumista valuma-alueelle sekä eri osavaluma-alueiden, maaperän ja maankäyttömuotojen vaikutusta veden laatuun ja kasvihuonekaasupäästöihin. Kokemuksia Kiurujoen haastatteluista Haastateltavien valinta oli ensimmäinen haaste, koska haastatteluja oli mahdollista tehdä vain rajallinen määrä ja haastatteluihin toivottiin erityyppisiä tiloja. Paikkatietoaineistot herättivät mielenkiintoa, ja karttoja tarkasteltiin intensiivisesti. Seuraavaksi siirryimme teemakarttoihin. Yhdellä tilalla tilusjärjestelyt on toteutettu niin pitkälle kuin mahdollista. Esille nousi esimerkiksi näkökulma, että ympäristön tila vaikuttaa myös tilan kannattavuuteen. Kahdella tilalla tehtiin myös maastokäynnit, joiden aikana kartta-aineistoihin merkittiin kohteita, jotka joko vaatisivat toimenpiteitä vesienhallinnan parantamiseksi ja vesistöpäästöjen vähentämiseksi tai ovat luonnon monimuotoisuuden kannalta arvokkaita. Tämän jälkeen selvitimme maanomistajan motivaatiotekijöitä kysymällä hänen toiveitaan, huoliaan ja tavoitteitaan toiminnan ja lähiympäristön tilan suhteen. Keskusteluissa pohdimme myös, löytyykö maaja metsätaloutta yhdistäviä tai tilarajat ylittäviä toimenpiteitä. Maanomistaja kertoi, mitä toimenpiteitä tilalla on jo toteutettu ja mitä kokemuksia niistä on saatu. Maastokäynnit toivat jatkokeskusteluihin syvällisyyttä. Konkreettisista toimenpiteistä keskustelu oli luontevaa, kun käytössä oli kartta-aineistoja sekä yhteenvetotaulukko mahdollisista toimenpiteistä. Käytännön konkreettisten toimenpiteiden löytyminen koettiin tärkeäksi. 11 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Maanomistajat pitivät tärkeämpinä henkilökohtaisia keskusteluja toimenpiteistä kuin esimerkiksi valuma-alueen yhteistä työpajaa tai tupailtaa. Osa tiloista oli jo tehnyt useita tietokorteissa esiteltyjä toimenpiteitä, mutta kiinnostusta oppia lisää oli myös. Karttatarkasteluissa tunnistettiin mahdollisia ongelmapaikkoja, joista he eivät aikaisemmin olleet tietoisia. Samalla tunnistimme ja merkitsimme potentiaalisia toimenpidekohteita. Myös haastattelussa esille tuotuja ympäristöteemoja pidettiin tärkeinä. Ennen kaikkea kartat auttoivat kuitenkin käynnistämään ja suuntaamaan maanomistajien kanssa käytäviä keskusteluja ja osalla haasteltavista ne laittoivat alulle toimenpiteiden toteutusmahdollisuuksien selvittämisen. Haastattelun alussa esittelimme tavoitteet ja alkulämmittelyssä hyödynsimme indeksikarttoja. Loppukeskustelussa keräsimme palautetta aineistojen hyödyllisyydestä ongelma-alueiden ja mahdollisten toimenpiteiden tunnistamisessa. puhuimme tilan historiasta ja kevät-/syystöiden etenemisestä. Kokemuksia Muhosjoen haastatteluista Haastatteluissa ilmeni, että maanomistajat olivat aiemmin kiinnittäneet ympäristöja ilmastoasioihin keskimääräistä enemmän huomiota. Tiloilla oli toteutettu useita toimia ympäristövaikutusten vähentämiseksi ja monimuotoisuuden edistämiseksi: yksi tila on luomussa ja suosii monivuotisia nurmia ja hoitaa laiduntamalla arvokkaita perinnebiotooppikohteita, toinen hyödyntää kevennettyä muokkausta ja eroosioterasseja ja kolmannella on biokaasulaitos, jonka mädätysjäännöksiä käytetään lannoitteena. Toisella tilalla pohdittiin metsän suojelun ja talouskäytön yhdistämistä, ja esiin nousi tarve tietokortille, joka ohjeistaisi, miten maanomistaja voisi perustaa luonnonsuojelualueen osalle tilastaan. Motiivina kosteikolle oli riistalintujen lisääntyminen ja vesiensuojelu. Yksi tilallinen kiinnostui uinuvasta ojitusyhteisöstä, ja toisella vahvistui ajatus kosteikon perustamisesta DTW-kartan avulla. Suunnittelussa päädyttiin siihen, että haastateltavaksi pyydetään tiloja, joilla on merkittävä vaikutus valuma-alueen ympäristöön. Kaikilla tiloilla oli kiinnostusta ympäristöasioihin jo ennestään
Parituntisen haastattelun aikana tuli esille paljon uutta tietoa, ja toiveena oli, että maatalousyrittäjät palaisivat aineistoihin myöhemmin. Haastattelujen yhteydessä kerrottiin myös EU:n maaseuturahaston kautta saatavasta tuetusta neuvonnasta. & Kajanus, M. Rakennetta ja toimintaa tarkasteltiin kaaviokuvan avulla. Konkreettisten ja motivoivien keinojen ja kannustimien kehittäminen onkin tärkeää, jotta maanomistajien sitoutumista valuma-aluesuunnitteluun saadaan vahvistettua. Maanomistajien sitouttaminen valuma-aluesuunnitteluun on haastavaa. • Lannanlevityksessä paikkatietoanalyysit mahdollistavat lannan levitysmahdollisuuksien tarkastelun useamman tilan alueella, mikä on hyödyllistä erityisesti silloin, kun jollain tilalla on ylituotantoa. Oppeja ja oivalluksia Paikkatietopohjainen valuma-aluesuunnittelu voi tarjota maanomistajille merkittävää tukea esimerkiksi seuraavilla tavoilla: • Osavaluma-aluekohtaiset paikkatietoanalyysit auttavat tunnistamaan tilanteita, joissa tarvitaan tilatason ylittävää suunnittelua. (2024). Yhteenvetotaulukon (kuva 2 ) maataloustoimenpiteistä useimmat toimenpiteet olivat maanomistajille tuttuja ja osasta oli jo kokemuksia (mm. Tämä havainto korostaa tarvetta arvioida kriittisesti indeksitarkastelujen tarpeellisuutta ja käyttömahdollisuuksia jo suunnitteluvaiheessa, jotta resurssit voidaan hyödyntää järkevästi. Haastatteluihin osallistuneet maanomistajat olivat usein jo aktiivisia ympäristönsuojelutoimissa, mutta heidän ulkopuolelleen jäävien maanomistajien mukaan saaminen edellyttäisi uusia, houkuttelevia kannustimia. Huomasimme, että karttojen avulla maanomistajat pystyvät ymmärtämään valuma-aluekokonaisuutta paremmin. Vaikka ympäristösitoumuksen suojavyöhyke ei ollut tiloilla valittuna, osa tiloista hoiti vesistöjen varsilla olevia peltoja suojavyöhykkeen tavoin. Haastattelujen lopuksi maanomistajille luovutettiin tulostetut kartta-aineistot, toimenpidekortit ja yhteenvetotaulukot. Tällöin voidaan tarkastella sekä valuma-alueen vaikutuksia tilan maihin, kuten tulvaherkkyyttä että oman tilan vaikutuksia valuma-alueeseen, esimerkiksi eroosion muodossa. • Kuivatuksen suunnittelussa voidaan selvittää esimerkiksi ojitusyhteisöjen olemassaolo, mikä auttaa kokonaisvaltaisessa kuivatuksen hallinnassa. Keskusteluissa mainittiin myös VIPU-vesistöt-tietotuote, jonka avulla tilat voivat tarkastella vesistöjä muiden karttatietojen kanssa. Tulosten yksityiskohtainen esittely olisi lisäksi vienyt rajallista haastatteluaikaa, eikä niitä pidetty tilahaastattelujen kannalta keskeisinä. Haastatteluissa arvioitiin peltolohkojen soveltuvuutta suojavyöhykesitoumukseen. suorakylvö, viljelykierto, talviaikainen kasvipeitteisyys, täsmälannoitus). Vesitalous 1/2024: 20–27. Ne tukevat siten laajempaa yhteistyötä. Monitavoitteiset vesienhallintaja ilmastokestävyystarkastelut: Avain kokonaisvaltaiseen valuma-aluesuunnitteluun. Suojakaistat ja -vyöhykkeet olivat keskeisiä keskustelunaiheita kaikilla tiloilla. On tärkeää havainnollistaa maanomistajille, miten valumaaluetason kokonaisuus kytkeytyy heidän omiin maihinsa ja millainen rooli heidän tiloillaan on tässä kokonaisuudessa. Ruokaviraston vuoden 2024 tukihaun paikkatietoaineisto käytiin läpi tilakohtaisesti. Muhosjoen pilotissa ensimmäisen vaiheen prioriteettiosavaluma-alueiden tunnistaminen ja siihen liittyvät indeksipohjaiset tarkastelut jäivät taustalle, sillä tilojen valinta perustui ensisijaisesti maanomistajien kiinnostukseen. Osaa toimenpiteistä ei koettu soveltuviksi alueelle (rakennekalkki) tai tiloille (kosteikkoviljely). Kartat, paikkatietoaineistot ja tietokortit toimivat merkittävinä apuvälineinä, jotka auttavat hahmottamaan suunnittelun keskeisiä kysymyksiä ja inspiroivat ideoimaan vesienhallinnan ja ympäristönsuojelutoimien kehittämistä. Heillä on myös paikkatietoaineistoja tarkempaa ja yksityiskohtaisempaa tietoa valuma-alueen ominaisuuksista ja mahdollisista ongelmakohdista Koko valuma-alueen indeksipohjaiset tarkastelut jäivät sivuosaan. Valuma-aluesuunnittelun alkuvaiheeseen sisällytetty asukastai tupailta voisi tarjota sopivan tilaisuuden indeksipohjaisten tarkastelujen esittelyyn, sillä ne voivat toimia alueen toimijoiden herättelijänä ja lisätä kiinnostusta hankkeeseen. Tämä aineisto on saatavilla myös VIPU-palvelussa. Erityisesti kaksitasouoma herätti kiinnostusta, vaikka termi oli tuttu vain yhdelle. Tämä tukee viljelysuunnittelua ja resurssien tehokasta käyttöä. Lähteet Marttunen, M., Turunen, V., Räsänen, A., Rantala, T. 12 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Vaikka Pohjois-Savon ELY-keskuksen ja ProAgria Oulun paikallistuntemus auttoi yhteydenotoissa, haastatteluihin saatujen maanomistajien määrä jäi odotettua pienemmäksi. Monet maatalousyrittäjät ovat taloudellisesti tiukoilla, ja osallistumisen hyödyt voivat tuntua epävarmoilta. Teemakartat, joissa indeksien sijasta kartoilla esitetään yksittäisiä indikaattoreita, ovat maanomistajille huomattavasti helpommin ymmärrettävissä kuin indeksit. Lisäksi keskusteltiin kosteikoiden perustamisen tukimuodoista. Vaikka kiinnostusta toimenpiteisiin löytyi, rahoitusmahdollisuuksien byrokratia huoletti tilallisia. Teemakartat ja tietokortit tukevat keskustelua ja lisäävät ymmärrystä valuma-alueen kokonaisuudesta
Samalla pyritään vaikuttamaan myös ravinneja humuskuormitukseen. Alueiden laajuuden takia tehokas suunnittelutyö edellyttää erinäisten paikkatietoaineistojen ja -työkalujen käyttöä. Metsistä tulee sekä luonnonhuuhtoumaa että metsätalouden aiheuttamaa kuormitusta vesistöihin. Tehokas vesiensuojelu edellyttää hyvää suunnittelua koko valuma-alueella. Haastatellut olivat käyttäneet työssään laajasti erilaisia paikkatietoaineistoja ja laskentatyökaluja, mutta joukosta tunnistettiin näistä eniten käytetyt. Samalla ympäröivän talousmetsän vesiensuojelu hyötyy, kun ennallistettavaa aluetta voidaan käyttää pintavalutuskentän tavoin. Ojitukset nopeuttavat veden poistumista ojitusalueelta lisäten veden määrää alapuolisessa uomastossa. Metsätalouden toimenpiteet: lannoitus, hakkuut, maanmuokkaus ja ennen kaikkea ojien kunnostus aiheuttavat vesistökuormitusta. Tällä menettelyllä kohteen elinympäristön tila paranee. Menetelmä pidättää ojankaivuun seurauksena vapautuvaa kiintoainetta merkittävästi. Oikein mitoitetun putkipatorakenteen yhteydessä tapahtuva väliaikainen vesien varastointi ei nosta ympäröivän alueen pohjavedenpintaa tai vaikuta puuston kasvuun. Etenkin ojitetuista suometsistä tulee ojia pitkin ravinnepäästöjä. Alkuvuodesta 2024 Tapio toteutti maaja metsätalousministeriön rahoittaman Hiilestä kiinni hankkeen ”Valumaaluesuunnittelun laskentatyökalut ja paikkatietoaineistot -selvitys” (Virta & Kauppila 2024). Paikkatieto suunnittelun pohjana Metsäisten latvavesien valuma-alueiden koko voi vaihdella pienistä, muutamien hehtaarien aloista suuriin, satoja tai jopa tuhansia hehtaareja käsittäviin kokonaisuuksiin. Metsänhoidon suosituksissa suositeltavia vesiensuojelurakenteita ovat laskeutusaltaat, lietekuopat, putkipadot, kaivukatkot, pohjapadot sekä kosteikot ja pintavalutuskentät. Näiden toimien kuormitus koostuu pääasiassa kiintoaine-, ravinne-, humusja raskasmetallipäästöistä. Selvitys toteutettiin haastatteluin, joiden avulla selvitettiin suunnittelijoiden työssään käyttämiään aineistoja ja työkaluja, sekä näissä havaittuja kehitystarpeita. Työn tärkeimpänä lopputuloksena oli sen osana tuotettu listaus kaikista tunnistetuista ja vapaasti saatavilla olevista paikkatietoaineistoista ja -työkaluista. Hankkeessa selvitettiin valuma-aluekohtaiseen suunnitteluun ja suometsänhoidon suunnitteluun käytettävissä olevia paikkatietoaineistoja ja työkaluja sekä näiden käyttökelpoisuutta. Kiintoaineen lisäksi ne poistavat valumavesistä myös liukoisia ravinteita. Niiden tarkoituksena on viivyttää ja väliaikaisesti varastoida vettä ojaverkostossa. Soiden ennallistamisen yhteydessä vettä voidaan myös palauttaa ennallistettavalle kohteelle. Näitä yleisimpiä aineistoja voidaan Paikkatietotyökalut metsäisten valuma-alueiden suunnittelussa Valuma-alueiden latvauomat sijoittuvat usein metsäisille alueille. Pintavalutuskentät ja kosteikot pidättävät tehokkaasti valumavesien kiintoainesta. Tällaisia menetelmiä ovat muun muassa erilaiset padottavat rakenteet, kuten putkipadot. MAIJA KAUPPILA Ympäristöasiantuntija, Tapio Oy maija.kauppila@tapio.fi SAMULI JOENSUU Vesiensuojelun johtava asiantuntija Tapio Oy MATIAS VIRTA Ennallistamisasiantuntija Tapio Oy TARJA ANTTILA Suometsien asiantuntija Tapio Oy 13 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Vesistökuormitusta voidaan vähentää perkaamalla ainoastaan puuston kasvulle välttämättömät ojat sekä kiinnittämällä huomiota kunnostettavien ojien kaivuusyvyyteen välttämällä syvien ojien kaivua. Lisäksi hyödyntämällä puuston haihduttavaa vaikutusta riittävän kuivatustilan arvioinnissa, voidaan turhaa ojien kunnostusta välttää. M etsätaloudessa vesiensuojelumenetelminä käytetään yleensä rakenteita, joiden tavoitteena on hidastaa veden virtausnopeutta ja vähentää alapuoliseen vesistöön kohdistuvaa kiintoainekuormitusta. Parhaiten ojien kunnostamisen vesistövaikutuksia voidaan vähentää käyttämällä ojien perkaamisen yhteydessä sellaisia vesiensuojelurakenteita, jotka ehkäisevät eroosion syntymistä sen sijaan, että niiden avulla pyritään saamaan kiinni jo erodoitunutta ainesta
Lähteet Hökkä, H., Laurén, A., Stenberg, L., Launiainen, S., Leppä, K., Nieminen, M. Tällaisia aineistoja olivat muun muassa alueen laserkeilatut korkeusmallit, vinovalovarjosteet, ortoilmakuvat ja historialliset ilmakuvat. Silva Fennica 2021, 55, 10494. Tieto auttaa päätöksenteossa, kun harkitaan ojien kunnostuksen kannattavuutta tietyllä ojituskohteella. Tapio 2024. Yllä mainittuun KUNNOS-malliin on sisällytetty Hökän ym. Virta, M. Palviainen, M., Pumpanen, J., Mosquera, V., Maher Hasselquist, E., Laudon, H., Ostonen, I., Kull, A., Renou Wilson, F., Peltomaa, E., Könönen, M., Launiainen, S., Peltola, H., Ojala, A., Laurén, A. Tiedot auttavat arvioimaan eri syvyyteen kunnostettujen ojien vaikutusta samaan aikaan talouden, ilmaston ja vesiensuojelun näkökulmasta. Yhdessä kuormitustiedon kanssa toimenpiteiden suunnittelussa voidaan huomioida merkittävimmät kuormituslähteet ja kohdentaa suunnittelua keskeisimmille alueille. Metsätieteen aikakauskirja vuosikerta 2021 artikkeli 10575. (2021) laskemat pohjavesipinnat. Extending the SUSI peatland simulator to include dissolved organic carbon formation, transport and biodegradation Proper water management reduces lateral carbon fluxes and improves carbon balance. Metsänhoidon suositukset: Vesiensuojelurakenteet ja –ratkaisut. org/10.14214/sf.10494. jakovaiheen valuma-alueilta. Kiintoaineen ja ravinteiden kokonaiskuormituksia mallinnetaan hyödyntämällä valuma-alueilta saatavilla olevia avoimia aineistoja Syken Hertta-palvelusta ladattavia mittauksia mahdollisimman lähellä olevilta alueilta, sekä Vemalan (Syke) kuormitustiedot, Corinemaankäyttöluokka, GTK:n pintamaalajitiedot, GTK:n soiden ravinteisuustaso, sekä MML:n Lidar 5P-aineiston avulla tulkitut ojien syvyydet, leveydet ja pituuskaltevuudet (eroosioherkkyys). Suosimulaattori SUSI on mallinnustyökalu ojitettujen suometsien hoidon suunnitteluun (Laurén ym. Drainage and Stand Growth Response in Peatland Forests—Description, Testing, and Application of Mechanistic Peatland Simulator SUSI. Viitattu 27.9.2024. 2024). Mallinnustyökalut auttavat kohdentamaan suunnittelutyötä Erikseen valuma-alueille tuotettavat analyysit tuovat merkittävää apua valuma-alueen vesiensuojelun suunnitteluun. & Kauppila, M. 2021b, Palviainen ym. Eri vesiensuojelurakenteiden, kuten pintavalutuskenttien, kosteikkojen, putkipatojen ja lisäksi ennallistettavien suoalueiden paikkojen etsimiseen hyödynnetään käyttäjän valitsemia rakennekohtaisia parametreja, kuten yläpuolisen valuma-alueen minimija maksimipinta-alat, jotka rajaavat sopivia rakenteiden paikkoja kartalta. Etenkin laajoissa valuma-alueen suunnitteluhankkeissa ennakkotieto sopivista rakenteiden paikoista auttaa suunnittelijaa suuntaamaan maastotyötä. https://doi.org/10.14214/ma.10575. pitää suunnittelun perusaineistoina ja -työkaluina, jotka muodostavat tarkemman suunnittelun pohjan. 14 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Kun aineistoon yhdistetään laserkeilausaineistolla tulkittu ojasyvyys, puuston kuutiotilavuus ja maaprofiilin tyyppi, saadaan alueellinen kuivavaratulkinta. Julkaisematon, saatavana kirjoittajilta. (2021a). Laurén, A., Palviainen, M., Laiho, R., Leppä, K., Launiainen, S., Hökkä, H., Nieminen, M., Urzainki, I., Stenberg, L. (2021). Osoitteessa: https://metsanhoidonsuositukset.fi/fi/ toimenpiteet/vesiensuojelurakenteet-ja-ratkaisut#sectionp1083. Defining guidelines for ditch depth in drained Scots pine dominated peatland forests. http://doi. 20 s. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.175173. (2021b). Suosimulaattori (SUSI) – uusi mekanistinen simulointimalli suometsien hoidon suunnitteluun. 2021a, Laurén ym. Science of the Total Environment 950, 175173. SUSI tuottaa arvion pohjavesipinnasta, puuston kasvusta, hiilitaseesta ja ravinnekuormituksesta erilaisilla ojasyvyyksillä. Varsinaisten metsätalouden toimenpiteiden suunnittelemiseen tunnistettiin kolme käytettävissä olevaa työkalua: Metsäkeskuksen tarjoamat laskeutusaltaan mitoituslaskuri, virtaamansäätöpadon laskentatyökalu ja säästöpuu -työkalu. https://doi.org/10.3390/f12030293. 2024. (2021) ovat laskeneet SUSI:lla pohjavesipintoja erilaisissa tilanteissa huomioiden ojasyvyyden, ojavälin, puuston tilavuuden, turvelajin ja maantieteellisen sijainnin. 2024. Se on kehitetty Itä-Suomen yliopistossa, Luonnonvarakeskuksessa ja Helsingin yliopistossa. Suometsien kuivavaratulkinta auttaa suunnittelijaa metsätaloustoimenpiteiden suunnittelussa tunnistamalla alueet, joilla kuivavara on riittävä huomioiden puuston määrän. KUNNOS-mallin on kehittänyt Tuomo Karvonen (Waterhope Oy). Valuma-aluesuunnittelun laskentatyökalut ja paikkatietoaineistot. Suunnittelijoiden yleisimmin käyttämät työkalut olivat puolestaan Syken VEMALA-malli ja eri palveluntarjoajien tarjoamat valuma-alueen määritystyökalut. Forests 2021, 12, 293. KUNNOS-malli on avoimesti saatavilla olevia paikkatietoaineistoja hyödyntävä ohjelmisto, jota voidaan käyttää esimerkiksi metsätalouden vesiensuojelurakenteiden mahdollisten paikkojen löytämiseen 3. Hökkä ym. Laurén, A., Palviainen, M., Launiainen, S., Leppä, K., Stenberg, L., Urzainki, I., Nieminen, M., Laiho, R., Hökkä, H
Hankkeen toteuttajana on Suomen ympäristökeskus ja pääyhteistyötahona Pirkanmaan ELY-keskus. Aineiston tarkoitus on tukea vesienhoidon suunnittelua kaikilla sektoreilla paikallistoimijoista ELY-keskuksiin. MAIJU NARIKKA Tutkija, Suomen ympäristökeskus (Syke) maiju.narikka@syke.fi HANNA-SOFIA VIRTANEN Ylitarkastaja, Pirkanmaan elinkeino-, liikenneja ympäristökeskus (ELY-keskus) MARKUS HUTTUNEN Hydrologi, Suomen ympäristökeskus (Syke) 15 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Aineisto on tuotettu ja julkaistu osana ympäristöministeriön ja maaja metsätalousministeriön rahoittamaa VESSU-ST -hanketta, jossa kehitetään vesienhoidon suunnittelua tukevia työkaluja ja paikkatietoaineistoja (Syke 2024b). Useat järvet Kuortaneenjärven valuma-alueella ovat hyvää heikommassa ekologisessa tilassa korostaen tarvetta valuma-alueen kokonaisvaltaiselle tarkastelulle ja vesienhoidon toimenpiteiden suunnittelulle. WSFS-Vemala-kuormitusmallin paikkatietorajapinta valumaaluesuunnittelun tukena * WSFS – Vesistömallijärjestelmä – Watershed simulation and forecasting system. Koko Suomen kattavalle aineistolle on lisäksi valmiita visualisointeja eli karttatyylejä sujuvoittamaan aineiston käyttöä. WSFS-Vemala-kuormitusmallin fosforin, typen ja orgaanisen hiilen mallinnusaineistoja on julkaistu avoimessa paikkatietorajapinnassa. Avoin aineisto sisältää vesienhoitoa ja valuma-aluetarkasteluja tukevia koko maan kattavia paikkatietoaineistoja, joiden hyödyntämistä havainnollistetaan esimerkkitarkastelulla Kuortaneenjärven valuma-alueella. Avoimesta mallinnusaineistosta voi tarkastella esimerkiksi eri vesimuodostumiin kohdistuvaa kuormitusta sekä eri maa-alueilta syntyviä kuormitusmääriä. WSFS-Vemala (eli Vemala) on Suomen ympäristökeskuksessa kehitetty kuormitusmalli, jonka keskeisimmät osamallit ovat hydrologiaa simuloiva WSFS-malli (Vehviläinen 1994) ja ravinneprosesseja simuloiva Vemala-malli (Huttunen ym. Julkaistu WSFS-Vemala kuormitustiedot -rajapinta on tuotettu ympäristöministeriön ja maaja metsätalousministeriön rahoittamassa VESSU-ST -hankkeessa, jossa kehitetään vesienhoidon suunnittelua tukevia työkaluja ja paikkatietoaineistoja. Rajapinnassa on nykytila-aineiston ohella skenaariotietoa, joka havainnollistaa ilmaston ja toimenpiteiden vaikutuksia ravinnekuormitukseen tulevaisuudessa. Vemalan simulaatiotuloksista on julkaistu avoimeen rajapintaan vedenlaatua kuvaavia fosforin, typen ja orgaanisen hiilen kuormitustietoja. Julkaistu paikkatietoaineisto edistää EU:n vesipuitedirektiivin (2000/60/EY) toimeenpanoa vesien hyvän tilan saavuttamiseksi sekä Valuma-aluesuunnittelun tiekartan (MMM ja YM, 2024) toimeenpanoa tukemalla tiedon, osaamisen ja työkalujen kehittämistä. VEMALA – Vedenlaadun ja ravinnekuormituksen mallinnusja arviointijärjestelmä (syke.fi) W SFS-Vemala-kuormitusmallin aineistoista on julkaistu paikkatietorajapinta, jossa on avoimesti hyödynnettävissä mallin aineistoja koko Suomen alueelta (Syke 2024a). 2016). Kokonaiskuormituksen ohella kuormitustiedot ovat saatavilla sektorikohtaisesti eli erikseen seuraaville: peltoviljely, metsätalous, vakituinen haja-asutus, lomaasutus, hulevedet, pistekuormitus ja luonnonhuuhtouma. Kuormitustietojen lisäksi aineistossa on vesimuodostumien hydrologiaan liittyviä perustietoja, Vemalan valuma-aluejako sekä maankäyttötietoa eri valuma-alueilta
Hyvän tilan saavuttamisen vaatima Kuortaneenjärven ulkoisen fosforikuormituksen Kuva 1. Kuortaneenjärven valuma-alueen sijainti ja VHS-vesimuodostumien ekologinen tila. Rajapinnassa on nykytila-aineiston ohella myös skenaarioita tulevaisuuteen. Avoin aineisto sisältää vedenlaatua kuvaavia fosforin, typen ja orgaanisen hiilen mallinnettuja kuormitustietoja, vesimuodostumien hydrologiaan liittyviä perustietoja, Vemalan valuma-aluejaon sekä valuma-alueiden maankäyttötietoa. 44.04 44.05 44.07 44.08 Alueen purku-piste Kuortaneenjärvi Kuortaneenjärven valuma-alue 2. Taustatiedoksi Vemalan paikkatietoaineistojen hyödyntämiselle tarkasteltiin Vemala-mallin simulaation hyvyyttä esimerkkialueella. Seuraavassa havainnollistetaan aineiston sisältämien fosforin kuormitustietojen hyödyntämistä valuma-aluesuunnittelussa. Lisäksi rajapinnan kautta on saatavilla valmiita visualisointeja eli karttatyylejä tukemaan aineiston käyttöä. Vemalalla mallinnettua fosforipitoisuutta verrattiin havaittuihin pitoisuuksiin Lapuanjoen Lankilankosken maantiesillan mittausasemalla, joka sijaitsee reilu 20 km alavirtaan Kuortaneenjärvestä. Kuortaneenjärvi on nykyisellään tyydyttävässä tilassa ja myös useat muut järvet ja joet sen yläpuolisella valuma-alueella ovat hyvää heikommassa tilassa (kuva 1 ). Esimerkkikohteena on Lapuanjoen vesistöalueella (44) sijaitseva Kuortaneenjärvi ja sen valuma-alue (kuva 1 ). Koko Suomen kattava aineisto mahdollistaa laajankin valuma-alueen kokonaisvaltaisen tarkastelun. 16 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Keskimääräinen Vemalalla simuloitu kokonaisfosforin pitoisuus jaksolla 2014–2023 on 63,2 µg/l ja keskimääräinen havaittu pitoisuus 63,6 µg/l. jakovaiheen raja Pintavesien ekologinen tila VHS 2022 (Syke, ELY-keskukset) Erinomainen Hyvä Tyydyttävä Välttävä Ekologinen luokittelu puuttuu Taustakarttarasterit (MML/WMTS) 5 km info: Kartoilla esitetyt aineistot ovat avoimesti hyödynnettävissä WSFS-Vemala kuormitustiedot -paikkatietorajapinnan kautta koko Suomen alueella. Kuortaneenjärvi esimerkkinä Vemalan aineistojen avulla voidaan tarkastella muun muassa yksittäiseen vesimuodostumaan kohdistuvan ravinnekuormituksen määrää sekä sen muodostumista koko vesimuodostuman yläpuolisella valuma-alueella. Ennen Vemalan tulosten tarkastelua valuma-alueella tarkasteltiin taustatiedoksi myös Kuortaneenjärven nykyistä ekologista tilaluokkaa ja hyvän tilan saavuttamisen vaatimaa kuormitusvähennystarvetta. Mallilla simuloitu pitoisuustaso on siis lähellä mitattua tasoa, jolloin mallin voidaan arvioida toimivan esimerkkialueella hyvin. Lisäksi rajallinen osa aineistosta löytyy vesi.fi-sivuston karttapalvelusta. Rajapinnan aineistoja voi hyödyntää itse paikkatieto-ohjelmilla yhdistämällä WMStai WFS-rajapintaan (Syke 2024a)
Toimenpiteiden kohdentamisen ja valuma-aluesuunnittelun pohjaksi aluetta tarkastellaan seuraavaksi Vemalan mallinnustulosten kautta. vähennystarve on Kotamäki ym. 2017). Fosforin kokonaiskuormitusta syntyy Kuortaneenjärven valuma-alueen eri osista hyvin vaihteleva määrä: osalta alueista alle 10 kg/km²/v ja toisilla yli 25 kg/km²/v (kuva 2b ). (2015) kehittämän Lake Load Response (LLR)-työkalun mallinnuksen perusteella n. Kuortaneenjärveen ja valtaosaan alueen muista vesimuodostumista kohdistuu erittäin merkittävä Ihmisperäisen Kuva 2. Kuortaneenjärven nykyinen EU:n vesipuitedirektiivin edellyttämää hyvää tilaa heikompi luokitus ja arvio kuormituksen vähennystarpeesta korostavat toimenpiteiden tarvetta alueella. Vastaavaa syntyvän kuormituksen jakautumista maa-alueittain on mahdollista tarkastella aineistosta myös eri kuormituslähteille ja eri aineille (P, N, TOC). 30 % nykyisestä kuormituksesta (FresHabit-hankkeen tulokset, Leinonen ym. Esimerkiksi 100 km ylävirtaan järvestä sijaitsevan suuren kuormituslähteen vaikutus tulee siis huomioiduksi kauempanakin alavirtaan sijaitsevan järven mallinnustuloksissa. Valuma-alueiden latva-alueilla sijaitseviin vesimuodostumiin kohdistuu vähiten kuormitusta (jopa alle 200 kg/v), kun taas alavirtaan eli lähemmäksi Kuortaneenjärveä siirryttäessä kuormitusmäärät kasvavat (kuva 2a ). Kokonaiskuva tarkastelualueen fosforikuormituksesta Kuortaneenjärveen tuleva fosforin nykyinen kokonaiskuormitus on vajaa 20 000 kg/v (mallinnettu, WSFSVemala). Vemalan vesimuodostumiin tuleva fosforikuorma kg/v (a) ja maa-alueilta syntyvä fosforikuorma kg/km²/v (b) (lähde: WSFS-Vemala/Syke, avoin rajapinta [1]) 17 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Kuormituksen hot-spot-alueet painottuvat Lapuanjoen varrelle (punaisella, kuva 2b ). Tässä havainnollistuu, miten Vemala-mallissa huomioidaan kunkin vesimuodostuman yläpuolinen koko valuma-alue ja kaikki sieltä alavirtaan kulkeutuva ravinnekuormitus. Kuormitus tulee pääosin Lapuanjoen kautta, johon fosforikuormaa tulee Kätkänjoen (44.07), Töysänjoen (44.08) ja Alavudenjärven (44.05) valumaalueilta (kuva 2a )
Fosforikuormituksen sektorikohtainen tarkastelu Kokonaiskuormituksen ja ihmisperäisen kuormituksen lisäksi Vemalan paikkatietorajapinnan kautta voidaan tarkastella yksitellen eri kuormituslähteitä. fosfori kuormituksen aiheuttama paine (kuva 3 ). Aineistosta on mahdollista tarkastella samaan tapaan myös muita sektoreita ja näin vertailla eri kuormituslähteiden merkitystä suhteessa toisiinsa tietyn vastaanottavan vesimuodostuman kannalta. Ekologisen tilan luokittelu ja toimenpideohjelmat päivitetään ja tarkastetaan kuuden vuoden välein. 18 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Kuortaneenjärven alueella fosforikuormitus on pääasiassa erittäin merkittävää, mikä tarkoittaa ihmisperäisen kuorman olevan yli kaksinkertainen eli yli 200 % luonnonhuuhtoumaan verrattuna. Kuormitusta vähentävien toimenpiteiden kohdistamisen kannalta keskeisiä ovat juuri ihmisperäiset kuormituslähteet, joihin toimia on helpompi kohdistaa kuin luontaista kuormitusta eli luonnonhuuhtoumaa. Vesienhoito suunnitelmia tarkennetaan vesienhoidon toimenpide ohjelmilla. Ihmisperäisen fosforikuormituksen ollessa vähintään luonnonhuuhtouman verran eli 100 %, pidetään ihmistoimintojen vaikutusta vesistön fosforipitoisuuteen merkittävänä. Sektorikohtainen tarkastelu havainnollistaa, millaisia ravinnekuormituksen paineita tietyllä alueella on, eli mille sektoreille toimenpiteiden tulisi kohdistua järven ulkoisen kuormituksen vähentämiseksi. Kuva 3. Vemalan vesimuodostumiin tulevan ihmisperäisen fosforikuorman merkittävyys: tuleva P-kuorma verrattuna luonnonhuuhtoumaan VHS-merkittävyysasteikolla (lähde: WSFS-Vemala/Syke, avoin rajapinta [1]). info: Alueellisissa ELY-keskuksissa tehtävä vesienhoidon suunnittelutyö on osa EU:n vesipuite direktiivin toimeenpanoa. Vesienhoidon suunnittelutyöhön kuuluu mm. Kuortaneenjärven, ja valtaosan esimerkkialueen järvien, kannalta maatalous on erittäin merkittävä tai merkittävä paine ja metsätalous silmälläpidettävä paine (kuva 4 ). Ihmisperäisiin kuormittajiin kuuluvat muun muassa maaja metsätalous. Nyt käynnissä on kolmas suunnittelukausi, joka koskee vuosia 2022–2027. Ihmisperäisen paineen arviointi perustuu vesienhoidon suunnittelussa käytettyyn arviointitapaan, jossa ihmisperäisestä toiminnasta syntyvää kuormitusta verrataan luonnonhuuhtoumaan. Toimenpideohjelmiin kirjataan alueellisesti ja maankäyttömuotokohtaisesti toimenpiteet, joilla pintavesien hyvä tila arvioidaan saavutettavan. Muista sektoreista esimerkiksi fosforin pistekuormitus alueen vesimuodostumiin ei ole merkittävää (kuva 4 ). pintavesien ekologisen tilan seuranta, luokittelu ja vesienhoitoalueittain vesienhoitosuunnitelman laadinta
Lisäksi aineistosta löytyy muuta tarkastelua täydentävää tietosisältöä esimerkiksi hydrologiaan ja yläpuolisen valuma-alueen maankäyttöön liittyen. Tätä aineistosta saatavaa tietoa kuormituksen syntymisestä tietyn valuma-alueen sisällä voidaan hyödyntää taustatietona toimenpiteiden kohdentamisessa ja tarkemmassa suunnittelussa alueella. 19 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Lopuksi Vemalan avoimen paikkatietorajapinnan aineistot mahdollistavat Kuortaneenjärven esimerkin tapaisen tarkastelun halutun valuma-alueen fosforin, typen ja orgaanisen hiilen kuormituksesta niin alueittain kuin sektoreittain. Seuraavaksi tarkastellaan tarkemmin näiden kahden yksittäisen sektorin kuormituksen syntymistä koko Kuortaneenjärven yläpuolisen valuma-alueen eri osista: maatalouden kuormitusta syntyy varsin tasaisesti koko valuma-alueelta, kun taas metsätalouden kuormitusta syntyy erityisesti Kätkänjoen (44.07) valuma-alueelta (kuva 5 ). Vastaava tarkastelu on mahdollista toteuttaa valmista aineistoa hyödyntäen mille vain alueelle Suomessa ja se toimii pohjana toimenpiteiden tarkemmalle suunnittelulle ja kohdentamiselle. Vemalan vesimuodostumiin tulevan maatalouden, metsätalouden ja pistekuormituksen fosforikuorman merkittävyys: tuleva P-kuorma verrattuna luonnonhuuhtoumaan VHS-merkittävyysasteikolla (lähde: WSFS-Vemala/Syke, avoin rajapinta [1]). Avoimen rajapinnan paikkatietoaineiston käytössä tulee huomioida, että mallinnukseen pohjautuvaan aineistoon sisältyy mallinnukseen liittyvää epävarmuutta ja virhelähteitä. Näitä sektoreita vertaamalla nähdään myös, että valtaosalla alueesta metsätaloudesta syntyy maataloutta vähemmän fosforikuormitusta, mutta on myös yksittäisiä pienempiä alueita, joilla metsätalouden kuormitus on maataloutta suurempaa. Mallin tarkkuuteen vaikuttavia tekijöitä ovat esimerKuva 4. Kuortaneenjärven osalta havaittiin edellä, että maatalous on merkittävä ja metsätalous silmälläpidettävä paine (kuva 4 )
(2017) ovat arvioineet Kuortaneenjärven hyvän tilan saavuttamisen olevan epätodennäköistä sen vaatimien toimenpiteiden kustannukset huomioiden. Esimerkiksi KUTOVA-työkalulla voidaan tarkastella toimenpiteiden toteutettavuuden taloudellista näkökulmaa, josta esimerkkinä Hjerppe ym. Kiitokset VESSU-ST-hanke on rahoitettu ympäristöja maaja metsätalousministeriöiden toimesta. 20 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. LLR-mallilla puolestaan voidaan arvioida muun muassa järven hyvän tilan saavuttamisen vaatimaa kuormitusvähennystarvetta. kuormitusvähennystarpeen arviointiin käytettävää LLRmallia, toimenpiteiden kohdennusta tukevaa KOTOMAa sekä kustannustehokkuuden arviointiin hyödynnettävää KUTOVAa. VESSU-ST-hankkeessa on kehitteillä myös muita työkaluja ja aineistoja, joilla on hyödyntämispotentiaalia valuma-aluesuunnittelun kaikissa vaiheissa kunnostustarpeen arvioinnista toimenpiteiden kohdentamiseen ja kustannusten arviointiin. Hankkeessa kehitetään mm. VESSU-ST -hankkeen sivuilla on lisätietoja WSFS-Vemala kuormitustiedot -paikkatieto rajapinnasta ja suunnitelmista hankkeessa kehitteillä oleviin työkaluihin liittyen (Syke 2024b). Nämä työkalut ja aineistot sujuvoittavat ja yhtenäistävät vesienhoidon suunnitteluprosessia sekä tukevat vesienhoidon parissa työskenteleviä toimijoita kaikilla sektoreilla paikallistoimijoista ELY-keskuksiin. kiksi lähtöaineistojen kuten mittaustiedon laatu, mallin alueellinen tarkkuustaso sekä mallissa huomioidut prosessit. Toimenpiteiden tarkkaan kohdentamiseen tuleekin hyödyntää tarkasteltavan alueen tarkimpia mahdollisia aineistoja ja paikallistietoa, ja mallinnusaineistoa hyödyntää soveltuvilta osin tämän tukena. Maa-alueilta syntyvä fosforikuorma (kg/km²/v) maataloudesta ja metsätaloudesta (lähde: WSFS-Vemala/Syke, avoin rajapinta [1]). LLRmallin osalta hankkeen tavoitteena on tuottaa mallinnustulokset kaikille vesienhoidossa tyypitellyille järville. (2024) ovat avanneet mallinnukseen liittyviä epävarmuustekijöitä sekä niiden merkitystä mallintamalla tuotettujen aineistojen käytössä. Esimerkiksi Ahkola ym. Kuva 5. Lisäksi kansallisen tason laajuudessa tuotettuun aineistoon sisältyy alueiden välillä vaihtelevaa epävarmuutta, joka voi korostua paikallisesti riippuen esimerkiksi lähtötietona käytettyjen aineistojen laadusta, tarkkuustasosta ja kattavuudesta yksittäisellä alueella
Valuma-aluesuunnittelun tiekartta vuoteen 2030. Suomen ympäristökeskus (2024b). Environmental Modelling and Assessment 21, 83–109. https://doi.org/10.1007/ s00267-016-0806-z. WWW.KEMIRA.COM/ENERGY-EFFICIENCY. Saatavissa: https://metsakeskus.maps.arcgis. https://doi. Malve, O., & Kettunen, J., (2017). Publications of the Water and Environment Research Institute. FresHabit LIFE IP -valuma-aluekunnostukset ja mallinnukset -tarina kartta. Environmental Management 74, 380–398. Valtioneuvoston julkaisuja 2024:6. Vehviläinen B. Maaja metsätalousministeriö & ympäristöministeriö, (2024). Environmental Management 59, 584–593. Saatavissa: https://metadata.ymparisto.fi/dataset/ {7E6EB982-A3CA-4DE3-87C0-1B61462442DF}. Uncertainty in Environmental Micropollutant Modeling. (1994). com/apps/MapSeries/index.html?appid=982a3b2b4c38 45c7a573941dcdbf7fbd [viitattu 1.8.2024]. & Finer L., (2017). Environmental Management 56, 480–491. Suomen ympäristökeskus (2024a). https://doi.org/10.1007/s10666015-9470-6 (lisätietoa myös www.syke.fi/vemala). Statistical Dimensioning of Nutrient Loading Reduction – LLR Assessment Tool for Lake Managers. Hjerppe, T., Taskinen, A., Kotamäki, N. Vesienhoidon suunnittelutyökalun suunnittelu ja toteutus (VESSU-ST) -hankkeen verkkosivut. http://urn.fi/ URN:ISBN:978-952-383-727-0. handle.net/10138/24789. Probabilistic Evaluation of Ecological and Economic Objectives of River Basin Management Reveals a Potential Flaw in the Goal Setting of the EU Water Framework Directive. WSFS-Vemala kuormitustiedot -paikkatietorajapinta [aineiston metatietosivu]. https://doi.org/10.1007/s00267-015-0514-0. Kuvaviite [1] Kartta-aineistot poimittu WSFS-Vemala/Syke avoimesta rajapinnasta elokuussa 2024, kuormituksen nykytilaa kuvaava aineisto on keskiarvo jakson 2014– 2023 mallinnuksesta (Syke 2024a). A national scale nutrient loading model for Finnish watersheds – VEMALA. The watershed simulation and forecasting system in the National Board of Waters and the Environment. National Board of Waters and the Environment, Finland No. Huttunen, I., Huttunen, M., Piirainen, V., Korppoo, M., Lepistö, A., Räike, A., Tattari, S., & Vehviläinen, B., (2016). Leinonen A., Tattari S. org/10.1007/s00267-024-01989-z. Saatavissa: www.syke.fi/hankkeet/vessust. http://hdl. Lähteet Ahkola, H., Kotamäki, N., Siivola, E., Tiira, J., Imoscopi, S., Riva, M., Tezel, U., & Juntunen J., (2024). Kemira, 1/3 vaaka 21 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA Kohti parempaa energiatehokkuutta HALUATKO OPPIA, KUINKA JÄTEVEDENPUHDISTAMOT VOIVAT VASTATA NOUSEVIIN ENERGIAHINTOIHIN, RESURSSIEN NIUKKUUTEEN JA TIUKENTUVIIN SÄÄDÖKSIIN, SAMALLA KUN NE VOIVAT SÄILYTTÄÄ VAKAAN JA TULEVAISUUDEN KESTÄVÄN TOIMINNAN. Kotamäki, N., Pätynen, A., Taskinen, A., Huttula, T., & Malve, O., (2015). 17
22 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. PASI VALKAMA Ryhmäpäällikkö, erikoistutkija Suomen ympäristökeskus Merija vesiratkaisut -yksikkö, valuma-alueet-ryhmä pasi.valkama@syke.fi Kuva 1. Niin yksittäisten maaja metsätalouden vesiensuojelutoimenpiteiden kuin laajojen toimenpideyhdistelmien vaikutuksista tarvitaan lisää tietoa. Näkyvätkö vaikutukset. Vaikuttavuutta lisää toimenpiteiden kohdentaminen kuormittavimmille alueille. Esimerkiksi kosteikon tehokkuus kuormituksen vähentämisessä on voimakkaasti riippuvainen siitä, kuinka suuri se on suhteessa yläpuoliseen valuma-alueeseen. Lisäksi hydrologisten tekijöiden, kuten virtaaman, vaihtelu sekoittaa vaikutusten arviointia, mitä etäämmällä seurantaa tehdään toimenpiteestä. Toimenpiteiden vaikutusten seurantaan käytettävissä oleva rahoitus on tähän nähden vähäistä. Valuma-alueella toteutettavien toimenpiteiden vaikutusten havaitsemiseen vesistössä vaikuttaa mittauspisteen yläpuolella tehtävien toimenpiteiden ominaistehokkuus, pinta-ala sekä mittauspisteen etäisyys toimenpiteestä (kuva 1 ). Perimmäisenä tavoitteena on vesistöjen hyvän tilan saavuttaminen tai sen säilyttäminen. Toimenpiteiden vaikutusten havaitseminen valumaaluetasolla ei ole kuitenkaan helppoa. Valuma-alueella toteutetun toimenpiteen vaikutus riippuu toimenpiteen suhteellisesta osuudesta valuma-alueella, toimenpiteen tehokkuudesta sekä tarkasteluetäisyydestä toimenpiteeseen nähden (Lane 2017). Järven tilassa tapahtuvat muutokset voidaan havaita pitkien systemaattisesti jatkuneiden seurantojen perusteella, mutta virtavesien, kuten jokien ja purojen vedenlaadussa, kuormituksessa ja vesimäärissä tapahtuvat muutokset vaativat tuekseen huomattavasti tiheämmin tehtyjä havaintoja. V esiensuojelutoimenpiteisiin on panostettu Suomessa paljon ja esimerkiksi maatalouden ympäristökorvauksiin käytetään Suomessa satoja miljoonia euroja vuosittain. Jos toimenpiteiden toteutusta ja seurantaa tehdään toisistaan riippumattomina, muutoksen havaitseminen vaikeutuu. Valuma-aluetason kuormituksen muutosseuranta vaatiikin taustalleen huolellisen suunnittelun. Myös näytteenottotiheydellä on suuri merkitys. Samoin pelloilla tehtävien toimien vaikutus on helpompaa havaita, mitä suurempi osuus Vesiensuojelutoimenpiteiden vaikutusten seuranta valuma-aluetasolla Vesiensuojelutoimenpiteiden vaikutusten havaitsemiseen vesistössä vaikuttaa mittauspisteen yläpuolella tehtävien toimenpiteiden tehokkuus, niiden suhteellinen pinta-ala valuma-alueesta sekä mittauspisteen etäisyys toimenpiteestä. Samoin mitä pienemmän osuuden valuma-alueesta toimenpide kattaa, sitä vaikeampaa on vaikutusten todentaminen. Valuma-alueella tehtävien toimenpiteiden aiheuttamat muutokset eivät välttämättä näy valuma-alueen alaosan seurantapisteellä, saati vastaanottavan vesistön tilassa
Vertailuja toimenpidealueiden mittaukset olisi hyvä aloittaa jo ennen toimenpiteiden toteutusta. Tästä syystä eri puolilla valuma-aluetta, maa-alueilla ja vesistöissä, tehtäviä vähennystoimia ja niiden yhdistelmiä tarvitaan. 23 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Oletuksena on, että toimenpiteen toteutuksen jälkeen toimenpidealueen ja vertailuvalumaalueen kuormituksen suhteellinen ero muuttuu. Lisäksi vedenlaadun analyysivalikoima on oltava oikea, näytteenottotiheys riittävä suhteessa vaihteluun ja vertailualueet vertailukelpoisia ominaisuuksiensa puolesta. Jos näytteenottotiheyttä tai -strategiaa muutetaan kesken seurantajakson esimerkiksi harventamalla näytteenottoa tai vähentämällä valuntapainotteista näytteenottoa, on riskinä, että vedenlaadun muutoksessa havaitaan aleneva trendi, joka ei johdukaan varsinaisesti toimenpiteiden vaikutuksesta, vaan muutoksesta näytteenottostrategiassa. Jos esimerkiksi valuma-alueen pelloilla tehdään laajoille pinta-aloille kohdistuvia toimenpiteitä, joilla pelloilta valuvan veden pitoisuus pienenee, näkyy tämä muutos todennäköisemmin harvemmallakin näytteenottotiheydellä. Teoreettinen esimerkki pienen valuma-alueen toimenpiteiden vaikutuksista Jos 100 hehtaarin valuma-alueesta 50 hehtaaria on peltoa, joista 100 % käsitellään kipsillä, voidaan saavuttaa keskimäärin 25 kg fosforihuuhtouman vähenemä (noin 0,5 kg/ha/a). Sen tehokkuutta voi kuitenkin olla vaikea arvioida tarkasti. Pelloilla tehtävien toimenpiteiden vaikutukset näkyvät valuma-alue tasolla myös sitä paremmin, mitä tehokkaampi on toimenpide. Toimenpiteiden vaikutusten seurantaa voi valuma-aluetasolla tehdä kolmen perusperiaatteen mukaisesti (Smith 2002): 1) mitataan toteutetun toimenpiteen yläja alapuolella (esimerkiksi kosteikkoon tuleva ja sieltä lähtevä vesi), 2) mitataan ennen ja jälkeen toimenpiteen toteutuksen (esimerkiksi peltojen käsittely maanparannusaineilla), tai 3) mitataan toimenpideja vertailualueen kuormitusta. Näytteenottotiheyden kasvaessa fosforikuormitus arviot tarkentuvat ja toimenpiteiden vaikutusten havaitseminen paranee myös valuma-aluetasolla (Valkama 2018). Kuva 2. Jos valuma-alueelta tunnistetaan kaikkein kuormittavimmat lohkot, voidaan päästä samaan tai jopa parempaan vähenemään kustannustehokkaammin käsittelemällä pienempi peltoala. On myös hyvä tiedostaa, että antureilla ei toistaiseksi voida mitata kaikkia kuormituksen kannalta keskeisiä vedenlaatumuuttujia. Näin voidaan myös virtaaman vaihtelusta johtuvaa vaikutusta häivyttää muutostarkasteluissa. Pelkkä vedenlaadussa tapahtuva muutos ei välttämättä kerro valuma-alueella toteutettujen toimenpiteiden vaikutuksesta, vaan myös vesimäärää (virtaamaa) tulee luotettavasti seurata. Jos valuma-alueen kokonaiskuormitus on 100 kg fosforia vuodessa, on vähenemä 25 % vuositasolla. Menetelmien 2 ja 3 yhdistelmä on tehokkain, jos resurssit sen vain sallivat. Jos valuma-alueelle rakennetaan kosteikko, jolla päästään 25 % vuosireduktioon, päästään vastaavaan vähenemään. Jos hyödynnetään sensorimittauksia, tulee koko mittausketjun suunnittelusta asennukseen, huoltoon, datan laadunvarmennukseen ja tulosten käsittelyyn olla kunnossa. Tällöin vähennys ei kuitenkaan kohdistu vain peltoalueilta tulevaan kuormitukseen, vaan se kohdistuu valuma-alueen kokonaiskuormitukseen, eli muistakin lähteistä tulevaan kuormitukseen. Mitä pidempi on tämä vertailujakso, sitä parempi. Seurannan periaatteita Valuma-aluetason kuormitusseurantaa suunniteltaessa kannattaa kiinnittää huomiota mittauspisteiden alueelliseen kattavuuteen ja sijaintiin suhteessa eri maankäyttömuotoihin ja hajaja pistekuormittajiin, näytteenoton riittävään tiheyteen suhteessa vedenlaadussa tapahtuviin muutoksiin, virtaaman mittaamisen luotettavuuteen ja taajuuteen, sekä uusien mittausmenetelmien mahdollisuuteen tarkentaa arvioita. Mitä harvempaa on näytteenotto, sitä todennäköisemmin kuormituspiikit jäävät havaitsematta, jolloin kuormitusarviot ovat todellista pienempiä ja toimenpiteiden vaikutukset hukkuvat kuormitusarvioiden epävarmuuksien alle (Valkama & Ruth 2017). Näytteenottotiheyden on oltava riittävä muutosten voimakkuuteen nähden, tai mittauksia voidaan tehdä sensoreilla tiheällä mittausvälillä. Jos kosteikkoon tulee kipsin levityksen seurauksena enää 75 kg fosforia vuodessa, on 25 % reduktio tästä noin 19 kg, eli päästään yhteensä 44 kg:n vähenemään, joka on valuma-aluetasolla jo 44 % kokonaiskuormasta. Näytteenottotiheyden kasvaessa lisääntyy myös mahdollisuus havaita vesiensuojelutoimenpiteiden vaikutuksia (kuva 2 ). HFM = high-frequency monitoring. peltopinta-alasta on toimenpiteiden piirissä. Seurantamenetelmien vaikutus Myös mittausmenetelmillä on keskeinen rooli siihen, miten toimenpiteiden vaikutuksia voidaan todentaa
(2002). Impact of calculation method, sampling frequency and hysteresis on suspended solids and total phosphorus load estimations in cold climate. (2017). Lähteet Lane, S. P. Virtaaman seuranta kohteilla on automatisoitu osana pienten hydrologisten valuma-alueiden seurantaa ja useimmilla kohteilla myös vedenlaatua seurataan jatkuva toimisesti sensoreilla. (2018). Toimenpiteiden kohdentamisen merkitys Vesiensuojelutoimenpiteillä voidaan vaikuttaa kuormituksen muodostumiseen sen syntyalueilla, tai veden mukana kulkevia ravinteita ja kiintoainetta voidaan pidättää erilaisilla ratkaisuilla, ennen niiden päätymistä vesistöön. Myös seurantamenetelmien kehittämiseen kannattaa panostaa, koska vaikutusten todentaminen esimerkiksi jatkuvatoimisten mittalaitteiden avulla voi antaa nopeastikin tietoa valuma-alueella toteutetun toimenpiteen vaikutuksista. Hydrology Research, 48(6), 1594-1610. Esimerkkinä maatalouden vesistökuormituksen seurantaverkosto Vuoden 2024 alussa toimintansa aloitti Suomen ympäristökeskuksen koordinoima Maatalouden vesistökuormituksen seurantaverkosto (AGRIMON), jossa seurataan eri puolilla Suomea sijaitsevien pienten maatalousvaltaisten valuma-alueiden kiintoaine-, ravinneja hiilikuormitusta. Wiley Interdisciplinary Reviews: Water, 4(3), e1211. Valumaaluetason seuranta vaatii pitkäjänteisyyttä ja samoilta mittauspaikoilta samoilla menetelmillä kerättyjen pitkien aikasarjojen merkitys korostuu. Tämä edellyttää lisäksi sitä, että seuranta-aineisto on kaikille avointa. Valkama, P. Tehokkaiden toimenpiteiden kohdentamisella kaikkein kuormittavimmille riskialueille saadaan suurin vesiensuojelullinen hyöty ja toimenpiteiden vaikutukset näkyvät todennäköisemmin myös laajemmalla valuma-aluetasolla. Kuva 3. Myös veden kuljetuskapasiteettiin voidaan vaikuttaa eri menetelmillä, esimerkiksi lisäämällä vettä pidättäviä ja virtaaman äärevyyttä vähentäviä ratkaisuja. Impacts of agricultural water protection measures on erosion, phosphorus and nitrogen loading based on high-frequency on-line water quality monitoring (Doctoral dissertation, University of Helsinki). Jatkuvatoimiset mittaukset nostavat kuormitusarviot ja kuormituksessa tapahtuvien muutostenkin arvioinnin uudelle tasolle. Natural flood management. N. Toimenpiteiden vaikutusten todentaminen, erityisesti jos vaikutukset ovat kuormitusta vähentäviä, lisää todennäköisesti myös maanomistajien motivaatiota toteuttaa toimia jatkossa enemmän ja myös oma-aloitteisesti. Tavoitteena on lisäksi saada seuranta-alueilta mahdollisimman pitkät aikasarjat, jolloin muutosten havaitseminen helpottuu entisestään. Toimenpiteiden kohdentamisella kuormittavimmille riskialueille lisätään vaikutuksia ja vaikutusten todentamisen mahdollisuuksia valuma-aluetasolla sekä varaudutaan ilmaston muutoksen mukanaan tuomiin kuormitusta lisääviin haasteisiin, kuten talviaikaisten sateiden lisääntymiseen. Encyclopedia of environmetrics, 1, 141-148. 24 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. AGRIMON-verkosto on esimerkki valuma-aluetason seurannasta, jossa tavoitteena on paitsi tarkentaa yksittäisen maankäytön vaikutusten seurantaa, saada myös tietoa vesiensuojelutoimenpiteiden vaikutuksista. (2017). BACI design. Valkama, P., & Ruth, O. Kustannustehokkuutta voidaan edelleen kasvattaa käyttämällä tehokkaaksi todettuja menetelmiä. Mitä suurempi kuormitus esimerkiksi yksittäiseltä peltolohkolta muodostuu, sitä kannattavampaa on sen kuormitusta pyrkiä vähentämään niin vesiensuojelun kuin kustannustehokkuudenkin näkökulmasta. Lopuksi Eri vesiensuojelutoimenpiteiden ja niiden yhdistelmien vaikutuksista tarvitaan lisää tietoa, jotta tulevaisuudessa osataan keskittää vähenevät resurssit kustannustehokkaasti sinne, missä toimenpiteillä saadaan suurin hyöty. Smith, E. Lähtökohtana on ollut luoda Suomeen maatalousvaltaisten valuma-alueiden verkosto, joissa tehtävä pitkäjänteinen, nykyaikaisiin seurantamenetelmiin perustuva seurantatyö parantaa maatalouden kuormitusarvioita huomattavasti
ALEKSI RÄSÄNEN (1) ,(2) aleksi.rasanen@oulu.fi OLLI HAANPÄÄ (3) , SIMO SARKKI (3) ,(4) , MARIA ISOLAHTI (6) , HANNA KEKKONEN (1) , KAROLIINA KIKUCHI (3) , VILLE KOUKKARI (6) , KATRI KÄRKKÄINEN (1) , JANNE MIETTINEN (1) , ERKKI MÄNTYMAA (1) , MIKA NIEMINEN (6) , RIINA RAHKILA (7) , ANNA RUOHONEN (3) , SAKARI SARKKOLA (6) , MATTI VÄLIMÄKI (8) , KAISA YLIPERTTULA (3) , HANNU I. Alm ym. Tässä artikkelissa esittelemme Kiiminkijoen valuma-alueella soveltamamme yhdeksänaskelisen valuma-aluesuunnittelun toimintamallin sekä pohdimme suunnittelun parhaita käytänteitä ja pullonkauloja. Tämä artikkeli pureutuukin tähän tietoaukkoon. Laajojen valuma-alueiden suunnittelussa tulee osavaluma-alueiden ja kohteiden priorisoinnin lisäksi keskittyä myös yhteisen tahtotilan rakentamiseen, eri toimijoiden, kuten viranomaisten, kansalaisjärjestöjen, maaja metsätaloustoimijoiden sekä maanomistajien, väliseen vuoropuheluun ja toimenpiteiden koordinointiin. 2021). Maankäytön suunnittelua tulee koordinoida laajojen valuma-alueiden tasolla, jotta pienempien alueiden toimenpiteet ovat kokonaisuuden kannalta vaikuttavia. Lisäksi turvemaiden maankäytön vesistökuormitus on selvästi kivennäismaiden maankäytön kuormitusta suurempaa (esim. Finér et al. Kuitenkaan isojen valumaalueiden suunnittelua varten ei ole kehitetty toimintatapoja. Pienillä osavalumaalueilla pystytään kohtalaisen tarkkaan toimenpiteiden suunnitteluun, mutta pieniin valuma-alueisiin keskittymällä ei välttämättä saada vesistöjen tilaa parannettua kokonaisvaltaisesti, vaan tarvitaan koko valuma-alueen tarkastelua. Siten ne eivät toimi sellaisenaan suunnittelumenetelmänä. HEIKKINEN (3) (1) Luonnonvarakeskus, Oulu (2) Maantieteen tutkimusyksikkö, Oulun yliopisto (3) Kulttuuriantropologia, Oulun yliopisto (4) Max-Weber-Kolleg für kulturund sozialwissenschaftliche Studien, Universität Erfurt (6) Suomen Metsäkeskus, Oulu (6) Luonnonvarakeskus, Helsinki (7) ProAgria Oulu (8) Suomen Metsäkeskus, Rovaniemi 25 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Valuma-aluenäkökulma on välttämätön veteen liittyvien tavoitteiden saavuttamisessa, mutta pelkkiin veteen liittyviin tavoitteisiin keskittymällä voi syyllistyä osaoptimointiin ja muiden tärkeiden tavoitteiden unohtamiseen. M etsätaloustarkoitukseen ojitettujen soiden, turvepeltojen ja turvetuotantoalueiden maaperä on merkittävä ilmastopäästöjen lähde (esim. 2024). Siten suunnittelun tulee olla monitavoitteista ja huomioida useita ympäristöön ja yhteiskuntaan liittyviä tavoitteita, joihin sisältyy muun muassa luonnon monimuotoisuus, sosiaalinen hyväksyttävyys ja oikeudenmukaisuus sekä talousnäkökohdat. Perinteisesti valuma-aluesuunnittelua on tehty kohtalaisen pienille, joidenkin kymmenien neliökilometrien valuma-alueille (Rytkönen ym. Indekseihin perustuva priorisointi voi tukea käytännön suunnittelua mutta indeksitarkastelut tulee integroida osaksi muuta valuma-aluesuunnittelua. 2023). Turvemaiden maankäyttöön voidaan vaikuttaa esimerkiksi valuma-aluesuunnittelulla. Laajojen, satojen tai tuhansien neliökilometrien (kuva 1 ), valuma-alueiden hallinta vaatii laaja-alaista tarkastelua, minne erityyppisiä ennallistamistai maankäytön muutostoimia on tehokasta kohdentaa. Siten turvemailla tarvitaan sekä ilmastonmuutoksen hillintätoimia että tehostettuja vesiensuojelutoimenpiteitä. Yksi tapa tällaisten laajojen valuma-alueiden toimenpiteiden ohjaamiseen on osavaluma-alueiden priorisointi indeksipohjaisten menetelmien avulla (Marttunen ym. 2024). Ideaalitilanteessa valuma-aluesuunnittelun tulisikin olla monitasoista: isojen valumaalueiden suunnittelulla voidaan ohjata ja tukea pienempien osavaluma-alueiden suunnittelua. Esittelemme ”Maankäyttösektorin ilmas totoimenpiteiden yhteissuunnittelu Kiimin kijoen valuma-alueella (MATKI)” -hankkeessa Valuma-aluesuunnittelun toimintamallin kehittäminen laajalle valuma-alueelle: esimerkkinä Kiiminkijoki Turvemaavaltaisille alueille kohdistuu suuria maankäytön muutostarpeita
Vedenlaadun heikkeneminen on aiheuttanut myös lohen ja muiden vaelluskalojen lähes täydellisen häviämisen joesta. Kivennäismaametsiä valuma-alueesta on noin 40 %, kun taas kivennäismailla olevia maatalousalueita on noin 0,9 %. Ensimmäiseen kysymykseen vastaamme esittelemällä kehittämämme yhdeksänaskelisen toimintamallin ja toiseen kysymykseen arvioimalla toimintamallia kriittisesti yhteistoiminnallisen autoetnografian (Chang ym. Vastaamme seuraaviin tutkimuskysymyksiin: 1. Mitkä ovat toimivia käytänteitä suunnittelussa ja mitkä tekijät haittaavat suunnittelua. Kiiminkijoki on säännöstelemätön ja lähes luonnontilainen turvemaan joki. Turvemaat kattavat valuma-alueesta yli puolet. Alueen vesistöjä on muokattu hydrologisesti ja morfologisesti vain vähän. Kiiminkijoen valuma-alue ja sen sisällä olevat kolmannen jakovaiheen osavaluma-alueet. 1900-luvun loppupuolen metsäojitus, turvetuotanto ja muut maankäytön muutokset ovat heikentäneet vesistöjen tilaa merkittävästi. Esimerkiksi Kiiminkijoen pisimmän sivujoen Nuorittajoen ekologinen tila on tällä hetkellä korkeintaan tyydyttävä. Valuma-alue sijaitsee pääosin neljän kunnan ja kahden maakunnan alueella. Kiiminkijoen valuma-alue Kiiminkijoen 3 824 km² valuma-alue sijaitsee pääosin neljän kunnan (Oulu, Pudasjärvi, Puolanka, Utajärvi) ja kahden maakunnan alueella (Pohjois-Pohjanmaa ja Kainuu) (kuva 1 ). Lisäksi osa turvemaista on otettu turvetuotantoon (noin 0,6 % valumaalueesta) ja maatalouskäyttöön (noin 0,9 % valumaalueesta). Tästä syystä valumaalueen kaikki virtaja vakavedet (yhteensä 3,5 % valumaalueen pinta-alasta) kuuluvat Natura 2000 -ohjelmaan. Turvemaista noin 60 % on ojitettu metsätalouskäyttöön. 2013) avulla. Virtavesien tila vaihtelee yläjuoksun erinomaisen, alajuoksun hyvän ja joidenkin sivu-uomien huonon tilan välillä. Koko valuma-alueella tarvittavien maankäytön muutosten suunnittelu on karkeampaa kuin osavaluma-alueilla, joilla voi tehdä kohtalaisen tarkkaa maankäytön sekä ennallistamisja kunnostustoimenpiteiden suunnittelua. Miten valuma-aluesuunnittelua voi tehdä laajoilla tuhansien neliökilometrien turvemaavaltaisilla valuma-alueilla. turvemaavaltaiselle Kiiminkijoen valuma-alueelle kehitetyn toimintamallin ja pohdimme laajojen valuma-alueiden yleistason suunnittelun parhaita käytänteitä ja pullonkauloja. Muita merkittäviä luonnonsuojelualueita ovat Olvassuon luonnonpuisto ja Kiimingin letot. 26 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Aineistolähteet: Suomen ympäristökeskus (valuma-aluerajat) ja Maanmittauslaitos (taustakartan aineistot). Kokonaisuudessaan suojeluohjelmiin kuuluu valumaalueesta noin 15 %. Oulu Kiiminki Puolanka 65 °1 0' 65 ° 64 °5 0' 64 °4 0' 28° 27°40' 27°20' 27° 26°40' 26°20' 26° 25°40' 25°20' 25 50 km Kiiminkijoen valuma-alue Kolmannen jakovaiheen osavaluma-alueet Vesistö Taajama Maatalousalue Kuntaraja Maakuntaraja Kuva 1. Jatkossa toimintamallia voi soveltaa muilla valuma-alueilla esimerkiksi tutkimuslaitokset, julkishallinnon toimijat tai konsultit. 2. Valuma-alue on harvaan asuttua metsätalousvaltaista aluetta, jossa asukastiheys on noin 6,6 asukasta/km² ja rakennetun maan osuus 1,5 %
Potentiaalisten toimenpiteiden vaikutusten arviointi 7. Valuma-alueen maanomistusrakenne on sirpaleinen. Toimintamallin päätepisteenä oli maankäyttötiekartta sekä tiekartan toimenpanoa ja muita valuma-aluetoimia ohjaava valuma-aluekoordinaatio. Ongelman määrittely 2. Visioinnin jälkeen keskeinen osa toimintamallia on toimenpiteiden valinta, jota pohjustettiin tutkijatyönä tehdyllä toimenpiteiden ympäristöja yhteiskunnallisten vaikutusten arvioinnilla (Räsänen ym. Yhdeksänaskelinen toimintamalli Kehitimme yhdeksänaskelisen toimintamallin ohjaamaan Kiiminkijoen valuma-alueen monitavoitteista maankäytön suunnittelua, joka huomioi useita ympäristöön ja yhteiskuntaan liittyviä tavoitteita (taulukko 1 , kuva 2 ). Toimintamalli soveltaa ns. Askeleet sisältävätkin luonnonja yhteiskuntatieteellisten menetelmien hyödyntämistä sekä tiivistä vuorovaikutusta alueen sidostahojen kanssa. Kuva 2. Kun tiedetään, mitä kohden pyritään, toimenpiteiden valinta ja perustelu on helpompaa. Yhdeksänaskelinen valuma-aluesuunnittelun toimintamalli. Sen yhteydessä pilotoitiin ennallistamisja kunnostustoimia mutta niitä ei toimeenpantu laajamittaisesti. Kaiken kaikkiaan toimenpiteet tulee valita ja niiden laajuus määritellä siten, että ne mahdollistavat vision saavuttamisen. Tulevaisuuden visiointi ja muutostarpeiden listaus 3. backcasting-lähestymistapaa (Robinson 2003), jossa aluksi määritellään tavoite sekä visio ja tämän jälkeen toimenpiteet, joilla visioon ja tavoitetilaan päästään. Vision määrittelyssä oleellista on tunnistaa ja osallistaa keskeiset sidostahot ja sitouttaa heidät prosessiin. Länsiosissa, eli valuma-alueen alaosissa, maanomistus on keskittynyt yksityisille maaomistajille. Taustatiedon kerääminen 6. Tällä tavalla visiolle saadaan riittävä uskottavuus paikallisten toimijoiden näkökulmasta ja sitä kautta toimeenpano on todennäköisempää. 2024b). Toimintamallin alkuperäinen viimeinen vaihe oli valumaalueen maankäyttöä ohjaavan tiekartan tekeminen. Toimintamallin periaatteena on tiedon yhteistuotanto, keskustelevuus ja monitoimijaisuus. 1. Vaikutustenarviointi ja sen tuloksista keskustelu tuki tietoon pohjautuvaa esitystä mahdollisista toimenpiteistä ja niiden toteutettavuudesta. Ennallistamisja kunnostustoimenpiteiden pilotointi 27 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Valumaaluekoordinaation perustaminen 4. Sidostahojen tunnistaminen 5. Tiekartta sisältää valuma-alueen yhdessä sovitun vision vuodelle 2050, välitavoitteet vuodelle 2035 sekä maankäytön ja hallinnan toimenpiteet, joilla päästään tavoitteisiin ja visioon (Räsänen ym. Vaikutustenarvioinnin tavoitteet ja reunaehdot määriteltiin työpajoissa, joissa käsiteltiin myös sen tuloksia. Lisäksi yhteinen visio ja tavoite tukee toimenpiteiden suunnittelua. Valtion maita hallinnoivat Metsähallitus Metsätalous Oy ja Luontopalvelut. Vaikutuksia arvioitiin sekä määrällisillä metsätaloussimuloinneilla ja paikkatietoanalyyseillä (kuva 3 ) että laadullisia haastatteluja ja osallistavaa havainnointia hyödyntäen. Valtio omistaa noin 30 % valuma-alueesta ja sen omistus keskittyy valuma-alueen itäeli yläosiin. Maankäyttötiekartan muodostaminen 9. Vaikutustenarvioinnin tuloksista keskustelu 8. Toimintamalli keskittyi valuma-aluesuunnitteluprosessin kehittämiseen, tavoitteiden määrittelyyn sekä hallinnan ja maankäytön toimenpiteiden valintaan. Askeleet rakentuvat ongelmanmäärittelystä, sidostahojen yhteen tuomisesta, yhteisestä visioinnista, toimenpiteiden vaikutusten arvioinnista ja keskeisten toimenpiteiden valinnasta. 2024a)
Työpaja sisälsi sekä pienryhmätyöskentelyä että keskustelua koko porukalla Keskeisimmät tavoitteet pysyivät muuttumattomina, tärkeimpänä vedenlaadun parantaminen. Selvimpänä kehityskohteena nousi esiin valuma-aluekoordinaation perustaminen. Kuitenkin jo aikaisessa vaiheessa tutkimusta selvisi, että pelkkä tekninen tiekartta ei pysty riittävällä tavalla ohjaamaan valuma-aluesuunnittelua. 9 Valumaaluekoordinaation perustaminen Varmistaa tiekartan toteutus ja muiden toimien koordinointi valuma-alueella Kolme online-ryhmäkeskustelua koordinaation perustamisesta yhdessä keskeisten sidostahojen kanssa, hankehakemuksen kirjoittaminen Valuma-aluekoordinaatio nostettiin tärkeimmäksi kehityskohteeksi tiekartassa ja jo sitä ennen prosessin eri vaiheissa. Alueella on runsaasti turvepeltoalaa, joka soveltuu vaikuttaviin ilmastotoimiin – vettämiseen tai metsittämiseen (Räsänen ym. Tavoite asetettiin hanketta rahoittaneen rahoitusinstrumentin (maaja metsätalousministeriön Hiilestä Taulukko 1. vesi, ilmasto, monimuotoisuus) ja yhteiskuntaan (esim. 2024a). Koordinaatiosuunnitelmassa Metsäkeskus aloittaa koordinaatiohankkeen, jonka aikana perustetaan paikallistoimijoiden ja kuntien välinen sopimuspohjainen koordinaatioratkaisu. turvetuotantoalueiden jatkokäyttö, soiden ennallistaminen, jatkuva kasvatus, turvepeltojen vettäminen) toimenpiteitä. 28 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Paikkatietotarkasteluissa oleellisimmiksi muutosta tarvitseviksi maankäytön muodoiksi tunnistettiin ojitetut turvemaat ja vesialueista Nuorittajoki. Sidostahot painottivat toimenopiteitä, joilla on selkeä ja todennettava vaikuttavuus ja joista voidaan saada reilu korvaus. Koordinaation kehittämisen hankaluutta korostettiin keskusteluissa. 4 Ennallistamisja kunnostustoimien pilotointi Yksittäisten ennallistamisja kunnostustoimenpiteiden suunnittelu ja toteutus sekä sidostahojen motivointi mukaan prosessiin Potentiaalisten vesiensuojelurakenteita vaativien kohteiden kartoitus yhdessä sidostahojen kanssa eri tilaisuuksissa, vesiensuojelutoimien suunnittelu ja toteutus Sidostahot ehdottivat etenkin sivu-uoma Nuorittajoen varrelta useita ennallistamista ja kunnostusta tarvitsevia kohteita. Osana tätä askelta keskustelimme mahdollisista koordinaatiotahoista. Jatkuvapeitteinen metsänkasvatus sekä turvepeltojen vettäminen ja metsittäminen koettiin tärkeiksi mutta osin ristiriitaisiksi toimenpiteiksi. 8 Maankäyttötiekartan muodostaminen Viimeistellä tiekartta ja sitouttaa sidostahot mukaan sen toteutukseen Kysely tutkijatyönä valmistellusta tiekarttaluonnoksesta (10 vastausta), kokopäivätyöpaja (18 osallistujaa), jossa keskusteltiin tutkijatyönä valmistellusta tiekarttaluonnoksesta, ja muutostoiveiden kerääminen työpajan jälkeen muokatusta tiekartasta (4 vastausta). Koordinaattorin keskeisimpinä tehtävinä olisi ennallistamisja maankäytön toimenpiteiden sekä toimijoiden välisen yhteistyön ja viestinnän koordinointi ja tarvittavan osaamisen ja resurssien kokoaminen. Lopuksi päädyimme ratkaisuun, jossa Metsäkeskus perustaa koordinaatiohankkeen, jonka aikana rakennetaan paikallistoimijoiden ja kuntien välinen sopimuspohjainen koordinaatioratkaisu. virkistyskäyttö, elävä kulttuuri, kotiseutuylpeys, hyvinvointi ja valuma-alueyhteistyö. 6 Potentiaalisten maankäyttöratkaisujen vaikutusten arviointi Arvioida, millaisia vaikutuksia keskeisillä toimenpiteillä on tärkeimpien tavoitteiden suhteen Metsätaloustoimien ympäristöja talousvaikutusten simuloinnit Monsu-ohjelmalla (Pukkala 2011), paikkatietoanalyysit turvepeltojen vettämisja metsityspotentiaalista, aiemman tutkimustiedon koonti soiden ennallistamisesta ja turvetuotantoalueiden jatkokäytöstä, haastattelut (N=41, samat kuin kohdassa 3) toimenpiteiden hyväksyttävyydestä Metsätaloustoimista etenkin hakkuista pidättäytymisellä, jatkuvapeitteisellä kasvatuksella ja pintavalutuskosteikoilla on positiivisia vesistöja ympäristövaikutuksia toisin kuin muilla varsinaisilla metsätalouden vesiensuojeluratkaisuilla. Tiekartta viimeisteltiin palautteen avulla. Työskentely sisälsi sekä pienryhmätyöskentelyä että keskustelua koko porukalla Vedenlaadun ja vaelluskalojen lisäksi visioinnissa nostettiin esiin mm. Maankäytön muutosten lisäksi tarvitaankin muutoksia myös ajattelutapoihin, yhteistyörakenteisiin ja ohjauskeinoihin. turvemaametsien ja turvetuotantoalueiden käytöstä, ohjauskeinoista ja yhteistyörakenteista. Lopullinen tiekartta (Kohti puhtaita vesiä, kestävää maankäyttöä ja elinvoimaista Kiiminkijokiseutua, Räsänen ym. Muutostarpeita löydettiin mm. Toinen keskeinen toimintamallin muutos koski tavoitteenasettelua. Kiiminkijoki ry), maaja metsätaloustoimijat, etujärjestöt, maanomistajat, tutkimuslaitokset 3 Taustatiedon kerääminen Tiedon kerääminen sidostahojen toiveista ja huolista sekä valumaalueen nykytilasta ja lähihistoriasta Puolipäiväinen aloitustyöpaja (N=35), keskeisten sidostahojen haastattelut (N=41), fokusryhmäkeskustelu metsänomistajien (N=7) kanssa, kysely sidostahoille, asukkaille ja muille toimijoille (35 vastausta), osallistuva havainnointi alueen tapahtumissa, paikkatietoja tilastoaineistojen kerääminen valuma-alueen maankäytöstä ja maanpeitteestä (kuva 3), vedenlaadusta sekä metsäja maataloudesta Tärkeimpänä tavoitteena pidettiin vedenlaadun parantamista ja vaelluskalojen paluuta. Maankäytön toimenpiteistä tärkeinä nousivat esiin turvetuotantoalueiden jatkokäyttö, kosteikot ja soiden ennallistaminen, jota toivottiin etenkin metsätaloudellisesti kannattamattomille alueille (kuva 3). Muita ympäristötavoitteita ei vastustettu mutta ne koettiin vaikeasti lähestyttäviksi. 5 Tulevaisuuden visiointi ja muutostarpeiden listaus Sidostahojen tuominen yhteen visioimaan tulevaisuutta, toimenpiteitä ja tavoitteita Kokopäivätyöpaja (23 osallistujaa), jossa määriteltiin alustava tulevaisuusvisio, visioon pääsemiseksi tarvittavat toimenpiteet ja keskeiset tavoitteet. Koordinaation perustaminen muotoutuikin toimintamallin yhdeksänneksi askeleeksi. 7 Vaikutustenarvioinnin tuloksista keskustelu Päättää tiekarttaan tulevista toimenpiteistä Kokopäivätyöpaja (26 osallistujaa), jossa keskusteltiin kohdan 6 tuloksista, tiekartan tavoitteista sekä tiekarttaan sisällytettävistä maankäytön ja hallinnan toimenpiteistä. Viidelle kohteelle laadittiin vesiensuojelurakenteista suunnitelmat, jotka vietiin toteutusprosessiin. 2024b) sisältää tavoitteita ympäristöön ja alueen kulttuuriin ja elinvoimaan liittyen. Alun perin toimintamallin johtoajatuksena oli monitavoitteisuuden lisäksi etenkin ilmastonmuutoksen hillintä. Kiiminkijoen valuma-aluesuunnittelun yhdeksän askelta, jokaisen askeleen tarkoitus sekä tärkeimmät menetelmät ja tulokset. valuma-aluekoordinaatio ja osavaluma-aluesuunnitelmat) että maankäytön (esim. sosiaalinen oikeudenmukaisuus) liittyvien tavoitteiden saavuttamista laajoilla valuma-alueilla Tutkimussuunnitelman kirjoittaminen ja rahoituksen hakeminen Tarve kehittää valuma-aluesuunnittelumenetelmä laajoille turvemaavaltaisille valuma-alueille, joilla on monta maanomistajaa 2 Sidostahojen tunnistaminen Tunnistaa, keiden tulee olla mukana valuma-alueen suunnitteluprosessissa Sidostahojen tunnistaminen työpöytätyöskentelyn, epävirallisten tiedustelujen ja lumipallo-otannan avulla Keskeisiä sidostahoja ovat muun muassa alueja paikallishallinto, kansalaisjärjestöt (esim. Askel Tarkoitus Menetelmät Tulokset 1 Ongelman määrittely Määritellä, mikä hidastaa ympäristöön (esim. Hallinnan toimenpiteistä korostettiin valumaaluekoordinaatiota ja ohjauskeinoja. Potentiaaliset kohteet tarkistettiin maastossa. Mukana on sekä hallinnan (esim. Vettäminen lisää etenkin alkuvaiheessa metaanipäästöjä mutta sen kokonaisilmastovaikutus on viilentävä
vesi, ilmasto, monimuotoisuus) ja yhteiskuntaan (esim. Muutostarpeita löydettiin mm. Alkuvaiheessa työtä selvisi kuitenkin, että ilmastonmuutoksen hillintä koettiin paikallisja aluetasolla etäiseksi ja abstraktiksi – osin ristiriitaisen maankäytön hiilinieluja -varastokeskustelun takia sekä osin todennettavien paikallisvaikutusten epämääräisyyden takia. Potentiaaliset kohteet tarkistettiin maastossa. Jatkuvapeitteinen metsänkasvatus sekä turvepeltojen vettäminen ja metsittäminen koettiin tärkeiksi mutta osin ristiriitaisiksi toimenpiteiksi. 5 Tulevaisuuden visiointi ja muutostarpeiden listaus Sidostahojen tuominen yhteen visioimaan tulevaisuutta, toimenpiteitä ja tavoitteita Kokopäivätyöpaja (23 osallistujaa), jossa määriteltiin alustava tulevaisuusvisio, visioon pääsemiseksi tarvittavat toimenpiteet ja keskeiset tavoitteet. sosiaalinen oikeudenmukaisuus) liittyvien tavoitteiden saavuttamista laajoilla valuma-alueilla Tutkimussuunnitelman kirjoittaminen ja rahoituksen hakeminen Tarve kehittää valuma-aluesuunnittelumenetelmä laajoille turvemaavaltaisille valuma-alueille, joilla on monta maanomistajaa 2 Sidostahojen tunnistaminen Tunnistaa, keiden tulee olla mukana valuma-alueen suunnitteluprosessissa Sidostahojen tunnistaminen työpöytätyöskentelyn, epävirallisten tiedustelujen ja lumipallo-otannan avulla Keskeisiä sidostahoja ovat muun muassa alueja paikallishallinto, kansalaisjärjestöt (esim. kiinni -ohjelma) viitoittamana ja ilmastokriisiin vastaamisen kiireellisyyden takia. Muita ympäristötavoitteita ei vastustettu mutta ne koettiin vaikeasti lähestyttäviksi. Tämän takia vedenlaatu nostettiin tiekarttaa ohjaavaksi tavoitteeksi kuitenkin monihyötyisiä toimenpiteitä painottaen ja huomioiden myös muita ympäristöön ja yhteiskuntaan liittyviä tavoitteita. 2024a), alkuvaiheen visiointi (Sarkki ym. Työpaja sisälsi sekä pienryhmätyöskentelyä että keskustelua koko porukalla Keskeisimmät tavoitteet pysyivät muuttumattomina, tärkeimpänä vedenlaadun parantaminen. 6 Potentiaalisten maankäyttöratkaisujen vaikutusten arviointi Arvioida, millaisia vaikutuksia keskeisillä toimenpiteillä on tärkeimpien tavoitteiden suhteen Metsätaloustoimien ympäristöja talousvaikutusten simuloinnit Monsu-ohjelmalla (Pukkala 2011), paikkatietoanalyysit turvepeltojen vettämisja metsityspotentiaalista, aiemman tutkimustiedon koonti soiden ennallistamisesta ja turvetuotantoalueiden jatkokäytöstä, haastattelut (N=41, samat kuin kohdassa 3) toimenpiteiden hyväksyttävyydestä Metsätaloustoimista etenkin hakkuista pidättäytymisellä, jatkuvapeitteisellä kasvatuksella ja pintavalutuskosteikoilla on positiivisia vesistöja ympäristövaikutuksia toisin kuin muilla varsinaisilla metsätalouden vesiensuojeluratkaisuilla. 2024) ja toiminnallisen tiedon (actionable knowledge) rakentuminen prosessin aikana (Räsänen & Sarkki ym. virkistyskäyttö, elävä kulttuuri, kotiseutuylpeys, hyvinvointi ja valuma-alueyhteistyö. 2024b), monitavoitearvioinnin tulokset (askel 6; Räsänen ym. Näin keskeisten sidostahojen osallisuuden ja omistajuuden tunne sekä sitoutuminen tavoitteisiin pyrkimiseen vahvistui. Viidelle kohteelle laadittiin vesiensuojelurakenteista suunnitelmat, jotka vietiin toteutusprosessiin. Paikkatietotarkasteluissa oleellisimmiksi muutosta tarvitseviksi maankäytön muodoiksi tunnistettiin ojitetut turvemaat ja vesialueista Nuorittajoki. Kiiminkijoki ry), maaja metsätaloustoimijat, etujärjestöt, maanomistajat, tutkimuslaitokset 3 Taustatiedon kerääminen Tiedon kerääminen sidostahojen toiveista ja huolista sekä valumaalueen nykytilasta ja lähihistoriasta Puolipäiväinen aloitustyöpaja (N=35), keskeisten sidostahojen haastattelut (N=41), fokusryhmäkeskustelu metsänomistajien (N=7) kanssa, kysely sidostahoille, asukkaille ja muille toimijoille (35 vastausta), osallistuva havainnointi alueen tapahtumissa, paikkatietoja tilastoaineistojen kerääminen valuma-alueen maankäytöstä ja maanpeitteestä (kuva 3), vedenlaadusta sekä metsäja maataloudesta Tärkeimpänä tavoitteena pidettiin vedenlaadun parantamista ja vaelluskalojen paluuta. 9 Valumaaluekoordinaation perustaminen Varmistaa tiekartan toteutus ja muiden toimien koordinointi valuma-alueella Kolme online-ryhmäkeskustelua koordinaation perustamisesta yhdessä keskeisten sidostahojen kanssa, hankehakemuksen kirjoittaminen Valuma-aluekoordinaatio nostettiin tärkeimmäksi kehityskohteeksi tiekartassa ja jo sitä ennen prosessin eri vaiheissa. valuma-aluekoordinaatio ja osavaluma-aluesuunnitelmat) että maankäytön (esim. Koordinaation kehittämisen hankaluutta korostettiin keskusteluissa. Työskentely sisälsi sekä pienryhmätyöskentelyä että keskustelua koko porukalla Vedenlaadun ja vaelluskalojen lisäksi visioinnissa nostettiin esiin mm. Koordinaatiosuunnitelmassa Metsäkeskus aloittaa koordinaatiohankkeen, jonka aikana perustetaan paikallistoimijoiden ja kuntien välinen sopimuspohjainen koordinaatioratkaisu. 4 Ennallistamisja kunnostustoimien pilotointi Yksittäisten ennallistamisja kunnostustoimenpiteiden suunnittelu ja toteutus sekä sidostahojen motivointi mukaan prosessiin Potentiaalisten vesiensuojelurakenteita vaativien kohteiden kartoitus yhdessä sidostahojen kanssa eri tilaisuuksissa, vesiensuojelutoimien suunnittelu ja toteutus Sidostahot ehdottivat etenkin sivu-uoma Nuorittajoen varrelta useita ennallistamista ja kunnostusta tarvitsevia kohteita. Tiekartta viimeisteltiin palautteen avulla. Hallinnan toimenpiteistä korostettiin valumaaluekoordinaatiota ja ohjauskeinoja. Maankäytön toimenpiteistä tärkeinä nousivat esiin turvetuotantoalueiden jatkokäyttö, kosteikot ja soiden ennallistaminen, jota toivottiin etenkin metsätaloudellisesti kannattamattomille alueille (kuva 3). Lopullinen tiekartta (Kohti puhtaita vesiä, kestävää maankäyttöä ja elinvoimaista Kiiminkijokiseutua, Räsänen ym. turvemaametsien ja turvetuotantoalueiden käytöstä, ohjauskeinoista ja yhteistyörakenteista. 29 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. 7 Vaikutustenarvioinnin tuloksista keskustelu Päättää tiekarttaan tulevista toimenpiteistä Kokopäivätyöpaja (26 osallistujaa), jossa keskusteltiin kohdan 6 tuloksista, tiekartan tavoitteista sekä tiekarttaan sisällytettävistä maankäytön ja hallinnan toimenpiteistä. Toiminnallisella tiedolla tarkoitetaan tietoa, joka ei ole Askel Tarkoitus Menetelmät Tulokset 1 Ongelman määrittely Määritellä, mikä hidastaa ympäristöön (esim. Alueella on runsaasti turvepeltoalaa, joka soveltuu vaikuttaviin ilmastotoimiin – vettämiseen tai metsittämiseen (Räsänen ym. 2024a). Sidostahot painottivat toimenopiteitä, joilla on selkeä ja todennettava vaikuttavuus ja joista voidaan saada reilu korvaus. 8 Maankäyttötiekartan muodostaminen Viimeistellä tiekartta ja sitouttaa sidostahot mukaan sen toteutukseen Kysely tutkijatyönä valmistellusta tiekarttaluonnoksesta (10 vastausta), kokopäivätyöpaja (18 osallistujaa), jossa keskusteltiin tutkijatyönä valmistellusta tiekarttaluonnoksesta, ja muutostoiveiden kerääminen työpajan jälkeen muokatusta tiekartasta (4 vastausta). 2024). 2024b) sisältää tavoitteita ympäristöön ja alueen kulttuuriin ja elinvoimaan liittyen. Eri askeleiden tuloksia on käsitelty tarkemmin muissa julkaisuissa; lopputulostiekartta (askel 8; Räsänen ym. Vettäminen lisää etenkin alkuvaiheessa metaanipäästöjä mutta sen kokonaisilmastovaikutus on viilentävä. Ilmastonmuutosta tärkeämpi tavoite valuma-alueen keskeisille sidostahoille oli vedenlaadun ja vaelluskalojen elinolosuhteiden parantaminen. turvetuotantoalueiden jatkokäyttö, soiden ennallistaminen, jatkuva kasvatus, turvepeltojen vettäminen) toimenpiteitä. Mukana on sekä hallinnan (esim
Tarkemmin paikkatietoanalyyseja ja vaikutustenarviointia on esitelty julkaisussa Räsänen ym. Erityyppisen tiedon ja asiantuntemuksen yhdistäminen on keskeistä. Jatkuvaan kasvatukseen rehevimmät alueet soveltuvat karuja alueita paremmin. Prosessi on tärkeä, koska sen aikana muodostettiin yhteistyörakenteita, tuotettiin tietoa yhdessä, määriteltiin yhteinen tavoitetila, tuettiin sitoutumista ja kasvatettiin keskinäistä luottamusta. Valuma-aluesuunnitelmien tekemisen ja toteutuksen tulee perustua jatkuvaan vuoropuheluun eri toimijoiden välillä. Tietoa yhdistämällä voidaan tehdä kokonaisvaltaisia arvioita toimenpiteistä ja esimerkiksi toimenpiteisiin sitoutumisen ehdoista. Parhaat käytänteet ja pullonkaulat Jotta kehittämäämme yhdeksänaskelista toimintamallia ja myös valuma-aluesuunnittelua yleisellä tasolla voisi kehittää edelleen, reflektoimme toimintamallin ja sen soveltamisen hyviä ja huonoja puolia käymällä läpi keräämiämme aineistoja (taulukko 1 ) ja käyttämällä yhteistoiminnallisen autoetnografian menetelmää (Chang ym. Kuva 3. Erityyppiset tiedot tuovat esille eri näkökulmia valuma-alueesta sekä mahdollisista toimenpiteistä ja niiden vaikutuksista. Kartan aineistolähteet: Suomen metsäkeskus, Metsähallitus Luontopalvelut, Metsätalous Oy, Maanmittauslaitos. Julkaisuprosessissa on tarkempi analyysi metsätalouden vesiensuojeluratkaisujen vesiensuojelullisesta tehosta (Nieminen ym. Karuimmat ojitetut turvemaat ovat usein metsätaloudellisesti heikkotuottoisia, kun taas rehevämmillä kohteilla metsätalous on useammin kannattavaa. Vastaavasti ennallistamisen monimuotoisuusja ilmastohyödyt ovat suurempia rehevämmillä kohteilla (Kareksela ym 2023). Meidän tapauksessamme toimintamallin lopputuote on valuma-alueen maankäyttöä ohjaava tiekartta, mutta jatkotyön kannalta tiekarttaan johtanut prosessi voi olla yhtä tärkeä kuin lopullinen tiekartta. Parhaat käytänteet Toimenpiteiden ja suunnittelun organisointia varten valuma-aluesuunnitteluun tarvitaan hallintoja sektorirajat ylittävä koordinoiva taho, joka on tiiviissä vuoropuhelussa keskeisten sidosryhmien kanssa. Kiiminkijoen tapauksessa yhdistimme määrällistä mallinnustutkimusta, laadullista haastatteluja, työpajatyöskentelyä ja osallistuvaan havainnointiin perustuvaa tutkimusta sekä aikaisempien tutkimusten tuloksia. 2013). Mahdollinen valuma-aluekoordinaattori voi olla esimerkiksi paikallinen yhdistys tai julkishallinnollinen organisaatio. Havaitsimme useita parhaita käytänteitä ja pullonkauloja, jotka auttavat myös muiden valuma-alueiden toimintamallien suunnittelussa ja toteutuksessa. Esimerkki vaikutustenarvioinnin yhteydessä tuotetusta teemakartasta (metsäojitetut suot eri ravinteisuusluokissa), joka auttaa hahmottamaan toimenpiteiden mahdollista sijoittamista Kiiminkijoen valumaalueella. 30 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Ilman koordinaattoria valuma-alueella tapahtuva toiminta jää helposti sirpaloituneeksi ja siiloutuneeksi, eikä sillä ole riittäviä resursseja ja vaikutusta. (2024a). arvioitavana). Tämä tarkoittaa sekä tieteellisen tiedon eri muotoja että tieteellisen tiedon, asiantuntijatiedon ja paikallistason maallikkotiedon yhdistämistä. ainoastaan relevanttia käytännön toimijoille vaan tietoa, jolla voidaan tehdä muutoksia käytännön toimintaan (Argyris 1993)
Veden ja luonnon prosessit eivät noudata maanomistustai hallintorajoja, joten yksittäisten maanomistajien toimet ovat harvoin vaikuttavia valuma-aluetasolla. Käytännössä siis valuma-aluesuunnittelussa kuntien ja maakuntien tulee tehdä yhteistyötä. Maanomistajien sitouttaminen yhteiseen tavoitteeseen tai edes tavoittaminen on kuitenkin haastavaa, sillä maanomistajilla on erilaisia toiveita ja tarpeita sekä omistussuhteita maaomaisuuteensa. Nykyiset maaja metsätalouden ohjauskeinot eivät aina kannusta ympäristötavoitteiden kannalta järkevään toimintaan. Laajalla valuma-alueella tehtävä ylätason visiointi ja suunnittelutyö jää helposti vain suunnitelmiksi, jotka eivät johda muutoksiin käytännössä. Valuma-aluekoordinaatio ei kuulu viranomaisten tai esimerkiksi tutkimuslaitosten ydintehtäviin, eivätkä ne olleet halukkaita koordinaatioon Kiiminkijoen tapauksessa. metsien suojelu ja jatkuva kasvatus) epäiltiin. Toimenpiteet eivät välttämättä ole monihyötyisiä ja tavoitteita joudutaan priorisoimaan. Siten kehittämämme yhdeksänaskelinen toimintamalli ei välttämättä sovellu sellaisenaan muille valuma-alueille, mutta siinä olevia komponentteja voidaan hyödyntää muualla. Osavaluma-alueilla tehtävää työtä tulee suunnata ja priorisoida koko valuma-alueelle tunnistettujen keskeisten tavoitteiden ja toimenpiteiden sekä esimerkiksi indeksitarkastelujen (Marttunen ym. Valuma-aluesuunnittelun tueksi tarvitaan laajempia yhteiskunnallisia muutoksia, jotta ympäristön kannalta kestävä ja sosiaalisesti oikeudenmukainen muutos saadaan aikaan (Heikkinen ym. 2025). Sen sijaan paikallistasolla enemmän voi kiinnostaa oman lähiympäristön tai -vesistön tila ja huoli toimeentulosta. Lopulta Kiiminkijoen tapauksessa päädyttiin perusteltuun kompromissiin, joka yhdistelee erityyppisiä toimenpiteitä. Joissain tilanteissa voi olla tarve kompromisseille, jotta tärkeimpiä tavoitteita saadaan edistettyä. Luottamuksen ja tahtotilan rakentamisessa auttaa keskinäinen vuoropuhelu ja kunnioitus. Siten keskeinen osa tiekarttaamme on osavaluma-aluekohtaiset suunnitelmat. Olemassa olevat hallintorajat eivät noudata valuma-alueiden rajoja, eivätkä siten ole vesienhoidon kannalta tarkoituksenmukaisia. Tiettyä toimintamallia voi olla tarpeen räätälöidä ja muokata prosessin aikana. Vastaavasti ympäristötavoitteet voivat olla keskenäänkin ristiriitaisia: metsäojitettujen soiden ennallistaminen on luonnon monimuotoisuuden kannalta ensisijaisen tärkeä toimi, ja se hyödyttää vesistöjen tilaa varsinkin pitkällä tähtäimellä, mutta ilmastonmuutoksen hillinnän kannalta se ei välttämättä ole kaikilla kohteilla järkevä toimenpide (esim. 2024) avulla. Kiiminkijoella keskusteltiin esimerkiksi metsätalouden kannustejärjestelmän ongelmasta, jossa puunmyyntitulot vähentävät suon ennallistamisesta saatavaa tukea, ja toimivien luonnonarvomarkkinoiden puuttumisesta. Pullonkaulat Valuma-aluekoordinaatioon ei ole olemassa yhtä soveltuvaa tahoa, eikä ole olemassa yhtenäistä mallia, miten koordinaatio voidaan järjestää (Rytkönen ym. Ilmastonmuutoksen hillintä tai biodiversiteettikadon estäminen ovat ihmiskunnan kohtalonkysymyksiä mutta ne eivät välttämättä herätä innostusta paikallistoimijoissa eivätkä edistä sitoutumista. Toimijoiden välinen luottamus ja yhteinen tahtotila on oleellista, jotta toimenpiteisiin sitoudutaan ja muutoksia saadaan edistettyä. Ilmastonmuutoksen hillintä, biodiversiteettikadon estäminen ja vesien tilan parantaminen vaativat laaja-alaisia muutoksia arvoissa, asenteissa ja 31 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Toimenpiteiden käyttöönotossa oleellista onkin monien, jopa lähes kaikkien, maanomistajien hyväksyntä ja sitouttaminen. turvetuotantoalueiden vettäminen), kun taas mallinnusten perusteella ilmaston ja vesistön kannalta vaikuttavimpia sekä laajoja alueita koskettavia ja toimintatapojen muutoksia vaativia toimia (esim. 2024). 2021) (kuva 3 ). Siten laajan valuma-alueen suunnittelun rinnalle tarvitaan osavaluma-aluekohtaisia tarkempia suunnitelmia ja toimenpiteiden toteutusta. Jotta suunnitelmat saadaan vietyä käytäntöön paikallistasolla, paikallistoimijoille tulee pystyä osoittamaan selkeät hyödyt toimenpiteistä. Toisaalta taas hallintorajojen muokkaaminen valuma-alueisiin voisi aiheuttaa ongelmia muussa suunnittelussa ja hallinnossa. Kansalaisjärjestöillä (Kiiminkijoella esimerkiksi Kiiminkijoki ry) ei välttämättä ole tarpeellisia resursseja tai omarahoitusta, jota vaaditaan koordinaation toteuttamiseen. Sekä isoilla että pienillä valuma-alueilla maanomistus on hyvin sirpaloitunutta. Kiiminkijoen tapauksessa muutimme keskeisimpiä tavoitteita prosessin alkuvaiheessa ja nostimme maankäyttötiekartan lisäksi koordinaation perustamisen toiseksi loppu tuotteeksi. Toimintamallia muodostettaessa pitää olla varautunut yllätyksiin ja muutoksiin. Kiiminkijoen tapauksessa sidostahot painottivat paikallisia toimenpiteitä, jotka eivät ole välttämättä laajan valuma-alueen kokonaisuuden kannalta vaikuttavimpia ilmaston tai vesistön kannalta (esim. Toimenpiteiden valinnassa tuleekin pyrkiä keskustelevuuteen ja tieteellisen tiedon hyödyntämiseen. Kareksela ym. Kiiminkijoella ratkaisu löytyi lopulta Metsäkeskuksen avulla: Metsäkeskus käynnistää koordinaatiohankkeen, jonka aikana luodaan paikallistoimijoiden ja kuntien välinen koordinaatiorakenne
A new method for estimating carbon dioxide emissions from drained peatland forest soils for the greenhouse gas inventory of Finland. Knowledge for action: A guide to overcoming barriers to organizational change. Kuitenkaan ei välttämättä ole tarkoituksenmukaista noudattaa orjallisesti näitä yhdeksää askelta, vaan räätälöidä omalle valuma-alueelle soveltuva toimintamalli. Räsänen, A. & Mikola, J. Argyris, C. Collaborative autoethnography. Heikkinen, H. Tietokortti 2024. 47 s. Vesitalous 1/2024: 20–27. Biogeosciences 20(18): 3827-3855. C. (2003). Vertaisarvioitu raportti. & Häggblom, O. Mainstreaming nature-based solutions through five forms of scaling: Case of the Kiiminkijoki River basin, Finland. elintavoissa. 32 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. (2025). Räsänen, A., Miettinen, J., Kekkonen, H., Haanpää, O., Nieminen, M., Sarkkola, S., Pukkala, T., Mäntymaa, E., Sarkki, S., Yliperttula, K., Ruohonen, A., Kikuchi, K., Isolahti, M., Koukkari, V. (2024). & Räsänen, A. & Vasander, H. Pukkala, T. Kohti puhtaita vesiä, kestävää maankäyttöä ja elinvoimaista Kiiminkijokiseutua. Science of the Total Environment 762: 144098. Chang, H., Ngunjiri, F., & Hernandez, K. & Ukonmaanaho, L. Johtopäätökset Tässä artikkelissa olemme esitelleet Kiiminkijoelle sovellettua valuma-alueen suunnittelun toimintamallia, prosessin soveltamisen aikana havaitsemiamme keskeisiä löydöksiä sekä yleisempiä parhaita käytänteitä ja pullonkauloja valuma-aluesuunnittelussa. Tätä työtä voivat tehdä esimerkiksi julkishallinnon toimijat, tutkimuslaitokset tai konsultit. P., Ojanen, P., Heikkinen, J., Henttonen, H. Jossey-Bass Inc., Publishers, San Francisco, USA. Soiden ennallistamisen suoluonto-, vesistö-, ja ilmastovaikutukset. Drainage for forestry increases N, P and TOC export to boreal surface waters. (2011). Blurring binaries and environmental management practices from agricultural productivism to TechnoGarden fixes. (2024). Helsinki. (2024). Teoksessa: Keskitalo, E. Ideaalitilanteessa laajan valuma-alueen suunnitelmalla voidaan ohjata tarkempien osavalumaaluesuunnitelmien tavoitteenasettelua ja toimenpiteiden valintaa. & Räsänen, A. A. & Kajanus, M. Lähteet Alm, J., Wall, A., Myllykangas, J. 12 p. Finér, L., Lepistö, A., Karlsson, K., Räike, A., Härkönen, L., Huttunen, M., Joensuu, S., Kortelainen, P., Mattsson, T., Piirainen, S., Sallantaus, T., Sarkkola, S., Tattari, S. Monitasoinen valuma-aluesuunnittelu on tärkeää, jotta saadaan ympäristön kannalta kestäviä ja sosiaalisesti oikeudenmukaisia muutoksia aikaan. I. Understanding humannature practices for environmental management – examples from northern Europe. Maaja metsätalousministeriö, ympäristöministeriö, Helsinki. Future subjunctive: backcasting as social learning. Monitavoitteiset vesienhallintaja ilmastokestävyystarkastelut: Avain kokonaisvaltaiseen valuma-aluesuunnitteluun. Jotta muutos saadaan valumaalueella liikkeelle, tarvitaan jatkuvaa toimijoiden välistä tiedonvaihtoa, keskinäisen luottamuksen rakentamista sekä riittäviä hallinnollisia ja taloudellisia tukirakenteita pitkäkestoisen sitoutumisen mahdollistamiseksi. (2024b). Optimising forest management in Finland with carbon subsidies and taxes. (toim.). Routledge. Toimintamallin yhdeksän askelta – ongelman määrittely, sidostahojen tunnistaminen, taustatiedon kerääminen, ennallistamisja kunnostustoimien pilotointi, tulevaisuuden visiointi ja muutostarpeiden listaus, potentiaalisten toimien vaikutusten arviointi, vaikutustenarvioinnin tuloksista keskustelu, toimenpidetiekartan muodostaminen ja toiminnan koordinointi – voivat toimia ohjenuorana myös muilla laajoilla valuma-alueilla tapahtuvaan yleistason suunnitteluun ja visiointiin. Routledge Earthscan, painossa. Luonnonvaraja biotalouden tutkimus 32/2024. Rytkönen, A.-M., Ahopelto, L., Helkimo, J., Olin, S., Keto, A., Leinonen, A. Tästä osoituksena toimii se, että valuma-alueen keskeiset sidostahot lähtivät hankkeeseen mielellään ja motivoituneina mukaan. Futures, 35(8), 839-856. C. I., Haanpää, O., Kikuchi, K., Sarkki, S., Ruohonen, A., Lépy, É. I., Sarkki, S., Yliperttula, K., Välimäki, M., Koukkari, V., Isolahti, M. Ambio, 53(2), 212-226. 62 s. & Heikkinen, H. (2013). Kiiminkijoen valuma-alueen maankäyttö: Potentiaaliset toimenpiteet ja niiden vaikutukset. Räsänen, A., Kekkonen, H., Miettinen, J., Kärkkäinen, K., Sarkkola, S., Nieminen, M., Haanpää, O., Heikkinen, H. Luonnonvarakeskus, Helsinki. Robinson, J. (2024). Environmental Science and Policy 162: 103929. Valtioneuvoston julkaisuja 2024:6. Valuma-aluesuunnittelun tiekartta vuoteen 2030. Yleisesti tärkeitä vaiheita jokaisessa suunnitteluprosessissa ovat yhteisen tahtotilan, tavoitteen ja vision määrittäminen, visioon pääsemiseksi tarvittavien muutospolkujen hahmottaminen ja visioon sitoutuminen. I., Hiedanpää, J., Kikuchi, K. Sarkki, S., Haanpää, O., Heikkinen, H. Marttunen, M., Turunen, V., Räsänen, A., Rantala, T. & Rahkila, R. M., Laiho, R., Minkkinen, K., Tuomainen, T. & Sarkki, S., Haanpää, O., Isolahti, M., Kekkonen, H., Kikuchi, K., Koukkari, V., Kärkkäinen, K., Miettinen, J., Mäntymaa, E., Nieminen, M., Rahkila, R., Ruohonen, A., Sarkkola, S., Välimäki, M., Yliperttula, K. Suomen Luontopaneelin julkaisuja 3b/2021. (2021). Lähestymistapa on herättänyt mielenkiintoa myös Kiiminkijoen valumaalueen ulkopuolella. (2023). (2024a). Kiitokset Tutkimusta on rahoittanut maaja metsätalousministeriön Nappaa hiilestä kiinni -kehittämisohjelma (Maankäyttösektorin ilmastotoimenpiteiden yhteissuunnittelu Kiiminkijoen valuma-alueella (MATKI) -hanke, VN/28085/2021). Bridging the knowledge-action gap: A framework for co-producing actionable knowledge. Luonnonvarakeskus. Maankäytön muutokset ja valuma-alueilla tapahtuvat toimet eivät onnistu, jos niille ei ole riittäviä yhteiskunnallisia mahdollisuuksia ja kannusteita. & Heikkinen, H. I. Tapaustutkimus havainnollistaa, että laajojen valuma-alueiden suunnitteluprosessille on perusteltu tarve. (2021). Kareksela, S., Ojanen, P., Aapala, K., Haapalehto, T., Ilmonen, J., Koskinen, M., Laiho, R., Laine, A., Maanavilja, L., Marttila, H., Minkkinen, K., Nieminen, M., Ronkanen, A.-K., Sallantaus, T., Sarkkola, S., Tolvanen, A., Tuittila, E.-S. H. (1993). Forest Policy and Economics 13: 425–434. Kiitämme kaikkia MATKI-hankkeessa työskennelleitä ja tiekartan suunnitteluprosessiin osallistuneita sidostahoja
Kaksitasouoma on luontopohjainen vaihtoehto tavanomaiselle uomaperkaukselle kohteissa, joissa tulvienhallinta tai maan kuivatus vaatii parantamista. Kaksitasouomia on käytetty jokitulvien hallintaan jo vuosikymmeniä, sillä tulvatasanteet tarjoavat paljon virtauspinta-alaa. Kaksitasouomaratkaisussa olemassa olevan valtaojan, laskuojan tai puron toiselle tai molemmille laidoille kaivetaan noin keskimääräistä virtaamaa vastaavalle vedenkorkeudelle tulvatasanteet (kuva 1 ). Vedenlaatuhyödyt liittyvät erityisesti kasvittuneeseen tulvatasanteeseen, jolla virtausnopeudet ovat alhaiset, Kaksitasouomien tulvatasanteet kiintoaineen ja fosforin pidättäjinä: tietoa mitoituksen, hoidon ja valuma-aluetekijöiden vaikutuksista KAISA VÄSTILÄ TkT, DI, Akatemian tutkijatohtori, Aaltoyliopisto; erikoistutkija, Suomen ympäristökeskus, kaisa.vastila@syke.fi TOM JILBERT FT, ympäristögeokemian professori, Helsingin yliopisto MATIAS VIRTA MMK, ennallistamisasiantuntija, Tapio Oy TIINA RONKAINEN FT, MMM (MH), johtava asiantuntija, Tapio Oy JARI KOSKIAHO TkT, erikoistutkija, Suomen ympäristökeskus JANI WIKSTRÖM FM, väitöskirjatutkija, Helsingin yliopisto PASI VALKAMA FT (maantiede), erikoistutkija, ryhmäpäällikkö, Suomen ympäristökeskus MAIJA KAUPPILA ympäristösuunnittelija AMK, ympäristöasiantuntija, Tapio Oy SAMULI JOENSUU MMT, FM, vesiensuojelun johtava asiantuntija, Tapio Oy Tulvatasanteelliset kaksitasouomat ovat todennettujen ja oletettujen hyötyjensä takia yleistymässä vesienhallinnassa. Alivesiuomaa voidaan tarvittaessa syventää, mutta se voidaan myös jättää ennalleen erityisesti, jos kuivatussyvyys on riittävä. Noin viimeisen 15 vuoden aikana kaksitasouomia on alettu toteuttaa enemmän myös maatalouden vesienhallinnan tarpeisiin erityisesti Yhdysvalloissa (mm. 2021; Damphousse ym. Johdanto Kaksitasouoma on verrattain uusi toimenpide maaja metsätalouden vesienhallinnassa, ja tieto sen ympäristöhyödyistä on lupaavaa mutta puutteellista (mm. Artikkelissa arvioimme sedimentaatiopidättymistä kolmessa suomalaisessa kohteessa peilaten tuloksia valuma-aluetason kuormituksen hallintaan. 2024; Huttunen ym. Davis ym. Näin olemassa olevan uoman syvin osuus jää alivesieli pääuomaksi. Kaksitasouoman poikkileikkaus verrattuna perinteisesti perattuun uomajaksoon saman maatalouspuron varrella. Samalla on herännyt kiinnostus kaksitasouomien mahdollisuuksiin parantaa vedenlaatua ja uomien ekologista tilaa. Kasvittuneille tulvatasanteille sedimentoituu kiintoainetta ja fosforia, mutta vuotuisista massataseista on hyvin vähän tietoa. 33 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Västilä ym. 2015), mutta myös Suomessa (esim. Västilä & Järvelä 2015). Kuva 1. 2024)
Valtaosa kokeellisista maastotutkimuksista (mm. Tämän artikkelin tavoitteina on 1) määrittää tulvatasanteen niiton, leveyden ja korkeustason vaikutus kiintoaineen ja kokonaisfosforin sedimentaatiopidättymiseen tulvatasanteelle, 2) vertailla tulvatasanteiden tehokkuutta savija turvemaiden sekä maatalousja metsätalousalueiden välillä ja 3) heijastella tuloksia kaksitasouomien käyttämiseen valuma-aluetason vesienhallinnassa. 2021), jolloin sedimentaation voidaan olettaa olevan tärkein pidättymismekanismi kiintoaineen lisäksi myös fosforille. Esimerkiksi tiheän hoitamattoman tulvatasannekasvillisuuden on havaittu voivan heikentää tulvatasanteiden sedimentaatiotehoa haittaamalla partikkelimaisen aineksen sekoittumista alivesiuomasta tulvatasanteelle (Västilä & Järvelä 2018). tulvatasanteiden korkeustason ja siten välillisesti tulvintatiheyden vaikutuksista. Sedimenttikeräinmenetelmä arvioitiin kohteisiin sopivaksi, sillä aiemman tutkimuksen (Västilä & Järvelä 2018) perusteella oletuksena oli, että tällaisilla tulvatasanteilla, joiden kasvillisuuden korkeus on vähintään noin 0,1 m, vallitsee nettosedimentaatio. 2009, Västilä ym. 2015, Mahl ym. 2016). Kaksitasouomien vedenlaatuvaikutuksiin liittyy kuitenkin huomattavia epävarmuuksia, sillä vuotuisia tai pidemmän aikavälin kokeellisia massataseita kiintoaineelle (SS) ja fosforille (P) on vain parista tutkimuksesta (Mahl ym. Savimailla valtaosa fosforikuormituksesta on kiintoaineeseen sitoutunutta (Kämäri ym. 2017) seuranta perustui jatkuvatoimisiin mittauksiin, mutta kohde oli valuma-alueeltaan hyvin pieni, minkä vuoksi huomattavan positiivisia tuloksia ei voi luotettavasti yleistää. mikä edistää partikkelimaisen aineksen kasautumista eli sedimentaatiota. Kohde Valuma-alueen päämaalajit (%) Valumaalue (km²) Maaja metsätalous maan osuus (%) Kaksitasouo man rakentamis vuosi Tulvatasanteen leveys (m) Tutkittu vaikuttava tekijä Seurantajakso (v) Ritobäcken (Sipoo) kalliomaa (64), (lieju)savi (23) 10,3 11 / 80 2010 4,5 Niitto ~2 Uuhikonoja (Tammela) moreeni (37), savi (32), turve (29) 5,4 48 / 45 2020 1,5 + 1,5 Tasanteen korkeustaso / tulvintatiheys ~2 Pipakallion suo (Loppi) moreeni (76), turve (13) 1,4 4.3 / 93.4 2016 3 Etäisyys alivesi uomasta ~2,5 34 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. maaperä ja maankäyttö, ovat suhteellisen pysyviä, mutta niiden vaikutuksia ei ole toistaiseksi tarkemmin arvioitu, sillä esimerkiksi metsätalouskohteilta ja turve mailta ei ole ollut mittaustietoa. Nämä epävarmuudet voivat osaltaan selittää vaihtelevia arvioita kaksitasouomien vaikuttavuudesta, sillä noin 90 % kuormituksesta kulkeutuu tulvatasanteelle nousevilla ylivirtaamilla, ja pienissä uomissa virtaamaja pitoisuusmuutokset ovat hyvin nopeita (Banner ym. Näin ollen on tarvetta lisätutkimuksille, joiden seuranta kattaa koko vuotuisen hydrografian ja erityisesti tulvatasanteella tapahtuvat sedimentaatioprosessit. Kaksitasouomien vedenlaatuhyötyjen optimointi valumaaluetasolla vaatii lisäksi tarkempia arvioita tulvatasannepidättymistä säätelevistä tekijöistä. 2021; Västilä ym. Uuhikonojan kaksitasouoma taas mahdollistaa hyvän koeasetelman mm. Valuma-alueen ominaisuudet, mm. Kiintoaineen ja ravinteiden kasautuminen tulvatasanteelle määritettiin tekonurmimatosta tehdyillä sedimenttikeräimillä (ks. seuraava osio). Trentman ym. 2015, 2016), jonka biogeokemiallisten olosuhteiden oletettiin olevan ennen tätä tutkimusta jo vakiintuneet 11 vuoden takaisen tulvatasanteen kaivun aiheuttamasta häiriöstä. Västilä ym. 2015, Kinderwater & Steinman 2019) on perustunut vesinäytteisiin, jotka ovat tyypillisesti vinoutuneet alivirtaamiin, minkä lisäksi näytteenoton aikaisia virtaamia ei ole mitattu (mm. 2020). Tutkittujen kohteiden valuma-alueiden ja kaksitasouomien keskeiset ominaisuudet. Taulukko 1. Pipakallionsuo valittiin mukaan edustamaan harvinaisempaa metsätalousja turvealueella sijaitsevaa kaksitasouomaa. Uomien mitoitukseen ja tulvatasanteiden hoitoon voidaan puolestaan suoraan vaikuttaa, mutta näiden optimointi edellyttää tietoa eri mitoitustekijöiden ja vedenlaadun välisistä kytköksistä. Davis ym. 2017). Näistä Ritobäcken on Suomen tieteellisesti pisimpään havainnoitu kaksitasouoma (mm. Näin ollen tämän tutkimuksen yhtenä hypoteesina oli, että kasvillisuuden niitolla voitaisiin parantaa tulvatasanteiden sedimentaatiopidättymistä. Millään näistä kolmesta tutkitusta koealueesta tulvatasanteille ei suoraan laskenut salatai sarkaojia. 2015; Hodaj ym. Aineisto ja menetelmät Uomakohteet ja tutkitut vaikuttavat tekijät Tutkimukseen valittiin kolme kohdetta, joissa kaksitasouoma on rakennettu aiemmin tavanomaisesti perattuun valtaojaan, laskuojaan tai puroon (taulukko 1 ). Näistä vain yhden kohteen (Hodaj ym
Vastaavan pituiset koealueet suoraan alavirtaan ja ylävirtaan jätettiin niittämättömiksi referensseiksi (kuva 2 ). Keräimet vaihdettiin uusiin vuosittain touko-heinäkuussa. Toisena vuonna niitto tehtiin ns. Maastossa olleet keräimet esikäsiteltiin Aalto-yliopiston tai Helsingin yliopiston laboratorioissa. Korsien korkeus oli noin 2 cm. Kasvillisuus pyrittiin niittämään keskimäärin noin 0,1 m korkeudelta, sillä matalampi kasvillisuus ei ehkä suojaisi eroosiolta (Västilä & Järvelä 2015, 2018). Lisäksi hyödynnettiin uoman luontaista morfologista vaihtelua, jolloin sedimenttikeräimet (N=4) saatiin asennettua noin 50 m pitkälle uomaosuudelle niin, että mittauskohdat edustavat eri tulvintatiheyksiä. Keräimet asennettiin noin 0,35 m etäisyydelle alivesiuomasta, jotta mahdolliset tulvatasanteen luiskien pienet sortumat eivät vaikuttaisi tuloksiin kapealla tasanteella. Kullekin neljästä koealueesta asennettiin kolme sedimentti keräintä (N=12) tasaisille etäisyyksille koe alueiden ylävirran päästä, kukin noin tulvatasanteen keskelle (2,4 m etäisyydelle alivesiuomasta). Kuva 3. Selvät isot kasvintähteet erotettiin, minkä jälkeen hienompiKuva 2. Västilä ym. itsevetävällä sorminiittokoneella ja niittojäte haravoitiin pois. Uuhikonojalla tulvatasanteet rakennettiin alivesiuoman eri puolilla eri korkeuksille. Sedimenttikeräimet asennettiin neljään poikkileikkaukseen kahdelle etäisyydelle alivesiuomasta: tulvatasanteen alivesiuoman puoleiseen reunaan ja 1,9 m etäisyydelle alivesiuomasta (kuva 3 ). Ritobäckenin niitetty (edessä) ja niittämätön tulvatasannekoeala (takana). Kaksitasouoma Pipakallionsuon turvevaltaisella alueella 1. vuonna niittokauhalla, joka leikkasi kasvillisuuden ja keräsi niittoaineksen pois uomasta. Aiempien suositusten (Hjerppe ym. Havainnekuva (oik., ei mittakaavassa) näyttää sedimenttikeräinten sijainnit kahdella etäisyydellä alivesiuomasta. Keräimet olivat neliönmuotoisia ja kooltaan 0,2 m x 0,2 m tai 0,3 m x 0,3 m. Kasvillisuus kehittyi korkeammaksi seurannan aikana. Ritobäckenillä määritettiin tulvatasanteen niiton vaikutus sedimentaatiopidättymiseen niittämällä kasvillisuus loppukesäisin kahdella noin 50 m pituisella uomaosuudella. 2020) mukaisesti niitto tehtiin 1. Erityisesti niittokauhalla jälki oli osittain epätasaista, sillä niittopäivänä tulvatasanne oli veden peitossa, ja joistakin paikoin oli poistunut ohuelti myös pintamaata. seurantavuoden jälkeen (vas., alivesiuoma kuvan vasemmassa reunassa). 2016). Ne asennettiin tulvatasanteen pinnalle ja ankkuroitiin kulmistaan maahan niin, että ne pysyivät paikoillaan. tasanne 1 2 3 4 7 8 9 10 1,5 m 1,5 m 1,5 m 1,5 m 70 m 3 m 35 m 35 m pato uoma turvepadot 5 kpl kunnostetut metsäojat 5 kpl 35 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Kaikissa kohteissa keräimet olivat enintään noin 250 m etäisyydellä toisistaan, joten maaperä, virtaama, ainekuormat ja sääolosuhteet eivät eronneet kunkin kohteen sisällä. Sedimentaation kautta pidättyneen aineksen määrittäminen Sedimenttikeräimiä varten eri tekonurmivaihtoehdoista valittiin mahdollisimman hyvin luontaisen ruohovartisen tulvatasannekasvillisuuden tiheyttä ja korsien paksuutta vastaava (mm. Tällä koejärjestelyllä muu tuloksiin vaikuttava vaihtelu saatiin rajattua pois, sillä uomamorfologia ei muuten eronnut mittauskohtien välillä. Pipakallionsuon koeasetelmalla tutkittiin epäsuorasti tulvatasanteen leveyden vaikutusta
Näin ollen kerrointen määrittämisessä ei käytetty vuoden 2020 dataa, jolloin kuormat olivat koholla kaivun vaikutuksesta (Koskiaho & Tattari 2022). jakoinen mineraalija orgaaninen aines huuhdottiin talteen alumiinivuokiin märkäharjaamalla keräimet runsaalla käänteisosmoositai deionisoidulla vedellä. Näin muodostuneet suspensiot ja huuhdotut keräimet kuivattiin uunissa 45 °C:ssa, kunnes vesi oli haihtunut ja massat eivät enää muuttuneet. Neliömetrikohtainen kiintoaineen ja fosforin sedimentaatiopidättyminen (SS pid , P pid ) saatiin jakamalla kiintoaineen massa keräimen pinta-alalla. Virhepylväät kuvaavat keskivirhettä. Osa märkäpoltettiin mikroaaltouunissa 65 % HNO?-uutolla, jonka jälkeen kokonaisfosforin ja muiden alkuaineiden pitoisuudet mitattiin ICP-OES (Inductively Coupled PlasmaOptical Emission Spectroscopy) -laitteella. Kaikissa kohteissa oli saatavilla jatkuvatoiminen virtaama-arvio perustuen purkautumiskäyrään, joka määritettiin anturilla mitatun vedenkorkeuden ja siivikolla mitatun virtaaman välille. Niiton pidättymistä tehostava vaikutus Kuva 4. Ritobäckenin Analite NEP5000anturilla mitatut sameudet korreloivat hyvin laboratoriossa jaksolla 9/2020–10/2023 vesinäytteistä (N = 31) määritettyjen kiintoaineen (R² = 0,87), partikkelifosforin (R² = 0,82) ja kokonaisfosforin (R² = 0,80) pitoisuuksien kanssa. Kuormat sedimenttikeräinten paikallaanolojaksona määritetiin skaalaamalla WSFS-Vemalan tulokset skaalauskertoimilla. Pipakallionsuon osalta arvioitiin hetkellisten vesinäytteiden ja kyseisen päivän keskivirtaaman avulla kuormat 19 päivälle ajanjaksolla 04/2021–10/2023, ja mitattujen päiväkuormien avulla määritettiin kiintoaineen ja fosforin skaalauskertoimet WSFS-Vemala-mallille niin, että mallinnettujen ja mitattujen päiväkuormien summa oli yhtä suuri. Anturit puhdistettiin mekaanisella pyyhkimellä automaattisesti ennen jokaista mittausta. Ritobäckenin ja Uuhikonojan osalta pitoisuudet perustuivat jatkuvatoimiseen sameusmittaukseen, joka kalibroitiin samanaikaisesti otettujen vesinäytteiden avulla. 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Kiintoaineen pidätys (kg/m²/a) Fosforin pidätys (g/m²/a) Pidä?yneen aineksen fosforipitoisuus (ppt) Niite?y tasanne Nii?ämätön tasanne 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 2 4 6 8 10 12 14 0,61 0,74 0,75 0,92 Fo sf or ip ito isu us (p pt ) SS pi d (k g/ m 2 /a ), P pi d (g /m 2 /a ) Tulvatasanteen suhteellinen korkeusasema (m) Kiintoaineen pidätys SS pid Fosforin pidätys P pid Fosforipitoisuus 36 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Kuivatusta kasautuneesta kiintoaineesta otettiin osanäyte, joka hienonnettiin käsin huhmareessa. Tulokset ja pohdinta Niiton sekä tasanteen korkeustason ja leveyden vaikutukset aineiden pidättymiseen tulvatasanteelle Ritobäckenillä tulvatasannekasvillisuuden niitto kasvatti kiintoaineen pidättymistä tulvatasanteella 92 %:lla (Welchin t-testi, p=0,001) ja fosforin pidättymistä 68 %:lla (p=0,01, kuva 4 ). Keräinten alkuja loppupainoja vertaamalla varmistuttiin, ettei keräimiin jäänyt huuhtelussa merkittävää määrää ainesta. Koska Uuhikonojan jatkuvatoiminen sameusmittaus ei ollut toiminnassa koko sedimenttikeräinten paikallaoloaikaa, arvioitiin puuttuvien ajanjaksojen kuormat skaalaamalla WSFS-Vemala-mallin tulokset. Skaalauskertoimet määritettiin niin, että jatkuvatoimisesti seuratun ajanjakson mitatut ja mallinnetut kokonaiskuormat olivat yhtä suuret. Siten kiintoaineja kokonaisfosforikuormitukset voitiin luotettavasti laskea jatkuvatoimisesti mitattujen sameuden ja virtaaman pohjalta. Tästä osanäytteestä määritettiin kemiallinen koostumus Helsingin yliopiston laboratorioissa. Niiton (vas.) ja tulvatasanteen korkeustason vaikutus (oik.) kiintoaineen ja ravinteiden pidättymiseen savialueen kohteilla. Aineiden pidättymistehon laskenta Kiintoaineen ja fosforin pidättymisteho (SS pid,% , P pid,% ) laskettiin suhteuttamalla sedimentaatiopidättyminen kussakin uomassa vastaavalla aikajaksolla kulkeutuneisiin kuormiin. Kerrointen laskennassa käytettiin ajanjaksoja, joina uoman ominaisuudet vastasivat mahdollisimman hyvin ajanjaksoa, jolloin sedimenttikeräimet olivat paikallaan. Samoin Uuhikonojalla YSI 6-sarjan anturilla mitatut sameudet korreloivat varsin hyvin jaksolla 11/2018–5/2021 otettujen 19 vesinäytteen kiintoaineen ja kokonaisfosforin (R² = 0,91 molemmille) sekä partikkelifosforin (R² = 0,95) pitoisuuksien kanssa
Näin ollen laskimme pidätystehon suhdeluvun turpeen ja saven välillä vertaamalla suunnilleen samalla etäisyydellä alivesiuomasta olevia keräimiä kiintoainekulkeumaltaan turvevaltaisen Pipakallionsuon ja savivaltaisten Ritobäckenin sekä Uuhikonojan välillä. Kertoimet vaihtelivat huomattavasti vuosien välillä ollen kiintoaineelle 1,4–5,2 ja fosforille 1,3–6,6. Uuhikonojan pienen aineiston mukaan tulvatasanteen alhaisempi korkeustaso ja siten suurempi tulvintatiheys näyttivät parantavan kiintoaineen ja fosforin pidättymistä tasanteelle (kuva 4 oik. Pidättyminen oli noin 11–14 kertaa suurempaa kun tasanne sijaitsi noin 0,3 m alempana. Myös Ritobäckenillä kasautumisen on havaittu olevan alhaista noin 3–4 m suuremmilla etäisyyksillä alivesiuomasta (Västilä ym. 2016). Harvimmin tulvivalla tasanteella kertyneen aineksen fosforipitoisuus oli kuitenkin suurempi. Fosforin osalta tulokset olivat hajanaisemmat, sillä Uuhikonojalla pidättyminen oli Ritobäckeniin nähden 2,3-kertaista, vaikka TP-kuormat olivat Ritobäckeniä alhaisemmat (kuva 6 ). Todennäköisesti suurempi osa kiintoaineesta on peräisin pelloilta Uuhikonojalla kuin Ritobäckenillä. Erityisesti lähempänä alivesiuomaa turvekiintoainetta pidättyi lähes nelinkertaisella teholla saveen verrattuna, kun kauempana alivesiuomasta erot olivat pienemmät. Maaperätyyppien välisiä eroja pidättymisessä voidaan arvioida tarkastelemalla pidätystehokkuutta (SS pid,% , P pid,% ) eri kohteiden välillä sulkien mahdollisimman hyvin pois uoman mitoituksen vaikutuksen. Verrattuna tiheän ja korkean ruohovartisen kasvillisuuden peittämiin tasanteisiin, matala niitetty kasvillisuus mahdollistaa virtauksen leviämisen alivesiuomasta tulvatasanteelle ja lisää siten sedimentaatiolle alttiina olevaa, tulvatasanteella kulkeutuvaa ainekuormaa. Vaikka kohteessa fosfori oli pääosin partikkelimaista, oli fosforin pidätysteho vain kolmasosa kiintoaineen pidätystehosta suhteessa uomassa kulkeutuneisiin kuormiin. Virhepylväät kuvaavat keskivirhettä. Erot aineiden sedimentaatiopidättymisessä tulvatasanteen leveyssuunnassa turvevaltaisella kohteella. Tasanteen alivesiuoman puoleisessa laidassa kiintoaineen pidättyminen oli keskimäärin 2,9 kertaa (parittainen t-testi, p=0,04) ja fosforin 2,1 kertaa (p=0,02) suurempaa kuin noin 1,9 m päässä alivesiuomasta (kuva 5 ). Lisäksi Pipakallionojalla sedimentaatiokertymä oli suurin uoman yläosassa, jossa tulvatasanne alkaa ja virtaus ohjautuu tasanteelle. Alempana uomassa aines ei mahdollisesti päässyt leviämään tulvatasanteelle alivesiuomasta, vastaavasti kuin Ritobäckenillä niittämättömässä tilanteessa. ). Oletettavasti erot johtuvat turpeen suuremmasta partikkelikoosta ja laskeutumisnopeudesta. Tämä havainto puoltaisi toteuttamaan leveän yksipuoleisen tasanteen sijasta kapeammat tasanteet molemmille puolille alivesiuomaa. Tällaisissa pienissä uomissa, joiden tulvatasanteelle ei suoraan laske salatai sarkaojia, tasanteen suuren leveyden tuoma lisähyöty on tulostemme mukaan suhteellisen pieni, jos kasvillisuutta ei hoideta. Pidättymistehokkuutta säätelevät valuma-alueen tekijät Aineistomme mahdollistaa karkean arvion siitä, kuinka valuma-aluelähtöisen vesienhallinnan kannalta keskeiset tekijät, kuten valuma-alueelta tuleva kuormitus ja maaperä, vaikuttavat sedimentaation kautta saavutettaviin tulvatasanteiden vedenlaatuvaikutuksiin. Mahdollisesti korkeammalla sijaitseville tulvatasanteille kertyi hienompaa, fosforirikkaampaa ainesta karkeamman aineksen kulkeutuessa ja sedimentoituessa syvemmällä. Turpeen partikkelikoko vaihtelee tyypillisesti kymmenistä satoihin mikrometreihin (keskimääräinen partikkelikoko d 50 =42 µm, Marttila & Kløve 2008), kun taas Ritobäckenillä samalla mittausmenetelmällä määritettynä savivaltaisen valuma-alueen d 50 =8 µm (Västilä & Järvelä 2018). Tämä johtuu mahdollisesti siitä, että partikkeleiden fosforipitoisuus alenee raekoon kasvaessa, ja suuremmat hiukkaset ovat alttiimpia sedimentaatiolle. Maatalousuomien kasvillisuuden vuotuinen niittäminen on melko tyypillinen hoitotoimenpide esimerkiksi Tanskassa ja Keski-Euroopassa yläpitämään virtaamakapasiteettia, mutta niittoa ei ole aiemmin systemaattisesti tutkittu kaksitasouomissa aineiden pidättymisen näkökulmasta. oli hypoteesin mukainen. Tulvatasanteen kiintoaineen pidätysteho oli keskimäärin 2,8-kertainen turpeelle verrattuna savelle, mutta fosforin osalta pidätysteho oli keskimäärin sama (kuva 7 ). Pipakallionsuon havaintojen mukaan turvevaltaisen kiintoaineksen sedimentoituminen vaihtelee merkittävästi tulvatasanteen leveyssuunnassa. Kuva 5. Tätä selitti osaltaan se, että Uuhikonojalla kasautuneen sedimentin P-pitoisuus oli keskimäärin 24 % suurempi. Eri kohteiden vertailu osoitti, että kiintoaineen pidättyminen tulvatasanteelle kasvoi suhteellisen lineaarisesti vuosikuormien kasvaessa (kuva 6 ). 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 SS pidätys (kg/m²/a) P pidätys (g/m²/a) Lähellä alivesiuomaa 1,9 m päässä alivesiuomasta 37 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA
Koska kaksitasouomien perustaminen on tavanomaista uoman ylläpitoperkausta kalliimpaa (mm. 2015). 2024). Tarvittaessa kaksitasouoma voidaan ulottaa samassa kohteessa sekä maatalousettä metsätalousalueille, sillä havaintojemme mukaan se sopii toiminnallisesti molemmille. 2021, Huttunen ym. Västilä ym. kutusoraikkoja ja läpikulkukelpoisia luonnonmukaisia pohjakynnyksiä (mm. On todennäköistä, että erityisesti Ritobäckenillä 1. Lisäksi kohteita suhteutettiin toisiinsa huomioimatta tarkemmin kasvillisuuden ominaisuuksia. Valumaaluetason tarkastelussa kaksitasouoman perustaminen on ennen kaikkea toimenpide tulvakorkeuksien alentamiseen ja uoman pohjan liettymisen ja umpeenkasvun hillitsemiseen kohteissa, joissa toivotaan hyötyjä myös vedenlaadun, uomaeroosion hallinnan tai uomaekologian näkökulmista (mm. Esimerkiksi kolmessa tutkimassamme kohteessa kiintoaineen ominaiskuormitus kasvoi lineaarisesti valuma-alueen maatalousmaan osuuden kasvaessa . 2020). Erityisesti tutkittujen valuma-aluetekijöiden vaikutusten erottamiseen uomien mitoitusja hoitotekijöistä liittyy pienestä kolmen kohteen aineistosta johtuen epävarmuuksia. Vedenlaatuhyötyjen kannalta on todennäköisesti hyödyllistä yhdistää kaksitasouomat muihin, synergisesti vaikuttaviin toimenpiteisiin, kuten kosteikkoihin (Koskiaho & Puustinen 2019) ja kerääjäkasvejihin (Roley ym. Kuvan 6 perusteella suurimmat massamääräiset kuormitusreduktiot tulvatasannesedimentaatiolla saavutetaan sijoittamalla kaksitasouomat kohteisiin, joissa kuormitus on suurta. Toisin sanoen tilanne, jossa kiintoaineen todellinen massatase mittauksen alusta johonkin ajanhetkeen on negatiivinen, voi johtaa erilaisiin keräintuloksiin riippuen eroosiojaksojen ajoittumisesta suhteessa kasautumisajanjaksoihin. Kasvillisuuserojen vaikutusten oletettiin kuitenkin olevan pienemmät kuin kohteiden välisten kuormitusja maaperäerojen, sillä uudemmatkin kohteet olivat jo saaneet kohtalaisen kasvipeitteen. niiton jälkeen tapahtui hieman eroosiota kohdissa, joissa maa oli paljastunut, mutta tätä ei pystytty erittelemään. Västilä & Järvelä 2015, 2018) ja kasvillisuus myös muuttuu ainakin tasanteen kaivun jälkeisten 10–20 vuoden ajan. Valuma-aluetason ominaiskuormituksen suuruusluokan voi hahmottaa yksinkertaisesti valuma-alueen maatalousmaan, tärkeimpänä peltomaan, osuuden perusteella, sillä maataloudella on maankäyttöluokista suurin ominaiskuormitus (Launiainen ym. Tämän tukemiseksi olemme koonneet kohteiden kuormitusja keskiarvoistetut pidätystulokset taulukkoon 2 . Kuva 6. Tulvatasanteelle pidättynyt kiintoaine(vas.) ja fosforimassa (oik.) suhteessa kokonaiskuormiin. Koska kuormitus muodostuu virtaaman ja pitoisuuden tulosta, kaksitasouoman kannattaa joko olla suuressa valtaojassa, jonka valuma-alueen ominaiskuormitus (SS om , P om , kg/km² valuma-aluetta/a) on korkea (kuten Uuhikonoja), tai purovesistössä (kuten Ritobäcken), jolloin suurempi virtaama ja kohtalainenkin ominaiskuormitus muodostavat merkittävän ainekuorman (taulukko 2 ). R² = 0,97 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 50 100 150 200 SS pi dä ty s (k g/ m 2 /a ) SS kuormitus (t/a) 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 100 200 300 P pi dä ty s (g /m 2 /a ) TP kuormitus (kg/a) 38 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Kasvillisuus vaikuttaa monimutkaisella tavalla kiintoaineen sedimentaatioon (mm. Kaksitasouomat valuma-aluetason vesienhallinnassa Kaksitasouomat ovat nykytiedon valossa varteenotettava osa kokonaisvaltaista luontopohjaista vesien hallintaa. Järvenpää & Savolainen 2015, Hjerppe ym. 2016). Uomaeroosion hillitsemiseksi ja luontoarvojen kohentamiseksi kaksitasouomaan voidaan yhdistää paikallistoimenpiteitä, mm. Västilä ym. 2021), kannattaa kaksitasouomia pyrkiä toteuttamaan valuma-aluemittakaavassa optimaalisiin paikkoihin. Epävarmuutta aiheuttaa myös mahdollinen kumulatiivinen nettoeroosio, sillä vuotuinen sedimenttikeräintarkastelu ei huomioi tätä. Tätä ei pystytty täydellisesti huomioimaan yllä esitetyissä vertailuissa, sillä kohteiden mitoitus erosi toisistaan, eikä tätä tutkimusta alun perin suunniteltu kolmen eri hankkeissa tutkittujen kohteiden vertailun näkökulmasta
2017, Mahl ym. Tässä tutkimuksessa tuotettiin ensimmäistä kertaa tietoa kaksitasouomasta metsätalousalueella. Lisäesimerkkinä mainittakoon, että pidätysteho on todennäköisesti tässä tutkittuja kohteita suurempi, jos salaojia laskee tasanteelle, jolloin suurempi osa ainekuormasta kulkeutuu tulvatasanteen kautta. 2012). kuvat 4–5 ). Merkittävämpiä massareduktioita voidaan olettaa kohteissa, joissa kuormitus on keskimääräistä suurempaa. 1 2 3 4 SS pidätysteho (%/1000 m²/a) P pidätysteho (%/1000 m²/a) Lähempänä alivesiuomaa Kauempana alivesiuomasta Tu rv esa vi -s uh de lu ku 39 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Myös liukoisen fosforin osalta tulokset ovat osin ristiriitaisia (Hodaj ym. Taulukko 2. Tuloksia tulkittaessa on huomioitava, että pidättymistä tulvatasanteelle ei voi suoraan pitää kaksitasouoman nettosedimentaatiopidätyshyötynä perinteiseen perkaukseen tai kunnostusojitukseen nähden. Roley ym. Kvantitatiivisten tulostemme luotettava skaalaaminen valuma-aluetasolle edellyttäisi pidättymiseen vaikuttavien tekijöiden huomioimista tai muutoin uomaprosessikuvausten tarkentamista esimerkiksi WSFS-VEMALA-mallissa, sillä kulkeutumis-, sekoittumisja pidättymisprosessit ovat kasvittuneissa kaksitasouomissa 2–3-dimensionaalisia. Yhdysvalloissa on saatu vaihtelevia tuloksia arvioitaessa vesinäyteperusteisesti kaksitasouomien hyötyjä suhteessa perinteisesti perattuihin referensseihin. Pipakallionsuolla kunnostettiin seurannan aikana koealueelle laskevia metsäojia, mikä osaltaan selittänee tulosten voimakasta hajontaa. Tulvatasanteen pidätysteho oli hyvä Pipakallionsuon turvevaltaiselle kiintoaineelle (SS pid,% ), mutta koska metsätalousvaltaisen kohteen ominaiskuormitukset ovat yleensä suhteellisen alhaisia, massamääräiset reduktiot (SS pid ) ovat maatalouskohteita selvästi alhaisemmat (taulukko 2 ). 2017). Esimerkiksi kunnostusojitus kohottaa kiintoainekuormitusta pitkäksikin aikaa (Nieminen ym. Kretz ym. 2015) kiintoainepitoisuutta sekä vaikuttavan vaihtelevasti sameuteen (Kinderwater & Steinman 2019). Fosforin pidättymistä ei voida myöskään ilman muita tietoja suoraan arvioida kiintoaineen pidättymisestä, sillä fosforin sedimentaarinen sitoutuminen ja vapautuminen riippuu kulkeutuvan kiintoaineen ominaisuuksien lisäksi myös uoman mitoituksen ja valuntaolosuhteiden säätelemästä kyllästyneisyydestä ja redox-potentiaalista. 2021) ja sorptio hienojakoisen sedimentin pinnoille. 2017) mutta myös nostavan (Davis ym. Tulvatasanteen pidätystehokkuuksien suhdeluku turveja savikohteiden välillä. Sedimentoitumisen lisäksi muita ravinneprosesseja, joihin kaksitasouoma voi vaikuttaa, ovat mm. Todennäköisesti johtuen vesinäytemenetelmän epävarmuuksista sekä eroista kohteiden mitoituksissa ja ympäristötekijöissä, kaksitasouomien on havaittu alentavan (Hodaj ym. Lisäksi Yhdysvaltojen Keskilännen ilmastoja topografiaoloissa kaksitasouomien tulvatasanteiden on todettu lisäävän denitrifikaatiota, mikä vähentää typpikuormitusta alapuolisiin vesistöihin (mm. Edes kiintoaineen pidätystehot eivät ole sellaisenaan luotettavasti suoraan ekstrapoloitavissa saman maalajin sisälläkään johtuen niiden riippuvuudesta uoman mitoituksesta ja ylläpidosta (mm. Kohteiden kuormitus ja sedimentaatiopidätys kiintoaineen ja kokonaisfosforin osalta (keskiarvo ± keskihajonta). Tulvatasanteen rakentamisella olemassa olevan ojan laidalle voitaisiin metsätalousalueellakin alentaa ylivirtaamien aikaisia vedenpintoja ojaa syventämättä ja siten ojan pohjaan kajoamatta. 2015), joskin mallinnuksissa on havaittu fosforireduktioita (Trentman ym. Kaksitasouoman toteuttamista ja toimivuutta voisikin jatkossa testata sellaisen suuremman metsätalousvaluma-alueen alajuoksulla, jossa ylempänä valuma-alueella tehdään laajempia kunnostusojituksia. kasvillisuuden ravinteiden otto, partikkeliaineksen pidättyminen kasvillisuuden pinnoille (mm. Kohde (kulkeutuva pääaines) Keskivirtaama (l/s) SS kuormitus (t/a) P kuormitus (kg/a) SS om (t/km²/a) P om (kg/km²/a) SS pid (kg/m²/a) P pid (g/ m²/a) SS pid,% (%/1000 m²/a) P pid,% (%/1000 m²/a) Ritobäcken (savi) 160±80 97±40 240±110 9,4±3,9 23±11 1,7±0,9 1,3±0,7 2,1±1,2 0,66±0,42 Uuhikonoja (savi) 46±16 160±70 160±80 30±13 29±14 3,6±3,1 3,0±2,3 2,5±2,0 2,3±1,5 Pipakallionsuo (turve) 11±3 3,3±0,9 27±9 2,4±0,6 19±6 0,19±0,25 0,26±0,34 6,5±9,6 1,3±1,7 Kuva 7. Pystyakselin lukeman ollessa yli 1, on vuotuinen pidätysprosentti tasanteen pinta-alaa kohti suurempi turvealueella. 2020)
& Tattari, S. Järvenpää, L., Savolainen, M. Eng., 137: 65–75. Can Water Resour J / Rev Can Ressources Hydriques. Damphousse, L., Van Goethem, K., Carroll, E., Stammler, K., Febria, C. Ympäristöhallinnon ohjeita 4 | 2015. Jatkuvatoiminen vedenlaadun seuranta maatalousvaltaisella valuma-alueella teh40 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Journal of Environmental Management, 356 (2024): 120620. Arvioiden laajentamiseksi olisi hyödyllistä toteuttaa vastaavaa seurantaa myös turveja karkeamman mineraalimaaperän kohteilla sekä selvittää uomarakenteen ja tulvatasannekasvillisuuden monipuolistamisen hyötyjä paitsi uomien toiminnalle ja vedenlaadulle, myös eliöstön monimuotoisuudelle (ks. Kiitokset Artikkelin aineisto on kerätty Valumavesi-, NBS-VEGENUTRIja Samassa vedessä -hankkeissa. Kinderwater. 2021), kattaen ajanjakson aina rakentamisesta siihen saakka, kunnes uoman ekosysteemin voidaan katsoa palautuneen rakentamisen aiheuttamasta häiriöstä sekä tulosten vertaamista perinteisesti perattuun referenssikohteeseen. Tulvatasanteiden toimintaa voidaan tehostaa rakentamalla ne sopivan alhaiselle tasolle ja niittämällä jaksoittain kasvillisuus leveillä tasanteilla, joille ei suoraan laske salatai sarkaojien vesiä. The influence of two-stage ditches with constructed floodplains on water column nutrients and sediments in agricultural streams. doi:10.1016/j.ecoleng.2019.04.006. (2020). Hankkeita ovat tutkimusorganisaatioiden lisäksi rahoittaneet ympäristöministeriö, Suomen Akatemia, Suomen Kulttuurirahasto, maaja metsätalousministeriö, Maaja vesitekniikan tuki ry ja Salaojituksen tukisäätiö sr. Haluamme kiittää Aalto-yliopiston ja Helsingin yliopiston laboratoriohenkilökuntaa teknisestä avusta. J Am Water Resour Assoc, 51 (4): 941–955, doi:10.1111/1752-1688.12341. Koskiaho, J. Ecol. Olemme tässä Suomen ensimmäisessä useampaa kaksitasouomaa vertailleessa tutkimuksessa osoittaneet, että valuma-alueen maaperällä ja maankäytöllä sekä uoman suunnittelulla, mitoituksella ja tulvatasanteen hoidolla on merkittävä vaikutus tulvatasanteiden kykyyn pidättää kiintoainetta ja partikkelifosforia. Agric Water Manage, 192: 126-137. Ecological impacts of management practices in agricultural drain networks: A literature synthesis. doi:10.1080/07011784.2023.2295330. Lähteet Banner, E.B.K., Stahl, A.J., Dodds, W.K. (2022). Hjerppe, T., Hämäläinen, L., Koljonen, S., Jormola, J., Raitanen, H., Västilä, K. ISBN 978-952-11-5188-0 (PDF). (2015). Johtopäätökset Kaksitasouoman perustaminen lähtee tarpeesta alentaa tulvaveden korkeuksia, ja tällaisia ylläpitoa vaativia kohteita on Suomessa paljon. Two-stage agricultural ditch sediments act as phosphorus sinks in West Michigan. (2009). Impact of a two-stage ditch on channel water quality. Suomen ympäristökeskuksen raportteja 29/2020. Huttunen, K.-L., Karttunen, K., Tolkkinen, M., Valkama, P., Västilä, K., Aroviita, J. JAWRA J Am Water Resour Assoc, 55 (5): 1183–1195. Kaksitasouomien nettohyötyjen luotettava arviointi vaatiikin tarkempia prosessimittauksia koko uomapoikkileikkauksessa huomioiden myös dynaamisen alivesiuoman (ks. E., Steinman, A.D. (2017). doi:10.1111/1752-1688.12763. (2024). Kaksitasouomien tehokkuuden optimointi ja integroiminen osaksi luonnonmukaisen vesienhallinnan toimenpidepalettia on nyt erityisen ajankohtaista maataloustukien vaatiessa luontohaittoja lieventäviä toimenpiteitä ja ennallistamisasetuksen ohjatessa huomiota myös ihmistoiminnan vaikutuksessa olevien vesistöjen tilan parantamiseen. Aineistona oli kuitenkin vain kolme koekohdetta, joissa kussakin tutkittiin yhtä vaikuttavaa mitoitustekijää, joten kvantitatiivisten tulosten yleistämiseen liittyy epävarmuuksia. net/10138/318571. http://hdl.handle. (2024). & Puustinen, M. (2019). Hodaj, A., Bowling, L.C., Frankenberger, J.R., Chaubey, I. Maatalousalueiden virtavesien tilan parantaminen – menetelmiä ja suosituksia. 2024). Savija turvemaaperäkohteita kattaneen seurantamme perusteella suurin kiintoaineen ja partikkelifosforin massamääräinen pidätys tulvatasanteen pinta-alayksikköä kohti saadaan sijoittamalla kaksitasouomat valuma-alueella kohtiin, joissa kuormitus on suurta, eli käytännössä maatalousvaltaisiin suurehkoihin valtaojiin tai maatalousalueiden läpi virtaaviin puroihin. doi:10.1016/j. Västilä ym. Environmental Management, 44: 552–565. myös Huttunen ym. Maankuivatuksen ja kastelun suunnittelu (2. 2020 ja Raaseporinjoella v. (2015). Koskiaho, J. Suspended solids and nutrient retention in two constructed wetlands as determined from continuous data recorded with sensors. Davis, R.T., Tank, J.L., Mahl, U.H., Winikoff, S.G., Roley, S.S. (2019). agwat.2017.07.006. Stream discharge and riparian land use ifluence in-stream concentrations and loads of phosphorus from Central Plains watersheds. päivitetty painos). Two-stage channels can enhance local biodiversity in agricultural landscapes. 2023. mm. Tällaisen seurannan pohja-aineisto on kerätty Uuhikonojalla v
(2015). Marttila, H. Agricultural water management using twostage channels: performance and policy recommendations based on Northern European experiences. Trentman, M.T., Tank, J.L., Jones, S.E., McMillan, S.K., Royer, T.V. doi:10.1016/j.wre.2016.06.003. Mahl, U.H., Tank, J.L., Roley, S.S., Davis, R.T. Water Resources and Economics, 15, 43–56. KUSTAA -työkalu valumaalueen vesistökuormituksen laskentaan. Launiainen, S. Sustainability, 13(16), 9349. (2016) How cost-effective are cover crops, wetlands, and twostage ditches for nitrogen removal in the Mississippi River Basin. Sci Total Environ, 729, 138744. (2021). Vegetation characteristics control local sediment and nutrient retention on but not underneath vegetation in floodplain meadows. This master’s degree opens a wide variety of career opportunities related to water treatment in industry, munici palities, and research institu tions. Ambio 47, 523–534. & Järvelä, J. A synthesis of the impacts of ditch network maintenance on the quantity and quality of runoff from drained boreal peatland forests. LUT 1/4 41 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA Master’s programme in WATER TECHNOLOGY Regular admission: 16.12.2024–22.1.2025 Location: Mikkeli Language: English Duration: 2 years admission@lut.fi lut.fi/admissions lut.fi/en/water-tech The programme provides the latest knowledge about chemical engineering in water treatment. J. Roley, S.S., Tank, J.L., Stephen, M.L., Johnson, L.T., Beaulieu, J.J., Witter, J.D. Västilä, K. LUT’s international community consists of over 9,000 members, and its campuses are in Lappeenranta and Lahti, and units in Kouvola and Mikkeli, Finland.. PLoS ONE, 16(12): e0252694. Erosion and delivery of deposited peat sediment, Water Resour. (2020). Suomen ympäristökeskuksen raportteja 33 | 2014. & Järvelä, J. Ecol. doi:10.3390/su13169349. Västilä, K., Järvelä, J., Koivusalo, H. Kämäri, M., Tarvainen, M., Kotamäki, N., Tattari, S. (2015) Kaksitasouomien mahdollisuudet pyrittäessä ympäristöystävällisempään maankuivatukseen. (2021). Appl., 22, 281–297. Nieminen, M., Palviainen, M., Sarkkola, S. (2014). (2016). Environ Monit Assess, 192:366. Roley, S.S., Tank, J.L., Tyndall, J.C., Witter, J.D. Clean energy, water and air are life-giving resources for which LUT seeks new solutions with its expertise in technology, business and social sciences. Vesitalous, 6/2015: 27–31. (2018.) Characterizing natural riparian vegetation for modeling of flow and suspended sediment transport. High-frequency measured turbidity as a surrogate for phosphorus in boreal zone rivers: appropriate options and critical situations. Eng., 142, 04015034. ym. doi:10.1007/s10661-020-08335-w. Västilä, K., Väisänen, S., Koskiaho, J., Lehtoranta, V., Karttunen, K., Kuussaari, M., Järvelä, J., Koikkalainen, K. & Kløve, B. Vesitalous, 4/2022, 44-48. (2012.) Floodplain restoration enhances denitrification and reach-scale nitrogen removal in an agricultural stream. (2018). doi:10.1007/s11368-017-1776-3. (2020). Flow–vegetation–sediment interaction in a cohesive compound channel. tyjen kuivatustoimien vaikutusten arvioinnissa. doi:10.1007/ s13280-017-0966-y. Kretz, L., Bondar-Kunze, E., Hein, T., Richter, R., SchulzZunkel, C., Seele-Dilbat, C., et al. et al. doi:10.1061/ (ASCE)HY.1943-7900.0001058. (2008). Res., 44, W06406, doi:10.1029/2007WR006486. doi:10.1016/j.scitotenv.2020.138744. Two-stage ditch floodplains enhance N-removal capacity and reduce turbidity and dissolved P in agricultural streams. Västilä, K. Seasonal evaluation of biotic and abiotic factors suggests phosphorus retention in constructed floodplains in three agricultural streams. JAWRA J Am Water Resour Assoc, 51(4): 923940. doi:10.1371/ journal.pone.0252694. After graduation, you will be an expert in novel, sustainable materials and technologies for water treatment. Journal of Soils and Sediments, 18(10): 3114–3130. The programme is a combination of on-campus and online studies. Hydraul
Neuvottelujen tuloksena löydettiin 13 aktiivisessa viljeTurvepeltojen valuma-alueilta vettä päästövähennyksiä varten Valuma-alueen ekosysteemipalveluiden toimintoihin kuuluu muun muassa veden ja ravinteiden kierron säätely, maaperän hiilensidonta ja ekosysteemien monimuotoisuuden ylläpitäminen. Päästöjen tehokas vähentäminen vaatii pitkäkestoista pohjaveden korottamista lähelle maan pintaa (Heikkinen ym., 2024). Käytännössä pohjaveden korkeuden säädön kannalta useilla alueilla on kuitenkin puute lisävedestä erityisesti kuivimpaan kesäaikaan. Tässä artikkelissa tarkastelemme turvepeltojen pohjaveden pinnan nostamista turvepeltojen yläpuolisen pienen valuma-alueen näkökulmasta. Aineiston keruu ja analyysi Keskija Pohjois-Pohjanmaalla sijaitsevien yhteistyöviljelijöiden kanssa neuvoteltiin aluksi, minkä peltolohkonsa he antavat hankkeen käyttöön. VÄPÄja TurPo-hankkeissa toimintatavan laajempaa toteutettavuutta selvitettiin yhteistyöviljelijöiden kanssa tarkastelemalla yläpuolisten valuma-alueiden potentiaalia kasteluveden hankkimiseksi Perämeren rannikkoseudulla. Kun vettä on riittävästi koko kesänä ja kesän jokaisena päivänä, niin pellon pohjaveden pinnan säätämiseen ei tarvita suuria varastorakenteita. Kuivatuksella saatu taloudellisten toimintaedellytysten kehittyminen on johtanut valuma-alueiden muiden toimintojen heikentymiseen. Nykyaikainen säätösalaojitus on tehokas maan kuivatuksessa, mutta padotuksien säätämisen ja altakastelun avulla voidaan tavoitella myös korkeinta viljelyn kannalta mahdollista pohjaveden syvyyttä ja minimoida etenkin kasvihuonekaasupäästöjä. MIIKA LÄPIKIVI Oulun yliopisto, Teknillinen tiedekunta, Vesi-, energiaja ympäristötekniikan tutkimusyksikkö, Oulu. Aiemmissa Vesitalous-lehdissä 1/2024 ja 1/2023 on kuvattu Luonnonvarakeskuksen (Luke) Ruukin koeaseman kastelujärjestelyä, jossa peltojen yläpuolisen valumaalueen valuntaa varastoidaan altaaseen kastelua varten. Valuntasumma tarkoittaa kaikkea mahdollista kasteluun saatavilla olevaa vettä ja kesän alivaluma tarkoittaa pienintä päivittäistä virtaamaa. Motivaationa aiheeseen on, että monet turvepelloista ovat kaukana isommista vesilähteistä kuten järvet ja joet, pohjaveden pumppaus ei ole mahdollista tai se on vähintäänkin kustannustehotonta ja siksi valuma-alueen tarjoama valunta on ainoa mahdollisuus lisäveden hankinnalle. Turvepeltojen pohjaveden pinnan säätämiselle oleelliset mitoitusvalumat ovat keskimääräisen ja kuivan kesän valuntasummat sekä kesän alivaluma. Nyt esitämme tuloksia VÄPÄja TurPo-hankkeiden valuma-aluetarkasteluista, joissa turvepelloilta tavoiteltuja päästövähennyksiä kytketään valuma-alueiden veden kiertoon. Luonnonvarakeskus, Tuotantojärjestelmät, Nurmet ja kestävä maatalous, Ruukki miika.lapikivi@oulu.fi MAARIT LIIMATAINEN Luonnonvarakeskus, Tuotantojärjestelmät, Nurmet ja kestävä maatalous, Ruukki. Kastelun lisäämiseksi tarvitaan tietoa kastelun tehosta päästöjen vähentämisessä sekä veden hankintaan liittyvistä valumaaluelähtöisistä reunaehdoista. Oulun yliopisto, Teknillinen tiedekunta, Vesi-, energiaja ympäristötekniikan tutkimusyksikkö, Oulu HANNU MARTTILA Oulun yliopisto, Teknillinen tiedekunta, Vesi-, energiaja ympäristötekniikan tutkimusyksikkö, Oulu 42 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Hydrologisten olosuhteiden tunteminen on oleellista alueellisen ja peltokohtaisen vedenhallinnan kannalta. P ohjaveden pinnan keskimääräinen syvyys määrää turvepellon viljeltävyyttä, satoisuutta sekä kasvihuonekaasupäästöjen vapautumista ja vesistökuormitusta. Kuivatusjärjestelmien mitoitusta varten on kehitetty helppolukuisia nomogrammeja, joista voidaan lukea mitoitusvirtaamat tarkasteltavalle valuma-alueelle. Yhdessä nämä mitoitusvalumat kuvaavat saatavilla olevan veden määrää ja sen jakautumista kesän aikana. Perinteisesti maan perusja paikalliskuivatusjärjestelmät mitoitetaan turvaamaan yhden metrin kuivatustaso sekä veden sujuva poistuminen huippuvirtaamien, kuten kevään ylivirtaaman tai kesän rankkasateiden aikana
Lisäveden tarvetta kuvaa lineaarinen yhtälö, jossa 10 cm korotus keskimääräisessä pohjaveden pinnassa vaatii 13,5 mm vettä. Peltojen yläpuolisten valuma-alueiden pinta-ala oli keskimäärin 270 ha vaihdellen 10 ha ja 10 km² välillä. Tarkastelujen tuloksien yhteenveto on kuvassa 2 . Keskimääräinen alivirtaama peltojen kasteluun oli 0,1 mm/päivä – 7,6 mm/päivä välillä. Yleisimmät maankäytön muodot olivat metsäja maatalous. Kesän valuntasumma vaihteli viidellä valumaalueella 22,5 mm ja 38,5 mm välillä, ollen keskimäärin 28,2 mm. Näille valuma-alueille laskettiin keskimääräinen kesän valuntasumma, keskimäärin 10 vuoden välein alittuva kesän valuntasumma ja keskimääräinen alivaluma. Kuivana kesänä valuntasumma olisi rajoittanut pohjaveden pinnan korottamista neljällä pellolla. Kuinka suureen pohjaveden syvyyden korottamiseen ojasta riittää vettä. Pohjaveden pinnan korottaminen viljelijöiden pelloilla 30 cm syvyyteen tarvitsi kesän aikana 11 mm – 151 mm ylimääräistä vettä. Mitoitusvaluma pellon yläpuoliselle valuma-alueelle poimittiin lähimmältä seurantaan kuuluvalta valuma-alueelta. Ainoa pelto, jolla keskimääräinen valuntasumma rajoittaisi pohjaveden pinnan korotusta, oli hyvin kuivattu pelto, jonka valuma-alue oli ainoastaan neljä kertaa peltoa suurempi. Kuivan kesän valuntasumma oli riittävä 9 pellolle. Pisin etäisyys seurantavaluma-alueen ja kohdevaluma-alueen välillä oli 50 km. Lohkoille luotiin yläpuolisen valuma-alueen rajat Metsäkeskuksen Suometsänhoidon paikkatietoaineistoista löytyvällä työkalulla Valuma-alueen määritys. Työkalu perustuu 2 m pintamalliin luotuun uomaverkkoon, jossa otetaan huomioon myös ojituksien vaikutus. Kuva 1. Päivittäinen kastelutarve laskettiin jakamalla kesän kastelutarve 91 päivälle. Tarkastelujen tulokset Tarkasteluun sisältyi 13 pellon ja valuma-alueen yhdistelmää. Kuva: Vilho Tikkanen, Oulun yliopisto lyssä olevaa turvepeltoa. Kohdevalumaalueilta määritettiin veden pidätykseen sopivien alueiden pinta-alat, joilla voitaisiin mahdollisesti luoda valumaa hidastavia rakenteita ja lisätä valuma-alueen vedenpidätyskykyä. Yhdeksällä valuma-alueella löytyi potentiaalisia valunnan hidastamiseen sopivia maankäyttömuotoja. Tarkasteluun valitulla lohkolla aloitettiin kesällä 2022 pohjaveden syvyyden ja maan kosteuden seuranta jatkuvatoimisilla antureilla. Lisäksi arvioitiin valuma-alueen tuottama keskimääräinen kesän valunta, kuivan kesän valunta ja keskimääräisen alivaluman aikainen valunta. Kuivan kesän valuntasumma vaihteli 6,9 mm – 10,7 mm välillä ollen keskimäärin 9,4 mm. Seurantaan kuuluneista kuudesta 43 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Tarkasteltavista pelloista 12:sta keskimääräisen kesän valuntasumma olisi ollut riittävä nostamaan pohjaveden taso 30 cm syvyyteen. Veden riittävyys Perämeren alueen turvepeltojen pohjaveden korottamiseen Kesän valuntasumma rajoitti peltojen pohjaveden korottamista vain poikkeustapauksissa. Turvepelloilla pohjaveden pinnan nostamiseen tarvittavaa veden määrää arvioitiin pelloilta otettujen profiilimaanäytteiden tilavuuspainosta lasketulla ominaisantoisuudella. Kohdealueella on havaintoverkostoon kuuluvaa valuma-aluetta, joilla mittaukset ovat alkaneet vuosien 1959–1961 välillä. Tuloksien perusteella pellot voitiin luokitella kolmeen ryhmään: 1) Valuma-alue ei rajoita pohjaveden pinnan korotusta, 2) Kesän valuntasumma ei riitä täyttämään kastelutavoitteita tai 3) Keskimääräinen alivirtaama ei riitä täyttämään päivittäistä kastelun tarvetta. Valuma-alueilta ei ole suoraa tietoa virtaamista, joten mitoitusvaluman määrittämiseen käytettiin valuma-alueina Suomen ympäristökeskuksen Pienten valuma-alueiden seurantaverkosta. Alivalunta oli riittävä 6 pellolla päivittäisen kastelutarpeen täyttämiseen. Valuma-alueen ja pellon pinta-alojen suhde vaihteli 2,4 ja 155 välillä. Keskimääräinen kesän alivirtaama puolestaan vaihteli 0,037 mm/päivä – 0,049 mm/päivä välillä ollen keskimäärin 0,041 mm/päivä. Yleisin potentiaalinen varastointialue oli metsätalouden kituja joutomaat. Valuma-alueiden tuottama vesi peltojen kasteluun vaihteli keskivertokesänä 63 mm 3548 mm välillä, kuivana kesänä 25 mm – 1667 mm välillä. Peltojen turvekerroksen paksuus vaihteli 30 cm ja 150 cm välillä, eli tarkasteluun sisältyi sekä ohutettä paksuturpeisia turvepeltoja. Kasteluveden hankinnan kannalta tärkein tieto on valumaalueen pinta-ala, joka yhdessä sopivan mitoitusvaluman kanssa kuvaa saatavilla olevaa valuntaa etenkin kesäkaudella. Kesän aikana tarvittavan ylimääräisen veden määrä arvioitiin 30 cm tavoitesyvyyteen. Potentiaalisia alueita tässä tarkastelussa ajateltiin olevan metsätalouden kituja joutomaat, turvetuotantoalueet, kosteikot, avovesialueet ja maanottoalueet. Peltolohkojen pinta-alat vaihtelivat 1,3 ha ja 27 ha välillä
Ruukin esimerkkitapauksen mukaan jo 5 % osuus valuma-alueen pinta-alasta voi aiheuttaa haasteita riittävän vesimäärän saamiseksi kesän kuivimpana hetkenä. Kuvassa 2 esitetään Perämeren rannikkoseudun turvepelloille pätevä yleistys turvepeltojen veden hankinnasta altakastelua varten. Esimerkkinä korostettu Luke Ruukin NorPeat tutkimusalusta, jossa valuma-alue on noin 20 kertaa kasteltavan alueen kokoinen. Kesän 2023 keskimääräistä pohjaveden syvyyttä olisi pitänyt nostaa melkein 85 cm, jotta olisi saavutettu 30 cm tavoitesyvyys. Maatalousalueiden kosteikot tai pohjapadot voivat olla riittäviä, jos valumaalue on riittävän kokoinen tai sinne voidaan järjestää riittävästi hitaasti tyhjeneviä varastoja. Numerointi ja värikoodaus alueella 3 kuvaa valuma-alueen varaston lisäystä, jotta alivirtaama olisi riittävä jatkuvaa kastelua varten. Alivirtaama tulkitaan valuma-alueen varaston kokona Meriö ym. Laskennassa myös oletetaan, että kaikki valunta voidaan ohjata peltojen kasteluun. Arvio lisäveden tarpeesta ei ota huomioon pohjaveden pinnan korotuksen vaikutuksia pellon vesitaseeseen tai varastointiin liittyviä häviöitä ja kastelun hyötysuhdetta. Arviossa myös oletetaan, että yläpuolisella valuma-alueella ei ole muita turvepeltoja, joiden pohjaveden pinnan syvyyttä säädellään pintavalunnalla. Turvepeltojen valuma-alueet osaksi kokonaisvaltaisempaa valuma-aluelähtöistä työtä Ruukin NorPeat tutkimusalusta asettuu kuvan 2 alueelle 3, jossa kesän valuntasummat ovat riittäviä, mutta alivirtaama rajoittaa kastelua. Alueella 1 valunnan määrä ei rajoita kastelua. Jos altakastelu toteutetaan pumppaamalla, on pumppausta varten järjestettävä vesivarasto, josta vesi otetaan. Seuraamalla nuolta a) nähdään, että valuntaa riittää pohjaveden pinnan korottamiseen 55 cm syvyyteen. Suurin osa kesän aikaisesta kasteluun käytettävistä olevasta valunnasta, on siis saatavilla vain alkukesästä. Tarkasteltava alue on suhteellisen pieni ja ilmaston, geologian ja maankäytön kannalta yhtenäinen. Koska pohjaveden pinnan korotukseen vaadittavalle veden määrälle löydettiin yksinkertainen yhtälö, niin aiempi lohkokohtainen tarkastelu voidaan yleistää alueellisesti edustavaksi, kun käytetään mitoitusvaluntojen alueellisia keskiarvoja ja lasketaan veden riittävyys jokaiselle mahdolliselle pohjaveden pinnan korotukselle ja pellon ja valuma-alueen pinta-alojen suhteille. Jos puuttuva 30 cm kesän tavoitetasosta saavutetaan tehokkaammin padotuksien käytölle, niin altakastelun ja padotuskaivojen yhdistelmä riittää kesän keskimääräisen pohjaveden pinnan nostamiseen 30 cm syvyyteen. säätösalaojitetusta pellosta neljällä kesän keskimääräinen alivirtaama olisi rajoittanut pohjaveden korottamista. Alueella 2 kuivan kesän valuntasumma ei ole riittävä ja alueella 3 keskimääräinen alivirtaama rajoittaa kastelua. Esimerkiksi avo-ojitetuilla lohkoilla tai ilmastokosteikkoKuva 2. Usean pellon yhtäaikaisen pohjaveden pinnan korottamisen yhteisvaikutuksia ei voida vielä arvioida tyydyttävästi. Pohjaveden korotus Ruukin kohdalle on laskettuna 30 cm tavoitesyvyyteen kesän 2023 keskimääräisestä pohjaveden syvyydestä. Käytännössä pohjaveden pinnan nostaminen tulee vaatimaan tätä arviota enemmän vettä. Kesäkuukausien (kesä-elokuu) pintavalunnan hyödyntäminen Perämeren rannikkoalueen turvepeltojen pohjaveden pinnan korottamisessa. Seuraamalla nuolta b) nähdään, että riittävä valuma-alue olisi noin 30 kertainen kasteltavaan alueen verrattuna. 44 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. (2019) mukaan, jolloin pohjaveden korotukseen vaaditun päivittäisen virtaaman ja valuma-alueen alivirtaaman erotus voidaan laskea valuma-alueen vesivaraston vajaukseksi
Pham, T., Yli-Halla, M., Marttila, H., Lötjönen, T., Liimatainen, M., Kekkonen, J., Läpikivi, M., Klöve, B., Joki-Tokola, E., 2023. Salaojasuunnittelija tai maanomistaja voi arvioida millainen mahdollisuus kasteluun on ja millaisilla rakenteilla sitä voitaisiin alkaa toteuttamaan. jen tekemisessä pintavalunnan uudelleen ohjaus isommalta valuma-alueelta voi olla vaihtoehtona. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.166769. Kokemukset tilayhteistyöstä ovat olleet arvokkaita erityisesti Vesku-hankkeessa (Vesitalouskoulutuksen uudistaminen, MMM:n Hiilestä Kiinni hanke VN/13224/2023), missä pyritään edistämään vesienhallinnan jalkautumista tiloille koulutuksen kautta. Valuma-aluekriteeri on myös hyödyllinen turvepeltojen ennallistamisessa tai kosteikkoviljelmien suunnittelussa, jos peltojen nykyinen pohjaveden pinnan syvyys tunnetaan. Altakastelu pohjaveden korkeuden nostamiseksi tehtäisiin siis ensisijaisesti ilmastoa lämmittävien päästöjen vähentämiseksi. https://doi.org/10.1029/2018WR023031. For Ecol Manage 531, 120776. Reviewing peatland forestry: Implications and mitigation measures for freshwater ecosystem browning. Tämä vaatii valuma-aluelähtöistä työskentelyä ja yhteistoiminnan kehittämistä myös pienimmästä valuma-aluemittakaavasta lähtien. Lopuksi Tässä artikkelissa esitimme yksinkertaiset kriteerit, joilla arvioida pintavalunnan hyödyntämisen mahdollisuuksia kesän aikaisen pohjaveden pinnan korottamiseen turvepelloilla. Viimeisenä on vaihtoehto valuma-alueen varaston lisäämisestä, jolla voidaan kasvattaa alivalunnan aikaista valuntaa. Wetlands 44, 78. Water Resour Res 55, 4096– 4109. Mitigation of Greenhouse Gas Emissions by Optimizing Groundwater Level in Boreal Cultivated Peatland. Leaching of nitrogen, phosphorus and other solutes from a controlled drainage cultivated peatland in Ruukki, Finland. Nurmen viljely turvepelloilla on vesistökuormituksen (Pham ym., 2023) ja nykyisten päästökertoimien valossa myös ilmaston kannalta kannattavaa. Valuma-alueilla tehtävää veden virtauksen hidastamista ei tarvitse tehdä pelkästään vesistöjen kunnon tai ilmastonmuutoksen hidastamisen vuoksi, vaan se on myös keino varautua maataloustuotantoa uhkaaviin ääri-ilmiöihin, kuten kuivuuteen tai kesän rankkasateisiin. Soiden ojittaminen metsätalouden käyttöön on osaltaan johtanut myös vesistöjen ruskistumiseen, jonka hillitsemiseen ehdotetut keinot vaativat kokonaisvaltaista muutosta metsätalouden ja vesienhallinnan käytännöissä (Härkönen ym., 2023). Vesienhallintatutkimuksia ja tilayhteistyötä on jatkettu TurPo-hankkeessa (Turvepeltojen vesienhallinnan toteuttaminen valuma-aluetason tarkastelun ja pohjavedenpinnan monitoroinnin pohjalta, POPELY/3107/2022), joka saa rahoituksen ympäristöministeriön vesiensuojelun tehostamisohjelmasta ja Pohjois-Pohjanmaan ELYkeskuksen maaja metsätalouden vesienhallintaohjelmasta. Turvepeltoihin ja niiden pienvaluma-alueisiin keskittyvällä tarkastelulla mahdollista rakentaa alhaalta ylöspäin valuma-aluelähtöinen työskentelyä turvevaltaisille alueille. Snow to Precipitation Ratio Controls Catchment Storage and Summer Flows in Boreal Headwater Catchments. Aiemmin säätösalaojitetun pellon muuttaminen altakasteluun sopivaksi vaati perehtyneisyyttä, aikaa ja rahaa, vaikka veden saatavuudesta ei olisi ongelmia. 45 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Kiitämme kaikkia yhteistyötiloja sujuvasta yhteistyöstä. Heikkinen, J., Lång, K., Honkanen, H., Myllys, M., 2024. Kirjallisuus Härkönen, L.H., Lepistö, A., Sarkkola, S., Kortelainen, P., Räike, A., 2023. Science of the Total Environment 904. Muihin maataloustuotteisiin verrattuna nurmi ei ole erityisen arvokasta ja turvepellot ovat luonnostaan hyviä puskureita kesän kuivuutta vastaan. Tutkimuksen rahoitus ja kiitokset Turvepeltojen pohjavedenpinnan ja vesienhallinnan tutkimukset aloitettiin Valion ja Pohjolan Maidon yhteistyötiloilla VÄPÄ(Vähempipäästöiset nurmikierrot turvepelloilla, VN/5081/2021, 2021–2023) -kehityshankkeessa, joka sai rahoituksen maaja metsätalousministeriön (MMM) Hiilestä Kiinni -ohjelmasta. Luonnonvarakeskuksen Ruukin koeaseman NorPeattutkimuspellolla vesienhallintatutkimuksia tehdään osana ViljaPäästö-hanketta (Turvemaiden viljanviljelyssä syntyvä ilmastoja vesistökuormitus sekä niiden hillintä, 190444), joka saa rahoituksen Manner-Suomen maaseudun kehittämisohjelmasta 2014–2020. https:// doi.org/10.1016/j.foreco.2023.120776. Meriö, L.-J., Ala-aho, P., Linjama, J., Hjort, J., Kløve, B., Marttila, H., 2019. Peltoihin liittyvillä pienvalumaalueiden maankäytöllä voitaisiin siis tehdä toimia, joilla on merkitystä sekä eloperäisten peltojen päästövähennyksien toteutumiseen ja myös laajempien valuma-alueiden vesienhallinnan tavoitteisiin. Kustannukset ja käytön vaiva on oltava mahdollisimman pienet viljelijälle tai ilmastotoimista on saatava muita etuja, joita yhteiskunta voi tukea. https://doi.org/10.1007/s13157-02401833-4. Suomalaisilla valuma-alueilla pienempi varastokyky ja kesän alivirtaama on liittynyt ojitettujen soiden ja suometsien osuuteen valuma-alueen pinta-alasta (Meriö ym., 2019)
Ilmastonmuutos voi siten vaikuttaa kuivuusriskiin ja veden kiertokulun vaiheisiin, ja kiertokulusta riippuvainen maataloussektori joutuu kehittämään sopeutumiskeinoja haittavaikutusten minimoimiseksi. TUOMAS HAAPALA Vesija ympäristötekniikan DI, väitöskirjatutkija, Aalto-yliopisto, Suomen ympäristökeskus 46 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Sen tarkoitus on vastaanottaa maastosta virtaavaa vettä ja suodattaa sitä joko maaperään maankosteutena, tai salaojaan, jolla vesi voidaan johtaa toisaalle varastoitavaksi. Tilanne on erityisen kärjistynyt VarsinaisSuomessa, joka on Suomen merkittävimpiä maatalousalueita sekä jossa makean veden resurssit ovat rajallisia suuren väkiluvun ja vähäisten vesistöjen vuoksi. Kuivuusriskejä ja niihin varautumista erilaisilla pidätysrakenteilla tutkittiin vuonna 2023 Suomen ympäristökeskuksen ja Varsinais-Suomen ELY-keskuksen yhteishankkeessa Saariston vesienhallinta: Valuntaveden pidättämisen parantaminen Saaristomeren erikoisolosuhteissa, jota rahoitti maaja metsätalousministeriö. Eräs keino täydentää vesiresursseja on puuttua valuma-alueella virtaavan veden reitteihin ja pidättää valuntaa alueelle ylimääräisiksi vesiresursseiksi. Kuivuuden haitalliset vaikutukset keskittyvät alkukesään, jolloin sadanta ja valunta voivat jonain vuosina olla vähäisiä. K uivuuden torjuntaan on Suomessa alettu panostaa vasta hiljattain. Tässä artikkelissa esitellään valuntakuoppien ominaisuuksia ja sijoitusmenetelmiä. Valuntakuopan suodatuskyky riippuu käytetystä pohjamaaperästä, joka esimerkiksi Varsinais-Suomen olosuhteissa Valuntavesien hyödyntäminen kuivuuden torjumisessa – valuma-aluekohtainen lähestymiskeino Alkukesän kuivuus on keskeinen haaste maanviljelylle Varsinais-Suomessa, erityisesti Saariston olosuhteissa. Valuntakuoppa – pidätysrakenne maatalousalueiden reunamille Valuntakuoppa on veden pidätysrakenne, joka muistuttaa usein kaupunkiympäristöissä käytettyjä swale-pidätysrakenteita. Kuivuusriskien aiheuttamien satomenetyksien lievittämiseksi tutkittiin valuntaveden pidätystä maatalousalueiden lähettyville sijoittuviin valuntakuoppiin, joiden avulla muutoin vesistöihin virtaavaa vettä voitaisiin säilöä alueelle kastelutarkoituksiin. Ajankohta on kriittinen viljelykasvien kasvukauden osalta, ja tämän lisäksi loppukevään historiallisesti runsaat sulamisvedet voivat ilmastonmuutoksen johdosta olla vähäisempiä sulamisen tapahtuessa aikaisemmin keväällä ja pidemmällä aikavälillä. Kuivuusriskien torjuminen tunnistetaan monitahoiseksi prosessiksi, jossa torjuntakeinojen kehittämisen lisäksi on tärkeää mukauttaa keinoja toteutusympäristöstä riippuen sekä osallistaa maanviljelijöitä laajan toteuttamisen saavuttamiseksi. Kuivakausina maatalouden satomenetykset kasvavat ja elinkeinon harjoittajat kärsivät vesiresurssien ollessa niukkia. Maatalous kärsii alkukesän kuivuudesta sadeja valuntavesien huvetessa, mutta pintavalunnan virtausreiteille voitaisiin asettaa pidätysrakenteita täydentämään kriittisten maatalousalueiden vesiresursseja. Kuivuusriskit maataloudelle Kuivuutta ei olla perinteisesti pidetty Suomessa suurena riskinä, mutta siitä huolimatta sen aiheuttamat seuraamukset ovat selkeitä
on yleisesti ottaen melko huokoista moreenia. Otavan saaren kohdevaluma-alueille saatiin karttatarkastelussa sijoitettua lukuisia potentiaalisia pidätysalueita valuntakuoppien soveltamiselle, mutta niiden mitoituksessa käytetyt oletukset ja arviot tuottavat haasteita käytännön arvioille saatavasta vesimäärästä ja kuoppien rakennuskustannuksista. Kun valuntakuopan poikkileikkausta pidetään vakiona, sen pituuden tulee vastata oletettua mitoitusvaluntaa. Valuntakuoppia voidaankin tarvittaessa sijoittaa ketjussa siten, että ylivuodon purkureitti johtaa suoraan toiseen kuoppaan. Pidättämisen arviointi, sijoitus ja haasteet Valuntakuoppien sijoitusta luonnosteltiin Naantalissa sijaitsevalle Otavan saarelle. Valuntakuopan ja tulvavallin suunnittelumitat. Tämän myötä kuoppien ominaisuuksien karkeat kokoluokat ovat nykyisen tutkimuksen olennaisimpia tuloksia – 1,8 hehtaarin osavalumaaluetta pidättävä valuntakuoppa maksaa noin 10 000 euroa rakennuttaa ja sen mitoitusvalunnan arvioitiin olevan noin 51 kuutiometriä vuorokaudessa. Tulvavalli sisältää vähintään yhden, mahdollisesti useampia ylivuodon purkureittejä, joiden avulla vesi voi turvallisesti purkautua täyttyneestä kuopasta. Valuntakuoppia voidaan näin käyttää myös kuopan valuma-alueen vedenlaadun hallinnassa. Otavan alueelta valittiin kolme järvikohtaista valumaaluetta valuntakuoppien sijainnin ja koon tutkimukselle. Peltoalueet kattavat saaren alasta noin 22 prosenttia, ja maatalous on keskeinen elinkeino alueella. Kuopat tarvitsevat tasaista maaperää pidättääkseen vettä, ja maasto-olosuhteet voivat estää niiden laajaa rakennuttamista. Maastodata kohdevaluma-alueesta on tärkeää veden virtausreittien arvioimiseksi. Valuntakuopan sijaintialueen maan tulee olla helposti muokattavissa, jotta kuopat olisi helppo rakentaa ja tulvavallit käytännöllistä muodostaa siirretystä maa-aineksesta. Valuntakuopan muoto ja mitat perustuvat aikaisempaan kirjallisuuteen niiden soveltamisesta kaupunkiympäristöissä (Woods-Ballard et al., 2007), ja mitoituksia ei nähty syytä muuttaa maastosoveltamisessa. Analyysin rajallisuuden vuoksi valunnan oletettiin virtaavan häviöttä kohti pidätysrakenteita, jotka mitoitettiin häviöttömän tilanteen mukaan mahdollisesti paljon tarpeellista suuremmiksi. Korkeusmallin avulla voidaan selvittää valuntaveden virtausreitit, ja itse valunnan ja virtausreitin osavaluma-alueen avulla voidaan arvioida reitillä virtaavan veden määrää. Tätä varten laadittiin sijoitusmenetelmä, joka ottaa huomioon vedenpidätyksen tavoitteiden ja toteutuksen kannalta olennaiset piirteet ja siten pyrkii sijoittamaan pidätysrakenteet mahdollisimman suotuisiin kohteisiin. Mitoitusvalunnan arviointi on monimutkainen prosessi, ja sen selvittämistä varten olisi parasta mitata virtausreittikohtaisesti kohdevaluma-alueella esiintyvää valunnan määrää ja tehdä arvio valuntakuopan pituudesta havaintojen perusteella. Valuntakuoppa sijoitetaan poikittain virtausreitille, ja sen toiselle puolelle, virtausreitin alajuoksulle, sijoitetaan vedenpidätystä ja kuopan vakautta parantava tulvavalli (Ott Fant, 2019). Maankäytön lisäksi Saaren sijainti ja ilmasto-olosuhteet tekivät siitä sopivan kohdealueen, ja alkukesän kuivuus vahvistui konkreettiseksi ongelmaksi haastatteluissa paikallisten maanviljelijöiden kanssa. Luontaisen kasvillisuuden annetaan kasvaa kuopan penkereillä, mikä hidastaa valuntaa sekä suodattaa siitä kiintoaineita ja pidätysalueella esiintyviä ravinteita. 47 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Valuntakuoppien mitoitusvalunta kuvastaa sitä valunnan määrää, jonka voidaan vuorokauden aikana olettaa virtaavan virtausreittiä pitkin valuntakuoppaan, ja jonka mukaan valuntakuopan koko mitoitetaan. Valuntakuopan sijainti tulee olla paitsi merkittävällä virtausreitillä valunnan pidättämiseksi, myös lähellä maatalousalueita helpon saavutettavuuden vuoksi
Saatavilla: https://santacruzpermaculture.com/2019/08/berms-swales/ Viitattu: 30.8.2024. Santa Cruz Permaculture. Insinööritieteiden korkeakoulu, Aalto-yliopisto. Köylijärven valuma-alueelle määritetyt potentiaaliset pidätysalueet. Otavan saarelle laadittujen valuntakuoppien sijainti, ominaisuudet ja hinta riippuvat lukuisista oletuksista niin valuntaveden määrän kuin valuntakuopan rakennutuksen kustannuksista, minkä vuoksi on tärkeää keskittyä käytännön tutkimukseen alueella esiintyvistä vesimääristä. Mitä laajemmin viljelijöitä osallistetaan, sitä laajemmin saadaan edistettyä kuivuuden torjuntaa ja maatalouselinkeinon kestävyyttä. Nimetyt pidätysalueet K1 ja K2 valittiin yhteishankkeessa tarkempaan mallinnukseen eri valunta-arvioiden osalta (Haapala, 2024). Kirjallisuus Haapala, T., 2024. Alueelliset riskitekijät on syytä tunnistaa, kuten myös mahdolliset trendit alueen ilmasto-olosuhteiden muutoksissa. 48 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Saatavilla: https://urn.fi/ URN:NBN:fi:aalto-202403172714. Ott Fant, M., 2019. Tärkeä askel on edistää kuivuuden torjuntaa paikallisten viljelijöiden keskuudessa, ja tarjota sekä keinoja että tietotaitoa. CIRIA. Jo olemassa olevia maastopainaumia voidaan yhtä hyvin käyttää pidätysrakenteina, ja tärkeintä on kehittää kustannustehokkaita keinoja lievittää kuivuuden aiheuttamia menetyksiä viljelijöille. Woods-Ballard, B., Kellagher, R., Martin, P., Jefferies, C., Bray, R., Shaffer, P., 2007. The SuDS manual. Rainwater Harvesting: Berms and Swales. ISBN: 978-0-86017-697-8. Käytäntö yli arvioiden ja oletusten Valuntakuopat ovat yksi mahdollinen pidätysrakenne. Valuntaveden pidättämisen parantaminen Saaristomeren erikoisolosuhteissa
Kuivatuksen ja vesienhallinnan optimointi on kuitenkin haastavaa, sillä niiden vaikutukset riippuvat peltokohteen ominaisuuksista ja sääoloista. ALEKSI SALLA Aalto-yliopisto aleksi.salla@aalto.fi TETIANA POROKHIVNYK Aalto-yliopisto HARRI KOIVUSALO Aalto-yliopisto HEIDI SALO Aalto-yliopisto MINNA MÄKELÄ Salaojayhdistys OLLE HÄGGBLOM Salaojayhdistys 49 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. MAVELA-hankkeessa on kehitetty ohjelmistoa peltohydrologiaa kuvaavan mallin käytön ja aineistojen automaattisen lukemisen mahdollistamiseksi. MAVELAhanketta ovat rahoittaneet ympäristöministeriö (Vesiensuojelun tehostamisohjelma), Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus (maaja metsätalouden vesienhallinta), Salaojituksen Tukisäätiö sr sekä hankkeeseen osallistuneet laitokset. Työkalu on herättänyt kiinnostusta salaojasuunnittelijoiden keskuudessa. Peltoviljelyn tuottavuus ja ympäristövaikutukset ovat vahvasti riippuvaisia peltoalueen vesitaloudesta. Yhdessä avoimien aineistojen kanssa tutkimuskäyttöön kehitetyt matemaattiset mallit voisivat olla hyödyksi myös laajemmassa käytössä tutkimuksen ulkopuolella. Haasteena ovat erityisesti alkukesän kuivuusjaksot sekä kasvukauden ulkopuolella syntyvät suuret valuntamäärät, jotka kuljettavat mukanaan vesistöjä kuormittavia ravinteita. Peltokoealueille on viime vuosina tehty lukuisia matemaattisia mallinnussovelluksia, joiden perusteella on arvioitu yksittäisen pellon vesiensuojelutoimenpiteiden, maankäytön muutosten tai ilmastonmuutoksen vaikutuksia pellon vesitalouteen. Työkalun avulla voidaan tuottaa kalenterivuoden mittaisia hydrologisia skenaarioita haluttuun peltokohteeseen erilaisilla vesienhallintaratkaisuilla, mikä voi auttaa tekemään parempia päätöksiä niin kasvintuotannon kuin ympäristönsuojelun näkökulmista. Mitä tietoa mallit voivat tuottaa peltoalueen vesistä. Näiden mallien käyttö on kuitenkin edellyttänyt erityisosaamista mallia varten tarvittavien aineistojen työstämisestä, mallin räätälöinnistä tiettyyn kohteeseen ja kysymykseen, sekä mallin kalibroinnista, validoinnista ja soveltamisesta. Ojitussuunnittelijoille ja viljelijöille on tärkeää ymmärtää, miten erilaiset kuivatusjärjestelmät ja vesienhallintaratkaisut vaikuttavat maan kosteuteen ja valuntojen määrään ja ajoitukseen. MAVELAhankkeessa on kehitetty laskentatyökalu, jossa tutkimuskäytössä oleva FLUSHmalli (Warsta ym., 2013) on kytketty avoimiin aineistoihin ja mallin käyttämisessä vaadittuja toimintoja on automatisoitu, tehden siitä helpommin lähestyttävän työkalun myös heille, joilla ei ole kokemusta hydrologisesta mallintamisesta. Erilaisten skenaarioiden laskennallinen tarkastelu voi auttaa arvioimaan näitä vaikutuksia ennalta paremmin. Veden kulkeutumista kuvaavat matemaattiset mallit ovatkin osoittautuneet hyödyllisiksi työkaluiksi viljelyalueiden vesitalouden tutkimuksessa. Mallin automatisointi uusia käyttäjiä varten FLUSH on kuivatettujen peltoalueiden hydrologian tutkimiseen Aaltoyliopistossa kehitetty kolmiulotteinen matemaattinen malli, jolla voidaan kuvata veden kulkeutumista maaperässä ja maan pinnalla. Malli tarvitsee tietoja peltoalueen topografiasta ja maaperän hydraulisista ominaisuuksista, joista oleellisimpia ovat vedenjohtavuutta ja vedenpidätyskykyä kuvaavat arvot sekä Peltoalueen vesienhallintaa laskentatyökalun avulla Avoimet aineistot ja rajapinnat mahdollistavat tutkimukseen käytettyjen mallinnustyökalujen tuomisen laajempaan käyttöön
Mahdollinen valtaoja on myös sijoitettu profiiliin käyttäjän antamalla ojasyvyydellä, mutta ojan vedenpinnan taso määräytyy sen mukaan, millä etäisyydellä valtaojasta käyttäjä haluaa hydrologiaa tarkastella; suurempi etäisyys ojasta tarkoittaa pienempää kuivatusvaikutusta, mikä työkalussa on toteutettu nostamalla ojan vedenpinnan tasoa. Malli kuvaa myös lumen kertymistä ja sulamista, joita varten tarvitaan tietoa lämpötilasta, tuulen nopeudesta, ilman suhteellisesta kosteudesta sekä pitkäja lyhytaaltoisesta säteilystä. Mallissa ojitussysteemi voidaan muodostaa vapaasti sijoitettavista avo-ojista ja salaojista säätöominaisuudella. Vuokaavio työkalun toimintaperiaatteesta. Asiantuntevan käyttäjän on mahdollista myös syöttää työkaluun haluamansa maaparametrit. Ojitussysteemistä käyttäjä kertoo salaojavälin ja -syvyyden, mahdollisen säätösalaojituksen ajoituksen ja padotuskorkeuden sekä tarkasteltavan pisteen etäisyyden valtaojasta. Potentiaalinen haihdunta jakautuu maaperään mallille annettavan juuristokerroksen paksuutta kuvaavan aikasarjan mukaisesti. Ladattujen säätietojen perusteella työkalu arvioi pitkäaaltoisen säteilyn ja potentiaalisen haihdunnan määrän Allenin ym. Nyt kehitetyssä työkalussa FLUSH-mallin ympärille on suunniteltu moduuli, joka käyttäjän antamien tietojen perusteella lataa tarvittavat avoimet aineistot ja tuottaa peltokohdetta ja sääoloja kuvaavat tiedostot, joilla FLUSH toteuttaa hydrologisen simulaation, sekä visualisoi simulaatiotulokset (Porokhivnyk, 2024). Tulevaisuudessa hyödynnettäväksi tulee mahdollisesti maaperän hydraulisia ominaisuuksia sisältäviä avoimia maaperäkirjastoja, joista mallin maaperäparametreja voidaan ladata peltokohteen sijaintitiedon perusteella. Vedenkiertoa ajavat mallille annettavat tiedot sadannasta, potentiaalisesta haihdunnasta sekä ojitussysteemistä. Kuva 1. 50 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. nopeita oikovirtausreittejä kuvaavien makrohuokosten osuus kokonaishuokoisuudesta. Maaperän parametrisointia varten käyttäjä valitsee salaojasyvyyden yläja alapuolelle työkalun sisältämistä vaihtoehdoista peltokohteen maalajeja vastaavat parametrisoinnit ja joko korkean tai matalan makrohuokoisuuden. Työkalun toimintaperiaate on esitetty kuvassa 1 . Sääaineistona työkalu hyödyntää Ilmatieteenlaitoksen havaintoasemien tuottamia havaintoja sekä asemien välille interpoloituja hila-aineistoja. Profiilin pintaala määräytyy käyttäjän antaman salaojavälin perusteella ja se sisältää yhden salaojaputken. Hila-aineistot sisältävät kattavaa tietoa Suomen sääoloista ja ne helpottavat laskentamallien soveltamista mihin tahansa kohteeseen Suomessa (Aalto ym., 2016). Annettujen tietojen perusteella työkalu muodostaa peltokuvaukseksi päällekkäisistä laskentasoluista koostuvan yksiulotteisen syvyyssuuntaisen profiilin. Käyttäjä valitsee tarkasteltavan vuoden ja antaa työkalulle perustietoja peltokohteen sijainnista, kaltevuudesta sekä kasvukauden ajoittumisesta. Työkalu lataa automaattisesti Ilmatieteen laitoksen hila-aineistosta tiedot sadannasta, lämpötilasta, suhteellisesta kosteudesta ja lyhytaaltoisesta säteilystä käyttäjän antamassa sijainnissa. Jos lähimmän havaintoaseman tuulennopeushavainnot eivät kata koko tarkasteltavaa vuotta, pienet aukot työkalu täyttää vuoden keskituulennopeudella ja suuremmat hakemalla tiedot seuraavaksi lähimmältä asemalta. Maaperän kuvausta varten työkaluun on sisällytetty erilaisia maalajeja kuvaavia parametrisointivaihtoehtoja, jotka perustuvat aikaisempiin mallinnustutkimuksiin. Annetuilla tiedoilla malli simuloi veden kulkeutumista ja visualisoi tulokset vesitaseesta ja pohjavedenpintojen syvyyksistä, joita voidaan tarkastella interaktiivisesti käyttäjän haluamalla tavalla. Makrohuokoisuutta on mahdollista arvioida maan rakenteen perusteella. Hila-aineistot eivät sisällä tuulennopeutta, joten työkalu etsii kohdetta lähimmän havaintoaseman tiedot tuulennopeudesta. (1998) menetelmällä. Esimerkiksi hyväkuntoisissa savimaissa, joissa hyvä mururakenne, on todennäköisesti enemmän makrohuokosiakin
Aalto-yliopisto. Lähteet Aalto, J., Pirinen, P, Jylhä, K. Kuva 2. Porokhivnyk, T. Journal of Hydrology 476, 395–409. 1998. Työkalun antamista tuloksista suunnittelijoita kiinnostivat eniten pohjavedenpinnan syvyys ja salaojavalunnan määrä (kuva 3 ). Allen, R., Pereira, L., Raes, D., Smith, M. Haastattelututkimuksessa esiin nousi käyttäjien tarve erityisesti saada visualisointituloksia keskeisten suunnitteluparametrien, kuten ojasyvyyden ja ojavälin, vaikutuksista pellon hydrologiseen käyttäytymiseen kasvukauden aikana. Eri tuloksista kiinnostuneiden suunnittelijoiden lukumäärät. Molemmissa huokossysteemeissä pohjavedenpinta on määritelty ensimmäiseksi kyllästymättömäksi kerrokseksi pohjalta laskettuna. FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome. Kuva 3. Crop evapotranspiration Guidelines for computing crop water requirements FAO Irrigation and drainage paper 56. Suunnittelijoiden palaute mallintajille Työkalun hyödyntämisja kehitysmahdollisuuksia selvitettiin käytännön toimijoiden kanssa tiedonkeruusessiossa, jossa salaojasuunnittelijat pääsivät antamaan palautetta työkalun vaatimista tiedoista sekä sen tuottamista tuloksista. 2016. Automated computational tool for simulating field-scale agricultural hydrology and water management. Enemmistö suunnittelijoista ilmaisi kiinnostusta hyödyntää mallinnustyökalua ojituksen suunnittelussa. FLUSH-malli antaa erilliset pohjavedenpinnan syvyydet maamatriisille ja makrohuokosille. Kuva 2 näyttää esimerkin työkalun antamista tuloksista. Simulation of water balance in a clayey, subsurface drained agricultural field with threedimensional FLUSH model. 51 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. 2013. New gridded daily climatology of Finland: Permutation-based uncertainty estimates and temporal trends in climate, Journal of Geophysical Research: Atmospheres 121, 3807–3823. Myös kastelumenetelmien mallinnusta pidettiin toivottavana mahdollisuutena. Diplomityö. (Lähetetty hyväksyttäväksi). Warsta, L., Karvonen, T., Koivusalo, H., Paasonen-Kivekäs, M., Taskinen, A. 2024. Simuloidut pohjavedenpinnat piirrettynä kuvaajaan
Länsi-Uudenmaan keitaalla Lohjan ja Vihdin alueella, jonne ihmiset kulkivat Mustionjoen ja Siuntionjoen jokireittien kautta. Vuonna 2018 laadimme LänsiUudenmaan kuntien vesienhoidon yhteistyön vision ja strategian vuoteen 2026 asti. Asumista ohjasivat jokireittien ohella asumisen ja maanviljelyn kannalta ilmastollisesti suotuisat olosuhteet (Uudenmaan liitto 2011). Tehometsätalouden kehittyminen sotien jälkeen käynnisti ojitukset, jotka niin ikään ovat lisänneet vesistöjen rehevöitymistä sekä tummumista. Väkilannoitteiden käyttöönotto sotien välisenä aikana sekä maanmuokkauksen teknologinen kehitys 1900-luvulla (Markkola 2004) ovat merkittävästi kiihdyttäneet vesistöjen rehevöitymistä. Länsi-Uudellamaalla kaikkein heikoimmassa tilassa olevat vesistöt ovat usein aikanaan vedenpinnaltaan laskettuja ja nykyisin peltojen ympäröimiä järviä. Maankäytön historia Uudellamaalla Uudenmaan ensimmäiset jäljet kiinteästä asutuksesta löytyvät ensisijaisesti läntiseltä Uudeltamaalta rautakaudelta. Monet joista ja järvistä ovat luontaisesti savisameita ja reheviä johtuen ravinteikkaasta, savisesta maaperästä, mutta myös alueen pitkästä maankäytön historiasta. Kuntayhteistyö vesienhallinnan ja -suojelun kulmakivenä Länsi-Uudenmaan vesi ja ympäristö ry:ssä (LUVY) teemme tiivistä yhteistyötä vesiensuojeluasioissa jäseninämme olevien kuntien ympäristöviranomaisten kanssa. 1780-lukuun mennessä peltoala Uudellamaalla oli miltei kolminkertaistunut 1500-luvun lopulta. Alueella on myös ainutlaatuisia jokivesistöjä, joista suurimpina mainittakoon Karjaanjoki ja Siuntionjoki, sekä lukuisia pienempiä järviä. 1740-luvulla sallittu vesistöjen kuivattaminen aloitti 1900-luvulle kestäneen järvien laskukauden tarjoten soiden kuivattamisen ohella uutta niittyja peltomaata kehittyvän maatalouden tarpeisiin (Uudenmaan liitto 2011). Osaan vesistöistä tulee myös pistemäistä kuormitusta tai ne kärsivät aiempien vuosikymmenten aikaisesta pistekuormituksesta, kuten vesistöihin johdetuista yhdyskuntajätevesistä, mikä näkyy tällä hetkellä sisäisenä kuormituksena. Valuma-aluelähtöisen vesienhallinnan toteuttaminen käytännössä Länsi-Uudellamaalla 52 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. 1500luvulla asutus oli levinnyt jo Uudenmaan pohjoisosiin, mutta selkeät asutuskeskittymät sijaitsivat ns. Yhteinen visiomme on, että Länsi-Uusimaa on tunJUSSI VESTERINEN Hankepäällikkö, vesistöja kala-asiantuntija, Länsi-Uudenmaan vesi ja ympäristö ry (LUVY) jussi.vesterinen@luvy.fi Länsi-Uusimaa on tunnettu Uudenmaan suurimmista järvistä, Lohjanjärvestä ja Hiidenvedestä, sekä upeasta rannikostaan. Kaupunkitaajamien kasvettua ja vettä läpäisemättömien pintojen yleistyttyä myös hulevesien kuormitus vesistöihin on noussut. Yhteistyön tavoitteena on ollut koota kaikki kunnat mukaan, jotta alueen vesien tilaa voitaisiin parantaa mahdollisimman tehokkaasti. Toimintamallina on ollut edetä järjestelmällisesti tutkimuksesta suunnitteluun ja kunnostukseen, pyrkimyksenä saavuttaa pintavesien hyvä kemiallinen ja ekologinen tila
Viime vuosina myös paikallisia yrityksiä on tullut yhä enemmän ja enemmän mukaan rahoittamaan vesienhoitotyötämme. Tiiviin kuntayhteistyön etuna on tutkimusja seurantatiedon yhdistäminen ja seurannan suunnittelu niin, että se palvelee yhteisten vesienhoidollisten tavoitteidemme saavuttamista. Muun muassa eroosioriskiherkät pellot ja metsät, 53 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Vesienhoitotyö on pitkäjänteistä työtä, joka vaatii riittävästi resursseja. Kunnostussuunnittelussa perustyökaluna käytämme ympäristöhallinnon WSFS-Vemala -kuormitusmallia, joka paljastaa merkittävimmät kuormituslähteet. Erityisosaaminen hankitaan hankkeissa ulkopuolisena ostopalveluna. Suurien jokivesistöjen varrella olevien järvien ja niiden valuma-alueiden kunnostussuunnitelmat pilkkovat laajat jokivesistöjen valuma-alueet pienempiin osavalumaalueisiin, mikä tarjoaa paikallisille järvien suojeluyhdistyksille ja vesialueiden omistajille mahdollisuuden toteuttaa kunnostustyötä lähivesiensä hyväksi. Kuntien lakisääteinen seuranta sekä muiden toimijoiden vapaaehtoinen seuranta pyritään myös ohjaamaan palvelemaan vesistövisioita. Hulevesikuormituksen todentamiseksi näytteenotto suoraan hulevesiputkista on paljastanut hulevesien merkittävän kuormitusvaikutuksen paikoitellen. 2022). Alueellamme toimivat velvoitetarkkailut tarjoavat usein hyvät perustiedot, joita hankkeissa täydennämme tarpeen mukaan. Tärkeä osa vesistövisioita on seuranta ja vaikuttavuuden arviointi. Varsinaiset kunnostustoimet pohjautuvat vesistökohtaisiin kunnostussuunnitelmiin, joita olemme päivittäneet visioissamme usein järvikohtaisesti tarpeen mukaan. Kunnostussuunnitelmissa kuormitusmallinnuksen lisäksi olemme usein ottaneet vesinäytteitä keväisin ja syksyisin pienemmistä uomista, jotka on valittu sekä maastoettä karttatarkastelujen perusteella. pitkäjänteiden toiminta ja lisäresurssien hankkiminen, mikä on tarkoittanut jatkuvaa, aktiivista hanketoimintaa. Paikkatietoaineistot ja -työkalut ovat valuma-aluekunnostajan työkalupakissa ja käytössä päivittäin. Vuodesta 2016 alkaen Karjaanjoen valuma-alueella on toiminut ”Lohikalat Karjaanjoelle 2030” -vesistövisio, Siuntionjoen valuma-alueella vuodesta 2018 alkaen ”Elinvoimainen ja esteetön Siuntionjoki 2030”-vesistövisio ja rannikkoalueillamme viime vuosina startannut ”Rannikkovesivisio 2050”. Valuma-aluekohtaiset vesistövisiot Vesienhallinnan ja -hoidon tulisi olla valuma-aluelähtöistä, koska vesistöt vastaanottavat suuria määriä ulkoista hajakuormitusta valuma-alueiltaan. Vesistövisioiden toteutus vaatii ammattimaista henkilöstöä, jolla on substanssiosaamista vesistöistä ja valumaalueista sekä vahva osaaminen hankeprosesseista. Näin olemme saaneet myös paikalliset yhdistykset mukaan laajempien vesistövisioiden toteuttajiksi. Kuntayhteistyön tärkeänä päämääränä on ollut mahdollistaa pitkäjänteinen työ solmimalla monivuotisia rahoitussopimuksia. Uudenmaan vesienhoidon toimenpideohjelmassa vuosille 2022–2027 on todettu pintavesien ympäristötavoitteiden saavuttamiseksi tärkeimpänä peltoviljelyn ravinnekuormituksen vähentäminen (Ahokas ym. Vesienhallinnan suunnittelu ja toteutus käytännössä Useimmat vesistöistämme kärsivät liian suuresta ulkoisesta ravinnekuormituksesta, joten sen vähentäminen on ensiarvoisen tärkeää. kiintoaineja ravinnekuormitusten seuraamiseksi. satojen velvoitetarkkailujen toteutuksesta. nettu upeasta vesiluonnostaan ja vesien hyväksi tehtävästä määrätietoisesta yhteistyöstä. LUVYssä vesistövisioita suunnittelee ja toteuttaa osaava hanketyöntekijätiimimme, joka aktiivisesti verkostoituu eri foorumeilla alan asiantuntijoiden ja paikallistoimijoiden kanssa. Kuntien antama perusrahoitus on toiminut omarahoituksena vesiensuojeluhankkeissa, joihin olemme saaneet kiitettävästi ulkopuolista rahoitusta valtion ohjelmista sekä muista rahoituslähteistä. Myös monet kunnat ovat lakisääteisen ympäristön tilan seurannan toteuttamiseksi seuranneet vesiensä tilaa. Mikäli vesistöalueille on laadittu valuma-alueiden yleissuunnitelmia, niitä hyödynnetään kunnostuksen kohdealueiden valinnassa. Mukaan hankkeisiin on lähtenyt lisäksi paikallisia vesiensuojeluyhdistyksiä sekä kalatalousalueita. Mikäli ulkoiseen kuormitukseen ei puututa, vaan tehdään kunnostusta vesistöissä, hoidetaan syyn sijaan oireita. Valuma-aluelaajuinen näkökulma on myös tärkeää merkittävimpien kuormituslähteiden tunnistamiseksi ja toimenpiteiden kohdentamiseksi ensisijaisesti näille alueille. Viime vuosina olemme yhä enemmän ottaneet käyttöön jatkuvatoimisia vedenlaatuseurantalaitteita mm. Kuntien kanssa yhteistyössä olemme laatineet valuma-aluekohtaisia vesistövisioita Länsi-Uudenmaan suurimmille jokivesistöille sekä rannikkovesillemme. Niitä ovat mm. Hankkeet ovat työvälineitä, joilla toteutamme visioita. LUVY on lähes 50-vuotisen historiansa aikana kerännyt paljon tutkimusdataa Länsi-Uudenmaan vesistöistä vastaten mm. Paikallisten sitouttaminen kunnostussuunnitteluun varhaisessa vaiheessa auttaa taustatietojen keräämisessä ja lisäselvityskohteiden valinnassa. Vesistövisioissa olemme muodostaneet yhteiset strategiset päämäärät vesienhallinnan ja -suojelun toteuttamiseksi
Suomalaisen Kirjallisuuden Seura. Etelä-Pohjanmaan ELY-keskus 04 / 2023. Uudenmaan elinkeino-, liikenneja ympäristökeskus. 2023). Näille alueille pyrimme kohdentamaan toimenpiteitä ensi sijaisesti ottamalla yhteyttä maanomistajiin, esittelemällä kohdealueelle soveltuvia vesienhallintaratkaisuja ja tiedustelemalla yhteistyöhalukkuutta. Näiden rakenteiden suunnittelu ja toteutus on hankittu pääsääntöisesti ulkopuolisena palveluna. Maveplan Oy 1/3 54 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. 2023. Maanviljelijöiden neuvonta maan kasvukunnon parantamiseksi, vesistöystävällisten viljelymenetelmien ja luonnonmukaisen peruskuivattamisen käyttöönottamiseksi pellonpiennartilaisuuksissa on ollut jokavuotista hanketyötämme. 2011. & Mäntykoski, A. Toivottavasti valtion avustuksia vesienhoidon toteuttamiseksi on myös jatkossa saatavilla ja yhä useampi yritys lähtisi mukaan kunnostustyöhön yhteisvastuullisuuden nimissä. Näkymiä maakunnan maisemahistoriaan. III : Suurten muutosten aika : jälleenrakennuskaudesta EU-Suomeen. kosteusindeksikartat ja ominaiskuormitusluvut auttavat kuormituksen ”hot spot”-alueiden määrittämisessä. Valuma-aluelähtöinen vesienhallintatyö on pitkä prosessi, jolla on hintansa. Myös metsänomistajia on neuvottu tupailloissa vesistöystävällisistä vesienhallintaratkaisuista. Valuma-aluelähtöinen suunnittelu ja vesienhoidon toimenpiteiden implementointi. Kohteiden huolto ja laajennus ovat tärkeä osa pitkäjänteistä visiotyötä. Lähteet Ahokas, T., Nylander, E., Olin, S., Vähä-Vahe, A. https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-398-046-4. Vesienhallintaratkaisuilla pyritään pidättämään vettä valuma-alueilla mahdollisimman pitkään ja tasaamaan virtaamavaihteluita estäen eroosiota ja ravinteiden huuhtoutumista vesistöihin. Tämän lisäksi myös maanomistajahalukkuuteen pohjautuvalla vesienhallinnalla valuma-alueella on puolensa. Uudenmaan liitto. (Toim.). Haasteet Suomessa ja EU:n alueella. Kosteikkoja ja kaksitasouomia on rakennettu ennen kaikkea tulvaherkille peltoalueille. 2022: Uudenmaan vesienhoidon toimenpideohjelma vuosille 2022–2027. Suomen maatalouden historia. Viime vuosina olemme saaneet ilahduttavan paljon hankeavustusta työhömme, jossa olemme päässeet hienosti alkuun. 2004. (toim.). Uudenmaanliiton julkaisuja E 1132011. Työtä on vielä paljon edessä. & Närhi, M.-A. Gummerus, Jyväskylä. (Toim.), Valkama, P. Linnamaa, J., Hiironen, R., Nuotio, E. Markkola, P. Molempien yhdistäminen voikin aikaansaada parhaan lopputuloksen vesienhallinnan ja -suojelun kannalta (Linnamaa ym. Uudenmaan paikkatietoaineistot
Raudan haitallisten vesistövaikutusten vähentäminen turvevaltaisilla metsätalousmailla valuma-aluelähtöisellä suunnittelulla ELINA RAUMANNI Väitöskirjatutkija, Oulun yliopisto elina.raumanni@ oulu.fi PETRA KORHONEN Väitöskirjatutkija, Oulun yliopisto HEINI POSTILA Yliopistotutkija, Oulun yliopisto HANNU MARTTILA Apulaisprofessori, Oulun yliopisto MARKUS SAARI Ympäristöasiantuntija, Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus HANNU HÖKKÄ Erikoistutkija, Luke 55 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Näytteenotto jakautui siten, että koko valuma-alue jaettiin viiteen päävaluma-alueeseen, joiden lisäksi näytteitä kerättiin kymmenistä pisteistä ympäri valumaaluetta. Valuma-alueella tehdyissä turpeen alkuainepitoisuustutkimuksissa havaittiin korkeampia rautapitoisuuksia soiden normaalipitoisuuksiin verrattuna (Virtanen & Lerssi, 2006). Korkeat rautapitoisuudet aiheuttavat veden tummumista, joka vaikuttaa primäärituotantoon ja siten koko ravintoverkkoon heikentäen kalojen ja muiden vesieliöiden selviytymistä (Horppila ym., 2024; Vuori, 1995). Rautasulfidien hapettuminen happamoittaa maaperää, jolloin metallien liukeneminen tehostuu entisestään (Parviainen & Loukola-Ruskeeniemi, 2019). Lisäksi korkeat rautapitoisuudet aiheuttavat liettymistä sekä ongelmia vesi-infrastruktuuriin ja virkistyskäytölle. Vesistöjen rautapitoisuuksien kasvua on havaittu viime vuosikymmeninä pohjoisella havumetsävyöhykkeellä. Suuret rautapitoisuudet liittyvät usein rautasulfideja sisältäviin mustaliuskealueisiin ja happamiin sulfaattimaihin, joita esiintyy etenkin Pohjanlahden rannikkoalueella. Huomioimalla ojitussyvyyden vaikutus pohjaveden pintaan ja puuston kasvuun voidaan edesauttaa metsätalouden ja vesiensuojelun yhteensovittamista. Alueen kallioperässä esiintyy mustaliusketta, jota jääkauden aiheuttama kulutus ja maa-aineksen kuljetus on levittänyt todennäköisesti laajemmin valuma-alueen maaperään. Vesistöjen raudan yhteyttä valuma-alueen kallioperään tai kuivatustilaan voidaan selvittää käyttäen paikkatietoaineistoja. Tutkimusalueena tehokkaasti ojitettu turvevaltainen metsätalousalue, jossa esiintyy mustaliusketta RautaVirta-hankkeen tutkimusalueena oli metsätalousvaltainen (87 %, josta 40 % turvemaita) Jäälinjärven valuma-alue (36 km²) Oulussa. Suurimmat pitoisuudet olivat suon pohjaturpeissa ja turpeen ja mineraalimaan kontaktissa, mikä kuvaa hyvin mustaliuskeiden sijaintia (Virtanen & Lerssi, 2006). Tämän avulla saatiin kuva veden uomavirtauksen pääreiteistä ja voitiin selvittää, miltä alueilta ja mitä reittejä pitkin mahdolliset korkeita rautapitoisuuksia sisältävät vedet valuvat kohti Jäälinjärveä. Alueella on tehty runsaasti metsäojitusta, ja koskemattomia soita on jäljellä vain muutama pieni alue. R auta on maankuoren neljänneksi yleisin alkuaine ja sen esiintyminen vesistöissä on luonnollista. Valuma-alueen koko laskettiin kullekin alueelliselle näytteenottopisteelle. Viidestä päävaluma-alueesta keskimäärin suurimmat rautapitoisuudet mitattiin Peukaloisenjärven valuma-alueelta (piste A) sekä Saarisenojan valuma-alueelta (piste F) ja keskimäärin pienin mitattiin Kokko-ojan Valuma-aluetason vesienhallinnassa ja -suojelussa hydrologinen virtausverkkomalli, alivalumaaluejaottelu ja vesinäytteet auttavat arvioimaan, mistä rautapitoinen vesi valuu ojiin. Spatiaalinen analyysi paljasti korkean rautahuuhtouman alueet Jäälinjärven alueelle luotiin hydrologinen virtausverkkomalli valuma-alueen pintavalunnasta (Ollila, 2022). Spatiaalinen analyysi paljasti selkeät alueelliset vaihtelut rautapitoisuuksissa Jäälinjärven valuma-alueella. Ojitus vaikuttaa raudan huuhtoutumiseen laskemalla pohjaveden pintaa, mikä saa rautasulfidit hapettumaan ja mahdollistaa rautapitoisen pohjaveden purkautumisen suoraan vesistöihin (Heikkinen ym., 2022). Heinä-elokuussa Jäälinjärven vesi muuttuu raudan vaikutuksesta tummaksi, ja Saarisenojan alajuoksulla rautapitoisuudet voivat olla lähes 30 mg/l. Tähän vaikuttavat todennäköisesti muuttuneet ympäristöolosuhteet, kuten sadanta ja maankäyttö. Rautaa virtaa Saarisenojan kautta järveen jopa satoja kiloja päivässä ja rautaongelma onkin todella mittava. Suurin osa (3/4) Jäälinjärveen tulevista vesistä virtaa Saarisenojan kautta
Näin ollen ojitus voi vaikuttaa voimakkaammin raudan huuhtoutumiseen kuin pelkkä mustaliuskeen esiintyminen. Suurimmillaan rautapitoisuudet olivat elokuun lopussa. Peukaloisenjärveltä tuleva oja liittyy suoraan Saarisenojan alajuoksuun ja lisää raudan kulkeutumista Jäälinjärveen. Jokainen näytteenottopiste luokiteltiin Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) kallioperäja mustaliuskevyöhykekarttojen avulla sen mukaan, onko valuma-alueen kallioperässä mustaliusketta vai ei. Valuma-alueen soiden ojitustilanne ja ojitettu pinta-ala (%) laskettiin Suomen ympäristökeskuksen (Syke) avoimen rasteriaineiston perusteella. 56 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Jäälinjärven valuma-alue, alivaluma-alueet, virtausverkko ja näytteenottopisteiden keskimääräinen rautapitoisuus (mg/l) vuonna 2023. Kuva 1. Suuremmilla rautapitoisuuksilla näytti olevan jonkin verran yhteyttä mustaliuskevyöhykkeisiin ja suon kuivatukseen, ja näistä kuivatustilalla oli selkeämpi vaikutus. Kaikista näytepisteistä korkein keskimääräinen pitoisuus 19,4 mg/l mitattiin näytteenottopaikasta A ja alhaisin 0,37 mg/l pisteestä O1. Näytepisteen O1 valuma-alue koostuu pääosin ojittamattomasta turvemaasta. Puolestaan ojittamattoman suoalueen ja keskimääräisten rautapitoisuuksien välillä havaittiin negatiivinen korrelaatio (r = ?0,651 ja p = 0,006) valumaalueilla, joissa esiintyi mustaliusketta. valuma-alueelta (piste D) vuonna 2023 touko-elokuussa (kuva 1 ). Tämä viittaa siihen, että suurempi ojittamaton turvepeite voi vähentää raudan mobilisaatiota ja huuhtoutumista alueilla, joihin mustaliuskeinen kallioperä vaikuttaa. Mustaliuskekallioperän alla olevat turveprofiilit voivat sisältää suurempia määriä rautaa ja muita metalleja, mikä voi aiheuttaa raudan huuhtoutumisen riskin, jos nämä turvekerrokset hapettuvat kuivatuksen aikana (Mäkilä ym. On kuitenkin huomattava, että mustaliuskeiset kerrostumat ovat todennäköisesti levinneet moreenimaissa laajemmalle valuma-alueen maaperään viimeisen jääkauden aikana. Tilastollisesti merkitseviä eroja ei kuitenkaan löytynyt, mikä saattaa johtua pienestä otoskoosta ja kallioperän, maaperän ja maankäytön suhteen melko homogeenisesta alueesta. Näytteenottopisteistä neljä (O1, O2, O3 & O4) valittiin edustamaan alueita, joissa valuma-alueet olivat pääosin ojittamattomia. 2015). Ojituksella ja mustaliuskeella yhteys suurempiin rautapitoisuuksiin Kallioperää, maaperää, maankäyttöä, kuivatustilaa ja ojitettua pinta-alaa kuvaavia paikkatietoaineistoja käytettiin kuvaamaan valuma-alueita kunkin näytteenottopaikan osalta. Myös maaliskuussa havaittiin korkeita pitoisuuksia. Näytepisteen A korkea rautapitoisuus johtuu todennäköisesti Jäälinjärven ruoppausmateriaalin upottamisesta Peukaloisenjärveen 1990-luvulla, mikä aiheuttaa nyt raudan huuhtoutumista alueelta
Valunnan muutokset linkitettynä mitattuihin rautapitoisuuksiin voivat paljastaa riskialueita, joilla kunnostusojitus voi lisätä rautakuormitusta. Suosimulaattorilla voidaan arvioida potentiaalia vedenpidätykselle ja raudan huuhtoutumisen vähentämiselle Suosimulaattorin (SUSI) ja metsäkeskuksen avoimien metsä vara-aineistojen avulla voidaan tuottaa tietoa puuston kasvusta, kunnostusojituksen kannattavuudesta, pohjavedenpinnasta ja valunnasta tietyllä ojasyvyydellä metsäkuviokohtaisesti. Yhdessä vedenlaadun, mallinnetun virtausverkon ja SUSI-aineiston avulla voidaan selvittää, mistä rautaa huuhtoutuu eniten alivaluma-aluetasolla, ja linkittää se ojasyvyyden muuttamisen aiheuttamiin muutoksiin. Aineiston pohjalta voitiin paikantaa kohteita, joissa pohjavedenpintaa olisi mahdollista nostaa ojasyvyyttä pienentämällä. Näistä kannattaa valikoida vedenlaatumittausten perusteella alueet, joilta rautaa huuhtoutuu. Myöskään biopolymeerikokeissa ei havaittu vaikutusta raudan pidättymiseen kosteikolla eikä purkkiKuva 2. SUSI-aineistoilla voidaan paikantaa alueita, joilla pohjavedenpinta laskisi kunnostusojituksessa huomattavasti, mikä voi johtaa raudan liikkeelle lähtöön maaperästä raudan rikastamista kerroksista (Heikkinen ym., 2022). Näin SUSI-aineistoilla voidaan arvioida potentiaalia vedenpidätykselle ja siten raudan huuhtoutumisen vähentämiselle, ottaen huomioon myös metsätalous ja sen toimintaedellytykset. Testatut vesienkäsittelymenetelmät tehoavat heikosti raudan pidättymiseen Jäälinjärven rautaongelmaan on pyritty vastaamaan useilla vesiensuojelurakenteilla, joilla pyritään viivyttämään vettä, muuttamaan rauta hiutalemaiseksi ja siten laskeuttamaan se tehokkaammin. Lisäksi testattiin uusia vesienkäsittelymenetelmiä, joita olivat biopolymeeritestaukset sekä kosteikolla että laboratoriossa, puunippujen rakentaminen ja niiden seuraaminen sekä pyörreallas. 57 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Raudan poiston kannalta parhaisiin poistumiin, (yli 10 %), päästiin Jäälinjärvestä erotetulla, 3,5 ha:n laskeutusaltaalla. Jäälinjärven valuma-alueen pohjavedenpinnassa tapahtuvia muutoksia tarkasteltiin myös siltä kannalta, mitä vedenpinnankorkeudelle tapahtuu ojasyvyyttä pienennettäessä (kuva 2 ). Huomioimalla samanaikaisesti muutos puuston kasvussa voidaan tarkastella kohteita, joilla pohjavedenpintaa voitaisiin nostaa ilman liiallista vettymistä ja siten haittaa puuston kasvulle. Jäälinjärven valuma-alueen pohjaveden pinnan muutos ojasyvyyttä pienenettäessä 90 cm:stä 50 cm:iin ja rautapitoisuuksien keskiarvot vuonna 2023. RautaVirta hankkeessa vedenlaatua ja rautapitoisten vesien puhdistustehokkuudellista toimivuutta seurattiin alueella olevien kahden kosteikon ja Jäälinjärvestä erotetun laskeutusaltaan osalta. Muilla rakenteilla poistotehokkuudet jäivät selvästi pienemmiksi (alle 10 %)
https:// doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.01.017. Kiimingin-Jäälin vesienhoitoyhdistys edisti RautaVirta-hanketta merkittävällä, noin 580 talkootyötunnin panostuksella. Avustusta hallinnoi Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus. Ongelmana on myös, että kevyt rauta-humussakka lähtee helposti uudelleen liikkeelle vesienpuhdistusrakenteista virtausolosuhteiden muuttuessa. & Lerssi, K. Lisäksi Maaja vesitekniikan tuki ry on tukenut ja rahoittanut raudan kulkeutumisja vesiensuojelu teemaa Sakkautuneena Rautaan -hankkeella Jäälinjärven ja Kalimenjoen valuma-alueilla. Valuma-alueen rautapitoisuuksien perusteella voidaan ehdottaa soveltuvia alueita vedenpalautuskohteiksi. Parasta rautakuormituksen hallintaa on raudan huuhtouman ennaltaehkäisy Tehokkainta vesiensuojelua on tunnistaa rautapitoiset riskialueet ja välttää maankäytön toimenpiteitä, etenkin kuivatusta, näillä alueilla. (2015). GEODERMA.2014.11.002. Pintavalunnan GIS-pohjainen mallintaminen – tapauksena topografialtaan tasainen metsäojitettu Jäälinjärven valuma-alue. Pro gradu tutkielma, Oulun yliopisto. Elsevier B.V. 65–90). Vedenpalautuskohteiden käyttöä ja sen vaikutuksia vedenlaatuun ja puuston kasvuun olisi tärkeä testata, jotta asiasta saadaan lisää tutkimustietoa. Iron in boreal river catchments: Biogeochemical, ecological and management implications. Geoderma, 239–240, 280–292. (2006). Ollila, K. Vuori, K.-M. M., Säävuori, H., LoukolaRuskeeniemi, K., & Ukonmaanaho, L. Science of The Total Environment 805, 150256. Geologian tutkimuskeskuksen arkistoraportti S42/0000/2006/1. Does underlying bedrock affect the geochemistry of drained peatlands. https://doi.org/10.1016/J. (2019). Mustaliuskekivilajin vaikutus turpeen alkuainepitoisuuksiin. Kehitettyä työkalua ja tarkastelumenetelmäkonseptia voidaan hyödyntää Jäälinjärven valuma-alueen lisäksi myös muilla valuma-alueilla kansallisesti valuma-alueen vedenpidätyskyvyn ja vedenlaadun tarkastelun osalta. Pohjavedenpinnan pysyvä nosto ehkäisee rautapitoisten maakerrosten hapettumista ja raudan liikkeelle lähtöä. Mäkilä, M., Nieminen, T. In EarthScience Reviews (Vol. Hanke toteutettiin 1.6.2021–15.11.2023 välisenä aikana. 192, pp. RautaVirta-hankkeen toteuttajana oli Oulun yliopiston Vesi-, energiaja ympäristötekniikan tutkimusyksikkö. & Marttila, H. Virtanen, J. https://www.researchgate.net/publication/241686376. Toimintamalli vesistön rautaongelman selvitykseen • Virtausverkon avulla voidaan tarkastella hydrologisia yhteyksiä ja uomavirtauksen (pää)reittejä sekä jakaa alue pienempiin tarkasteluyksiköihin • Alueellinen ja ympärivuotinen vesinäytteen otto auttaa paikantamaan rautapitoisuudeltaan korkeita ja alhaisia alueita • Rautapitoisuuden yhteyttä esimerkiksi kallioperään, maaperään ja maankäyttöön voidaan tarkastella pienemmissä tarkasteluyksiköissä paikkatietoaineistoja hyödyntämällä • Suosimulaattorimallin avulla voidaan tarkastella ojasyvyyden muutoksen vaikutusta pohjavedenpintaan, valuntaan ja puuston kasvuun • Hydrologista yhteyttä voidaan vähentää valuma-aluesuunnittelun avulla niiltä alueilta, joilta tiedetään huuhtoutuvan paljon rautaa 58 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. watres.2023.120964. Environmental impact of mineralised black shales. Making waves: The sensitivity of lakes to brownification and issues of concern in ecological status assessment. testissä sameuden pienenemistä. Direct and Indirect effects of iron on river eco systems. Horppila, J., Nurminen, L., Rajala, S. RautaVirta-hanketta rahoittivat maaja metsätalousministeriö ja ympäristöministeriö osana Maaja metsätalouden vesienhallinnan edistämisen hankeavustuksia. (2024). Lisäksi aktiivista huoltoa vaativat rakenteet aiheuttavat työtä ja kustannuksia. Suosimulaattori-mallin avulla voidaan arvioida ojitussyvyyden vaikutusta metsänkasvuun ja miettiä valumaaluetasolla, kannattaako tehdä kunnostusojituksia tai ennallistaa joitakin alueita kokonaan, jolloin voitaisiin saada alueita vedenpidätykseen ja vähentää todennäköisesti raudan huuhtoutumista. Korkean rautapitoisuuden alueilla on syytä harkita esimerkiksi uusien ojituksien välttämistä, vanhojen ojien padotusta tai ennallistamista. Water Research 249, 120964. Parviainen, A., & Loukola-Ruskeeniemi, K. & Estlander, S. Saatavissa: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202209203429. https://doi.org/10.1016/j. Lähteet Heikkinen, K., Saari, M., Heino, J., Ronkanen, A-K., Kortelainen, P., Joensuu, S., Vilmi, A., Karjalainen, S-M., Hellsten, S., Visuri, M. (1995). (2022). (2022). Raudan kiinni saaminen vesistöistä on haastavaa, sillä kevyt rautahöttö laskeutuu huonosti, ja siten laskeutumiseen perustuvien vesiensuojelurakenteiden toimivuus on haasteellista raudan osalta
Asemat perustettiin valumaalueen alajuoksulle, puoliväliin sekä metsävaltaisen alueen alapuolelle lampeen (kuva 1 , HP4, HP2 ja HP5). Tässä artikkelissa kuvataan näitä seurantamenetelmiä ja niistä tehtyjä johtopäätöksiä. Salinjokeen vesi virtaa koko valuma-aluetta halkovasta noin 5,5 km mittaisesta pääuomasta, jonka yläosassa on pieni järvi ja lampi. Alueelle perustettiin kolme jatkuvatoimista vedenlaatuasemaa täydentämään vesinäytteistä saatavaa tietoa. Virtaaman laskenta perustui purkautumiskäyrään, joka laadittiin useissa eri vedenkorkeuksissa tehdyn merkkiaineeseen (ruokasuola) TEIJA RANTALA TKI-asiantuntija, Savonia-ammattikorkeakoulu teija.rantala@savonia.fi MARKO HÄKKINEN Testausinsinööri, Savonia-ammattikorkeakoulu SANNA ANTIKAINEN TKI-asiantuntija, Savonia-ammattikorkeakoulu INKA NYKÄNEN TKI-asiantuntija, Savonia-ammattikorkeakoulu TEEMU RÄSÄNEN Lehtori, Savoniaammatti korkeakoulu Valuma-aluekunnostusten yhteydessä voidaan seurata ympäristön tilaa ja siinä tapahtuvia muutoksia erilaisten menetelmien avulla. Valuma-aluekunnostuksessa seurantamenetelmien testausta ja arviointia Ympäristön tilan seurantaa toteutettiin noin 10 km² laajuisella Salinjoen valuma-alueella Kuopion Maaningalla. Vesinäytteet haettiin kahdelta havaintopisteeltä viikoittain ja muilta havaintopisteiltä ajoittain. Haasteina kohteessa on ollut turvepeltojen märkyys, kivennäispeltojen ojaston ja metsäojien eroosio, lammen umpeen kasvaminen ja Suuren Ruokoveden rantojen liettyminen. Valumaalueen pinta-alasta maatalousmaata on 22 % on ja metsämaata 65 %. Tavoitteena oli sekä seurantatulosten saaminen alueelta että seurantamenetelmien testaus ja arviointi. Vedenlaadun ja virtaaman seurannalla tietoa kuormituksen muutoksista Vedenlaadun seurantaa toteutettiin viidellä havaintopisteellä pääuoman varrella. Seurantaa jatkettiin kahtena vuonna kunnostuksenjälkeen. Myös ravinnekuormitus vesistöön on korkealla tasolla. Virtaamaa seurattiin valuma-alueen alajuoksulla. Alueen lähtötilanteen seuranta aloitettiin keväällä 2021 ja siitä edettiin noin vuotta myöhemmin valuma-aluekunnostuksen aikaiseen seurantaan. Laitteina toimivat Ysi EXO3 ja TriOS OPUS. Keskimmäinen asemista kuului Maaja metsätalouden vesistövaikutusten seurantaohjelmaan (MaaMet). Asemilla mitattiin puolen tunnin välein veden lämpötilaa, sameutta, sähkönjohtokykyä, liuennutta happea, nitraattityppeä ja orgaanista kokonaishiiltä. Toimenpiteiden päätteeksi viljelijät kunnostivat peltojaan vesitalouden parantamiseksi. Kokemuksia erilaisten ympäristön tilan seurantamenetelmien hyödyntämisestä valuma-aluekunnostuksen yhteydessä 59 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Seuranta koostui vedenlaadun, virtaaman, sadannan ja maaperän kosteuden mittauksista sekä monimuotoisuuden ja kaksitasouomien toimivuuden selvittämisestä. Valuma-alue määritettiin Suureen Ruokoveteen laskevasta parinsadan metrin pituisesta Salinjoesta. Vesinäytteistä analysoitiin Savonian Kuopion vesilaboratoriossa muun muassa sameus, kiintoainepitoisuus, kokonaisfosfori ja -typpi, nitraattityppi, orgaaninen kokonaishiili ja väri. Savonia-ammattikorkeakoulu (Savonia) yhteistyökumppaneineen on testannut erilaisia seurantamenetelmiä valuma-aluehankkeissaan vuosina 2021–2024. Lisäksi vaihdettiin ja puhdistettiin ojarumpuja ja uomaa perattiin kohdista, joissa se oli välttämätöntä. Seurannalla voidaan arvioida kyseisen kunnostuksen vaikutuksia, mutta niillä on merkitystä myös laajemmin tietopohjana seurantamenetelmien ja kunnostustoimenpiteiden valinnassa erilaisisiin valuma-aluekohteisiin. Kunnostuksessa aluetta halkovaan pääuomaan rakennettiin kolme pohjapatoa ja 550 metriä kaksitasouomaa. Lisäksi alueesta 35 % on turvemaata, joka on potentiaalinen kasvihuonekaasujen lähde. Kenttämittauslaitteella mitattiin paikan päällä veden pH, sähkönjohtokyky, liuennut happi ja lämpötila
Kuva 1. Seurannan aikana saatiin alueelle voimakas, mutta hyvin paikallinen sadekuuro, josta oppina todettiin, että laitteita sadannan seurantaan tulisi olla riittävästi valumaalueen laajuus huomioiden. Sadantatietoja saatiin seitsemän kilometrin päässä olevalta Ilmatieteenlaitoksen sääasemalta sekä valuma-alueella sijaitsevalta Luonnonvarakeskuksen sääasemalta. Virtaaman määrityksessä talven ja varhaisen kevään aikainen seuranta oli hankalaa, koska jää ja lumi vaikuttavat merkkiaineeseen perustuvan virtaamamittauksen luotettavuuteen ja suurten virtaamien aikaan jatkuvatoimisten mittalaitteiden asentaminen oli vaikeaa. Huomioitavaa oli, että kesällä vähäsateisten jaksojen aikaan pitoisuudet nousivat korkeiksi. Salinjoen valuma-alue. perustuvan virtaaman määritysmenetelmän pohjalta. 60 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Virtaamamittauksen myötä pitoisuudet saatiin muunnettua kuormitusarvoiksi. Jatkuvatoimisilla mittauksilla saatiin viikoittaisia vesinäytteitä kattavampi kuva vedenlaadun muutoksista. Pääuoman virtaamissa tapahtuvia muutoksia verrattiin paineanturin avulla määritettyyn uoman veden korkeuteen sekä sadantaan. Tämän jälkeen valuma-alueen alaosaan lisättiin kippikauhasadesensori. Vesinäytteiden rooli todettiin kuitenkin merkittäväksi, koska niistä saatavia tuloksia tarvittiin jatkuvatoimisesti mitatun sameuden muuntamisessa kiintoaineja kokonaisfosforipitoisuudeksi. Todettiin myös, että kaivutöiden aikainen kuormitus oli merkittävää. Kuva 2. Kuvassa 2 on esimerkki seurannan tulosten koostamisesta visuaaliseen muotoon. Tähän tarvittiin lukuisia vesinäytteitä muuntoyhtälön määrittämiseksi. Lisäksi seurannassa koekäytettiin kahta erilaista akustista virtaamamittaria. Tällöin kuormitus oli kuitenkin pienen virtaaman takia vähäistä. Eri menetelmien yhdistämisellä voitiin myös parantaa tulosten luotettavuutta, esimerkiksi huomata jatkuvatoimisen mittalaitteen anturin epäkunto. Vesinäytteiden otto saattoi ajoittua esimerkiksi lyhyen kuormituspiikin ajankohtaan, jolloin pelkästään niihin nojautumalla kokonaiskuormituksen arviointi ei olisi yhtä luotettavaa kuin jatkuvatoimisiin mittauksiin perustuen. Kolmikannan havaintopisteen (HP4) vuosien 2022 ja 2023 kiintoainepitoisuudessa, sademäärässä ja virtaamissa tapahtuneita muutoksia
Kuvassa 3 on esitetty yleiskuva aineistoja tuottaneista organisaatioista, seurannan kohteista ja menetelmistä. Seurannan tulosten käsittely ja hyödyntäminen Mittauksista koostettu seuranta-aineisto sisältää laajan määrän useiden organisaatioiden tuloksia, joten tulosten käsittelyyn tarvittiin erityisosaamista. Langattomien peltotiedustelijoiden testausta maaperän kosteuden seurannassa Maaperän kosteuden seuranta toteutettiin yhdeksän hehtaarin kokoisella vesitalousongelmaisella turvepeltolohkolla neljän kasvukauden aikana. Yksittäisiä havaintokierroksia ja mittauksia tehtiin myös talvella. Huolimatta tulosten yhdistämiseen ja käsittelyyn liittyvistä haasteista lopputuloksena saatiin tuotettua jatkoanalysointeihin soveltuvia aineistokokonaisuuksia, joita voidaan hyödyntää esimerkiksi Excel-, Matlabtai PythonKuva 3. Tämä maankäyttö ja vuosien väliset poikkeavat sääolosuhteet loivat omat haasteensa valuma-aluekunnostuksen vaikutusten arviointiin monipuolisesta seurannasta huolimatta. Valuma-alueen läpi kulkevaan pääuomaan rajautuvalle, nurmiviljelyssä olevalle lohkolle asennettiin seitsemän langatonta maaperän kosteutta mittaavaa jatkuvatoimista anturia (Soil Scout). Tuloksia pystyttiin seuraamaan reaaliaikaisena, mutta kaikista maaperäantureista ei saatu tasaisesti tuloksia, koska signaali oli heikko välimatkan kasvaessa vastaanottimeen. Niitä verrattiin myös pellolla tehtyihin toimenpiteisiin ja salaojituksen toimintaan ennen ja jälkeen valuma-alueella toteutetun urakan. Aineistojen käsittelyyn käytettiin Matlab-ohjelmistoa, jonka avulla siivottiin virheelliseksi todennettua mittausdataa, yhdistettiin jatkuvatoimisia ja hetkellisiä mittauksia, muunnettiin sademäärien tuloksia vuorokausitasolle ja jatkuvatoimisia sameusarvoja kiintoainepitoisuuksiksi. Pääuoma muutettiin urakassa kyseisen peltolohkon kohdalla kaksitasouomaksi. Jatkuvatoimisen seurannan aikasarjojen sisältämät aukot ja erilaiset mittaussyklit aiheuttivat haasteita aineistojen yhdistämisessä. Yleiskuva seurannan dataseteissä käytetyistä lähtöaineistoista tuottajaorganisaatioineen. Valuma-alueen maaja metsätaloustoiminta (salaojitus, kyntö, hakkuut, lannoitus jne.) aiheutti veden laatuun vaikuttavia muuttujia. Havaintopisteiden runsaus mahdollisti myös valumaalueen eri osien vedenlaadun ja kuormituksen erojen arvioinnin. Seurannan aikana osaan jatkuvatoimisista mittauksista tehtiin muutoksia sensorien kalibrointiin tai mitattaviin ominaisuuksiin liittyen, mikä vaati erilaisen käsittelyn vanhalle ja uudelle aineistolle. Aineistot ladattiin Savonian tai palveluntarjoajien rajapintapalveluista, vastaanotettiin sähköpostitse tai rakennettiin manuaalisesti vesinäyteanalyysien ja kenttämittausten pohjalta. Lisäksi kasvuston korkeus heikensi signaalia ja hidasti datan saamista. Seurannassa saatiin tietoa erilaisten olosuhteiden välisistä vaihteluista pitoisuuksissa, kuormituksessa, virtaamassa ja veden pinnan korkeudessa. 61 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Maaperän kosteudesta saatavia tietoja verrattiin peltolohkon viereisen pääuoman vedenpintaan sekä sadantaan. Seurantaa toteutettiin pääasiassa avovesikaudella huhtilokakuussa
Kaksitasouomien seurantamenetelmien kehittämistä Valuma-alueen kunnostuksen yhteydessä rakennettujen kaksitasouomien tarkoituksena on pidättää kiintoainetta ja ravinteita, lisätä ojatilavuutta sekä vähentää eroosiota. Neliömetrin kokoiselta havaintoruudulta merkittiin ylös muun muassa kasvillisuuden kokonaispeittävyys, mediaanikorkeus, maksimikorkeus sekä vallitsevat lajit ja niiden peittävyysprosentit. Kaksitasouomilla pyritään parantamaan myös luonnon monimuotoisuutta esimerkiksi tulvatasanteella kasvavien pölyttäjiä hyödyntävien mesija siitepölykasvien myötä. Kuvausten lopputuloksena saaduille karttaja pistepilviaineistoille ennakoitiin olevan tarvetta myös opetuksessa sekä lähtöaineistona tulevaisuudessa tehtävälle tarkkailulle. Havainnot tehtiin kolmesti kasvukaudessa, kahtena kesänä ja aina samoilta kuudelta ruudulta. Tulvatasanteiden rakenteiden vastaavuutta suunnitelmaan ei kuvista voitu todentaa, koska kuvaushetkillä tasanteet olivat joko vedenpinnan alapuolella tai runsaan kasvillisuuden peittämiä. Tuotettujen ajantasaisten ilmakuvien (kuva 5 ) perusteella voitiin havaita muun muassa kasvillisuudessa tapahtuneita muutoksia. Lisäksi havainnoitiin vedenkorkeus tulvatasanteella ja kirjattiin havainnot eroosiosta ja kiintoaineen kasautumisesta. Kuvassa 4 on esimerkki havaintoaineistojen kokoamisesta. Kuva 4. Vallitsevien lajien määrittäminen vaatii kuitenkin jonkin verran lajintunnistustaitoja. Poikkeavan suuret kokonaisfosforin pitoisuusarvot ympyröity. Kaksitasouomia ja niiden ympäristöä seurattiin myös drooni-kuvauksin 22 hehtaarin alueella kunnostuksen jälkeisenä syksynä sekä kaksi vuotta myöhemmin. 62 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Huomattiin, että kaksi vuotta on sukkession vuoksi lyhyt aika seurannalle; Nopeasti ilmaantuva kasvillisuus on tärkeä tulvatasanteen maaperän vakauttaja, mutta vasta myöhempien vaiheiden kasvillisuus kertoo pidemmän aikajänteen monimuotoisuusvaikutuksista. Menetelmällä saatiin selville kasvillisuuden vakiintumisen nopeus ja alueelle kehittyvä kasvillisuus ja pystyttiin arvioimaan tulvatasanteen monimuotoisuusvaikutuksista. Todettiin, että menetelmä on helppo ja kevyt toteuttaa, eikä pelkän kasvillisuuspeittävyysprosentinarviointiin tarvita erityisosaamista. Aineistokokonaisuuksia yhdistäen on tehty esimerkiksi kuormituslaskentaa ja tarkasteltu mitattujen ominaisuuksien välisiä riippuvuussuhteita. Tavoitteena oli selvittää kaksitasouomien rakenteiden vastaavuutta uomakunnostuksen suunnitelmaan, uomassa tapahtuvia muutoksia sekä arvioida droonikuvausmenetelmän soveltuvuutta seurantaan. ympäristöissä. Kasvillisuuden vakiintumista kaksitasouomien tulvatasanteelle seurattiin kasvillisuusruutumenetelmällä. Laitteistona käytettiin DJI Matrice 300 RTK droonia, jossa oli DJI Zenmuse L1 laserkeilain. Kaksitasouomien toimivuuden seurantaa toteutettiin kasvillisuushavainnoinnein ja droonikuvauksin. Laserkeilausaineistosta laadittiin pistepilviaineisto, 3D-malli ja korkean resoluution ilmakuva DJI Terra –ohjelmistolla. Samalla tuotettiin myös alueen ilmakuvat fotogrammetrisesti Pix4DMapper ohjelmistolla. Havaintopisteiltä analysoidut kokonaisfosforipitoisuudet ja Ilmatieteenlaitoksen Maaningan sääaseman vuorokautiset sademäärät vuosien 2021–2023 väliseltä seuranta-ajalta. Alueelle tehtiin sekä laserkeilaus että yksittäisiin ilmakuviin perustuva fotogrammetrinen mallinnus, jossa usean samaa aluetta peittävän ilmakuvan perusteella saadaan laadittua kolmiulotteinen malli kohteesta
Vasemman ja keskimmäisen kuvien välillä on kulunut kaksi vuotta. Oikealla lähikuvaotoksia rakennetusta kaksitasouoman osuudesta. Drooni-kuvauksista laaditut ilmakuvat uoman osuudesta, jonka varrelle toteutettiin kaksitasouomia. Pistelaskennassa noudatettiin Luonnontieteellisen keskusmuseon Luomuksen ohjeita. Pistelaskentareitti kierrettiin kahtena peräkkäisenä vuotena samaan aikaan kevään etenemiseen nähden ja linnut laskettiin täsmälleen samoissa pisteissä. Menetelmäksi valikoitui pistelaskenta, joka ei vaadi aikaisempaa kokemusta lintulaskennoista. Kuva 5. Laskijalla on kuitenkin oltava hyvät lajintunnistustaidot ja lintujen äänten pitäisi olla tuttuja mukaan lukien kutsuja varoitusäänet. Monimuotoisuuden mittariksi valittiin linnut ja pölyttäjähyönteiset, sillä niiden havainnointi on suhteellisen helppoa, ja ne myös indikoivat hyvin elinympäristöjen tilaa ja monimuotoisuutta. 63 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Laskennat tehtiin ennen kunnostustoimien toteuttamista. Linnuston laskennassa keskityttiin pesimälinnustoon. Aja B-kirjaimin merkityille alueille on rakennettu kaksitasouomat. Lintuja pölyttäjälaskennoilla kokonaiskuvaa valuma-alueen biodiversiteetistä Lintuja pölyttäjälaskennalla selvitettiin luonnon monimuotoisuuden tilaa uoman varrella
We provide a common platform for all water professionals from natural, social, and engineering sciences, and from scholars to practitioners. Muut ryhmät tunnistettiin ylemmälle taksonitasolle jaottelulla: kukkakärpäset, perhoset ja erakkomehiläiset. Haastetta seurantaan tuo myös kunnostusten myötä toteutuvien muutosten hitaus; seurantaa tulisi kattavien tulosten saamiseksi tehdä pitkäjänteisesti, mielellään vähintään 4–5 vuotta. Pölyttäjien luontaiset kannanvaihtelut tuovat kuitenkin haasteita tulosten tulkintaan. Seurantatietoa tarvitaankin kunnostuskohteiden ja -toimenpiteiden valintaan. Myös seurannan menetelmät vaativat jatkuvaa kehittämistä ja tiedonvaihtoa seurantaa toteuttavien välillä. Monimuotoisuuden seuranta tulisi aloittaa ennen kunnostustoimia, jotta muutosten seuraaminen on mahdollista. Lisäksi sitä tarvitaan mallinnuksen kehittämiseen. Parhaassa tapauksessa seurantaa tehdään ennen kunnostusta, sen aikana ja riittävän pitkään sen jälkeen. Kirjoittajien pohdinnan perusteella kattava seuranta on tarpeellista ainakin silloin kun tehdään uudentyyppisiä toimenpiteitä ja tarvitaan vaikuttavuuden arviointia. Ensimmäisen hankkeen kumppaneina toimivat Suomen Metsäkeskus, Suomen ympäristökeskus ja Luonnonvarakeskus. Pölyttäjien tärkeä rooli hyönteispölytteisten kasvien satotasojen turvaajana puoltaa kuitenkin niidenkin seurantaa. Laskentareitti kuljettiin läpi kirjaten ylös havaitut pölyttäjät. Seurannalla on siis merkitystä toimenpiteiden vaikuttavuudessa, mutta sen toteuttamisessa on myös haasteensa. Riittävän pitkien, tuloksellisten seurantojen järjestäminen vaatisi siis pitkäjänteistä rahoitusta. Linnuilla vuosittaisia kannanvaihteluita on vähemmän. Tämä mahdollistaa laajan seurannan toteuttamisen vain harvoissa kohteissa. Jälkimmäisen hankkeen kumppaneina toimivat Suomen Metsäkeskus sekä Savo-Karjalan vesiensuojeluyhdistys ry. Laskenta toteutettiin parhaaseen lauluaikaan klo 4 ja 9 välillä tyynellä, poutaisella säällä samoilla laskijoilla. Laskenta toteutettiin kerran kuussa touko-elokuussa klo 10–17 välillä pölyttäjille suotuisalla säällä. Tärkeää onkin harkita, milloin seurantaa kannattaa tehdä ja millä tasolla. Kiitokset Seurannat ja datan käsittely on toteutettu Savonian hallinnoimissa Salinjoen valuma-alueen vesienhallinnan kehittäminen -hankkeessa (2020-2023) sekä Valuma-alueet kuntoon –hankkeessa (2023 2025). Molemmat hankkeet on rahoitettu Maa -ja metsätalouden vesienhallinnan avustuksista (YM, MMM). Poikkeuksena on monimuotoisuusseuranta, joka vaatii perusmuodossaan lähinnä aikaresurssia toteutukseen ja tarvittaessa lajitunnistuksen opiskeluun. Havaitut pölyttäjät merkittiin ylös karkeaa jaottelua käyttäen; Kimalaiset tunnistettiin lajiryhmätasolle asti ja tarhamehiläinen merkittiin erikseen. Laskenta aika oli touko-kesäkuu, jolloin myöhäisemmätkin muuttajat olivat jo palanneet, mutta suurin osa varhaisemmista pesijöistä oli vielä äänessä. YWP 1/4 64 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA Find career opportunities via YWP network on national and international level Connect with professionals from other countries Get-togethers for developing and maintaining your professional network Volunteer and impact the water sector in Finland Excursions to utilities and industry representatives Webinars and workshops for skill development needed in the water sector 1 2 3 Join YWP network Develop your network Find new opportunities ywpfinland(a)gmail.com LinkedIn: YWP Finland Join us! LinkedIn QR code Professional Events Social Events Networking YOUNG WATER PROFESSIONALS FINLAND (YWP Finland) is a network for people working or studying within the water sector. Rahoituksia hallinnoi Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus. Pölyttäjälaskennassa sovellettiin linjalaskentaa, jota käytetään myös kimalaisseurannassa ja maatalousympäristön päiväperhosseurannassa. Toisaalta esimerkiksi monimuotoisuuteen liittyvää edullista kansalaisseurantaa kannattaa tehdä mahdollisimman laajasti. The idea is to provide opportunities for career development and networking by organising seminars, workshops, excursions, and more relaxed get-togethers.. Seurannan haasteita ja mahdollisuuksia Valuma-aluekunnostuksissa merkittävää on resurssien kustannustehokas kohdentaminen. Vaikutukset näkyvät viiveellä. Havainnot tallennettiin Suomen Lajitietokeskuksen laji.fi-sivustolle. Tässä artikkelissa kuvattu seuranta vaatii hyviä taloudellisia ja ajallisia resursseja, monipuolista laitekantaa ja erityisosaamista. Menetelmät valittiin painottaen helppoutta, jotta kynnys seurannan tekemiseen myöhemmissä hankkeissa tai vapaaehtoisvoimin olisi mahdollisimman matala
Raakku on erittäin uhanalainen laji Raakku on virtaavien vesien pohjalla elävä suurikokoinen nilviäislaji, joka voi elää jopa yli 200-vuotiaaksi. 65 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Yksi raakun parhaista tuntomerkeistä on sen hengitysaukkojen reunat, jotka ovat raakulla liuskamaiset, kun taas muilla suursimpukoilla ne ovat ripsimäiset. Tämä herkkä prosessi kulminoituu loppukesästä, kun naarasraakku vapauttaa glokidiot veteen. Kalassa loisivaa kehitysvaihetta kutsutaan glokidium-toukaksi. Oulun eteläpuolelta laji on lähes hävinnyt, ja raakkua elää enää alle kymmenessä joessa. Raakku rauhoitettiin jo vuonna 1955, mutta silti sen populaatiot ovat taantuneet voimakkaasti viime vuosikymmenten aikana. Vasta ihmistoimet ovat saattaneet raakut totiseen pulaan, ja niiden lisääntyminen onnistuu vain harvoissa joissa. Suomessa raakkua esiintyy noin 150 joessa, jotka sijaitsevat pääasiassa Pohjois-Suomessa. Raakun tunnistaa sen munuaista muistuttavasta muodosta ja kullantai tummanruskeasta väristä. Tämän takia Raakun elinympäristön huomioiminen valumaaluelähtöisen vesienhallinnan keinoin Jokihelmisimpukka, tuttavallisemmin raakku, on Suomessa erittäin uhanalainen laji, joka vaatii erityiset elinolosuhteet selviytymiseen ja taimenta tai lohta lisääntyäkseen. Alkukesästä koirasraakun jokiveteen vapauttamien siittiöiden tulee löytää naarassimpukoiden munasolujen luo. Raakkujen vähenemisen syynä on ollut helmenkalastus, jokirakentaminen ja vaellusesteet, perkaukset sekä vesien likaantuminen. Raakun elinkierto onkin monimutkainen prosessi, joka koostuu useista pullonkaulavaiheista, joissa kuolleisuus on suurta. Suurimmassa osassa populaatioista ensisijaisena suojelutoimena on valuma-alueiden ennallistaminen lähemmäs luonnontilaa. Raakut ovat selviytyneet liitukaudelta nykypäivään monista luonnonkatastrofeista huolimatta. Hedelmöityneistä munasoluista kehittyy kesän aikana glokidioita. KATJA VAINIONPÄÄ Pirkanmaan ELY-keskus katja.vainionpaa@ely-keskus.fi Raakun suojelulla on suuri tarve (Kuva: Katja Vainionpää). Näistäkin vain kahdessa raakun tiedetään enää lisääntyvän. Jotkin simpukkalajit, kuten raakut, loisivat vain kiduksilla. Viime vuonna Puolangalta, Kainuusta löytyi jättikokoinen 18,3 cm pitkä yksilö, joka taitaa olla maailman suurin raakku. Kriittisestä matkastaan nuoren taimenen tai lohen kiduksille selviävät vain harvat glokidiot, mutta selviytyneet kehittyvät loisvaiheen aikana pieniksi simpukoiksi, valmiina jatkamaan itsenäistä eloaan joen pohjassa seuraavana kesänä. Raakku elää virtaavissa joissa ja puroissa, jotka ovat varjoisia, viileitä, puhtaita ja runsashappisia. Harva tietää, että sisävesiemme suursimpukoilla on toukkavaihe, joka elää lyhyen aikaa loisena kalojen evillä tai kiduksilla. Aikuinen raakku kasvaa hitaasti, yleensä 10–15 cm pituiseksi
Myös jokien patoaminen on vähentänyt raakun isäntäkalojen määrää tai estänyt niiden nousemisen raakkujokiin. Raakun huomioiminen valuma-alueella LIFE Revives -hankkeessa Euroopan komission rahoittamassa LIFE Revives -hankkeessa (2021–2027) parannetaan raakun ja sen isäntäkalojen, lohen ja taimenen, elinympäristöjä Suomessa, Ruotsissa ja Virossa. Runsas ja elinvoimainen raakkupopulaatio paitsi ilmentää hyvää veden laatua, myös pitää sitä yllä: raakut toimivat tehokkaina jokiveden puhdistajina suodattaessaan vedestä itselleen ravintoa. Elinkierron herkän alkuvaiheen vuoksi lajin lisääntyminen onnistuu käytännössä vain luonnontilaisissa tai lähes luonnontilaisissa joissa, missä on riittävän tiheä taimentai lohikanta. Useimmissa tapauksissa raakkupopulaation parantamiseksi kunnostustoimia tulee tehdä ensisijaisesti valuma-alueilla. Muokattu sivulta: https://archive. Tavoitteena on saavuttaa raakun ja sen isäntäkalojen riittävä lisääntyminen ja suotuisa suojelutaso. Uhanalaisyyden syyt Valtaosa maamme raakkupopulaatioista sijaitsee vesistöissä, joissa simpukoiden elinympäristö on tavalla tai toisella vaurioitunut. Jokia on muokattu jo satojen vuosien ajan uittoperkauksin ja vesivoiman tarpeisiin, mistä on aiheutunut ei-toivottuja muutoksia raakun elinympäristöille. Joessa puolestaan kunnostuksia tarvitaan hiekan ja muun lietteen puhdistamiseen, sekä elinympäristöjen monipuolistamiseenesimerkiksi puumateriaalilla kunnostamisella. Valuma-alueen ihmistoimintaperäiset ja muut paikalliset ominaisuudet määrittelevät hyvin pitkälle joessa virtaavan veden määrän ja laadun, minkä takia ongelmat ja syyt ovatkin aina tapauskohtaisia. raakun kaverina suojelussa ja kunnostuksissa puhutaan aina taimenesta ja lohesta. Raakku onkin Suomessa ensimmäinen rauhoitettu selkärangaton laji. Lisääntymiskykyinen ja elinvoimainen raakkukanta on merkki joen luonnontilaisuudesta. LIFE Revives -hankkeessa kunnostetaan sekä valuma-alueita että itse jokia. Monisatavuotinen helmenpyynti tuhosi raakkukantoja – ennen lajin rauhoitusta vuonna 1955. Vedenlaadun parantamiseksi tärkeintä on vähentää valuma-alueelta uomaan tulevaa kiintoaineja ravinnekuormitusta. nordregio.se/en/Metameny/About-Nordregio/Modules-About-Nordregio/ Geographical-scope-we-cover/Baltic-Sea-Region/index.html Raakkujokien suojavyöhykkeet estävät haitallisten kiintoaineiden ja ravinteiden valumista jokiin, varjostavat vesistöä ja ehkäisevät uomien umpeenkasvua (Kuva: Katja Vainionpää). Tämän lisäksi valuma-alueella tapahtuneet suo-, peltoja metsäojitukset ovat heikentäneet edelleen veden ja joenpohjien laatua lähes kaikissa Suomen vesistöissä. Raakkua pidetään jokiekosysteemin huippuindikaattorina eli ilmentäjälajina. LIFE Revives -hankkeessa parannetaan raakun tilaa 12 projektipartnerin voimin. Raakun lisääntymiselle tämä kehitys on aiheuttanut merkittäviä haittoja, sillä joen pohjasoran happiolosuhteilla on keskeinen vaikutus raakun poikasvaiheiden selviytymiseen. Hanketta koordinoi Jyväskylän yliopisto. Muita paikallisia uhanalaisuuden syitä valuma-alueilla ovat esimerkiksi pohjaveden otto, tie-, raideja muut rakennushankkeet sekä turvetuotanto. Valtion raja 300 km Kunnostusalue Tutkimusasema Norja 37 jokea Suomi Viro Ruotsi Latvia Liettua 24 jokea 66 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA
Kunnostustoimet toteutetaan yhteistyössä maanomistajien kanssa ja heidän suostumuksellaan, minkä takia viestintä onkin avainasemassa LIFE Revives -hankkeessa. Aineiston sisältö heijastelee sen tekijöiden näkemyksiä, eikä Euroopan unioni tai CINEA ole vastuussa aineiston sisältämien tietojen käytöstä. Jokainen maamme tontti sijaitsee jonkin vesistön valuma-alueella, joten kukin voi myös omalla toiminnallaan vaikuttaa vesiemme tilaan. Kaikkien kunnostustoimenpiteiden tavoitteena on rajoittaa valuma-alueelta jokiin saapuvaa kuormaa ja lisätä luonnon monimuotoisuutta. Useimmissa toimenpiteissä tärkein tavoite on veden hallittu viivyttäminen valuma-alueella, jolloin mm. vähennetään liuenneiden aineiden ja kiintoaineen huuhtoutumista raakkujokiin ja tasataan virtaamahuippuja. Kiitokset LIFE Revives-hanke (projektinumero LIFE20 NAT/FI/000611) saa rahoitusta Euroopan komission LIFE-ohjelmasta. Jokikunnostukset (Katja Vainionpää) Lisätietoa raakusta ja LIFE Revives -hankkeesta: LIFE Revives -hankkeen projektivideo: 67 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Purojen varsille jätettävien suojavyöhykkeiden tarkoitus on sitoa hakkuualueilta valunnan mukana tulevaa kuormitusta ja tukea alueen luontoarvojen säilymistä esimerkiksi luomalla raakkujen kaipaamaa varjostusta uomaan. LIFE Revives -hankkeessa valuma-alueella tehtäviä kunnostuksia ovat esimerkiksi ojien tukkiminen, kosteikkojen rakentaminen, suojavyöhykkeiden laajennus ja pystytys, jokipenkkojen suojaus eroosiolta ja savipeltojen rakennekalkitus, joka maaperän parantamisen ohella vähentää peltojen kiintoainevalumia vesistöihin
Grundfjärdsbäckenin valuma-alueella on yhä olemassa vanhoja ojitusyhteisöjä, jotka ovat muun muassa pitäneet huolta alueen kuivatuksesta maatai metsätalouden tarpeisiin. Yläjuoksulla uoma virtaa metsäisellä alueella, jota on myös ojitettu voimakkaasti. Uomaa on aiemmin suoristettu kuivatuksen tarpeisiin Grundfjärdsbäckenin valuma-alue on pinta-alaltaan noin 34 km² ja uoman valuma-alueeseen sisältyy Vanhan Vaasan, Ristinummen, Kråklundin ja Runsorin yrityspuiston asuinja työpaikka-aluetta, lentokentän aluetta sekä paljon peltoja metsäalueita. V aasan kaupunki käynnisti koko valuma-alueen hulevesikartoituksen, jonka toteutti Sitowise vuosina 2023–2024. Työssä selvitettiin Grundfjärdsbäckenin valuma-alueen hulevesijärjestelmän sekä pääuoman kapasiteetti ja ympäristön kyky vastaanottaa hulevedet nykytilanteessa sekä tulevassa tilanteessa, jossa Laajametsän suurteollisuusalue on rakentunut maankäyttösuunnitelmien mukaisesti. Lisäksi työssä huomioitiin ilmaston muuttuminen pitkällä aikavälillä ja selvitettiin vuoden 2100 ilmaston mukaiset meritulvariskit Grundfjärdsbäckenin valumaalueella ja niistä johtuvat tulvasuojaustarpeet. Suunniteltu maankäytön muutos tulee vaikuttamaan merkittävästi alueen hulevesien muodostumiseen ja sen myötä koko valuma-alueen vesienhallintaan. 68 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. laaja GigaVaasan akkuteollisuusalue. Grundfjärdsbäckenin päävaluma-alue, osavaluma-alueet, virtausreitit sekä hulevesiverkosto. Grundfjärdsbäckenin uomaa lentokentän pohjoispuolella. TIINA OKKONEN Sitowise Oy tiina.okkonen@ sitowise.com Kuva 1. Valuma-alueella kehitetään Laajametsän aluetta, jonne on suunniteltu mm. Kuva 2. Grundfjärdsbäcken on pääasiassa peltojen välissä kulkeva uoma, jota on luonnontilastaan suoristettu peltojen kuivatuksen tehostamisen yhteydessä. Työn tuloksena saatiin valuma-alueselvitys ja vesienhallintasuunnitelma Grundfjärdsbäckenin valuma-alueelle. Grundfjärdsbäckenin alaosa on tunnistettu kuuluvan Laihianjoen merkittävään tulvariskialueeseen (kuvat 1 ja 2 ). Vesienhallinnan suunnittelussa hyödynnettiin mallinnusta koko valuma-alueesta Uoman vesienhallinnan tilannetta ja haasteita kartoitettiin valuma-alueja virtausmallinnusten pohjalta (Fluidit ja HEC-RAS) nykyisen ja Vaasan Grundfjärdsbäckenillä suunnitellaan vesienhallintaa valuma-aluelähtöisesti Grundfjärdsbäcken on Vaasassa sijaitseva uoma, joka purkaa vetensä Laihianjoen kautta Eteläiselle Kaupunginselälle
Grundfjärdsbäckenin valuma-alueella +2,0 m (toistuvuus 1/250a) meritulva leviää pääasiassa peltoalueille, eikä meritulvilla ei ole vaikutusta Laajametsän uudelle alueelle. Mallinnuksen perusteella nykyiset Grundfjärdsbäckenin tulva-alueet sijoittuvat Ratavallinkadun läheisyyteen sen pohjoispuolella kulkevan rautatien, Itäisen Runsorintien ja Söderlandintien rajaamalle alavalle alueelle. Näissä paikoissa on tarkastellulla mitoitustilanteella riski, että vesi ylittää uoman penkkojen tason ja tulvii uoman viereisille pelloille. Tulevassa tilanteessa tulvien laajuus kasvaa mallinnuksen mukaan merkittävästi, sekä tulvan maksimivedensyvyys nousee. Meritulvariskien arviointi paljasti muutaman riskikohteen Meritulvien vaikutusten arvioimiseksi työssä huomioitiin sekä nykyilmaston että tulevaisuuden meritulvien korkeudet ja esiintymistodennäköisyydet. Meritulvien leviämistä tutkittiin korkeusmalliin pohjautuvan tarkastelun avulla. Kuva 4. Tulvat levittyvät pääja sivu-uomien ulkopuolisille pelloille, joilla maksimivedensyvyys on kerran 100 vuodessa toistuvalla 360 minuutin kestoisella mitoitussateella noin 0,4 m. Mallinnuksessa oletettiin ja työssä suositeltiin olevan sama viivytysmääräys tulevassa tilanteessa kaikilla Laajametsän tonteilla. Nykytilan mallinnuksen perusteella uoma toimii hydraulisesti hyvin lukuun ottamatta pääuoman kolmea kohtaa. Hulevesiviemäriverkosto on maanpintaa syvemmällä, joten sitä pitkin meritulva kuitenkin leviää vielä valuma-alueen Kuva 3. Meritulvat kestävät tyypillisesti joitakin tunteja tai päiviä (kuva 4 ). Pääuoman tarkasteluun käytettyjen mitoitussateiden kestoksi valittiin kuuden tunnin kestoinen sade. Tulvakorkeudet tulevat merenpinnan nousemisen ja maankohoamisen yhteisvaikutuksesta säilymään lähestulkoon nykyisellään Vaasan alueella. Tulevassa tilanteessa pääuomassa tunnistettiin kauttaaltaan yhteensä 14 kohtaa, jossa uoma tulvii penkkojensa yli (kuva 3 ). Kerran 250 vuodessa toistuvan +2,0 m meritulvan laajuus. Pääuoman valuma-alue on suuri, joten tulvanhallinnan kannalta keskeisimmäksi osoittautuivat pitkäkestoiset sateet, joiden aikana tarkastelualueen huippuvirtaama kasvaa suurimmaksi. Tulevassa tilanteessa esiintyvät tulvapaikat kerran 100 vuodessa toistuvalla 360 minuutin kestoisella mitoitussateella. tulevan tilanteen maankäyttöjen mukaisesti. Laihianjoen ja Grundfjärdsbäckenin alaosien topografia on kuitenkin hyvin alavaa, joten meritulvat pääsevät leviämään helposti melko laajallekin alueelle. Uoman toimivuutta tarkasteltiin nykytilan kerran 100 vuodessa toistuvalla tulvatilanteella, joka vastaa ilmastonmuutos huomioiden tulevaa noin kerran 20 vuodessa toistuvaa tulvatilannetta. 69 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Mallit rakennettiin pääuoman alueelle teetettyjen maastomittausten perusteella tulevan maankäytön suunnitelmien mukaiseksi. Asemakaavassa on tonteille hulevesien viivytysmääräys 2 m³ / 100 m² läpäisemätöntä pintaa kohti, mikä huomioitiin työn mallinnuksissa ja toimenpiteiden suunnittelussa. Mallinnuksella tarkasteltiin myös pääuoman ulkopuolella hulevesiviemäriverkoston kapasiteettia, jota varten käytettiin tavanomaista kerran viidessä vuodessa toistuvaa 10 minuutin kestoista mitoitussadetta. Verkostosta tunnistettiin osuuksia, joissa kapasiteetit ylittyvät ja pääuomaan esitettävien toimenpiteiden lisäksi tarkasteltiin myös valuma-alueelle sijoittuvien hulevesiverkostojen lisäselvitysja kehitystarpeet. Pääuoman mallinnuksissa tarkasteltiin eri kestoisia kerran 5, 20 ja 100 vuodessa toistuvia mitoitussateita
alaosaa laajemmalle alueelle. virtauksensäätörakentein sekä kaksi uutta hulevesien viivytysallasta tulevalle teollisuusalueelle tarpeellisen viivytystilavuuden varmistamiseksi. 70 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Grundfjärdsbäckenin pääuoman ympäristö on hyvin alavaa ja uoman pituuskaltevuus on pieni, mikä aiheuttaa haasteita vesienhallinnalle. Suunnitelmalla edistetään myös hulevesiverkoston ja kuivatuksen toimivuutta muualla valuma-alueella sekä esitetään toimenpiteitä meritulviin varautumiseksi. Valuma-alueella tehtävät toimenpiteet sijoittuvat Laajametsän asemakaavaalueelle ja sen läheisyyteen. Varsinaiset tulvanhallinnan toimenpiteet kohdistuvat erityisesti Laajametsän uudelle asemakaava-alueelle sekä Grundfjärdsbäckenin pääuoman varrelle. Jos meritulvariskialueelle tullaan tulevaisuudessa sijoittamaan rakennushankkeita, kannattaa meritulvariski niiden osalta ratkaista rakentamalla riittävän korkealle tasolle, eikä tulvasuojausrakenteiden varaan. Grundfjärdsbäckenin valuma-alue on meritulvariskialuetta, mutta meritulvat uhkaavat nykyään pääasiassa vain peltoalueita. Tulvatasanteellisen uoman pohjalle jätetään perusuoma tavanomaisia virtaustilanteita varten, ja perusuomaa hieman ylemmälle tasolle rakennetaan tulvatasanteet, joihin vesi saa levitä tulvatilanteessa. Lisäksi pääuomaan esitettiin Itäisen Runsorintien alittavan rummun uusimista suuremmaksi, esimerkiksi suorakulmaiseksi rummuksi, jotta se ei rajoita pääuoman virtaamia siinä tapauksessa, jos tulvatasanteet rakennetaan (kuva 5 ). Suunnittelualueelta tunnistettiin yksi jo rakennettu kohde, joka hyötyisi meritulvasuojauksesta korottamalla kahta katua noin 340 m matkalta tason +2,0 m yläpuolelle. Tämän lisäksi vesienhallinnan toimenpiteiden suunnittelussa on huomioitu seuraavat reunaehdot ja lähtökohdat: • vesienhallinnan toimenpiteiden keskittäminen ensisijaisesti kaupungin omistamille maille • olemassa olevan puuston säilyttäminen mahdollisuuksien mukaisesti • veden pitkäaikaisen lammikoitumisen välttäminen lentoasema-alueen ympäristössä. Kuva 5. Tämä vaikuttaa hulevesiviemäreiden vedenvälityskykyyn, jos meritulvan aikana sattuu myös sadetapahtuma, ja silloin voi aiheutua paikallisia hulevesitulvia. Valuma-alueelle toteutettavien vesienhallinnan toimenpiteiden lisäksi esitettiin pääuomaan tulvatasanteita, jotka mahdollistavat lisätilavuuden tulvavesille. Vesienhallinnan tavoitteiden saavuttamiseksi esitetyt toimenpiteet perustuvat seuraaviin valuma-aluetasoisiin mekanismeihin: • virtaamien viivytyksen tehostaminen ja lisääminen rakennetun valuma-alueen yläosassa Laajametsän alueella • veden johtamisen tehostaminen valuma-alueen keskiosassa rumpurakenteen uusimisella • tilapäisten tulva-alueiden lisääminen pääuoman alaosassa. Selvityksessä pääpainopisteenä oli harvinaisten hulevesija meritulvien hallinta, mutta toimenpiteillä voidaan samanaikaisesti edistää myös muita puroympäristöön liittyviä tavoitteita. Valuma-aluelähtöisellä vesienhallintasuunnittelulla vaikuttavimmat toimenpiteet Suunnitelmaan sisältyi toimenpiteitä sekä valuma-alueella että Grundfjärdsbäckenin pääuomassa. Peltoalueiden tulvimisen lisäksi tarkasteltu meritulva katkaisee Lentokentäntien noin 100 metrin matkalta vesisyvyyden ollessa noin 20 cm. Periaatepoikkileikkaus tulvatasanteellisesta uomasta. Esitetyt toimenpiteet sisältävät aikaisemmin suunniteltujen hulevesirakenteiden kehittämistä mm. Grundfjärdsbäckenin valuma-alueen vesienhallinnan haasteissa korostuu muuttuvan maankäytön myötä lisääntyvien virtaamien aiheuttama tulviminen. Vesienhallinnan tavoitteet perustuivat kolmeen valuma-aluetason periaatteeseen Vesienhallinnan tavoitteena oli kehittää Laajametsän alueelta pääuomaan johtuvien hulevesien määrällistä hallintaa ja siten edistää hulevesitulviin varautumista sekä niihin liittyvien haittojen ehkäisyä. Sointulantien ja Vaxlaxintien risteysalueella meritulva leviää myös asuintalojen pihoille ja siten katkaisee tonteilta esteettömän poistumisen ja voi johtaa kiinteistövahinkoihin. Sama ratkaisu palvelisi myös Laihianjoen tulvimista vastaan. Hyvällä vesienhallinnan suunnittelulla voidaan ehkäistä uoman tilan heikkenemistä ja parhaimmillaan luoda uutta, korkeatasoista viherja vesiympäristöä lähialueiden asukkaille ja puroalueiden eliöstölle. Valuma-alueen ja pääuoman vesienhallinnan sekä merivesitulvien näkökulmista esitetyt toimenpiteet ja ratkaisut koostettiin vesienhallinnan suunnitelmaksi
Luonnonmukaisten toimien tavoitteena on parantaa vesien laatua, tasata virtaamavaihteluita, vähentää uoman eroosiota ja monipuolistaa alueen elinympäristöjä. Raaseporinjoella toteutetut vesiensuojelutoimenpiteet ovat esimerkki valuma-aluetason vesienhallinnan kokonaisuudesta. Tähän mennessä valuma-aluetason suunnittelu on kuitenkin yleistynyt hitaasti. Toimenpiteiden kohdentaminen kuormittaville alueille oletettavasti parantaa valumaalueen kiintoaineja ravinnekuormituksen alentamisen kustannustehokkuutta. Valuma-aluesuunnitteluprosessin tueksi on saatavilla työkaluja ja suunnitteluoppaita, joita muun muassa Marttunen ym. Samalla se on kuitenkin lisännyt kiintoaineksen ja ravinteiden kulkeutumista vesistöihin, ja vuosien saatossa maatalous on kuormittanut merkittävästi vesistöjä, ja osaltaan muuttanut niiden ekologista ja kemiallista tilaa. Valuma-aluetason vesienhallinnalla pyritään parantamaan paitsi kuivatusta ja tulvien hallintaa, myös vesien ekologista ja kemiallista tilaa yhteensovittamalla eri tavoitteita. Raaseporinjoki ja joen purkupisteen jälkeinen Barösundin merialue on arvioitu 3. Olennaista on onnistua sijoittamaan ratkaisuja kuormituksen suurimpien lähdealueiden alapuolelle. Valuma-aluesuunnittelussa on otettava huomioon eri tahojen, kuten maaja metsätalouden, intressit sekä ympäristön tilan parantaminen. Viljelykelpoinen hyvin tuottava maa edellyttää kuivatusta, sillä liian märkä maa heikentää kasvien kasvua. S uomessa vuosittainen sademäärä ylittää haihdunnan, minkä vuoksi pelloille kertyy helposti vettä. Valuma-alueella tarkasteltiin hankkeessa rakennettuja luonnonmukaisia vesien Raaseporinjoen maatalousvaltainen valuma-alue luontopohjaisen vesienhallinnan esimerkkikohteena Vesienhallinnan vaikuttavuutta haetaan usean vesiensuojeluratkaisun yhdistelmillä. Nykyisin vettä pyritään myös pidättämään valuma-alueilla hyödyntämällä luonnonmukaisia peruskuivatusmenetelmiä, kuten tulvatasanteellisia kaksitasouomia, kosteikkoja, laskeutusaltaita ja pohjapatoja. Raaseporinjoki ja Snappertunan sisäsaaristo -hanke). (2024) ja Keskinen (2024) ovat koonneet. vesienhoitokaudella (2022–2027) olevan ekologiselta tilaltaan välttävässä kunnossa. Perinteisesti ojat on muokattu suoriksi kanaviksi, jotta vesi virtaisi tehokkaasti pois pelloilta. Raaseporinjoen valuma-alueen vesienhallinta Osana Vesitalouden hallinta maatalousvaltaisilla valuma-alueilla (VESIMA) -hanketta selvitettiin Raaseporinjoen maatalousvaltaisella valuma-alueella Uudellamaalla toteutettuja vesienhallintatoimia ja niiden kohdentamista ravinnekuormittaville alueille. Alueen päämaalaji on eroosioherkkää liejusavea, mutta paikoin myös hiekkaa, mikä on näkynyt uomien luiskasortumina. Lisäksi alue on alavaa ja pääuoman varrella olevat pellot tulvivat herkästi, mikä on hankaloittanut viljelyä. 2024). SAANA KESKINEN Vesija ympäristötekniikan opiskelija, Aalto-yliopisto KAISA VÄSTILÄ TkT, DI, Akatemian tutkijatohtori (Aaltoyliopisto), erikoistutkija (Suomen ympäristökeskus) VILLE LINDGREN DI, Väitöskirjatutkija, Aalto-yliopisto SARA VASKIO MMM, Hankepäällikkö, Raaseporin kaupunki HARRI KOIVUSALO Professori, Aalto-yliopisto 71 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Raaseporinjoki luokitellaan pieneksi savimaan joeksi, joka virtaa noin 72 km² laajuisella valuma-alueella. Tämä johtuu muun muassa yhteistoiminnan käytäntöjen ja selkeän vastuutahon puuttumisesta, pirstoutuneesta maanomistajuudesta, eri toimijoiden vastuulla olevista rahoitusja suunnittelujärjestelmistä sekä tietovarantojen hajanaisuudesta (Rytkönen ym. WSFSVemala kuormitustietoaineistosta tarkasteltiin maataloudesta syntyvää sekä vesimuodostumiin tulevaa kokonaisfosforin ja -typen kuormitusta. Raaseporinjoen pääuoman varrella on runsaasti maataloutta (kuva 1 ). Ihmisten aiheuttamasta kuormituksesta noin 67 % fosforihuuhtoumasta ja 53 % typpihuuhtoumasta pintavesiin tulee maataloudesta (Äijö & Paasonen-Kivekäs 2010). Raaseporinjoen valuma-alueella toteutettiin vuosien 2018–2023 aikana laaja-alainen valuma-aluelähtöinen vesienhallinnan toimenpidekokonaisuus Raaseporinjokihankkeen toimesta (nyk. Raaseporinjoen valuma-alueella tehtyjen toimenpiteiden kohdentamista kuormittavimmille alueille arvioitiin hyödyntämällä Suomen ympäristökeskuksen tuottamaa avointa WSFS-Vemala kuormitustietoaineistoa (Syke 2023), joen pääuomasta otettuja vedenlaatumittauksia ja kirjallisuutta
Toteutetut vesienhallintatoimenpiteet ja maataloudesta syntyvä kokonaistypen (a) ja -fosforin (b) kuormitus Raaseporinjoen valuma-alueella WSFS-Vemala kuormitustietoaineiston perusteella. Raaseporinjoen valuma-alueen sijainti, punainen piste (a), ja valuma-alueen maankäyttömuodot (b). Vuonna 2019, ennen toimien rakentamista, fosforipitoisuus vesinäytteissä oli keskimäärin 53 µg/l ja typpipitoisuus Kuva 1. Tulokset Kuormitustietoaineisto osoitti, että maataloudesta syntyvä ravinnekuormitus on suurinta pääuoman varrella sijaitsevilla alueilla (kuva 2 ). Vedenlaatumittauksissa kokonaisfosforin ja -typen pitoisuudet olivat korkeita koko pääuoman varrella. liikkeisiin vaikuttavia toimia, joita olivat kaksitasouomat, kosteikot, laskeutusaltaat, pohjakynnykset ja muut vastaavat luonnonmukaiset rakenteet. Nämä kuitenkin jätettiin tarkastelun ulkopuolelle. 72 www.vesitalous.fi VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Kuva 2. Lisäksi alueella on otettu käyttöön muita toimia, kuten maanparannusaineita ja uusia viljelymenetelmiä, joilla voidaan vaikuttaa positiivisesti ravinnekuormituksen hallintaan
päivitetty painos. & Kasak, K. Suomen ympäristökeskuksen raportteja 17/2024. (2022). Kill, K., Grinberga, L., Koskiaho, J., Mander, Ü., Wahlroos, O., Lauva, D., Pärn, J. 45 s. Yksittäisiin altaisiin verrattuna peräkkäiset altaat parantavat sekä kiintoaineen että ravinteiden pidättymistä. Salaojayhdistys ry. Ympäristöhallinnon ohjeita 4: Maankuivatuksen ja kastelun suunnittelu. Yhteenvetona voidaan todeta, että Raaseporinjoen valumaalueella toimenpiteitä on kohdistettu ravinnekuormituksen kannalta kriittisimpiin alueisiin, ja toimilla on kirjallisuuden valossa mahdollista vaikuttaa suotuisasti alueen vesistöjen ja merialueen tilaan. 2021). & Häggblom, O. Ecological Engineering. Kosteikot, joiden pinta-ala jää alle 1 % yläpuolisesta valuma-alueesta, on todettu poistavan kokonaisfosforia noin 20 % tehokkuudella (Kill ym. 92 s. Alueen haasteena on suuri valuma-alue, mikä tekee riittävän suuren kosteikon perustamisen vaikeaksi. Rakennetut luonnonmukaiset ratkaisut parantavat kirjallisuuden perusteella alueen luonnon monimuotoisuutta (Keskinen 2024). Raaseporinjoki-hanketta toteuttaa Raaseporin ympäristötoimi, ja sitä ovat rahoittaneet ympäristöministeriö sekä Uudenmaan ELY-keskus. Vesitalous 1/2021. (2021). Kokonaisvaltaisella toimien yhteensovittamisella valuma-aluetasolla päästään usein tehokkaimpiin lopputuloksiin. Äijö, H. 2022). Raaseporinjoen valuma-alueelle rakennettu suurin Huskvarnträsketin kosteikko on pinta-alaltaan keskiylivirtaamalla 24 ha, mikä vastaa 0,5 % yläpuolisesta valuma-alueesta. 27 s. s. 76+12 s. Sustainability. (2024). Kosteikon avulla on mahdollista saavuttaa yli 40 % typen ja fosforin poistuma, kun sen pinta-ala yläpuolisesta valumaalueesta on noin 1–8 % (Keskinen 2024). (2023). 2. Agricultural Water Management Using Two-Stage Channels: Performance and Policy Recommendations Based on Northern European Experiences. Kuivien jaksojen aikana esimerkiksi kosteikot ja laskeutusaltaat ylläpitävät virtaamaa, jolloin uomat eivät oletettavasti kasva yhtä herkästi umpeen ja kunnossapitotarve sekä kustannukset vähenevät. (2015). 14–18. (2021) määrittämän 10–20 % osuuden, jonka jälkeen tutkijat havaitsivat selkeitä hyötyjä tulvatasanteesta Sipoon Ritobäckenissä. Esimerkiksi luonnon monimuotoisuuden lisäämiseksi eri toimien yhdistämisellä, kuten kosteikkojen ja suojavyöhykkeiden yhteensovittamisella, voidaan lisätä alueen heterogeenisyyttä, ekologisia käytäviä ja eri lajien määrää. Ravinnekuormitukseen ne sen sijaan vaikuttavat vähemmän. & Paasonen-Kivekäs, M. Keskinen, S. Diplomityö, Aalto-yliopisto. Valtioneuvoston julkaisuja, 6. Miten toimenpiteiden vaikutukset saadaan näkyviin jokisuun mittauksissa. 1097 µg/l. (2021). Kuormitustulosten perusteella vesienhallintatoimia tarvitaan laajasti erityisesti pääuomaan ja sen kuormittavimpiin sivu-uomiin, jotta kuormitusta voidaan alentaa tehokkaasti. Maankuivatuksen ja kastelun suunnittelu. Laskeutusaltaita voidaan käyttää kasteluveden varastoina kuivien jaksojen aikana, jos allas on rakennettu riittävän suureksi. Raaseporin kaupunki ja Suomen ympäristökeskus seuraavat joella jatkuvatoimisesti virtaamaa ja veden laatua, minkä avulla selvitetään, kuinka paljon toimenpiteet, erityisesti tulvatasanteet, pidättävät kuormitusta. Tattari, S., Koskiaho, J., Puustinen, M. Kuormituksen nousu onkin näkynyt pääuoman vedenlaatumittauksissa toimien rakentamisen myötä. Västilä, K., Väisänen, S., Koskiaho, J., Lehtoranta, V., Karttunen, K., Kuussaari, M., Järvelä, J. Ympäristöhallinnon ohjeita 4/2015. Maatalousvaltaisten valuma-alueiden vesienhallinnan suunnittelu ja toimenpiteiden vaikuttavuus: Tapaustutkimus Raaseporinjoella. Valuma-aluesuunnittelun tiekartta vuoteen 2030. Monitavoitteinen valumaaluesuunnittelu: Yhteenveto ohjeista, oppaista, tietotuotteista ja hankkeista. Vesima-hanketta toteuttavat Salaojituksen tutkimusyhdistys ry, Salaojayhdistys ry, Luonnonvarakeskus, Aalto-yliopisto sekä Sven Hallinin tutkimussäätiö sr. (2024). 73 Vesitalous 6/2024 VALUMA-ALUELÄHTÖINEN VESIENHALLINTA. Suomen Ympäristökeskus. & Koikkalainen, K. (2010). Rytkönen, A.-M., Ahopelto, L., Helkimo, J., Olin, S., Keto, A., Leinonen, A. Marttunen, M., Rantala, T., Kajanus, M., Turunen, V., Virkkumaa, S., Häkkinen, M., Seppälä, P. Raaseporinjoella vedenlaatuhyötyjä voidaan odottaa kasvillisuuden vakiinnuttua, sillä tällöin myös luiskasortumien riskin odotetaan alenevan. 13(16), 9349. Saatavissa: https://ckan.ymparisto.fi/dataset/%7B7E6EB982-A3CA-4DE387C0-1B61462442DF%7D. Raaseporinjoella peräkkäiset laskeutusaltaiden sarjat oletettavasti pidättävät tehokkaasti erityisesti karkeampaa kiintoainesta. Maatalouden vesistökuormitus. Hanketta rahoittavat ympäristöministeriö, Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus, Salaojituksen Tukisäätiö sr, Maaja vesitekniikan tuki ry sekä hankkeeseen osallistuvat laitokset. Ravinnekuormituksen hallintaa voi parantaa varmistamalla, että kosteikkoon kehittyy runsas kasvipeitteisyys. Positiivisia vaikutuksia voi myös havaita nopeastikin: Raaseporinjoella maanomistajat ovat havainneet, että kaksitasouoman rakentamisen jälkeen pellot ovat tulvineet vähemmän. & Räsänen, A. Toteutettujen luonnonmukaisten toimien vaikutukset näkyvät vasta pitkällä aikavälillä kasvillisuuden ja pohjan asetuttua, ja alussa kuormitus tavallisesti kasvaa (Tattari ym. Raaseporinjoella kaksitasouoma on arviomme mukaan rakennettu kuormituksen alentamistavoitteisiin nähden riittävän mittavaksi. Kirjallisuus Järvenpää, L. Kaksitasouomien on mahdollista pidättää ravinteita noin 1–50 % vuotuisesta kuormituksesta (Keskinen, 2024). Raaseporinjoen toimilla hyötyjä myös kuivuuden ja tulvien hallintaan sekä luonnon monimuotoisuuteen Raaseporinjoen valuma-alueelle toteutetuilla toimenpiteillä voidaan saavuttaa kuormituksen hallinnan lisäksi muita hyötyjä. Kaksitasouomaan ja perinteisesti perattuihin uomaosuuksiin rakennetut pohjakynnyssarjat vakauttavat uomaa ja vähentävät kiintoaineksen kulkeutumista (Järvenpää & Savolainen 2015). Phosphorus removal efficiency by in-stream constructed wetlands treating agricultural runoff: Influence of vegetation and design. Päivitetty: 16.5.2024. WSFS-Vemala kuormitustiedot. https://doi.org/10.3390/su13169349. Kaksitasouoma kattaa noin 37 % pääuoman pituudesta, mikä ylittää Västilän ym. Syke. 191 s. (2024). Toimia tarvitaan kattavasti alueella, sillä yksittäinen toimi ei ole riittävä vähentämään kuormitusta merkittävästi, koska kuormitusta syntyy alueella laajamittaisesti. 180, 106664. & Savolainen, M. & Väisänen, S
Biologisen fosforinpoiston etuja on kemikaalikustannusten vähentyminen, lietteen kuljetuksen ja lietteen käsittelyn kustannusten väheneminen. Struviitti on fosforia, typpeä ja magnesiumia sisältävä lannoite, jota voidaan valmistaa jätevedestä ja jätevesilietteistä ja jonka sisältämät ravinteet vapautuvat kasveille sopivalla tavalla. Prizztechin, Huittisten Puhdistamon ja Berner Chemicalsin yhteinen BioP-Rec-hanke pureutuu struviitin valmistamiseen jätevedestä tavoitteenaan fosforin riittävyyden varmistaminen ja kierrätys jätevesistä kasvien käyttöön, sekä saostuskemikaalien huoltovarmuus. (Negrea et al. BioPprosessissa. Biologinen fosforinpoisto pienentää kustannuksia Huittisten puhdistamo on kehittänyt laitoksen biologista osiota siten, että fosfori sitoutuu biologisesti lietteeseen, ns. Sen saostaminen jätevedestä edellyttää biologista fosforinpoistoa, joka ei ole Suomessa vielä yleistä. Fosforia sitoutuu normaalisti mikrobien kasvussa, mutta siten poistuu vain noin 10–20 % fosforista. 2023) raportin mukaan kierrätyksellä voitaisiin kattaa 90 % kasvien fosforilannoituksen tarpeesta Suomessa. Toisaalta sopivissa olosuhteissa taas fosfori vastaavasti liukenee helposti takaisin vesifaasiin, minkä vuoksi BioP-prosessin tiivis kontrollointi ja jälkisaostusmahdollisuus ovat yleensä välttämättömiä, jotta voidaan varmistaa jätevesilaitoksen purkuveden vaadittu fosforipitoisuus. Biologinen fosforinpoisto on yleistä maailmalla, mutta Suomessa sitä ei ole kuin muutamalla jätevesipuhdistamolla (mm. Biologinen fosforinpoisto parantaa saostuskemikaalien ja lannoitteiden huoltovarmuutta. Struviitti on hidasliukoinen lannoite, jota voitaisiin käyttää vähentämään vesistöjen rehevöitymistä. Yhdyskuntien jätevesilietteen hyödyntäminen kattaisi kierrätettävissä olevasta fosforista 19 %, jos kaikki fosfori yhdyskuntavesistä saataisiin kiertoon. 2011). S uomessa jätevesilaitoksilla on yleisesti käytössä kemiallinen fosforinsaostus. Fosforin vapautuminen tällä tavalla muodostuneesta suolasta kasveille käytettäväksi voi kestää tunteja, päiviä, kuukausia tai vuosia riippuen ympäristön olosuhteista, kuten pH, redoxtilasta ja hydroksidien kemiallisista ominaisuuksista. Se on yksi harvoista lannoitteista, jotka sisältävät typpeä veteen liukenemattomassa, hitaasti assimiloituvassa muodossa. Hapettomissa olosuhteissa fosforia varastoivat organismit (phosphorus accumulating organisms PAO) varastoivat kasvuunsa nähden ylimäärin fosforia polyfosfaattina. Mädätetystä lietteestä kiteytettäessä ongelmaksi voi muodostua lainsäädäntöön nähden liian epäpuhdas struviitti. 2010) Struviittilannoitteet vähentävät myös tarvetta käyttää lannoitetuotannossa neitseellisiä materiaaleja, kuten fosfaattikiveä (Cooper et al. Saostuskemikaaleja Jätevesi fosforilannoitteen raaka-aineena Fosfori on tällä hetkellä pääasiassa louhittava aine, jonka kierron tehostaminen tulevaisuudessa on välttämätöntä. Näin voidaan päästä jopa alle 0,1 mg/l poistuvan veden fosforipitoisuuteen. Nykykäsityksen mukaan rautaja alumiinisuoloilla fosfaatin poistaminen ei perustu pelkästään fosfaattien saostumiseen alumiinitai rautasuolojen kanssa, vaan enemmänkin fosfaatti-ionien adsorboitumiseen metallihydroksidien pinnalle. Biologinen fosforinpoisto mahdollistaa fosforin ja typen (ja magnesiumin) hyödyntämisen jätevesilaitokselta esimerkiksi struviittina, joka on sopivan hitaasti kasveille liukeneva ja hyödyllinen lannoite. Struviittikiteytyksen täyden mittakaavan laitoksia löytyy varioiden eri paikoista prosessia maailmalta, muun muassa mädätyksen jälkeen tai mädätyksen nestejakeesta. Olisiko tämä yksi ratkaisu fosforinkierron tehostamiseen Suomenkin mittakaavassa. Huittinen ja Savonlinna). Fosfori poistuu ylijäämälietteen mukana biomassaan sitoutuneena. IIRIS PUHAKKA Asiantuntija, DI Prizztech Oy iiris.puhakka@prizz.fi ANNA HALINEN Toimitusjohtaja, TkT Huittisten Puhdistamo Oy PIRJO TAUBE Projektipäällikkö, DI Prizztech Oy 74 www.vesitalous.fi JÄTEVEDEN KÄSITTELY. BioP-prosessi on myös joustava ja ajotapaa voidaan vaihdella biologisen ja kemiallisen fosforinpoiston välillä tilanteen mukaan. Luonnonvarakeskuksen (Lemola et al
BioP-Rec-hankkeessa on kiteytetty struviittia biologisen fosforinpoiston palautuslietteestä (kuva 1 ). BioP vähentää myös rautaja alumiiniyhdisteiden pääsyä maaperään, ja samalla fosfori saadaan talteen kasveille käytettävässä muodossa. Vanhentaminen on prosessin pullonkaula, koska se ilman lisäaineita tai -menetelmiä kestää noin kaksi viikkoa. pH 8–10 ja Mg:N:P suhteet 1:1:1. Kiteytyksen etuina ei-toivotun saostumisen ja lietekustannusten väheneminen Struviitin kiteyttäminen hallitusti jätevesilietteestä vähentää ei-toivottua struviitin saostumista putkiin, pumppuihin ja venttiileihin. Vanhennusta voidaan nopeuttaa lisäämällä nopeasti käytettävissä olevaa orgaanista ainesta, esimerkiksi etikkahappoa tai sokeria. Vanhennus struviittikiteytyksen pullonkaula Kun struviittia saostetaan suoraan biologisen fosforinpoiston palautuslietteestä, lietettä täytyy vanhentaa, jotta bakteerit luovuttavat itseensä varastoidun liukoisen fosforin nestejakeeseen. Mg(OH) 2 -, MgSO 4 -, MgOtai MgCl 2 -muodossa. Struviitin valmistus mahdollista suoraan jätevesilietteestä Struviitti (MgNH 4 PO 4 * 6 H 2 O) on tavallisesti vaalean värinen fosfaattimineraali, joka sisältää fosfaatin lisäksi ammoniumtyppeä ja magnesiumia. Lisäyksessä ajatuksena on saada kaksi fosfaatteja vapauttavaa mekanismia tapahtumaan: 1) orgaanisen aineen lisäyksellä BioP-bakteerit vapauttavat fosfaattia solunsisäisestä polyfosfaattivarastosta, 2) pH laskee lähelle 4,5–5 ja pH:n lasku vapauttaa kemiallisesti lietteeseen sitoutunutta fosfaattia (Mikola 2023). Kuva 2. 2024). Kuva 1. Vasemmalla takana lietteen vanhennussäiliö, vasemmalla edessä IBC-kontti lietteen laskeutukseen (esimerkiksi biopolymeerillä tai ilman), oikealla edessä hiekkasuodatin nestejakeen puhdistukseen ja oikealla takana kiteytin. Pilot-laitteistolla haitta-aineista puhdasta struviittia Hankkeessa hankitulla pilot-laitteistolla (kuva 2 ) on tehty struviittia panostoimisesti kuution erissä ensin vanhentamalla biologisen fosforinpoiston palautuslietettä, laskeuttamalla sitä, hiekkasuodattamalla, lisäämällä kirkkaampaan nestefaasiin magnesiumhydroksidia ja ammoniumsulfaattia, nostamalla pH:ta lipeällä kahdeksaan ja sekoittamalla, antamalla laskeutua sekä erottamalla saatu sakka ja nestefaasi pussisuodattimella ja kuivaamalla saatu sakka 40 °C:n uunissa. Fosforia on poistunut tällä tekniikalla struviitiksi biologisesta palautuslietteestä erotetusta nestefaasista 92 %. Muita mahdollisia vanhennuksen tehostusmenetelmiä ovat ultraääni ja ultraviolettisäteilytys. Anaerobinen Anoksinen Aerobinen Kierrätysliete Ylijäämäliete Selkeytys Palautusliete BioP-prosessi Tiivistämöt Fosforirikas rejekti Mädätteen rejekti Liete Lingot Koeajolaitteisto Struviitti/ fosfaatti Mädätys Purkuvesi Tertiäärikäsittely 75 Vesitalous 6/2024 JÄTEVEDEN KÄSITTELY. Punaisella merkitty yhde on palautusliete, jonka kautta hankkeessa kiteytettiin struviittia onnistuneesti pilot-laitteistolla. Yksi vanhennuksen nopeutustekniikka on pH:n laskeminen (pH 2) tai nostaminen (pH 12) merkittävästi (Deng et al. Struviittikiteytyksen pilot-laitteisto BioP-Rechankkeessa. Struviittia muodostuu siellä, missä fosforin, ammoniumtypen ja magnesiumin pitoisuudet sekä ympäristön olosuhteet ovat sopivia, mm. Vihreällä katkoviivalla on merkitty BioP-prosessi, punaisella katkoviivalla struviitinkiteytys. Myös lopputuotteena saatava valmis lannoite tuo lisätuloja. Magnesiumia joudutaan yleensä lisäämään, esim. Struviitti kiteytyy liukoisessa muodossa olevasta fosfaatista. pH:ta joudutaan struviittikiteytyksessä yleensä nostamaan, kemikaaleista yleisimmin NaOH:lla, CO 2 -strippauksella tai ilmastuksella. voidaan käyttää tarvittaessa jälkisaostuksessa biologisen fosforinpoiston yhteydessä. Struviitin saostaminen vähentää myös jätevesilaitoksella syntyvän lietteen määrää, mikä vähentää lietteen käsittelyn kustannuksia. Mädätetyn lietteen ja mädätyksen (tai linkojen ja tiivistämöiden) rejektiveden lisäksi struviittia on mahdollista kiteyttää suoraan biologisen fosforinpoiston jätevesilietteestä. Struviittia on mahdollista kiteyttää jätevedenpuhdistamolla tiivistämöiden jälkeen rejektistä, lin kojen jälkeen rejektistä, suoraan palautuslietteestä tai bio kaasulaitoksen mädätetystä lietteestä tai sen re jektistä
Epäorgaaniset pääravinnelannoitteet haitallisten aineiden enimmäispitoisuudet. Lähteet Bianchi L., Kirwan K., Alibardi L., Pidou M. Pilot-mittakaavan kokeista saadusta struviitista on analysoitu ICP-OES (Induktiivisesti kytketty plasma – optinen emissio -spektroskopia) -tekniikalla lannoitevalmisteasetuksen haitta-aineet paitsi elohopea. Deng S., Liu J., Yang X., Sun D., Wang A., van Loosdrect M. Volume 396. 2024. Nikkeliä on voinut liueta pilot-laitteiston hitsaussaumoista tai materiaalista struviittiin muun muassa mikrobiologisen korroosion avulla. Negrea A., Lupa L., Negrea P., Ciopec P. Volume 142, s. Luonnonvarakeskus. Hiiltä oli alkuaineanalyysin mukaan 3,5 %. Sähköpostikeskustelu 24.10.2023. Struviittisakkojen agglomeraatio suuremmiksi flokeiksi koagulanttien ja/tai flokkulanttien avulla on mahdollista. 2023. Kolmannella rivillä pilot-kokeiden struviittinäytteen pitoisuudet. 2023. 76 www.vesitalous.fi JÄTEVEDEN KÄSITTELY. 78–86. Simultaneous Removal of Ammonium and Phosphate Ions from Wastewaters and Characterization of the resulting Product. Jos biologinen fosforinpoisto yleistyisi Suomessa jätevesilaitoksilla, voisi struviitin kiteytys olla potentiaalinen tapa saada fosfori nykyistä paremmin kiertoon ja lannoitekäyttöön myös jätevesilaitoksilta. Recovery of ammonia from wastewater through chemical precipitation. Hankkeessa on seuraavaksi tarkoitus vielä kehittää laitteistoa, jotta kaikki muodostunut struviitti saataisiin talteen ja että tuloksena olisi aina tasalaatuista struviittia. 2011. Taulukko1. Lemola R., Uusitalo R., Luostarinen S., Tampio E., Laakso J., Lehtonen E., Skyttä Annaliina ja Turtola E. Release of phosphorus through pretreatment of waste activated sludge differs essentially from that of carbon and nitrogen resources: Comparative analysis across four wastewater treatment facilities. 2010. 2020. Bioresource Technology. 56 s. 1303-1314. The future distribution and production of global phosphate rock reserves. Haitalliset aineet As Hg Cd Cr Cu Pb Ni Zn Enimmäispitoisuus mg/kg kuiva-ainetta 40 1 1,5 300 600 100 70 1500 Struviittinäyte mg/kg kuiva-ainetta 0,806 0,039 220 17,3 0,582 148 17,5 Kuva 3. Vasemmalla Oulun yliopiston analyyseistä saatu SEM (pyyhkäisyelektronimikroskopia) -kuva kiteytetystä struviitista pilot-laitteistolta. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 136-142. Chemical Bulletin of Politechnica University of Timisoara. ja Cheng X. 55, nro 2, s. Hiilen määrä kertoo sakassa olevan lietteen määrästä, joka indikoi myös haitta-ainepitoisuutta, haitta-aineiden sitoutuessa lietteeseen. Vol. ja Muntean C. struviitin ja nestejakeen erotuksessa ja struviitin käytössä lannoitteena: struviittia on helpompi käsitellä ja kuljettaa, suuremmat hiukkaset liukenevat hitaammin maaperään, mikä mahdollistaa ravinteiden pitkäaikaisemman vapautumisen kasvien käyttöön. Aalto-yliopisto. Volume 57, s. Toisella rivillä MMM:n asetuksen lannoitevalmisteista 964/2023 luokan 1C1. Myös siemenkiteiden käyttö voi auttaa kasautumisessa. ja Carliell-Marguet C. Helsinki. Nikkeli oli ainoa aine, jonka pitoisuus ylitti raja-arvon (taulukko 1 ). Jätevedessä ja lietteessä Huittisten Puhdistamolla nikkeliä ei yli raja-arvojen ole ja aiemmissa struviittikiteytyksen laboratorioja saavikokeissa nikkeliä ei juurikaan esiintynyt. Suuremmat agglomeraatit auttavat mm. ja Coles S.R. Mikola A. Kuva oikealla SEM-kuva struviitista kirjallisuudesta VWR:ltä ostettu näyte (Bianchi et al. Cooper J., Lombardi R., Boardman D. Luonnonvaraja biotalouden tutkimus 10/2023. Fosforin kierrätyksen tarve ja potentiaali kasvintuotannossa: Synteesiraportti. Resources, Conservation and Recycling. 2020). XRD (röntgendiffraktio) -tekniikalla analysoiden sakkanäytteessä oli struviittia 92,7 %, silikaa 1,0 % ja liukenematonta magnesiumhydroksidia 5,8 % sakan kokonaismassasta. Pilot-laitteistolla ei saatu kiteitä kasautumaan agglomeraateiksi, kuten kirjallisuuskuvassa on (kuva3)
Suurimmat haasteet analyysini perustella liittyivät menettelytapojen oikeudenmukaisuuden toteutuminen, jonka vuoksi erityisesti tulvariskien hallinnan osallistavia prosesseja tulisi vahvistaa alueella. Havaitsin tutkielmassani, että tapauksessa ilmenee eriäviä käsityksiä oikeudenmukaisesta tulvariskien hallinnasta. Maisterintutkielmani tavoitteena oli tutkia lämpötilan vaikutuksia liuenneen orgaanisen aineksen flokkulaatioon eli kasaantumiseen humuspitoisessa jokivedessä. Ensimmäisen flokkulaatiokokeen aikana muodostuneen kiintoaineksen määrä (SPM, mg/l) kussakin lämpötilassa ja käsittelyssä SP M (m g/ l) 2.7 30 20 10 5 10 15 20 5 10 15 20 5 10 15 20 Control I MQ I Salt I 7.2 12.3 17.3 19.9 Temperature (°C) Temperature (°C) 77 Vesitalous 6/2024. Veden lämpötilan vaikutukset liuenneen orgaanisen aineksen flokkulaatioon humuspitoisessa jokivedessä Ilmasto-oikeudenmukaisuus tulvariskien hallinnassa: Tapaustutkimus Kokemäenjoelta I lmastonmuutoksen seurauksena vesistöjen lämpötilat nousevat muokaten ravintoverkkoja ja biogeokemiallisia prosesseja. Eveliina Piispanen valmistui Helsingin yliopiston Ympäristömuutoksen ja globaalin kestävyyden maisteriohjelmasta helmikuussa 2024 ja hän aikoo aloittaa tohtoriopinnot ensi syksynä. Ilmasto-oikeudenmukaisen sopeutumisen suunnittelu avaa mahdollisuuksia vähentää nykyisiä haavoittuvuuksia ja edistää reilua sopeutumista. Sen sijaan orgaanisen aineksen optiset ominaisuudet muuttuivat lämpötilan noustessa. Maisteritutkielmassani tarkastelin Kokemäenjoen Säpilänniemen oikaisu-uoman suunnittelua ja hallintaa. I lmastonmuutos vaikuttaa merkittävästi tulvariskeihin Suomessa. Opinnäytetyö on saatavilla: http://hdl.handle.net/10138/568446. Sopeutumistoimet ovat alttiita haittojen ja hyötyjen epätasaiselle jakautumiselle, jonka vuoksi oikeudenmukaisen sopeutumisen tutkiminen on tärkeää. Pro gradu -tutkielma on luettavissa verkossa: http://hdl.handle.net/10138/570555 Venla Isomäki valmistui valtiotieteiden maisteriksi Helsingin yliopiston ympäristön muutoksen ja globaalin kestävyyden maisteriohjelmasta. Vantaanjoella tehdyn tutkimuksen tulokset osoittivat, että lämpötilan nousu ei kiihdytä flokkulaatiota, vaan suurempi osa orgaanisesta aineksesta pysyy edelleen liuenneessa muodossa. Orgaanisen aineksen molekyylikoko kasvoi lämpötilan noustessa, mutta myös lämpötilan ollessa alle 3 °C. Perehdyin aiheeseen narratiivianalyysin keinoin, aineistonani fokusryhmähaastattelut ja politiikkadokumentti. Muutokset orgaanisen hiilen määrässä ja koostumuksessa vaikuttavat vesipatsaan valo-olosuhteisiin sekä ravinnon saatavuuteen
4/2024 Kaupunkivesien hallinta Piia Leskinen, Pekka Heinonen ja Juhani Järveläinen: Hulevesien hallinnan kansallisen ohjeistuksen päivittäminen esillä Hulevesijaoston seminaarissa 78 www.vesitalous.fi. – vesi.fi kertoo avaintiedot vesihuollosta Heikki Miettinen: Työelämässä oppimisesta apua ammatillisen henkilöstön saamisessa vesihuoltoalalle Maija Forss: Parempaa riskienhallintaa ja joustavampaa raportointia päivitetyillä WSPja SSPohjelmistoilla Kalle Kakko ja Päivi Peltonen: Tarkennuksia kalkkikivialkalointilaitosten suunnitteluun ja käyttöön Eemeli Pesonen, Marja Palmroth ja Annina Takala: Kaivokorttiprosessin optimointi Terhi Renko: Ilmastonmuutos ja äärimmäiset vesiolosuhteet: miten valmistautua ja sopeutua. Sakari Sarkkola, Sirpa Piirainen, Kristian Karlsson, Tuija Mattsson, Antti Taskinen ja Samuli Joensuu: Koko Suomen kattava seurantaverkko tarjoaa tietoa metsätalouden vesistökuormituksesta Mikko Kesälä, Annamari Laurén ja Marjo Palviainen: Uusi menetelmä vaihtelevan levyisen suojavyöhykkeen rajauksessa – kiintoainekuorman vähentäminen Tuomo Karvonen: KUNNOS-työkalun hyödyntäminen metsätalouden vesiensuojelurakenteiden paikantamisessa Vuokko Laukka ja Suvi Lehtoranta: Vesihuollon kasvihuonekaasupäästöt Suomessa ja päästövähennystoimien vaikuttavuus Marie Korppoo, Markus Huttunen, Mikko Sane, Nasim Fazel, Maiju Narikka ja Noora Veijalainen: Happamien sulfaattimaiden nykyisen ja tulevan hydrologian simulointi WSFS-Vemala-mallilla Anna-Mari Kristola: ToiVeTila-hanke Risto Saarinen: Henkilökuvassa Risto Saarinen: ”Vesi on lainassa luonnosta” -periaatteella läpi työelämän Taina Ihaksi: Metsätalouden vesiensuojelu on perustuslaillinen velvollisuus 2/2024 Järvet Minna Maasilta: Järviä monesta näkökulmasta Jukka Horppila, Leena Nurminen, Salla Rajala ja Satu Estlander: Järvien herkkyys tummentavalle kuormitukselle ja tummenevat järvet ekologisessa luokittelussa Jaana Hietala ja Ilkka Sammalkorpi: Tuusulanjärvi – ulkoisen ja sisäisen kuormituksen vähentämishaasteita ja tuloksia Heikki Mäkinen, Mirva Ketola ja Anna Hakala: Vesijärven kunnostustarina on ainutlaatuinen Jussi Huotari: Keskitetty tiedonhallinta vesienhoitotyössä ja toimenpiteiden vaikutusten seurannassa – esimerkkinä PäijätHämeen Vesijärvisäätiö Esko Kuusisto: Järvenlaskut ovat muuttaneet Suomen karttaa Mari Lappalainen, Mikko Sane, Nasim Fazel, Ville Turunen ja Kim Klemola: Kun järviä ei ole – Vedenpidätyksen mahdollisuudet jokivaluma-alueella Matti Leppäranta: Järvien talvi Saara Olsen, Iiro Lehtinen, Anna Kyytinen ja Anni Orkoneva: Espoo ja Vantaa vesiensuojeluyhteistyön toimintamallia kehittämässä – Esimerkkejä Pitkäjärven valuma-alueelta Olga Tammeorg, Mina Kiani, Asko Simojoki ja Priit Tammeorg: Kestävä järvien kunnostus – lupaavia tuloksia sedimentin ruoppauksesta ja lannoitekäytöstä Maria Kämäri, Petri Ekholm, Joonas Kahiluoto ja Polina Saarinen: Vedenlaadun jatkuvatoimisen mittauksen haasteet ja mahdollisuudet Jaana Husu-Kallio: Vesi yhdistää monella tapaa Anne Korkala: Valoa vesiputken päässä (Haastattelussa Ylä-Savon Vesi Oy:n toimitusjohtaja Ulla Tyrväinen) Pekka Tuuri: Vedenalaisen Suomen kätketty kauneus 3/2024 Vesihuolto Riku Vahala: Uudet velvoitteet haastavat vesihuollon uudistumaan Hanna Sandqvist: Oulun Veden varavesihankkeen vesitalouslupa Johanna Kallio: Vesihuoltolaki uudistuu Jaana Pulkkinen: Apuja etäluennan haasteisiin Veden etäluennan hyvät käytännöt -oppaasta Jarno Laine: HS-Veden automatisoitu vesijohtovuodonhakuprosessi Petri Juntunen: Vesijohtoverkostojen jatkuvatoimiset vedenlaatusensorit Katriina Rajala, Henri Haimi ja Jussi Lindholm: Haitta-aineiden poistovelvoitteella merkittäviä vaikutuksia jätevedenpuhdistukseen Väinö Rintala: Peltobiomassoista valmistettu aktiivihiili jäteveden haitta-aineiden poistossa Marika Visakova: Ymmärrettävää neuvontaa kiinteistönomistajan vastuista Seija Rantonen: Hyvää vai huonoa vettä. Lauri Ikkala ja Maarit Similä: Soiden ennallistamisen seuranta ja sen kehittäminen Josefiina Ruponen, Sanna Mäki-Tuuri, Erja Mattila, Suvi Hamunen ja Markku Saastamoinen: Simulaatiomalleilla hevostalouden vesistökuormitus aisoihin Riikka Juuti ja Petri Juuti: Regulaation haasteet Sebastian Jäntti, Aleksi Reini ja Piia Leskinen: Verkot vesille -tapahtuma keräsi vesialan opiskelijat ja työelämän edustajat yhteen Vesitalouden toimitus: Ravinteet talteen jätevedestä Matti Valli: Tunnuslukujärjestelmä nostaa esiin hyviä toimintamalleja (Haastattelussa Raision vesilaitoksen johtaja Anders Öström) Mari-Leena Talvitie: Lisää osaajia vesialalle – miten saadaan nuoret kiinnostumaan vesialasta. V E S I T A L O U S 2 2 4 S I S Ä L T Ö 1/2024 Metsätalouden vesiensuojelu Antti Leinonen ja Laura Härkönen: Ratkaisuja suometsien ilmastoja vesistövaikutusten hallintaan Maarit Liimatainen, Timo Lötjönen, Toni Liedes, Miika Läpikivi, Juho Kinnunen ja Hannu Marttila: Valuma-alueen veden varastointi maatalouden kastelukäyttöön Annamari Laurén, Hannu Hökkä, Antti Leinonen ja Marjo Palviainen: Vesiensuojelu monitavoitteisen metsänhoidon osana Mirkka Visuri, Tuija Mattsson, Leena Stenberg, Pirkko Kortelainen, Heikki Mykrä, Juha Jämsen, Tiina Ronkainen, Ari Kangas, Samuli Joensuu ja Sakari Sarkkola: Metsätalouden vesistökuormituksen vähentäminen matalammalla ojitussyvyydellä ja tehokkaammilla vesiensuojelurakenteilla Mika Marttunen, Ville Turunen, Aleksi Räsänen, Teija Rantala ja Miika Kajanus: Monitavoitteiset vesienhallintaja ilmastokestävyystarkastelut: Avain kokonaisvaltaiseen valuma-aluesuunnitteluun
Heikkinen: Valuma-aluesuunnittelun toimintamallin kehittäminen laajalle valuma-alueelle: esimerkkinä Kiiminkijoki Kaisa Västilä, Tom Jilbert, Matias Virta, Tiina Ronkainen, Jari Koskiaho, Jani Wikström, Pasi Valkama, Maija Kauppila ja Samuli Joensuu: Kaksitasouomien tulvatasanteet kiintoaineen ja fosforin pidättäjinä: tietoa mitoituksen, hoidon ja valuma-aluetekijöiden vaikutuksista Miika Läpikivi, Maarit Liimatainen ja Hannu Marttila: Turvepeltojen valuma-alueilta vettä päästövähennyksiä varten Tuomas Haapala: Valuntavesien hyödyntäminen kuivuuden torjumisessa – valumaaluekohtainen lähestymiskeino Aleksi Salla, Tetiana Porokhivnyk, Harri Koivusalo, Heidi Salo, Minna Mäkelä ja Olle Häggblom: Peltoalueen vesienhallintaa laskentatyökalun avulla Jussi Vesterinen: Valuma-aluelähtöisen vesienhallinnan toteuttaminen käytännössä Länsi-Uudellamaalla Elina Raumanni, Petra Korhonen, Heini Postila, Hannu Marttila, Markus Saari ja Hannu Hökkä: Raudan haitallisten vesistövaikutusten vähentäminen turvevaltaisilla metsätalousmailla valumaaluelähtöisellä suunnittelulla Teija Rantala, Marko Häkkinen, Sanna Antikainen, Inka Nykänen ja Teemu Räsänen: Kokemuksia erilaisten ympäristön tilan seurantamenetelmien hyödyntämisestä valuma-aluekunnostuksen yhteydessä Katja Vainionpää: Raakun elinympäristön huomioiminen valumaaluelähtöisen vesienhallinnan keinoin Tiina Okkonen: Vaasan Grundfjärdsbäckenillä suunnitellaan vesienhallintaa valuma-aluelähtöisesti Saana Keskinen, Kaisa Västilä, Ville Lindgren, Sara Vaskio ja Harri Koivusalo: Raaseporinjoen maatalousvaltainen valuma-alue luontopohjaisen vesienhallinnan esimerkkikohteena Iiris Puhakka, Anna Halinen ja Pirjo Taube: Jätevesi fosforilannoitteen raaka-aineena Seija Virtanen: Valuma-aluelähtöinen vesienhallinta 79 Vesitalous 6/2024. Hollo: Vesioikeuslaki täytti 122 vuotta 6/2024 Valuma-aluelähtöinen vesienhallinta Markus Saari ja Essi Hillgren: Valuma-aluelähtöinen vesienhallinta on saapunut olohuoneisiin Markus Saari, Anne-Mari Rytkönen, Eeva Nuotio, Henri Vaarala, Essi Hillgren ja Sini Olin: Valuma-aluelähtöisen vesienhallinnan edistäminen – Kohti kokonaisvaltaisia vesiratkaisuja Mika Marttunen, Teija Rantala, Ville Turunen, Satu Räsänen, Maarit Satomaa, Aleksi Räsänen ja Miika Kajanus: Paikkatieto ja maanomistajahaastattelut valuma-aluesuunnittelussa – oivalluksia piloteista Maija Kauppila, Samuli Joensuu, Matias Virta ja Tarja Anttila: Paikkatietotyökalut metsäisten valuma-alueiden suunnittelussa Maiju Narikka, Hanna-Sofia Virtanen ja Markus Huttunen: WSFS-Vemala-kuormitusmallin paikkatietorajapinta valumaaluesuunnittelun tukena Pasi Valkama: Vesiensuojelutoimenpiteiden vaikutusten seuranta valuma-aluetasolla Aleksi Räsänen, Olli Haanpää, Simo Sarkki, Maria Isolahti, Hanna Kekkonen, Karoliina Kikuchi, Ville Koukkari, Katri Kärkkäinen, Janne Miettinen, Erkki Mäntymaa, Mika Nieminen, Riina Rahkila, Anna Ruohonen, Sakari Sarkkola, Matti Välimäki, Kaisa Yliperttula ja Hannu I. V E S I T A L O U S 2 2 4 S I S Ä L T Ö Jukka Sainio: Hulevesien haitta-ainepitoisuuksien ohjearvojen määrittäminen vastaanottavan ympäristön eliöiden herkkyyden perusteella Eeva-Riikka Rautarinta ja Pekka Heinonen: Tavoitteena luontopohjainen hulevesien hallinta – apua menetelmävalintaan valintaja ohjekorteilla Juhani Järveläinen ja Heidi Vilminko: Lumen ja sulamisvesien laadun tutkimus ja talviaikaisten hulevesiriskien arviointi Lahdessa ja Hollolassa Camilla Tuomela ja Hannes Björninen: Hulevesimallinnuksen hyödyntäminen kaupunkiorganisaatiossa – VEMAhanke Vaasassa Kajsa Rosqvist ja Nora Sillanpää: Tietopohjaa sadeskenaarioiden ja tulvamallien tarkastelusta varautumis tason asettamiseksi Helsingille Jussi Ristimäki, Johanna Pajari, Terhi Renko, Anne Liljendahl ja Maija Vilpanen: Helsingin sekaja erillisviemäröinnin vertailu ja vaikutusarvio Emil Nyman, Jan-Hendrik Körber, Ashvin Chaudhari ja Harry Edelman: Uusien menetelmien yhdistäminen hulevesien hallitsemisen kehittämiseksi Piia Leskinen ja Minna Kivimäki: Hulevesiseminaarin työpajan satoa – miten hulevesien viivytysvaatimuksia ja viherkertoimia pitäisi kehittää. Marcus Pellas ja Heidi Vilminko: Työmaavesien hallinnan nykytila Teemu Kokkonen, Maija Taka, Marko Keskinen ja Karoliina Pakkanen: Digitalisoituminen vesitekniikan opetuksessa Marko Kallio, Tuomas Haapala, Jennifer Schürr, Dorottya Füleki, Jimi Bäck, Sun Yu Ching ja Simbarashe Nhokovedzo: EteläAfrikkalainen vesitorni Krista Koski ja Meri-Maaria Salo: Kohti monihyötyisiä, luontopohjaisempia hulevesiratkaisuja Reijo Solantie: Uudenmaan omalaatuinen asutushistoria Tuulia Innala: Hulevesien hallintaa edistäisi monipuolinen aiheeseen perehdyttävä opasaineisto 5/2024 Uudistuva vesioikeus Antti Belinskij ja Ville Keskisarja: Uudistuva vesioikeus (Pääkirjoitus) Terhi Raikas: Vesilain kalatalousvelvoitteiden vaikutukset vesivoimalaitosten toimintaan Maria Timonen: Vesilain valvojan näkökulma lupien muuttamiseen ja luvantarvepohdintaan Salla Koskela, Juhani Gustafsson ja Turo Hjerppe: Vesienhoitolaki 20 vuotta – suunnittelujärjestelmästä kohti sitovia ympäristötavoitteita Tapio Katko, Petri Juuti ja Riikka Juuti: Jätevesimaksulaki maamme vesiensuojelun uranuurtajana Maija Vidqvist: Vesipuitedirektiivi haastaa kustannustehokkaat BAT-tekniikat Eerika Albrecht ja Miikka Hakkarainen: Kohti kestävää vesivoimatuotantoa ja jokien ennallistamista Vilja Klemola: Vesi on meidän Jarmo Sallanko ja Heikki Hekkala: Rikkivedyn aiheuttaman betonikorroosion hallinta Martti Pulli: Käytännöllinen esimerkki paineenkorotuspumppaamoiden määrityksistä Heli Härkki: Pohjoismainen juomavesikonferenssi yhdisti talousvesiosaajat kuuden vuoden tauon jälkeen Juha Kauppinen: Uusi vedenkäsittelyn testausja pilotointiympäristö Mikkeliin Mika Jalava ja Vilma Sandström: Ruoka tuo veden myös ilmastokeskustelun keskiöön Erkki J
80 www.vesitalous.fi VESITALOUDEN LIIKEHAKEMISTO Auma Finland (80 x 50) Huber (80 x 50) Sweco (80 x 40) AFRY (80 x 85) KVVY (80 x 60) Ramboll (70x80) AUTOMAATIOJÄRJESTELMÄT JÄTEVESIENJA LIETTEENKÄSITTELY Jäteveden . ja lietteenkäsittelylaitteet HUBER Technology Nordic AB | Puh 0207 120 620 info@huber.fi | www.huber.fi Vesihuollon suunnittelun ykkönen Vesien käsittely, hulevesien ja tulvariskien hallinta, vesivarojen hallinta, vesihuoltoja jätevesiverkostot ramboll.com/fi-fi/vesi vesihuollon, vesienhallinnan ja analytiikan asiantuntija palveluksessasi. KVVY Tutkimus Oy Vahva kotimainen SUUNNITTELU JA TUTKIMUS
Vesipäivän teema vuonna 2025 on jäätikköjen säilyminen. Jäätikköjen, jään ja lumen merkitys eri näkökulmista avautuu seminaarissa, jonka Suomen Vesiyhdistys järjestää yhteistyössä Aalto-yliopiston, Suomen ympäristökeskuksen ja Oulun yliopiston kanssa. SAVE THE DATE: MAAILMAN VESIPÄIVÄN SEMINAARI 21.3.2025 Vesi – kohtuullisesti nautittuna – on terveellistä. Tilaisuuden ohjelma julkaistaan myöhemmin ilmoittautumisen avaamisen yhteydessä, merkitsethän kuitenkin jo päivän kalenteriisi. 81 Vesitalous 6/2024 VESITALOUDEN LIIKEHAKEMISTO Kaiko (80 x 50) Fennowater (80 x 60) VESIHUOLLON KONEET JA LAITTEET 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. 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 VEDENKÄSITTELYLAITTEET JA -LAITOKSET Ajankohtaista vesiyhdistykseltä Maailman vesipäivän seminaari järjestetään perjantaina 21.3.2025 Tieteiden talolla (Kirkkokatu 6, Helsinki)
The specifications and placement methods are presented for the swales. The sampling frequency is also of great importance. Lake Kuortaneenjärvi has yet to reach good ecological status, underscoring the need for targeted water management actions and catchment-scale analysis. Drained bog forests in particular emit nutrients along the ditches. The open dataset WSFS-Vemala was produced as part of VESSU-ST project, which aims to develop tools and spatial datasets that support water management planning in Finland. We demonstrate the potential of these datasets with an example case: lake Kuortaneenjärvi and its catchment. Mika Marttunen, Teija Rantala, Ville Turunen, Satu Räsänen, Maarit Satomaa, Aleksi Räsänen and Miika Kajanus: Geospatial data and landowner interviews in catchment area planning – insights from pilots I n general planning of the catchment area, the challenge is coordinating multiple goals and finding catchment areas of suitable size, where effective measures can be implemented in cooperation with landowners. The load of these activities mainly consists of solid, nutrient, humus and heavy metal emissions. Maija Kauppila, Samuli Joensuu, Matias Virta and Tarja Anttila: Geospatial data tools in the planning of forested catchment areas T he top channels of catchment areas are often located in forested areas. Effectiveness is increased by targeting measures to the most burdensome areas. The vegetated floodplains trap suspended sediment and phosphorus, but there is limited knowledge on the annual mass balances. Properly managed water resources support diverse ecosystems and facilitate land-use practices such as agriculture and forestry. This article evaluates the sedimentary retention at three Finnish sites, reflecting the results on catchment-scale load management. In addition, by utilizing the evaporative effect of trees in the assessment of sufficient drainage space, unnecessary ditch renovation can be avoided. This comprehensive dataset includes the WSFS-Vemala model’s simulation outputs for phosphorous, nitrogen, and organic carbon loading covering the entire country. We describe how general planning can be grounded by utilizing spatial data and landowner interviews, and we share experiences from two pilot areas. Drains speed up the removal of water from the drainage area, increasing the amount of water in the downstream. Water retention via swales situated near agricultural areas was researched, in order to decrease drought-induced crop losses by directing runoff water into retention structures instead of natural bodies of water. Pasi Valkama: Monitoring the effects of water protection measures at the catchment area level T he detection of the effects of water protection measures in a water body is influenced by the effectiveness of the measures taken above the measurement point, their relative surface area of the catchment area, and the distance between the measure and the measurement point. The development of economic operating conditions obtained through drainage has led to a weakening of other functions in the catchment areas. The user was able to choose a typical field to be modelled over a calendar year. Aleksi Räsänen, Olli Haanpää, Simo Sarkki, Maria Isolahti, Hanna Kekkonen, Karoliina Kikuchi, Ville Koukkari, Katri Kärkkäinen, Janne Miettinen, Erkki Mäntymaa, Mika Nieminen, Riina Rahkila, Anna Ruohonen, Sakari Sarkkola, Matti Välimäki, Kaisa Yliperttula and Hannu I. In Finland, water management is promoted through government-supported projects and pilot programs, which aim to develop good practices and address challenges like the lack of standardized procedures, data accessibility issues, and resource constraints. Forestry measures: fertilization, felling, tillage and, above all, the renovation of ditches cause water load. Drought risk management is recognized as a complex process, in which it is important to adapt the methods depending on the implementation environment, as well as participating farmers to achieve widespread implementation in addition to developing drought risk management methods. A catchment-based approach to water management enables comprehensive control of water resources but requires cross-sector collaboration. Heikkinen: Developing a catchment planning framework for a large catchment: the case of Kiiminkijoki T here is a need to change the land use in peatland-dominated areas to mitigate climate change and decrease exports of nutrients and suspended solids. Miika Läpikivi, Maarit Liimatainen and Hannu Marttila: Water from the catchment areas of peat fields for emission reductions T he functions of ecosystem services in the catchment area include, among other things, regulation of the water and nutrient cycle, soil carbon sequestration and maintaining the diversity of ecosystems. Aleksi Salla, Tetiana Porokhivnyk, Harri Koivusalo, Heidi Salo, Minna Mäkelä and Olle Häggblom: Computational tool for supporting water management in cropland areas O pen data provides opportunities to bring models from research purposes closer to practical applications. Water load can be reduced by renovating only the ditches necessary for tree growth and by paying attention to the digging depth of the ditches to be renovated by avoiding digging too deep ditches. Others: Markus Saari and Essi Hillgren: Catchment-based water management has arrived in living rooms (Editorial) Jussi Vesterinen: Implementation of catchment-based water management in Western Uusimaa Elina Raumanni, Petra Korhonen, Heini Postila, Hannu Marttila, Markus Saari and Hannu Hökkä: Reducing the harmful effects of iron on surface water in peatland forestry dominated areas using catchment-based planning Teija Rantala, Marko Häkkinen, Sanna Antikainen, Inka Nykänen and Teemu Räsänen: Experiences of using different methods for monitoring the state of the environment in connection with catchment area restoration Katja Vainionpää: Consideration of the habitat of the freshwater pearl mussel through catchment-based water management Tiina Okkonen: In Vaasa’s Grundfjärdsbäcken, water management is planned based on the catchment area Saana Keskinen, Kaisa Västilä, Ville Lindgren, Sara Vaskio and Harri Koivusalo: The Agricultural Catchment of the Raaseporinjonki River as a Case Study for Nature-Based Water Management Iiris Puhakka, Anna Halinen and Pirjo Taube: Wastewater as a raw material for phosphorus fertilizer Seija Virtanen: Catchment-based water management 82 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. Now we present the results of the catchment area inspections of the VÄPÄ and TurPo projects, in which the emission reductions targeted from peat fields are connected to the water cycle of the catchment areas. Markus Saari, Anne-Mari Rytkönen, Eeva Nuotio, Henri Vaarala, Essi Hillgren and Sini Olin: Promoting catchment-based water management – Towards comprehensive water management S ustainable water management is crucial for both nature and human wellbeing. Kaisa Västilä, Tom Jilbert, Matias Virta, Tiina Ronkainen, Jari Koskiaho, Jani Wikström, Pasi Valkama, Maija Kauppila and Samuli Joensuu: Two-stage channel floodplains in retaining suspended sediment and phosphorus: information on the effects of design, maintenance and catchment properties T wo-stage channels are increasingly applied in water management because of their verified and assumed benefits. Forests cause both natural leaching and forestry-induced load on water bodies. We describe an application of a nine-step operation model in the Kiiminkijoki river catchment and discuss best practices and bottlenecks in catchment planning. A hydrological model (FLUSH) was supplied with routines to exploit open data and facilitate its application to any location in Finland. Tuomas Haapala: Utilization of runoff waters in combating drought catchment-specific approach E arly summer droughts are a central challenge faced by agriculture in Southwest Finland, especially in the Archipelago area. An interview was launched with drainage designers to explore the usability of the tool. The designers were most interested to see how the design parameters, such as drain depth and spacing, control the water balance. The land use planning needs to be coordinated in large catchment areas so that the planning and implementation of land use practices, water protection and restoration measures are effective. Maiju Narikka, Hanna-Sofia Virtanen and Markus Huttunen: Geospatial data interface of the WSFS-Vemala load model to support catchment area planning A publicly accessible dataset of national loading simulation results for Finnish waterbodies has been released. The project is funded by the Ministry of the Environment and the Ministry of Agriculture and Forestry in Finland
Vesien viivyttäminen valuma-alueen yläjuoksulla vähentää tulvariskiä alajuoksulla samoin kuin vesien pidättäminen peltojen maaperään säätösalaojituksen tai muun patoamisen avulla. kohdentamalla toimet vaikuttavimmille alueille sekä mahdollisuuden arvioida eri toimien yhteisvaikutusta. Todellakin, virtavetemme tuovat rannikkovesiimme kuormitusta, joka rehevöittää ja huonontaa niiden ekologista ja kemiallista tilaa, niin että niiden tila on pääasiassa vain välttävä. Valuma-aluelähtöinen vesienhallinta SEIJA VIRTANEN MMT ja DI Salaojituksen Tukisäätiön toiminnanjohtaja seija.virtanen@tukisaatio.fi Miten maassa, jossa on maailman onnellisin kansa ja puhtain ilma, voi olla näin saastunut meri, 83 Vesitalous 6/2024. Turvealueilla voidaan vähentää kasvihuonekaasuemissioita vesienhallinnan avulla. Paljon on tehty erilaisia vesien tilaa parantavia toimia niin maatalouden kuin myös yhdyskuntavesien ja teollisuuden päästöjen vähentämiseksi. Samaan aikaan uhanalaisten lajien ja luontotyyppien määrä kasvaa, ja tarvitaan toimia luonnon monimuotoisuuden säilyttämiseksi ja lisäämiseksi sekä kasvihuonekaasupäästöjen hillitsemiseksi. Näitä kaikkia kirittää vastikään voimaan tullut EU:n ennallistamisasetus. Maaperän vedenpidätyskykyä ja hyvää rakennetta edistää myös maaperän hiilipitoisuuden lisääminen mm. Valuma-aluelähtöisessä vesienhallinnassa tarvitaan yhteistyötä eri toimijoiden välillä. Niitä tilanteita varten, joissa vesienhallintatoimet olisivat hyödyllisiä koko valumaalueen kannalta, muttei yksittäisen maanomistajan kannalta, olisi ennakkoluulottomasti pohdittava erilaisia kannustimia niin maanomistajien, asiantuntijoiden kuin virkamiestenkin taholla. Esim. Pistekuormituksen vähentäminen on ollut helpompaa kuin hajakuormituksen, joka jakaantuu laajalle alueelle ja on konsentraatioltaan pienempää, mutta kokonaisuudessaan muodostaa suurimman osan kuormituksesta nykyään. Tarvitaan kokonaisvaltaista näkemystä monihyötyisten tavoitteiden saavuttamiseen. Sen sijaan jokivesissä tilanne on jo huonompi, ja valitettavasti kaikkien vesiemme kemiallinen tila on hyvää huonompi. monivuotisten kasvien ja hiiliviljelyn avulla, jotka puolestaan edistävät maaperän mikroja makrofaunan monimuotoisuutta. Myös erilaiset maankäyttömuodot saattavat asettaa maanomistajat eriarvoiseen asemaan. Samalla kun lisätään kasvien käytettävissä olevaa vesivarastoa, edistetään niiden kasvua ja ravinteiden käyttöä, joka puolestaan vähentää huuhtoutumista. Valuma-aluelähtöinen vesienhallinta voi parhaimmillaan onnistua esimerkiksi tilusjärjestelyin, jotka perustuvat hyvään suunniteluun, jolloin alueen kaikki maanomistajat sekä ympäristö hyötyvät. miten viedä eteenpäin vesienhallintakeinoja, jotka hyödyttäisivät koko valuma-aluetta, mutta eivät lainkaan sitä maanomistajaa, jonka mailla toimenpiteet olisivat optimaalisinta toteuttaa. Valuma-aluelähtöinen vesienhallinta tarjoaa mahdollisuuden edistää tavoitteiden saavuttamista mm. Kosteikot ja luonnon monimuotoisuutta lisäävät altaat voivat toimia myös vesivarastoina mahdollista kastelun tarvetta varten. Siinä missä kunta voi hakata metsiä rakentaakseen alueelle asuntoja tai liikekeskuksen sekä päällystää alueet vettä läpäisemättömiksi aiheuttaen luonnon monimuotoisuuden vähenemistä ja maaperän huonontumista, samalla vieressä olevalta viljelijältä metsänraivaus on kielletty, minkä lisäksi hänelle on voitu sälyttää vastuuta tulvien torjunnasta, vaikka tulvariski kasvaisikin juuri taajaman muuttuneen maankäytön vuoksi. Uuden haasteen tuo ääriilmiöiden lisääntyminen, joka edellyttää niihin varautumista ja sopeutumista. Maanomistussuhteet ja valumaalueiden nykyinen tai suunniteltu maankäyttö voivat kuitenkin rajoittaa monihyötyisten keinojen toteuttamismahdollisuuksia eri tahojen erilaisten intressien vuoksi. Vesienhallinnan hyödyt kumuloituvat osavaluma-alueilta isommille valuma-alueille ja lopulta myös Itämeren hyödyksi. kysyy Itämeren suojelua edistävä säätiö mainoskampanjassaan. Kaikki vesienhallintakeinot eivät kuitenkaan sovi kaikkialle, ja juuri valuma-aluelähtöisellä vesienhallinnalla voidaan optimoida soveliaimmat keinot kartoituksen ja mallinnuksen avulla alueen topografia, maaperä, maanomistussuhteet ja maankäyttö huomioon ottaen. Luonnonmukaiset mutkittelevat valtaojat viivyttävät veden juoksua, ja kaksitasouomat tulvatasanteineen lisäävät luonnon monimuotoisuutta ja parantavat kasvien pölytystä vähentäen samalla eroosiota ja luovat kaloille vesivirran myös niukan virtaaman ajankohtina. Myös jokivesiemme ja järviemme ekologisessa tilassa on parantamisen varaa, vaikka järviemme valtaosan ekologinen tila on hyvä tai erinomainen
Kansisto on avattu Jupalcon magneettinostimella.. Jupalco Oy 1/1 Ota yhteyttä: myynti@jupalco.com puh: 09 4250 560 www.jupalco.com JUPALCO kansistotuotteet infrarakentamiseen nopeasti Jupalco kitakansisto siepparilla sekä tekniikkakansisto välikannella