metsätaloudessa Vesiensuojelukeinot

(1)

Vesiensuojelukeinot metsätaloudessa

Vesiensuojeluseminaari 9.9.2014 Sampo, Imatra

Edistämispalvelujen päällikkö Seppo Repo Suomen metsäkeskus

(2)

16.9.2014

Esityksen sisältö

• Metsätalouden vesistökuormitus, vesistökuormitusta aiheuttavat toimenpiteet ja vaikutukset

• Vesiensuojelu hakkuiden, maanmuokkauksen ja kantojen noston yhteydessä

• Vesiensuojelu kunnostusojitusten yhteydessä

(3)

Metsätalouden vesistökuormitus

• Metsätalouden kuormitus on tyypiltään hajakuormitusta.

• Metsätalouden osuus vesistöjen kokonaisfosforikuormituksesta on arviolta 5 % ja typpikuormituksesta 7 %.

• Latvavesistöissä metsätalous voi olla merkittävä vesistökuormitusta aiheuttava maankäyttömuoto.

• Metsätalouden vesiensuojelua on tehostettu ja menetelmiä kehitetty paljon viimeisen 20 vuoden aikana.

• EU:n vesipuitedirektiivi, vesilaki ja asetus, Kemera-laki,

valtakunnalliset vesienhoitosuunnitelmat ja toteutusohjelmat, kansallinen metsäohjelma, metsäsertifiointi, metsänhoito- ja vesiensuojelun suositukset –> Vesien hyvä tila monen tason tavoite.

(4)

Mikä kuormitusta aiheuttaa?

• Toimenpiteet, jotka paljastavat maanpintaa jättäen sen alttiiksi eroosiolle ja syöpymiselle. Näitä ovat ojitus,

maanmuokkaus, kantojen nosto, tienrakennus, koneurat.

› Kiintoainekuormitus, ravinnekuormitus

• Toimenpiteet, jotka voimistavat hetkellisiä virtaamia ja aiheuttavat siten syöpymiä ja eroosiota.

› Kiintoainekuormitus, ravinnekuormitus

16.9.2014 Suomen metsäkeskus 4

(5)

Metsätalouden vesistökuormitus

Merkittävin metsätaloustoimenpiteiden aiheuttama

vesistöhaitta on kiintoainekuormitus

(6)

Metsätalouden aiheuttama vesistökuormitus on pääasiassa kiintoainesta. Epäonnistuneen ojituksen jälkeen tilanne voi vesistön rannassa näyttää pahimmillaan tältä.

(7)

Ravinnekuormitus

• Ravinteitä liukenee valumaveteen hakkuutähteistä, humuskerroksesta ja suoraan maaperästä.

• Ravinteita joutuu vesistöihin myös kiintoaineen mukana.

Typpi (N) on sitoutunut eloperäiseen kiintoainekseen ja fosfori (P) kivennäismaalajeihin.

• Pienet latvavedet herkempiä ravinnetalouden muutoksille kuin suuret vesialtaat.

(8)

Humuspitoinen vesi voi olla lähes mustaa myös luonnontilaisissa suopuroissa. Kuvassa laskuojan vesi on ohjattu takaisiin vanhaan mutkittelevaan purouomaan.

(9)

Metsätalouden vesiensuojelu

Hakkuut, maanmuokkaus ja kantojen nosto

(10)

Vesiensuojelun tavoite

• Tavoitteena on, että pintavesien ekologinen tai kemiallinen tila ei heikkene. Tavoite on, että tila paranee.

• Virkistyskäyttöarvoa ei huonone tai se paranee.

• Käytetää parhaimpia ja taloudellisesti tehokkaimpia menetelmiä.

• Hyvä suunnittelu ja ongelmien ennaltaehkäisy ovat vesiensuojelun avainsanoja.

(11)

Riskitekijät

Iso avohakkuu, ojitusmätästys ja kantojen nosto loppukesällä

maalajiltaan hienojakoisessa, jyrkässä puronvarsimetsässä.

Vesistöongelmia vaikea välttää

Pieni harvennushakkuu umpimetsässä talvella maalajiltaan karkealla, tasaisella moreenimaalla.

Vesistöongelmia vaikea aiheuttaa.

Toimenpide Maalaji Kaltevuus Veden määrä Virtausnopeus

Ajankohta Sijainti

(12)

Vesiensuojelun menetelmät:

Suojakaista

• Riittävän leveällä suojakaistalla voidaan vähentää

kiintoaineen (ja ravinteiden) valumista vesistöihin hakkuiden, maanmuokkauksen, kantojen noston ja lannoituksen

yhteydessä

• Suojakaistalle suositusten mukainen minimileveys

• Leveyden tulisi olla minimiä enemmän, kun maalaji on

hienojakoista, rinne jyrkkä, vettä valuu laajalta alueelta.

(13)

Suojakaistan minimileveydet

Vesistö Pienvesi Oja

Puunkorjuu Vesistöjen ja pienvesien varteen tulee jättää 5 metriä leveä suojakaista, jolla maanpintaa ei rikota.

Maanmuokkaus 5 metriä 5 metriä 1 metri Kantojen nosto 5 metriä 5 metriä 3 metriä

Hakkuutähteet 5 metriä 5 metriä Ei jätetä ojiin Hakkuutähteitä ei jätetä

suojakaistalle Lannoitus 30 metriä,

lentolev. 50 m

10–15 m 5 metriä

Tuhka 50 meriä 10–15 m 5 metriä

Urea

kantokäsittely

10 metriä Kasvinsuojelu-

aineet

Kasvinsuojeluaineita ei käytetä suojakaistoilla

(14)

Suojakaista

• Huomioitava tulva – suojakaista ei saa jäädä tulvan alle

• Yksittäisiä puita voi poimia, jos se onnistuu maanpintaa rikkomatta eikä kyseessä ole metsälakikohde.

• Hakkuutähteet puidaan suojakaistan ulkopuolelle.

• Leveydessä kannattaa huomioida maanpinnan muodot ja veden virtaamakohdat. Virtaamakohtiin enemmän

leveyttä.

• Maiseman kannalta monotoninen tasaleveä kaistale on yleensä huono. Suojakaistalle tai sen läheisyyteen hyvä sijoittaa säästöpuuryhmiä.

(15)

Riittävän leveä suojakaista. Suojakaistan leveydessä huomioitu kuvan oikeasta reunasta tuleva painuma (vedenkulku-uoma), jota ei ole hakkuussa ylitetty.

(16)

Reunimmaisesta muokkausurasta rantaan 10-15 m eli leveyttä vesiensuojelun kannalta riittävästi. Rantavyöhyke turvetta.

Maiseman kannalta toteutus ei ole paras mahdollinen.

(17)

Metsätalouden vesiensuojelu

Vesiensuojelu eri työlajien yhteydessä

(18)

Kantojen nosto

• Kantojen nosto rikkoo maan pintaa enemmän kuin pelkkä maanmuokkaus –> eroosion riski kasvaa.

• Vesiensuojelu huomioidaan samoin kuin maanmuokkauksessa ja käytetään samoja menetelmiä

• Kantoja ei nosteta I luokan pohjavesialueilta eikä nostoa suositella II luokan pohjavesialueilla.

(19)

Maanmuokkaus

• Tavoitteena muokkausmenetelmä, joka varmistaa uudistamisen ja paljastaa kivennäismaata mahdollisimman vähän.

• Hienojakoiset maat (hieno hieta, hiesu, hienoainesmoreeni) hankalia vesiensuojelun kannalta. Hienojakoiset maat vaativat yleensä mätästyksen.

› Ojitusmätästysaloilla vesiensuojelu kuten kunnostusojituksessa

• Turvemailla uudistamisen yhteydessä joudutaan tekemään myös ojitus.

› Vesiensuojelu kuten kunnostusojituksessa

(20)

Laikkumätästys on suositeltava muokkausmenetelmä erityisesti kuusen viljelyssä. Paljasta maanpintaa on vähemmän kuin

perinteisellä metsä-äkeellä ajettaessa eikä yhtenäisiä vedenkulku- uomia synny.

(21)

Hyvä työmaakartta

• Maalaji – eroosioherkkyys

• Pintavesien virtausreitit

• Merkintä mahdollisesta pohjavesialueesta

• Ojitustarve

• Metsälakikohteet ja muuta arvokkaat elinympäristöt

• Vesiensuojelumenetelmät

› Suojakaistat

› Muut mahdolliset rakenteet: pintavalutuskenttä, kaivukatkot, lietekuopat, laskuetusaltaat

(22)

Epäonnistumisen paikat

1. Riskikohteissa liian voimakkaita toimenpiteitä.

2. Liian kapeat suojakaistat – minimileveydet toimivat vain helpoimmissa kohteissa.

3. Ojitusmätästysalueilla tai turvemailla on tehty vettä johtavia ojia ilman tarpeellisia vesiensuojelurakenteita.

4. Äesvaot rinteen suuntaisia.

5. Ei ole huomioitu pohjavesialueita.

6. Vettä ja sen mukana kivennäismaata kulkeutuu arvokkaalle elinympäristölle.

(23)

Kunnostusojitus

Metsätalouden vesiensuojelu

(24)

Kunnostusojituksen tarve

• Turvemaiden ojituksen tavoitteena on laskea pohjaveden pintaa niin, että maan pinnassa on 30–50 cm hapellinen kerros

kasvukauden aikana.

• Tarve voidaan arvioida tarkastelemalla ojien kuntoa, puuston kasvua ja pohjaveden korkeutta.

• Kunnostusojitustarvetta ei pääsääntöisesti ole, jos

hyväkasvuista puustoa Etelä- ja Keski-Suomessa yli 120 ja Pohjois-Suomessa yli 150 m³/ha. Puuston haihdunta pitää pohjaveden riittävän alhaalla.

• Puuston kasvu hiipuu vähitellen pohjaveden noustessa – äkkikuolemaa ei tapahdu.

(25)

Oja täysin tukossa, puustossa pikkuhiljaa harvennustarvetta, puustosta valtaosa kasvaa tukkipuustoksi. Kunnostusojitus tarpeellinen ja kannattava toimenpide.

(26)

Karu rahkaräme, jolla puusto ei kasva tukkipuun mittoihin ilman toistuvia lannoituksia. Kunnostusojitus ei ole kannattavaa. Kuiva maatunut pintaturve liettyy erittäin helposti veden mukaan.

(27)

Metsätalouden vesiensuojelu

Kunnostusojitushankkeen vesiensuojelun suunnittelu

ja toteutus

(28)

Vesiensuojelun suunnittelu

• Huolellinen suunnittelu

› Valuma-alue ja vesimäärä → rakenteiden mitoitus

› Virtaamanhallinta ja vesiensuojelun muut rakenteet

› Kaivettavat ojat: perkaus tai täydennysojitus

› Purkautuvien vesien ohjaus veto- ja laskuojiin

› Vesiensuojelurakenteet ja niiden paikat, rakenteiden hajautus

› Kunnostus - ja huoltotarve

› Läjitysalueet, kulkureitit ja merkinnät

› Työjärjestys ja työn ajankohta

• Suunnitelman mukainen ja huolellinen toteutus

• Pyritään parhaaseen mahdolliseen vesiensuojelun tasoon olosuhteet huomioiden

(29)

Vesiensuojelun suunnittelu

• Mahdolliset laskeutusaltaat ja pintavalutuskentät tehdään ennen kuivatusojia.

• Ojaverkoston kaivu aloitetaan latvaojista.

• Laskuoja kaivetaan viimeiseksi.

• Kaivuu mahdollisimman kuivaan aikaan.

• Ojiin riittävä muttei liian suuri syvyys.

• Jos mahdollista, laskuojaa ei perata lainkaan. Perataan vain, jos se on tarpeen kuivatuksen kannalta

• Suuret vesimärät ohjataan tarvittaessa useampaan laskuojaan.

• Laaja ojitus useammalle vuodelle, jos mahdollista.

(30)

Virtaamanhallinta

• Virtaamanhallinta on keskeinen menetelmä pienentää kunnostusojituksen aiheuttamaa vesistökuormitusta.

• Ojakohtainen virtausnopeus ei saa ylittää maalajikohtaista rajanopeutta.

• Virtausnopeuteen vaikuttaa ojan pituuskaltevuus ja vesimäärä.

• Pituuskaltevuuteen vaikuttaa ojien suuntaus. Sitä voidaan pienentää pohjapadoilla tai kaivukatkoilla.

• Veden määrään ja sitä kautta virtausnopeuteen voidaan vaikuttaa erilasilla patorakenteilla, joita ovat putkipato, settipato, v-pato, munkki ja veden ohjauksella ojaverkostossa eri ojiin.

(31)

• Pintavesien virtausreitin, valuma-alueen pinta-alan ja uoman kaltevuuden perusteella laskettu arvo;

esim. veden nopeus.

• Antaa etukäteistietoa pintavesien liikkumisesta ja kohdista, joissa maa- ainesten irtoaminen on mahdollista

•UUSI TYÖKALU

METSÄALAN TOIMIJOILLE

Uomien eroosioherkkyyden mallinnus

(32)

Ojakohtaiset menetelmät ja keinot Menetelmä Tarkoitus Vesien jako

useampaan ojaan

Vesien jakamisella voidaan pienentää ojakohtaista vesimäärää ja veden virtausnopeutta. Ojaeroosion ehkäisy.

Ojien suuntaus Ojien pituuskaltevuus ei ylitä ojan valuma- alueen ja maalajin mukaista suurinta sallittua raja-arvoa. Ojaeroosion ehkäisy.

Lietekuoppa Pidättää ojan pohjalla kulkevan karkean maa- aineksen.

Kaivukatko Pienentää pituuskaltevuutta ja virtausnopeutta ja sitä kautta ojaeroosiota.

Pohjapato Pienentää pituuskaltevuutta ja virtausnopeutta ja sitä kautta ojaeroosiota.

(33)

Hankekohtaiset menetelmät ja keinot Menetelmä Tarkoitus

Virtaaman hallinnan rakenteet

Virtaamanhallinnalla varmistetaan, että veden virtausnopeus pysyy riittävän pienenä eikä maa-aines irtoa veden mukaan.

Laskeutusallas Hidastaa veden virtausnopeutta, jolloin altaan pohjalle laskeutuu maa-ainesta.

Pintavalunta Pidättää kiintoainesta ja myös ravinteita. Vesi virtaa turpeen tai kivennäismaan ylimmässä vettä läpäisevässä kerroksessa, jossa se puhdistuu.

Kosteikko Osittain avovesipintainen vesien-

suojelurakenne, joka pidättää kiintoainesta ja ravinteita.

(34)

Kaivu- ja perkauskatkot

• Kaivu- ja perkauskatkojen tarkoitus on pienentää ojan pituuskaltevuutta ja ehkäistä ojaeroosiota.

• Kaivukatkon suositeltava pituus on 20 metriä, mutta lyhyempiäkin kannattaa käyttää.

• Laskuojaa ei perata, jos tukkeutunut oja padottaa vettä vain hetkellisesti tulvahuippujen aikana.

• Jos laskuoja perataan, on suositeltavaa tehdä se vasta 1–2 vuotta kuivatusojien perkauksen jälkeen.

(35)

Lietekuopat ja laskuetusallas

• Lietekuopat vähintään 1 m³ tilavuus ja 100 metrin välein ja ennen jokaista risteystä.

• Laskeutusaltaassa oleellista riittävä koko, oikea rakenne ja sijainti.

• Laskeutusaltaaseen mahdollista pidättää vain hieta ja sitä karkeammat maalajit.

› Virtausnopeus enintään 1 cm/s

› Viipymä altaassa vähintään 1 tunti

› Yläpuolinen valuma-alue enintään 50 ha

› Allaspinta-ala tulisi olla 3-8 m²/valuma-alue ha

› Lietetilavuus tulisi olla 2-5 m³/valuma-alue ha

• Laskeutusallas ei koskaan saa olla ainoa vesiensuojelumenetelmä.

(36)

Lietekuoppa pidättää ojan pohjalla kulkevaa karkeaa maa- ainesta.

(37)

Pohjapadot

(38)

Putkipato

• Virtaamansäätörakenne, jonka avulla padotetaan hetkellisesti vettä padon yläpuolella olevaan laskeutusaltaaseen ja/tai

ojaverkostoon.

• Putkipato pienentää ylivirtaamien voimakkuutta tutkimusten mukaan jopa 90 %.

• Vähentää eroosiota ojaverkostossa ja parantaa kiintoaineen laskeutumista. Vähentää kiintoaineen määrää jopa 80 %.

• Soveltuu laajoille ojitusalueille, joissa rakenteen yläpuolella riittävästi veden pidätystilavuutta.

• Soveltuu hyvin laskeutusaltaan yhteyteen.

(39)

(40)

Kosteikon (tai ison laskeutusaltaan) rakentamisessa

kannattaa käyttää esimerkiksi vanhoja turpeennostopaikkoja, jolloin vältytään raskailta kaivuutöitä.

(41)

Pintavalutuskenttä

• Pintavalutuskenttä voi olla ojitettu tai ojittamaton suo tai kivennäismaa-alue, jolle metsänkäsittelyalueen vedet ohjataan.

• Sitoo hyvin kiintoaineita, liukoisten ravinteiden osalta tulokset vaihtelevia.

• Toimivuuteen vaikuttaa koko, hyötyala, tulevan veden määrä, oikovirtaukset, kaltevuus, kasvillisuus ja

turvekerroksen paksuus

• Suositeltava koko vähintään 1 % valuma-alueen pinta- alasta.

• Valuma-alueen suositus alle 50 ha. Jos isompi niin vedet useammalle pintavalutusalueelle.

• Ohjekokoa pienempikin parempi kuin ei mitään ja pidättää hyvin kiintoainetta.

(42)

Pintavalutuskenttä

(43)

Vesi saadaan jakaantumaan pintavalutuskentälle tasaisemmin kampamaisella jako-ojalla. Kentän alapuolisia ojia perataan vain tarpeen mukaan.

(44)

Jos pintavalutuskenttä tehdään metsään, puuston kuoleminen on mahdollista. Pääpuulajeista kuusin on herkin, mänty ja hieskoivu kestävät tulvia paremmin.

(45)

Lietealtaan alapuolinen pintavalutusalue, jossa veden jakaantumista on pyritty parantamaan padotuksella.

(46)

Kosteikko

• Kosteikko on patoamalla tai kaivamalla tehty osittain

avovesipintainen syvän ja matalan veden alueita käsittävä vesiensuojelurakenne.

• Kosteikot pidättävät hyvin kiintoainesta ja myös

ravinnekuormitusta. Fosforin osalta vaihtelevia tuloksia.

• Kosteikko voi olla myös lyhytaikainen tulvituskosteikko.

• Hyvän kosteikon suunnittelu ja rakentaminen on vaativa, osaamista ja hyviä paikkatietosovelluksia vaativa työ.

• Kosteikon käyttö on suositeltavaa, kun sillä voidaan

parantaa useiden maankäyttömuotojen vesiensuojelua ja kosteikolla on muutakin kuin vain vesiensuojelullista arvoa.

(47)