Turun yliopiston maantieteen ja geologian laitos
Elisa Mikkilä
LIEDON VUOHENOJAN EROOSIO JA AINESKULJETUS Raportti pro gradu -tutkielmasta
Turku 2013
TEHO Plus
-hankkeen raportti
3/2014
Sisällysluettelo
1. Johdanto 1
2. Eroosio ja aineskuljetus 2
2.1 Eroosio 2
2.2 Savimaiden ominaisuudet 2
2.3 Aineskuljetus 3
3. Tutkimusalue 5
3.1 Tutkimusalueen sijainti 5
3.2 Vuohenojan valuma-alue 5
3.3 Vuohenojan jokilaakso 7
3.4 Vuohenojan pääuoma 10
3.5 Mittauspaikkojen ja niiden välisten valuma-alueiden kuvaus 11
4. Aineisto ja menetelmät 15
4.1 Mittaukset mittauspaikoilla ja vesinäytteiden laboratorioanalyysit 15
4.2 Eroosiotangot 15
4.3 Valuma-alueen ominaisuudet 16
5. Tulokset 17
5.1 Virtaama 17
5.2 Kiintoainespitoisuus ja sameus 20
5.3 Eroosiotangot 25
5.4 Peltotoimenpiteet 27
5.5 Mittauspaikkojen välisten valuma-alueiden ominaisuudet 28
5.6 Jokitutkimuksen merkitys ja tarpeet 30
6. Johtopäätökset 31
Lähteet
1 1. Johdanto
Julkinen keskustelu Itämeren tilasta ja siihen vaikuttavista tekijöistä lisääntyi 1970-luvulla (Wartiovaara 1975). Katseet kääntyivät Itämereen laskeviin jokiin, joiden mukanaan tuoma kuormitus vaikuttaa suoraan merialueiden rehevöitymiseen. Huomiota on erityisesti kiinnitetty maatalouden vesistöpäästöihin, sillä useat Suomen joet virtaavat maatalousvaltaisilla alueilla. Kyseisiä jokia onkin viime aikoina tutkittu keskittyen lähinnä maataloudesta aiheutuviin päästöihin ja ravinnehuuhtoumiin sekä niiden vähentämiskeinoihin (mm. Ekholm ym. 2000; Uusitalo 2004; Turtola ym. 2007; Puustinen ym. 2007; Muukkonen ym. 2009; Hilska 2010; Vartiainen 2012). Peltojen ja niiden kaltevuuden on tutkimuksissa todettu olevan suurin vesistöjä kuormittava tekijä.
Tämän tutkimuksen tutkimusalueena toimiva Vuohenoja on yksi TEHO Plus – Maatalouden vesiensuojelun tehostaminen -hankkeen kohdealueista. Hanke toimii maatalouden vesistö- ja ympäristökuormituksen vähentämiseksi sekä luonnon monimuotoisuuden edistämiseksi.
Vuohenojalle on perustettu hankkeen yhteydessä kaksi kosteikkoa patorakenteineen pidättämään joen kuljettamaa kiintoainesta. TEHO Plus -hanke on asentanut Vuohenojalle myös kaksi automaattista vedenlaatumittaria, joiden tavoitteena on seurata Vuohenojan vedenlaatua sekä kosteikon ja sen rakentamisen vaikutusta veden laatuun. Vuohenoja valittiin tämän tutkimuksen tutkimusalueeksi, koska sen valuma-alue on sopivankokoinen ja koska TEHO Plus -hankkeelta saatiin aluetta ja joen vedenlaatua koskevia aineistoja.
Vuohenojan alueella jokiprosesseihin keskittyvää tutkimusta ei ole aikaisemmin tehty, joten sille oli tarvetta tukemaan TEHO Plus -hankkeen toimintaa alueella.
Vesiensuojelutoimenpiteiden perustamisen kannalta on tärkeää tietää, mitkä ovat joen merkittävimmät eroosiota ja aineskuljetusta aiheuttavat tekijät, jotta toimenpiteitä voidaan kohdentaa oikeisiin kohteisiin oikeilla tavoilla. Lisäksi vesiensuojelutoimenpiteiden yhteydessä tehtävien vedenlaatumittausten tuloksia on helpompi ymmärtää, kun tiedetään mitä joen eri osissa tapahtuu eroosion ja aineskuljetuksen osalta. Tässä tutkimuksessa keskitytään ensisijaisesti virtaavaan jokeen ja sen ominaisuuksiin, uomassa tapahtuvaan eroosioon sekä joen kuljettamaan kiintoainekseen. Tavoitteena on selvittää Vuohenojan eroosion ja aineskuljetuksen ajallinen ja paikallinen vaihtelu sekä niihin vaikuttavat tekijät.
Tulokset ovat hyödynnettävissä suunniteltaessa ja kohdennettaessa maatalousvaltaisten alueiden vesiensuojelutoimenpiteitä Saaristomeren kuormituksen vähentämiseksi.
2 2. Eroosio ja aineskuljetus
2.1 Eroosio
Eroosioherkkyys eli erodoituvuus tarkoittaa käänteisesti maan kykyä vastustaa eroosiota aiheuttavia voimia (Seuna & Vehviläinen 1986: 226–227). Se riippuu maa-aineksen ominaisuuksista, kasvipeitteen lajista ja kattavuudesta sekä maanpinnan kaltevuudesta. Veden aiheuttama eroosio jaetaan pintaeroosioon ja uomaeroosioon. Pintaeroosio syntyy sadepisaroiden irrottaessa maahiukkasia. Tasaisella maalla hiukkaset putoavat uuteen järjestykseen ilman, että massaa siirtyy pois paikalta. Jos samanaikaisesti tapahtuu merkittävää pintavaluntaa, voi sen mukana siirtyä sadepisaroiden irrottamaa ainesta pois paikalta. Kaltevalla pinnalla maata siirtyy alarinteeseen päin enemmän kuin ylärinteeseen päin. Pintaeroosion myötä ainesta voi siis siirtyä jokilaakson rinteiltä uomassa virtaavaan veteen. Pintaeroosioon kuuluu myös diffuusioeroosio, jossa savihiukkasia siirtyy lämpöliikkeessä maasta maan veteen (Aura ym. 2006: 6–8).
Uomaeroosiossa virtaava vesi kuluttaa ainesta uoman pohjalta ja reunoista (Seuna &
Vehviläinen 1986: 226). Uomaeroosion myötä jokiuomat syvenevät ja alkavat meanderoida eli mutkitella. Uomaeroosio keskittyy uoman pohjaan, kunnes vastaan tulee kallioperä tai muu kovempi aines, jota vesi ei enää pysty kuluttamaan. Silloin uomassa alkaa lateraalieroosio. Uoman kulutuksen teho on riippuvainen veden määrästä, virtausnopeudesta, uoman eroosioherkkyydestä sekä saatavilla olevan aineksen määrästä. Aineksen saatavuudella tarkoitetaan potentiaalisesti erodoituvan aineksen määrää.
Vettä valuu pelloilta jokiuomaan myös salaojien kautta. Turtolan ym. (2007) tutkimuksen mukaan salaojat voivat kuljettaa suurimman osan savimaan vuosittaisesta kokonaisvalunnasta ja -kuormituksesta. Salaojiin liittyy sekä pinta- että uomaeroosiota, vaikka niiden kautta uomaan päätyvä aines on pääosin peltojen pintamaalta peräisin olevaa hienointa ainesta (Uusitalo ym. 2001).
2.2 Savimaiden ominaisuudet
Lounais-Suomen pellot sijaitsevat lähes kokonaan savimailla, joiden pienien savihiukkasten välillä on voimakas koheesio. Savimaihin kehittyy helposti kestävä mururakenne, jossa
3
irralliset savihiukkaset ovat kiinnittyneet yhteen ja muodostavat muruja, joiden väliin jää isompia huokosia kuin irrallisten savihiukkasten väleihin (Aura 2006: 6). Kestävä mururakenne vähentää maan liettymistä, kuorettumista, lätäköitymistä ja eroosiota sekä parantaa veden suotautumista maahan ja maan vedenpidätyskykyä (Turtola & Lemola 2008:
31).
Sadepisaroiden iskut ja raskaiden koneiden liikenne rikkovat savimaiden muruja, jolloin maa tiivistyy (Turtola & Lemola 2008: 35). Silloin vesi imeytyy hitaasti maahan, ja maa kuivuu hitaasti, jolloin maanpinta vettyy ja vesi jää makaamaan siihen.Jatkuvat sateet ylittävät usein pintamaan imentäkyvyn, jolloin vettä alkaa myös kertyä maanpinnalle. Pellon pinnalle lätäköiksi jäävä vesi voi liettää edelleen maa-ainesta valunnan kuljetettavaksi pois pellolta.
Maan rakennetta voidaan kuohkeuttaa muokkaamalla sitä, mutta toisaalta liika muokkauskin heikentää maan mururakennetta, jolloin vesi suotautuu heikosti maahan.
2.3 Aineskuljetus
Eroosion tapahduttua veden irrottama aines kulkeutuu veden mukana kohti valuma-alueen suuta. Virtaavaa vettä ja sen mukanaan kuljettamaa ainesta sanotaan aineskuljetukseksi.
Hienoin aines kulkeutuu veteen liuenneena ja suspentoituneena, liuenneen aineksen ollessa halkaisijaltaan alle 0,45 µm. Karkein aines kierii, liukuu tai pomppii uoman pohjalla virtaavan veden mukana (Gilvear 2008: 388‒389; Taylor 2008: 330 –331). Veden mukanaan kuljettaman aineksen määrä ja laatu ovat riippuvaisia vesimäärästä, virtausnopeudesta ja virtauksen pyörteisyydestä. Osa aineksesta voi olla välillä suspentoituneena, mutta virtauksen hidastuessa se voikin kulkeutua uoman pohjaa pitkin tai jopa kasautua väliaikaisesti uoman pohjalle. Aineksen kasautumiseksi virtausnopeuden on kuitenkin hidastuttava huomattavasti.
Kasautuminen voi olla myös väliaikaista, ja sedimentit voivat lähteä uudestaan veden kuljetukseen mukaan virtausnopeuden taas kasvaessa riittävästi.
Aineksen lähtemiseksi mukaan veden kuljetukseen veden virtauksen on ylitettävä kitkavoimat, jotka vastustavat eroosiota, ja toisaalta aineksen pitämiseksi kuljetuksessa veden virtauksen on oltava vahvempi kuin painovoima (Taylor 2008: 330–331). Erikokoisten ainesten lähtemiseksi veden kuljetukseen tai kasautuakseen tarvitaan erisuuruisia virtausnopeuksia, koska virtausnopeuden täytyy ylittää kitka- ja painovoimat, joiden suuruus riippuu aineksen koosta. Savimaassa pienien savihiukkasten välillä on voimakas koheesio,
4
jolloin niiden erodoimiseksi tarvitaan suurempi virtausnopeus kuin niiden kuljettamiseksi.
Hjulströmin käyrä esittää erikokoisten ainesten eroosion, kulkeutumisen ja kasautumisen sekä virtausnopeuden välisen suhteen (kuva 1) (Hjulström 1935). Käyristä ylempi kertoo maa- aineksen erodoimiseen tarvittavan virtausnopeuden ja alempi virtausnopeuden, jossa maa- aines laskeutuu uoman pohjalle. Näiden kahden käyrän väliin jäävä alue osoittaa virtausnopeudet, joilla aines pysyy veden kuljetuksessa mukana.
Kuva 1. Hjulströmin käyrä esittää erikokoisten ainesten eroosioon, kulkeutumiseen ja kasautumiseen vaadittavat virtausnopeudet (Hjulström 1935).
5 3. Tutkimusalue
3.1 Tutkimusalueen sijainti
Tämän tutkimuksen tutkimusalueena toimii Lounais-Suomessa sijaitseva Vuohenoja ja sen valuma-alue (kuva 2a). Vuohenoja on yksi TEHO Plus – Maatalouden vesiensuojelun tehostaminen -hankkeen kohdealueista. Vuohenoja laskee Aurajokeen noin neljän kilometrin päässä Liedon keskustasta pohjoiseen. Se virtaa pääosin Liedon kunnan alueella, noin 20 kilometrin päässä Turusta koilliseen. Osa valuma-alueen latvavesistä kuuluu Auran ja Tarvasjoen kuntien alueisiin. Vuohenojan länsi- ja pohjoispuolella virtaa Aurajoki ja kaakkoispuolella Savijoki.
3.2 Vuohenojan valuma-alue
Vuohenojan valuma-alue on pinta-alaltaan noin 21 km² ja muodoltaan pitkä ja kapea eikä sillä ole järviä (kuva 2b). Vasta latvavesialueella valuma-alue levittäytyy ympäristöönsä, kun Vuohenoja haaroittuu moneksi pieneksi uomaksi, joista osa on pelto-ojia. Valuma-alueen kapeasta muodosta ja järvettömyydestä sekä runsaasta salaojituksesta johtuen valuma- alueelle satava vesi tavoittaa nopeasti Vuohenojan uoman. Vuohenoja reagoi siis nopeasti valuma-alueella tapahtuviin muutoksiin, jotka vaikuttavat Vuohenojan virtaamaan ja aineskuljetukseen. Jo pienet sademäärät nostavat Vuohenojan vedenpinnan korkeutta ja virtaamaa. Pienestä koostaan johtuen Vuohenoja soveltuu jokitutkimuksen kohteeksi hyvin.
Vuohenojan valuma-alue edustaa tyypillistä varsinaissuomalaista maaseutumaisemaa, jossa pellot ovat pääasiassa keskittyneet joen lähelle ja metsät reunustavat niitä (Lundström et al.
2011). Vuohenojan valuma-alueen kokonaispinta-alasta 32 % on peltoa. Vuohenojan valuma- alue on kokonaisuudessaan haja-asutusaluetta.
Vuohenojan valuma-alueen yleisin maalaji on savi, joka kattaa 40 % valuma-alueen kokonaispinta-alasta. Seuraavaksi yleisin on kalliomaa, jonka osuus pinta-alasta on 35 %.
Hiekkamoreenia on 17 % ja hiekkaa 3 %. Hietaa ja rahkaturvetta on molempia vajaa 3 % ja saraturvetta alle prosentin kymmenesosa.
6 a)
b)
Kuva 2. Vuohenojan ja sen valuma-alueen sijainnit (a) sekä Vuohenoja, sen valuma-alue ja uomaston luokittelu sekä mittauspaikkojen, sääaseman, eroosiotankojen ja kosteikkopatojen sijainnit (b) (pohjakartat: MML Maastokartta 1:250 000, 2011 ja MML Maastotietokanta 1:10 000, 2010).
7 3.3 Vuohenojan jokilaakso
Vuohenojan alajuoksulla jokilaakso on hyvin jyrkkärinteinen ja pellot rajoittuvat jokilaakson yläreunaan, jolloin laakson rinteet ovat muun kasvillisuuden peitossa (kuva 3a). Joki on kuluttanut alueen saviseen maaperään syvän laakson. TEHO Plus -hankkeen vuonna 2010 Vuohenojan alajuoksulle perustama kosteikko patorakenteineen sijaitsee noin 0,5–1 km päässä valuma-alueen suulta ylävirtaan (kuva 3a). Yhteensä patoja on kolme.
Valuma-alueen suulta noin 1,5 km:n päässä on kalliokynnys, joka toimii geomorfologisena ja maisemallisena alueiden jakajana. Kalliokynnyksestä ylävirtaan päin jokilaakso ei ole enää niin jyrkkärinteinen kuin alajuoksulla ja pellot sijaitsevat jokilaakson rinteissä rajoittuen paikoin uomaan asti (kuva 3b). Uoman ja uoman reunojen kasvillisuus lisääntyy ja monipuolistuu: puita ja pensaita on uomassa ja uoman reunoilla paikoitellen niin paljon, ettei uomaa edes näy.
Seuraava geomorfologinen ja maisemallinen muutos on nähtävissä noin 4 km päässä valuma- alueen suulta hiukan ennen Kaurinkoskentietä, kun uoma tekee jyrkän mutkan. Siellä ensimmäistä kertaa uoma virtaa keskellä metsää (kuva 3c). Uoman aines on karkeampaa kuin alajuoksulla, ja paikoin uoman pohjassa on kerrostuneita hiekkasärkkiä. Kaurinkoskentiestä ylävirtaan päin noin kilometrin matkalla pellot valtaavat jälleen maiseman etenkin jokilaakson länsi- ja pohjoispuolella (kuva 3d). Pellot eivät rajoitu suoraan uomaan kuten joen suulta 1,5 km päässä olevasta kalliokynnyksestä ylävirtaan päin, vaan ne sijaitsevat alajuoksun tapaan jokilaakson rinteiden yläpuolella. Jokilaakson rinteet länsipuolella ovat niittymäisiä ja itäpuolella melko metsäisiä. Maalaji on jälleen savisempaa.
Valuma-alueen suulta noin 5,5 km ylävirtaan päin TEHO Plus -hanke rakensi 1.‒6.10. ja 16.10.‒5.11.2012 kaksi patoa, joista toinen on samalla uusi pohja metsätielle. Patorakenteet nostavat vedenpinnan korkeutta tehokkaasti ylävirtaan päin.Joen suulta vajaa 6 km ylävirtaan päin uoma virtaa jälleen keskellä metsää, jolloin maalaji myös karkeutuu ja uoman pohjassa on jälleen hiekkasärkkiä (kuva 3e). Uoman reuna on paikoin paljasta kalliota, mikä kertoo maa-aineksen ohuudesta ja karkeudesta.
Noin 6 km päässä valuma-alueen suulta savikerros vähitellen ohenee ja jokilaakso mataloituu. Joki virtaa tasaisella maalla peltojen tai metsän keskellä. Peltovaltaisilla alueilla
8
uoman maa-aines on savista mutta metsäisillä alueilla huomattavasti karkeampaa.
Latvavesialueella uoma on hyvin haaroittunut ja ojitusten värittämä.
Vaikka pellot eivät koko uoman matkalla rajoitukaan suoraan uomaan, se ei tarkoita ettei niistä kulkeutuisi ainesta Vuohenojaan. Pellon ja uoman välinen kasvillisuusvyöhyke estää tai hidastaa pintavaluntaa, mutta salaojien kautta pelloilta päätyy ainesta uomaan. Koko uoman matkan varrella on runsaasti salaojien purkuaukkoja, joista virtaava vesi syö jokilaakson rinteeseen syvän raviinin ja siten kuluttaa siitä ainesta mukaansa (kuva 3f). Sateiden jälkeen jokilaakson rinteet ovat hyvin vettyneitä, jolloin niistäkin voi valua ainesta uomaan.
Jokilaakson rinteessä on havaittavissa vanhoja ja uusia maanvieremien ja massaliikuntojen merkkejä. Nuorempia massaliikunnon merkkejä voidaan havaita erityisesti parin kilometrin päässä valuma-alueen suulta (kuva 3g).
9
Kuva 3. Jokilaakso ja kosteikko n. 1 km (a), pellon rajoittumista uomaan n. 2 km (b), uoman virtaamista keskellä metsää n. 4,5 km (c), jokilaakso n. 5 km (d) sekä uoman pohjan hiekkasärkkä ja kallioreuna n. 5,5 km valuma-alueen suulta (e). Jokilaakson rinteen raviini (f) ja massaliikunto (g) sekä uoman reunan eroosiota (h).
a b
c d
e f
g h
10 3.4 Vuohenojan pääuoma
Vuohenoja on pieni joki, sillä uoman leveys on leveimmilläänkin vain muutamia metrejä.
Pääuoman pituus on noin 8,4 km. Vuohenoja mutkittelee uoman jokaisessa osassa ja siinä on nähtävissä useita uomaeroosion merkkejä.Uoma on kuronut matkallaan moni virtausreittejä, joten keskellä uomaa voi olla isojakin mättäitä. Jokilaakson rinteiden tavoin uoman reunatkin ovat sateiden ja korkean vedenpinnan korkeuden tavoin vettyneitä. Vettyneet uoman reunat erodoituvat ja romahtavat helposti, jolloin aineskuljetus kasvaa runsaasti. Uoman reunasta näkee, että siitä on sortunut isojakin määriä maa-ainesta (kuva 3h).
Kuvassa 4 on esitettynä Vuohenojan pääuoman profiili mittauspaikkojen kattamalta matkalta perustuen VRS (Virtual Reference Station) ja RTK (Real Time Kinematic) -menetelmillä tehtyihin paikannusmittauksiin. Profiilissa ovat mukana myös mittauspaikkojen sijainnit.
Profiilissa on useita, pieniä kynnyksiä, jotka ovat kosteikkorakenteisiin kuuluvia patoja.
Mittauspaikasta 2 ylä- ja alavirtaan päin olevat kynnykset ovat luonnollisia kalliokynnyksiä, samoin heti mittauspaikasta 3 ylävirtaan päin oleva kynnys. Vuohenojan profiili laskee mittauspaikkojen kattamalla matkalla ylävirrasta alavirtaan päin keskimäärin 3,9 m yhtä kilometriä kohden.
Kuva 4. Vuohenojan korkeuserot mittauspaikkojen kattamalla matkalla, mittauspaikkojen sijainnit, patojen (p) ja kalliokynnyksien (kk) sijainnit sekä Rähälänojan korkeuserot 430 metrin matkalla (Rähälänojan profiili perustuu Turun yliopiston maantieteen koulutusohjelman Luonnonmaantieteen tutkimuskurssin syksyllä 2012 tekemiin mittauksiin).
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0 1 2 3 4 5 6
korkeus m
etäisyys km
Vuohenoja Rähälänoja
1. paikka 2. paikka 3. paikka 4. paikka
kk
kk
p p p
p p
kk
11
3.5 Mittauspaikkojen ja niiden välisten valuma-alueiden kuvaus
Mittauspaikat (kuva 2b ja kuva 5) on numeroitu yhdestä neljään alavirrasta ylävirtaan päin.
Kuvaamisessa uoman vasemmasta ja oikeasta reunasta puhuttaessa katsotaan uomaa ylävirtaan päin.
Mittauspaikka 1: TEHO1
Mittauspaikka 1 (kuva 5a) sijaitsee noin 300 metriä Vuohenojan suulta. Se on toinen TEHO Plus -hankkeen automaattiasemista. Mittauspaikan kohdalla jokilaakson rinteet ovat jyrkät, ja niiden yläpuolella on peltoa. Jokilaakson vasemmanpuoleinen rinne viettää kaakkoon ja oikeanpuoleinen rinne pohjoiseen. Uoman oikealla puolella kasvaa leppä sekä koivu, muuten kasvillisuus on heinikkoa. Nokkosta esiintyy runsaasti. Nokkonen on typpeä indikoiva laji, joten uoman reunat ja jokilaakson rinteet etenkin vasemmalla puolella ovat rehevöityneitä.
Mittauspaikkojen 1 ja 2 välisellä valuma-alueella sijaitsee TEHO Plus -hankkeen rakentama kosteikko patorakenteineen. Kyseisen valuma-alueen pinta-alasta yli puolet on peltoa ja savimaan osuus on suurin verrattuna muihin mittauspaikkojen välisiin valuma-alueisiin (taulukko 1). Vuohenojan merkittävä sivujoki, Rähälänoja, laskee Vuohenojaan noin 0,5 km ennen mittauspaikkaa 1. Sen valuma-alueen pinta-ala on melkein kolmasosa mittauspaikkojen 1 ja 2 välisen valuma-alueen ja vain kaksi prosenttia koko Vuohenojan valuma-alueen pinta-alasta. Rähälänojan valuma-alueen maalaji on lähes kokonaan savea.
Rähälänojan uoman gradientti on huomattavasti jyrkempi kuin Vuohenojan pääuoman gradientti (kuva 8).
Mittauspaikka 2: TEHO2
Mittauspaikka 2 (kuva 5b) sijaitsee noin 1,8 km joen suulta ylävirtaan päin Anttilankujan läheisyydessä. Se on toinen TEHO Plus -hankkeen automaattiasemista. Mittauspaikan kohdalla jokilaakson vasemmanpuoleinen rinne on kaakkoon päin ja oikeanpuoleinen rinne luoteeseen. Vasen puoli on huomattavasti jyrkempi kuin oikea puoli. Mittauspaikan oikea puoli on vanhaa peltopohjaa, jossa vanhat sarkaojat ovat edelleen näkyvissä. Vasemmalla puolella jokilaakson rinteen yläpuolella on pelto ja oikealla puolella metsäinen kalliomäki.
Mittauspaikka sijaitsee keskellä lammaslaidunta, joten kasvillisuus on vähäistä. Vanhalla
12
peltopohjalla on nykyään istutettua koivikkoa. Koivujen keskipaksuus on 43 cm ja keskikorkeus 9 m.
Mittauspaikka 2 sijaitsee kahden luonnollisen kalliokynnyksen välissä: mittauspaikasta noin 50 m ylävirtaan päin on jyrkkä kalliokynnys ja alavirtaan päin saman matkan päässä pienempi kalliokynnys (kuva 4). Isommasta kalliokynnyksestä alavirtaan päin uoma haarautuu kahdeksi, mutta yhdistyy jälleen ennen mittauspaikkaa 2. Lisäksi mittauspaikasta 2 alavirtaan päin sijaitsevat TEHO Plus -hankkeen rakentamat padot. Mittauspaikkojen 2 ja 3 välisen valuma-alueen peltoprosentti ja uomatiheys ovat pienimpiä verrattuna muihin mittauspaikkojen välisiin valuma-alueisiin (taulukko 1). Valuma-alueen maalajista lähes puolet on savea.
Mittauspaikka 3
Mittauspaikka 3 (kuva 5c) sijaitsee joen suulta noin 4,5 km päässä hieman alavirtaan päin kohdasta, jossa Vuohenojaa virtaa Kaurinkoskentien alta. Mittauspaikan kohdalla jokilaakson oikeanpuoleinen rinne viettää lounaaseen ja vasemmanpuoleinen rinne koilliseen. Kolmannen mittauspaikan oikealla puolella on tiheä kuusimetsä, jonka kuusien keskipaksuus on 70 cm ja keskikorkeus 13 m. Kuusimetsä rajoittuu tiehen, joka sijaitsee heti jokilaakson rinteen yläpuolella ja jonka vieressä on pelto.
Mittauspaikan 3 vasemmalla puolella on ensin noin kahdeksan metrin levyinen kaistale, jossa kasvaa runsaasti nokkosta ja mesiangervoa, jotka ovat molemmat typpeä indikoivia lajeja.
Tämän jälkeen rinteessä kasvaa paksuja mäntyjä, ohuita kuusia ja koivuja sekä muutama pihlaja. Mäntyjen keskipaksuus on 119 cm ja keskikorkeus 25 m. Kuusien keskipaksuus on 65 cm ja keskikorkeus 15 m. Koivujen keskipaksuus on 40 cm ja keskikorkeus 12 m.
Mittauspaikan kohdalla jokilaakson vasemmanpuoleinen rinne jatkuu metsäisenä kalliomäkenä. Mittauspaikasta 3 noin 200 m ylävirtaan päin sijaitsee kalliokynnys.
Mittauspaikkojen 3 ja 4 välisen valuma-alueen pinta-ala on pienempi verrattuna muihin mittauspaikkojen välisiin valuma-alueisiin (taulukko 1). Kyseisen valuma-alueen uoman gradientti, uomatiheys ja peltoprosentti ovat sen sijaan suurimpia. Valuma-alueen maalajista yli puolet on savea.
13 Mittauspaikka 4
Mittauspaikka 4 (kuva 5d) sijaitsee noin 6 km joen suulta ylävirtaan päin ja on metsäinen.
Mittauspaikan kohdalla jokilaakson vasemmanpuoleinen rinne viettää kaakkoon/etelään ja oikeanpuoleinen rinne luoteeseen/pohjoiseen. Mittauspaikasta hieman ylävirtaan päin uoman vasemmassa reunassa on vanha sortuma-arpi ja oikeassa reunassa paljasta kalliota (kuva 3e).
Mittauspaikan kohdalla jokilaakson rinteillä kasvaa kuusia, sammalta, saniaisia, ketunleipää ja metsätähtiä. Jokilaakson vasemmalla puolella rinteessä kasvaa lisäksi yksi haapa ja oikeanpuoleisessa rinteessä on kaatuneita lahopuita. Vasemmalla puolella puiden keskipaksuus on 98 cm ja keskikorkeus 25 m. Oikealla puolella puiden keskipaksuus on 67 cm ja keskikorkeus 20 m.
Mittauspaikan 4 muodostaman valuma-alueen pinta-ala on noin kolme neljäsosaa koko Vuohenojan valuma-alueen pinta-alasta (taulukko 1). Uoman gradientti latvavesien alkuun eli pääuoman haarautumiseen asti on pienin verrattuna muihin mittauspaikkojen välisiin valuma- alueisiin. Uomaston pituus kattaa kolme neljäsosaa koko Vuohenojan valuma-alueen uomaston pituudesta, mutta uomatiheys on vain hieman suurempi kuin Vuohenojan valuma- alueen uomatiheys. Mittauspaikan 4 muodostama valuma-alue on mittauspaikkojen välisistä valuma-alueista ainut, jonka maalajissa esiintyy saraturvetta ja jonka yleisin maalaji ei ole savi vaan kalliomaa, jota on kuitenkin vain hieman enemmän kuin savea.
14
Kuva 5. Mittauspaikat 1–4 (kuvat a–d) (Elisa Mikkilä kesä-marraskuu 2012).
Taulukko 1. Vuohenojan, mittauspaikkojen välisten sekä Rähälänojan valuma-alueiden ominaisuudet.
Neljännen mittauspaikan muodostaman valuma-alueen uoman pituus ja gradientti on laskettu latvavesien alkuun eli pääuoman haarautumiseen asti. Rähälänojan uoman gradientti on laskettu 430 metrin matkalla ja perustuvat Turun yliopiston maantieteen koulutusohjelman Luonnonmaantieteen tutkimuskurssin syksyllä 2012 tekemiin mittauksiin.
valuma-alueet
Vuohenoja 1–2 2–3 3–4 4 Rähälänoja
pinta-ala (km²) 20,8 1,3 3,3 0,9 15,3 0,5
gradientti (m/km) 3,9 3,5 3,8 5,0 3,0 31
peltopinta-ala (ha) 653 72 127 55 399 50
peltojen osuus (%) 32 55 38 65 26 100
savimaan osuus (%) 40 62 48 56 35 90
uomaston pituus (km) 50,8 2,9 5,6 3,5 38,5 0,8
uomatiheys (km/km²) 2,4 2,2 1,7 3,9 2,5 1,6
a b
c d
15 4. Aineisto ja menetelmät
4.1 Mittaukset mittauspaikoilla ja vesinäytteiden laboratorioanalyysit
Merkittävän osan tutkimusta muodostivat kenttätyöt, jotka toteutettiin kesän ja syksyn 2012 aikana. Alueeseen tutustumisen jälkeen valittiin neljä mittauspaikkaa (kuva 2b), joilla suoritettiin mittaukset vähintään kahden viikon välein elo-marraskuussa 2012. Mittauskertoja kertyi yhteensä kymmenen, jotka olivat 1.8., 14.8., 28.8., 8.9., 20.9., 3.10., 16.10., 24.10., 7.11. ja 21.11. Näin saatiin katettua ajanjakso loppukesästä kasvukauden päättymiseen ja sen jälkeiseen aikaan asti. Tarkoituksena oli jatkaa mittauksia vielä joulukuun puolella, mutta marras-joulukuun vaihteessa alkanut pakkas- ja lumikausi estivät aikeet. Mittausajankohdat pyrittiin ajoittamaan erilaisiin virtausolosuhteisiin.
Jokaisesta mittauspaikasta mitattiin mittauskerroilla uoman leveys, vedenpinnan korkeus, vedenlaatuparametrit, omana mittauksenaan veden sameus, aineskuljetus ja virtaama.
Vedenlaatu mitattiin YSI Professional Plus -mittarilla ja veden sameus ANALITE NEP160 - mittarilla. Vedenlaatu ja sameus mitattiin kolmesta kohtaa uomaa. Sameuden mittaamisessa uoma käytiin läpi kolme kertaa, jotta saatiin useampi keskiarvolukema, koska sameus vaihteli Vuohenojalla sekunneissa. Virtaama mitattiin FlowTracker Handheld ADV (Acoustic Doppler Velocimeter) -laitteella.
Mittauspaikoista otettiin vesinäytteitä kiintoainesmäärän ja -pitoisuuden selvittämiseksi.
Kustakin mittauspisteistä otettiin uoman keskeltä kaksi vesinäytettä laskemalla pullo veteen ja nostamalla pullo vedestä tasaisesti 45° kulmassa siten, ettei pullo kosketa pohjaa. Yhdeltä mittauskerralta vesinäytteitä tuli siis yhteensä kahdeksan kappaletta, jotka analysoitiin Turun yliopiston maantieteen osaston kemian laboratoriossa mittauspäivän jälkeisinä päivinä.
Vesinäytteet analysoitiin pumppu- ja imusuodatusmenetelmillä sekä haihduttamalla, jotta saatiin vedessä olevan liuenneen ja suspentoituneen aineksen määrä selville.
4.2 Eroosiotangot
Uoman reunalle asennettiin toisen ja kolmannen mittauspaikan lähettyville metallisia eroosiotankoja, joiden avulla pyrittiin selvittämään uoman reunan lateraalieroosion tapahtumista. Eroosiotangot ovat 50 cm pitkiä ja niistä jätettiin maan pinnalle näkyviin 2 cm,
16
joka maalattiin punaiseksi (kuva 6). Toisen mittauspaikan lähettyville eroosiotankoja asennettiin 51 kpl ja kolmannen mittauspaikan lähettyville 48 kpl. Lisäksi joen latvavesialueelle asennettiin verrokiksi 39 kpl 25 cm pitkiä eroosiotankoja, joista maan pinnalle jätettiin myös 2 cm punaista.
Kuva 6. Eroosiotangot (ympyröity) uoman reunassa (Elisa Mikkilä 24.7.2012).
Eroosiotangot asennettiin uoman varrelle noin viiden metrin välein siten, että jokaisessa kohdassa on kolme tankoa uoman vasemmassa ja kolme oikeassa reunassa.. Tangot asennettiin uoman reunaan allekkain siten, että alin tanko tuli vesirajan yläpuolelle ja kaksi muuta suoraan sen yläpuolelle sopiviin kohtiin. Eroosiotangot asennettiin 24.7. ja 8.8.2012, jolloin vedenpinnan korkeus joen suun lähellä oli noin 35 cm. Eroosiotankojen paljastumista maan alta mitattiin 27.11.2012, jolloin vedenpinnan korkeus valuma-alueen suun lähellä oli noin 58 cm. Tuolloin ylimmät eroosiotangot olivat näkyvissä, mutta alimmat tangot ja osa keskimmäisistä tangoista oli vedenpinnan alapuolella.
4.3 Valuma-alueen ominaisuudet
Valuma-alueen maankäyttö ja ominaisuudet selvitettiin pääasiassa valmiiden paikkatietoaineistojen avulla. MML:n maastotietokanta- ja peruskartta-aineistoja käytettiin uomastoa, valuma-alueen rajoja sekä alueen maankäyttöä tarkasteltaessa.
Paikkatietoaineistojen avulla voitiin laskea mittauspaikkojen jakamille valuma-alueen osille
17
eri maankäyttömuotojen pinta-alat ja uomaston pituudet. Maaseutuviraston (Mavi) peltolohkorekisteristä (2012) tilattiin kaikkien pinta-alaperusteista tukea hakeneiden maatilojen talouskeskusten ja peruslohkojen sijaintitiedot. Pelloilla viljellyt lajikkeet, puintiajankohta, mahdollisten kyntötöiden ajankohta sekä kasvukauden ulkopuolinen maankäyttö selvitettiin valuma-alueen 39 maanviljelijälle suunnatun kyselyn avulla. Kysely lähetettiin maanviljelijöille 29.11.2012. Valuma-alueen pelloilla tehdyistä toimenpiteistä (sadonkorjuu, niitto, kyntö, kevytmuokkaus ja syyskylvö) laskettiin kullakin mittauspäivien muodostamalla ajanjaksolla tapahtuneiden toimenpiteiden kattamat peltolohkojen pinta-alat.
Jos jollakin lohkolla peltotoimenpide ajoittui mittauspäivään, sitä koskevat peltoalat laskettiin mukaan kyseisen mittauspäivän jälkeiseen ajanjaksoon.
Valmiiden paikkatietoaineistojen ja maanviljelijöille suunnatun kyselyn avulla tehdyt valuma-alueanalyysit palvelivat lähinnä mittauksista saatujen tulosten tulkintaa. Neljä mittauspistettä jakoi joen samalla osiin, joista saatiin selville siltä osalta tulleen kiintoaineksen määrä. Vertaamalla kunkin osan kiintoaineksen määrää muun muassa maankäyttöön, topografiaan ja sademääriin voitiin tarkastella syitä, miksi kultakin osalta tulee jokeen tietty määrä kiintoainesta. Näin voitiin päätyä jonkinlaisiin johtopäätöksiin siitä, mitkä tekijät vaikuttavat Vuohenojalla eniten kiintoaineksen määrään ja sen kuljetukseen.
5. Tulokset
5.1 Virtaama
Mittauspäivänä 16.10. toisella mittauspisteellä oli ylivirtaamaa, jolloin virtaamaa ei voitu mitata. Kyseisenä mittauspäivänä mitattiin kaikilta muilta mittauspaikoilta suurimmat mitatut virtaamat (taulukko 2). Pienimmät virtaamat mitattiin 14.8., paitsi mittauspaikalla 2 alin virtaama mitattiin 8.9. Elo-syyskuussa mitattiin kaikilla mittauspaikoilla pienempiä virtaamia kuin loka-marraskuussa. Virtaama nousi loppusyksystä korkealle, vaikka hetkittäiset sademäärät eivät olleetkaan suuria. Syksyllä sateiden jatkuvuuden myötä maan vesivarasto on täyttynyt ja satanut vesi saavuttaa uoman nopeammin ja nostattaa virtaaman korkeammalle kuin silloin, jos maa pystyisi pidättämään vettä. Lisäksi Vuohenojan valuma-alueen pelloilla tehtyjen sadonkorjuiden ja kyntöjen myötä vettä haihduttavan kasvillisuuden määrä vähenee, jolloin suurempi osa sataneesta vedestä päätyy uomaan.
18
Virtaamaan pitäisi kasvaa alavirtaan päin (mittauspaikalta 4 kohti mittauspaikkaa 1), koska veden määrä uomassa kasvaa, mutta näin ei ollut etenkään elo-syyskuussa. Virtaaman mittaus ei vaikuttaisi olevan luotettavinta, kun uomassa on vähän vettä, toisin sanoen uoman muoto ei ole silloin otollinen virtaaman mittaukseen. Pienetkin virtausnopeuksien keskittymisen muutokset erityisesti alhaisella virtaamalla lähellä uoma reunaa vaikuttavat virtaaman mittauksen onnistumiseen. Mittauspaikkojen sijaintien pitäisi olla sellaisia, että muuttuvat virtausolosuhteet eivät vaikeuttaisi virtaaman mittausta. Virtaamaan perustuviin jatkoanalyyseihin päätettiin ottaa mukaan vain päivät, jolloin virtaama kasvaa alavirtaan päin eli jolloin virtaaman mittauksen katsottiin onnistuneen. Mittauspaikkojen 1 ja 2 välillä olevat suuret virtaamaerot johtuvat todennäköisesti siitä, että niiden väliin laskee merkittävä sivu- uoma, Rähälänoja, joka lisää vesimäärää ja siten virtaamaa mittauspaikalla 1.
Taulukko 2. Virtaama mittauspäivinä kaikilla mittauspaikoilla. Tähdellä (*) merkityt päivät eivät ole mukana jatkoanalyyseissa, koska niinä päivinä virtaama ei kasvanut alavirtaan päin, jolloin mittausten katsottiin olevan virheellisiä.
mittauspaikka ja virtaama l/s
mittauspäivä 1 2 3 4
1.8.* 111,6 73,9 52 62,9
14.8.* 7,9 17,8 6,7 7,4
28.8. 140,7 83,4 53,8 47,6
8.9.* 25,5 13,5 17,5 16,4
20.9. 31,2 23,7 18,4 11
3.10. 204,8 185,9 138,1 125,3
16.10. 684,1 606 451,5
24.10. 324,4 267,7 224 216
7.11. 266 236 187,6 175,1
21.11.* 179,1 159,8 111 127,9
Eri vedenpinnan korkeuksilla mitattujen virtaamien perusteella kullekin mittauspaikalle tehtyjen purkautumiskäyrien vedenpinnan korkeudet perustuvat mittauspaikoilla 1 ja 2 TEHO Plus -hankkeen automaattiasemien mittaamiin vedenpinnan korkeuksiin ja mittauspaikoilla 3 ja 4 tässä tutkimuksessa aina samasta kohdasta mitattuihin vedenpinnan korkeuksiin (kuva 7).
Virtaaman pitäisi kasvaa kullakin mittauspaikalla, kun vedenpinnan korkeus kasvaa.
Mittauspaikoilla 1‒3 näin tapahtuukin, mutta mittauspaikalla 4 vedenpinnan korkeuden noustessa yli 65 senttimetrin virtaama pääosin laskee, mikä selittyy mittauspaikkojen 3 ja 4 välille lokakuussa rakennettujen kosteikkopatojen vedenpintaa nostavalla vaikutuksella.
Mittauspaikalla 4 vedenpinnan korkeus oli aiempaa korkeammalla 3.10. lähtien. Patojen rakentaminen muutti uoman muotoa ja virtausolosuhteita verrattuna tutkimusajanjakson
19
ensimmäisiin mittauspäiviin, mikä vaikeutti virtaamanmittausta tutkimusajanjakson loka- marraskuun mittauspäivinä. Patojen vaikutuksista joen virtaukseen kertoo myös se, että ennen lokakuuta nopeimmat keskimääräiset veden virtausnopeudet mitattiin mittauspaikalla 4, kun loka-marraskuun mittauspäivinä ne mitattiin mittauspaikalla 3.
Kuva 7. Purkautumiskäyrä eli virtaama eri vedenpinnan korkeuksilla kultakin mittauspaikalta.
Mittauspaikkojen 1 ja 2 vedenpinnan korkeus on automaattiasemien mittaama, mittauspaikkojen 3 ja 4 tässä tutkimuksessa aina samasta kohdasta mitattu vedenpinnan korkeus. Käyrissä ovat mukana vain ne mittauspäivät, jolloin virtaama kasvoi alavirtaan päin.
Vuohenojalle perustetut kosteikkorakenteet muuttavat joen luonnollista virtaamaa. Padot nostavat vedenpinnan korkeutta ja hidastavat veden virtausta ylävirtaan päin sekä toisaalta nopeuttavat veden virtausta alavirtaan päin jyrkentyneen gradientin vuoksi. Vedenpinnan korkeuden nousu patorakenteista ylävirtaan päin aiheuttaa uoman reunojen vettymistä, jolloin ne muuttuvat helpommin erodoituviksi ja veden virtauksen kasvaessa ne saattavat romahtaa äkillisesti. Toisaalta patorakenteista alavirtaan päin kasvava veden virtausnopeus lisää osaltaan uomaeroosiota. Mitä suurempi veden virtausnopeus, sitä tehokkaammin virtaava
0 100 200 300 400 500 600 700 800
20 40 60 80 100 120 l/s
cm Mittauspaikka 1
0 50 100 150 200 250 300
50 70 90 110
l/s
cm Mittauspaikka 2
0 100 200 300 400 500 600 700
0 20 40 60 80
l/s
cm Mittauspaikka 3
0 100 200 300 400 500
10 30 50 70 90
l/s
cm Mittauspaikka 4
20
vesi kuluttaa ainesta mukaansa. Rakennettujen patojen uomaeroosiota aiheuttava vaikutus voi kumota kosteikkorakenteista mahdollisesti saavutetut hyödyt.
5.2 Kiintoainespitoisuus ja sameus
Kiintoainespitoisuus oli kaikilla mittauspaikoilla korkein (400‒600 mg/l) mittauspäivänä 16.10. ja pienin (160‒190 mg/l) mittauspäivänä 21.11. Kiintoainespitoisuus oli loppusyksyllä pienempi kuin kesällä ja alkusyksyllä (kuva 8). Aineskuljetus oli kuitenkin syksyllä suurempi kuin kesällä, koska uomassa virtasi silloin enemmän vettä. Kiintoaineskuljetus oli mittauspäivistä suurin 16.10., koska silloin sekä kiintoainespitoisuus että virtaama olivat suurimmillaan. Aineskuljetus keskittyy siis syyssateiden aiheuttamaan tulva-aikaan, mutta kesälläkin rankkojen sateiden jälkeen aineskuljetus kasvaa huomattavasti.
Kiintoainespitoisuuden pienuus loppusyksyllä voi johtua myös saatavilla olevan aineksen vähäisyydestä, kun syksyn suurimmat sateet ja virtaamat ovat ohi ja helposti erodoituva aines on jo erodoitunut. Vuohenojalla kiintoainespitoisuus vaihtelee ajallisesti ja paikallisesti, jolloin sitä ei yksinään voida pitää riittävän tarkkana pohjana eroosion ja aineskuljetuksen arvioimiseksi.
Kuva 8. TSS- ja TDS-pitoisuus mittauspaikoilla. Jokaisesta mittauspaikasta on kaksi vesinäytettä, joista kummastakin määritettiin kiintoainespitoisuus.
Liuenneen aineksen (TDS) pitoisuus oli suurempi kuin suspentoituneen aineksen (TSS) pitoisuus muina mittauspäivinä paitsi 28.8. ja 16.10. (kuva 8). Lisäksi mittauspäivänä 3.10.
mittauspaikalla 3 TSS-pitoisuus oli suurempi kuin TDS-pitoisuus, vaikka muilla mittauspaikoilla tilanne oli päinvastoin. Loka-marraskuussa pitoisuudet olivat mittauspäivää
0 100 200 300 400 500 600
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1.8. 14.8. 28.8. 8.9. 20.9. 3.10. 16.10. 24.10. 7.11. 21.11.
mg/l
pvm ja mittauspaikka
TSS TDS
21
16.10. lukuun ottamatta lähellä toisiaan. Vesimäärän kasvaessa TSS-pitoisuus kasvaa, mutta TDS-pitoisuus ei. TDS-pitoisuuden tasaisuus kertoo siitä, että hienoin aines pysyy veden kuljetuksessa mukana lähdettyään kuljetukseen mukaan, vaikka veden virtausnopeus hidastuisikin, kuten Hjulströmin käyrä osoittaa (Hjulström 1935). TSS-pitoisuuden kasvu korkeimmilla virtaamilla taas kertoo siitä, että virtaaman kasvaessa joen aineskuljetuskapasiteetti kasvaa. Suuremmat virtausnopeudet pystyvät kuluttamaan ja kuljettamaan karkeampaa ainesta mukanaan kuin silloin kun virtausnopeudet ovat pienempiä.
Hienoimman aineksen tasainen pitoisuus riippumatta virtaamasta osoittaa, että suurin osa Vuohenojan kuljettamasta aineksesta on hienointa ainesta.
Salaojat voivat aiempien tutkimusten perusteella kuljettaa suurimman osan pelloilta uomaan päätyvästä vedestä ja kuormituksesta, ja niiden kautta tuleva aines on usein hienointa ainesta.
Tässä tutkimuksessa hienoimman aineksen tasainen pitoisuus Vuohenojalla tutkimusajanjakson mittauspäivinä voi siis selittyä salaojien kautta tulevalla aineksella.
Vuohenojan jokilaakson rinteillä on useita salaojien purkuaukkoja, joiden kautta tulevan vesimäärän runsaudesta kertovat niiden jokilaakson rinteeseen syömät syvät raviinit. Salaojat eivät siis kuljeta ainesta pelkästään pelloilta vaan myös muualta maaperästä sekä purkuaukon jälkeen jokilaakson rinteiltä kuluttamaansa ainesta. Lisäksi jokilaakson rinteiden raviinit osoittavat, että jyrkkä gradientti lisää virtaavan veden aiheuttamaa eroosiota, minkä perusteella uoman pohjan gradientin merkitys joen aineskuljetuksessa on huomattava.
Mittauspaikan 3 poikkeuksellisen korkea kiintoainespitoisuus mittauspäivänä 3.10.2012 johtui todennäköisesti 1.10. aloitetusta patojen rakentamisesta mittauspaikkojen 3 ja 4 välille.
Mittauspäivän 16.10. erottuminen suurina arvoina virtaamassa, sameudessa ja aineskuljetuksessa johtuu todennäköisesti siitä, että mittaukset onnistuttiin ajoittamaan heti sateen jälkeiseen aikaan. Tutkimusajanjakson aikana vastaavanlaisia tilanteita Vuohenojalla oli TEHO Plus -hankkeen asemien perusteella enemmänkin, mutta niitä ei onnistuttu saamaan mukaan tämän tutkimuksen mittauksiin. Sademäärä juuri ennen kyseistä mittauspäivää ei ollut kovin suuri, mutta tuolloin vallinneisiin olosuhteisiin vaikutti myös aiemmin tutkimusajanjakson aikana saadut sateet ja erityisesti lokakuun alun sateet, jolloin Vuohenojan vedenpinnan korkeus saavutti tutkimusajanjakson aikaisen maksiminsa.
TEHO Plus -hankkeen automaattiasemien mittaamat sameudet eroavat tässä tutkimuksessa tehdyistä sameusmittauksista. Suurimmat sameudet mitattiin tutkimusajanjakson
22
mittauspäivistä samana päivänä sekä automaattiasemilla että tämän tutkimuksen mittauksissa, mutta pienimpien mitattujen sameuksien ajankohta vaihtelee. Mittauspäivänä 16.10. mitatut sameusarvot jätettiin seuraavista analyyseista pois, koska silloin mitattiin muihin mittauspäiviin nähden poikkeuksellisen suuria arvoja, jotka vääristäisivät arvojen välisen suhteen tulkintaa.
TEHO Plus -hankkeen automaattiasemat mittaavat sameuden eri yksikössä kuin tässä tutkimuksessa (FTU ja NTU), jotka ovat kuitenkin käytännössä samat. Asemien mittaamat sameusarvot ovat pienempiä kuin tässä tutkimuksessa mitatut sameudet (kuvat 9 ja 10).
Mittauspaikalla 1 (TEHO1-asemalla) aseman mittaamien sameusarvojen sekä tässä tutkimuksessa mitattujen sameusarvojen välinen korrelaatiokerroin on 0,96. Mittauspaikalla 2 (TEHO2-asemalla) vastaava korrelaatiokerroin on 0,62. Mittauspaikalla 1 aseman mittaamat sameusarvot vastaavat siis paremmin tässä tutkimuksessa mitattuja sameusarvoja kuin mittauspaikalla 2.
Kuva 9. TEHO1-aseman mittaamat sameusarvot verrattuna tässä tutkimuksessa tehtyihin sameusmittauksiin mittauspaikalla 1. Mittauspäivänä 16.10. mitatut arvot on jätetty pois.
0 50 100 150 200 250 300 350 400
70 90 110 130 150 170 190 210
sameus tämä tutkimus NTU
sameus TEHO1-asema FTU
23
Kuva 10. TEHO2-aseman mittaamat sameusarvot verrattuna tässä tutkimuksessa tehtyihin sameusmittauksiin mittauspaikalla 2. Mittauspäivänä 16.10. mitatut arvot on jätetty pois.
TEHO Plus -hankkeen mittaamien sameusarvojen ja laskemien kiintoainespitoisuuksien välillä vallitsee lineaarinen suhde korrelaatiokertoimen ollessa 1,0. Tässä tutkimuksessa mitattujen sameusarvojen ja kiintoainespitoisuuden välillä oleva korrelaatiokerroin on 0,82.
Sameuden ja kiintoainespitoisuuden välillä ei siis tässä tutkimuksissa tehtyjen mittausten perusteella vallitse yhtä voimakasta lineaarista suhdetta kuin TEHO Plus -hankkeen arvoissa (kuva 11). Mittauspäivänä 16.10. mitatut sameusarvot ja kiintoainespitoisuudet jätettiin analyysista pois, koska silloin mitattiin muihin mittauspäiviin nähden poikkeuksellisen suuria arvoja, jotka vääristäisivät arvojen välisen suhteen tulkintaa.
Kuva 11. Tässä tutkimuksessa mitattujen sameusarvojen ja kiintoainespitoisuuden välinen suhde.
Mittauspäivänä 16.10. mitatut arvot on jätetty pois.
0 50 100 150 200 250 300 350
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
sameus tämä tutkimus NTU
sameus TEHO2-asema FTU
100 150 200 250 300 350 400
80 130 180 230 280 330 380
mg/l
NTU
24
TEHO Plus -hanke laskee veden kiintoainespitoisuuden sameusarvon avulla tietyllä kertoimella, jonka määrittämiseksi otetaan kalibrointinäytteitä. Kyseinen kerroinluku vaihtelee arvojen 1,13 ja 1,21 välillä ja keskiarvokerroin on 1,17. Tässä tutkimuksessa tehtyjen sameus- ja kiintoainespitoisuuksien välinen kerroinluku vaihtelee arvojen 0,43 ja 0,97 välillä ollen keskimäärin 0,66. Kyseisen kerroinluvun vaihteluväli tämän tutkimuksen yhdeksällä mittauskerralla on siis suurempi ja keskiarvo pienempi kuin TEHO Plus - hankkeen käyttämän kerroinluvun vaihteluväli ja keskiarvo. TEHO Plus -hankkeen kiintoainespitoisuudet olivat sameuden tavoin pienempiä kuin tässä tutkimuksessa mitatut kiintoainespitoisuudet. Niiden välillä on kuitenkin lineaarinen yhteys korrelaatiokertoimen ollessa 0,95.
TEHO Plus -hankkeen automaattiasemat antoivat korvaamatonta tietoa siitä, mitä joella tapahtui tähän tutkimukseen kuuluvien mittausajankohtien ulkopuolella. Asemien mittaama sameus perustuu yhteen paikkaan uoman keskellä ja yhteen hetkeen puolen tunnin välein, jolloin mittari mittaa kolme sameusarvoa ja laskee niistä keskiarvon. Sameus tämän tutkimuksen perusteella vaihtelee Vuohenojalla kuitenkin runsaasti ajassa ja paikassa, joten paljon tietoa jää myös saavuttamatta asemien mittausten perusteella. Sameuden runsaan vaihtelun vuoksi automaattiasemien mittaamien ja tässä tutkimuksessa mitattujen sameusarvojen vertailu toisiinsa on hankalaa.
Koska itse tehtyjä mittauksia ei ole mahdollista tehdä jatkuvasti, niillä menetetään aina tiettyjen joen eroosioon ja aineskuljetukseen vaikuttavien tapahtumien merkitys. Kyseiset tapahtumat voivat olla hetkellisiä ja äkillisiä, joten niiden saaminen mukaan itse tehtyihin mittauksiin voi olla jopa mahdotonta. Automaattiasemien suuren mittaustiheyden avulla näiden tapahtumien saaminen mittauksiin mukaan on todennäköisempää. Asemien huono puoli on se, että niiden puhdistus, kalibrointi ja muu ylläpito vievät aikaa ja rahaa.
TEHO Plus -hankkeen automaattiasemien mittauksissa sameuden ja kiintoainespitoisuuden välillä vallitsee voimakas lineaarinen suhde. Tässä tutkimuksessa tehtyjen mittausten perusteella kyseinen lineaarinen suhde ei ollut yhtä voimakas. Automaattiasemien ja tässä tutkimuksissa mitattujen arvojen suhteen tulkintaa vaikeuttaa kuitenkin se, että suuria arvoja mitattiin huomattavasti vähemmän kuin pieniä. Jos analyysiin otettiin mukaan vain pienimmät mitatut arvot, joita oli kolme neljäsosaa arvoista, lineaarinen yhteys heikkeni
25
selvästi. Automaattiasemien ja tässä tutkimuksessa mitattujen arvojen vertailemiseksi tarvittaisiin siis lisää mittauksia eri olosuhteissa.
Mittauspäivänä 3.10.2012 sameus oli mittauspaikalla 3 korkeampi kuin mittauspaikalla 1, mutta kiintoainespitoisuus oli näillä kahdella mittauspaikalla saman verran. Veden sameuteen vaikuttaa moni tekijä, eikä sameusarvon perusteella laskettu kiintoainespitoisuus ole yhtä edustava kuin vesinäytteestä laboratoriossa määritelty kiintoainespitoisuus. TEHO Plus - hankkeen ottamat kalibrointinäytteet ovat siis välttämättömiä. Kyseiset kalibrointinäytteet suodatetaan hiukkaskooltaan 0,4 µm suodattimen läpi, jolloin hankkeen laskema kiintoainespitoisuus perustuu vain suspentoituneeseen ainekseen. Tämä selittää, miksi TEHO Plus -hankkeen kiintoainespitoisuudet olivat tässä tutkimuksessa mitattuja kiintoainespitoisuuksia pienempiä. Merkittävä osa Vuohenojan kuljettamasta kiintoaineksesta on tämän tutkimuksen perusteella liuennutta ainesta, jota TEHO Plus -hankkeen mittaamat arvot eivät ota huomioon.
5.3 Eroosiotangot
Eroosiotangoista puolet oli näkyvillä marraskuun lopulla, jolloin niiden paljastumista maan alta mitattiin. Alimmat tangot olivat vedenpinnan alapuolella ja keskimmäiset tangot olivat vedenpinnan rajalla, joten osa niistä pystyttiin mittaamaan ja osa ei. Yhteensä seitsemällä linjalla toiselta puolelta uomaa tankoja ei löytynyt. Mittauspaikan 2 lähellä olevista 51 eroosiotangosta pystyttiin mittaamaan 17 tankoa ja mittauspaikan 3 lähellä olevista 48 tangosta pystyttiin mittaamaan 33 tankoa. Latvavesialueella olevista 39 verrokkitangoista pystyttiin mittaamaan 29 tankoa. Eroosiotankojen paljastumista maan alta on kuvattuna kuvassa 12.
Kuva 12. Eroosiotankojen paljastumista maan alta (Elisa Mikkilä 27.11.2012).
26
Mittauspaikan 2 lähellä olevista tangoista eniten paljastui linjassa 7 uoman oikealla puolella olevasta ylimmästä tangosta, josta paljastui 4 cm. Linja 7 sijaitsee ison kalliokynnyksen alavirran puolella ja uoman oikea reuna on sisämutkan puolella. Nanson ja Hickin (1986) ovat uoman meanderikaarteissa tehdyissä tutkimuksissaan osoittaneet, että uoman lateraalieroosiota tapahtuu sekä kaarteen sivusuunnassa loivenevassa ulkoreunassa että lähes pystysuuntaisessa sisäreunassa. Kyseisen tangon alapuolella olevasta tangosta paljastui 3 cm.
Saman verran paljastui myös linjan 1 uoman oikealta puolelta ylimmästä tangosta ja linjan 2 uoman vasemmalta puolelta ylimmästä tangosta. Mitatuista 17 tangosta viidestä ei paljastunut yhtään ja yksi oli osittain peittynyt maa-aineksella. Viidellä linjalla toiselta puolelta uomaa tankoja ei löytynyt, joista ainakin kahdella linjalla tangot olivat peittyneet uoman reunan maa-aineksen valumisen seurauksena (kuva 13).
Kuva 13. Uoman reunan valumista mittauspaikan 2 lähellä (Elisa Mikkilä 7.11.2012).
Toisten eroosiotankojen paljastuminen maan alta ja toisten peittyminen maa-aineksella osoittaa, ettei uomaeroosiota tapahdu tasaisesti uoman eri osissa. Uomaeroosio voi olla ajallisesti ja paikallisesti hyvin epäjatkuvaa eikä se tapahdu yhden uoman varrella yhtäaikaisesti vaan sattumanvaraisesti. Uoman reunat voivat myös pysyä pitkään paikoillaan ja uomaeroosion aiheuttama muutos tapahtua äkillisesti, mikä vaikeuttaa lyhyellä aikavälillä tehtävien havaintojen tulkintaa. Uoman reunaan asennetuista eroosiotangoista osa oli tutkimusajanjakson aikana hieman peittynyt maa-aineksella, mikä kertoo uoman reunan
27
valumisesta kohti uomaa. Tutkimusajanjakson aikana tehtiinkin lukuisia havaintoja uoman reunojen valumisista tai romahtamisista, joita todensivat samoista paikoista eri päivinä otetut valokuvat. Osa löytämättä jääneistä eroosiotangoista on todennäköisesti peittynyt kokonaan maa-aineksella. Näin voi olla myös kaikkien löytämättä jääneiden eroosiotankojen kohdalla, mutta sen osoittamiseksi tarvittaisiin tarkempia eroosiotankojen seurausmenetelmiä.
5.4 Peltotoimenpiteet
Maanviljelijäkyselyyn saatiin vastauksia yhteensä 20 kpl. Puhelimitse saatiin 4 kpl lisävastauksia, jolloin kyselyn vastausprosentti oli 62 %. Maanviljelijäkyselyyn saatujen vastausten kattama peltopinta-ala on 314 ha, mikä on 48 % Vuohenojan valuma-alueen peltolohkojen kokonaispinta-alasta. Mittauspaikkojen 1 ja 2 välisellä valuma-alueella vastaukset kattoivat 78 %, mittauspaikkojen 2 ja 3 välisellä valuma-alueella lähes 90 %, mittauspaikkojen 3 ja 4 välisellä valuma-alueella 84 % ja mittauspaikan 4 muodostamalla valuma-alueella 25 % kyseisten mittauspaikkojen välisen valuma-alueen peltolohkojen kokonaisalasta.
Vuohenojan valuma-alueella aikaisimmat sadonkorjuut tehtiin 14.8. Mittausajanjakson alussa kaikki peltolohkot olivat siis kasvipeitteisiä. Suurin osa sadonkorjuusta tehtiin kaikilla osavaluma-alueilla elo-syyskuun aikana. Mittauspaikkojen 1 ja 2 välisellä sekä mittauspaikan 4 muodostamalla valuma-alueella satoa korjattiin eniten mittauspäivien 28.8. ja 8.9. välillä.
Mittauspaikkojen 2 ja 3 sekä 3 ja 4 välisillä valuma-alueilla satoa korjattiin eniten mittauspäivien 8.9. ja 20.9. välillä. Suurin osa kyntötöistä tehtiin lokakuussa ja kaikilla mittauspaikkojen välisillä valuma-alueilla eniten kyntötöitä tehtiin mittauspäivien 3.10. ja 16.10. välillä. Mittauspaikan 4 muodostamalla valuma-alueella kyntötöitä tehtiin marraskuussa leudon sään jatkuessa yhtä paljon kuin lokakuussa. Kevytmuokkausta tehtiin mittauspaikkojen 1 ja 2 sekä mittauspaikkojen 2 ja 3 välisillä valuma-alueilla.
Mittauspaikkojen 2 ja 3 välisellä valuma-alueella kylvettiin syysviljaa. Mittauspaikkojen 1 ja 2 välisellä valuma-alueella tehtiin myös lammaslaitumen niittoa ja korjuuta syyskuussa.
Aiemmissa tutkimuksissa peltojen on todettu olevan suurin vesistöjä kuormittava ja peltojen kaltevuuden sekä kasvipeitteisyyden vaikuttavan eroosioon ja joen aineskuljetukseen. Tämän tutkimuksen perusteella samoja asioita ei voitu todeta, koska Vuohenojan valuma-alueen peltojen kyntöalan kasvu kohti tutkimusajanjakson loppua ei näkynyt selvästi tuloksissa
28
Vuohenojan kiintoainespitoisuuden tai aineskuljetuksen kasvuna. Syksyn kesää suuremmat aineskuljetukset johtuivat tässä tutkimuksessa lähinnä syksyn suuremmista sademääristä ja virtaamista, jolloin muun muassa peltotoimenpiteiden vaikutusta joen aineskuljetukseen ei voida osoittaa. Uoman gradientilla ja sen vaihteluilla sen sijaan voitiin todeta olevan merkitystä Vuohenojan eroosiossa ja aineskuljetuksessa.
5.5 Mittauspaikkojen välisten valuma-alueiden ominaisuudet
Mittauspaikkojen 1 ja 2 välisellä valuma-alueella aineskuljetuksen määrään vaikuttaa Rähälänojan sijainti valuma-alueella. Rähälänojan valuma-alueen pinta-alaan suhteutetun kiintoaineskuljetuksen osuus koko Vuohenojan pinta-alaan suhteutetusta kiintoaineskuljetuksesta oli huomattavan suuri. Tämä johtuu Rähälänojan uoman jyrkästä gradientista (31 m/km), mikä lisää veden virtausnopeutta ja mahdollisuutta erodoida saviainesta mukaansa. Kyseisellä valuma-alueella sijaitsevat TEHO Plus -hankkeen kosteikkorakenteisiin kuuluvat padot, jotka lisäävät paikallisesti uoman gradienttia ja siten veden virtausnopeutta, eroosiota ja aineskuljetusta. Lisäksi kyseisellä valuma-alueella jokilaakson rinteet ovat jyrkät verrattuna muihin mittauspaikkojen muodostamiin valuma- alueisiin. Salaojien kautta tuleva valunta ja kiintoaines sekä salaojien purkuaukkojen aiheuttama jokilaakson rinteiden eroosio vaikuttavat kyseisen valuma-alueen eroosioon ja joen aineskuljetukseen.
Mittauspaikkojen 2 ja 3 välisellä valuma-alueella uoman gradientti (3,8 m/km) on hieman pienempi kuin koko Vuohenojan pääuoman gradientti. Mittauspaikasta 2 noin 50 m ylävirtaan päin sijaitsee kuitenkin jyrkkä kalliokynnys sekä saman verran alavirtaan päin pienempi kalliokynnys, jotka vaikuttavat veden virtausnopeuden vaihteluihin sekä siten myös joen aineskuljetukseen. Jyrkästä kalliokynnyksestä alavirtaan päin uoma haarautuu hetkeksi kahtia, mikä osoittaa uomaeroosiota tapahtuvan kalliokynnyksen aiheuttaman uoman gradientin ja veden virtausnopeuden kasvun takia. Mittauspaikkojen 2 ja 3 välisen valuma- alueen jokilaakson rinteet ovat jyrkkiä, ja osa pelloista rajoittuu suoraan uomaan, mikä lisää aiempien tutkimusten perusteella pelloilta erodoituvan aineksen määrää. Myös salaojilla on vaikutusta kyseisellä valuma-alueella uomaan päätyvän veden ja aineksen määrissä.
Mittauspaikkojen 3 ja 4 välisen valuma-alueen uoman gradientti, uomatiheys ja peltoprosentti ovat suurimpia verrattuna muihin mittauspaikkojen välisiin valuma-alueisiin. Uoman
29
gradientin jyrkkyys (5 m/km) johtuu paitsi mittauspaikasta 3 ylävirtaan päin sijaitsevasta luonnollisesta kalliokynnyksestä myös TEHO Plus -hankkeen rakentamista kosteikkopadoista. Mittauspäivänä 3.10.2012 mittauspaikalla 3 mitattiin poikkeuksellisen korkeita sameusarvoja ja kiintoainespitoisuuksia, jotka selittyvät 1.10. aloitetuilla patojen rakennustöiden aiheuttamalla eroosiolla ja kuormituksella. Mittauspaikkojen 3 ja 4 välisen valuma-alueen uomatiheyteen vaikuttaa sivujoki, joka tuo vesiä lähinnä pelloilta ja ojiteltuilta metsäalueilta, mikä voi olla yksi joen aineskuljetusta lisäävä tekijä. Lisäksi kyseisen valuma- alueen peltojen salaojat kuljettavat uomaan vettä ja kiintoainesta sekä erodoivat maata purkuaukkojen alapuolisilla jokilaakson rinteillä.
Uoman gradientin merkitys näkyy selvästi mittauspäivänä 16.10., jolloin mittauspaikkojen 3 ja 4 välisellä valuma-alueella mitattiin yhtä suuri karkeamman aineksen kuljetus kuin mittauspaikan 4 muodostamalla valuma-alueella. Kyseisenä päivänä Vuohenojan aineskuljetus oli pääosin peräisin mittauspaikan 3 ylävirran puoleiselta valuma-alueelta.
Tähän syynä voi olla, että mittauspaikalla 3 mitattiin suhteellisen suuri virtaama verrattuna Vuohenojan kokonaisvirtaamaan. Mahdollisesti kyseisenä mittauspäivänä sateen jälkeen latvavesien keräämän vesimäärän vaikutus näkyy tuolloin mittauspaikan 3 virtaamassa, mutta ei vielä lähellä joen suuta sijaitsevan mittauspaikan 1 virtaamassa, mikä saattaa vaikuttaa mittauspaikkojen 1 ja 3 virtaamien ja aineskuljetuksen välisen suhteen tarkasteluun.
Mittauspaikan 4 muodostaman valuma-alueen pinta-alaan suhteutettu kiintoainesmäärä oli pääasiassa ja erityisesti loka-marraskuun mittauspäivinä suurin verrattuna muihin mittauspaikkojen välisiin valuma-alueisiin. Kyseisen valuma-alueen suuri koko vaikeuttaa valuma-alueen ominaisuuksien merkityksen arvioimista joen aineskuljetuksessa. Uoman gradientti mittauspaikalta 4 latvavesien alkuun asti on pienin verrattuna muihin mittauspaikkojen välisiin valuma-alueisiin, eikä valuma-alueella ole merkittäviä kalliokynnyksiä. Peltoprosentti on vain 26 %, jolloin pelloilta tulevat mahdollisesti kiintoainespitoiset vedet laimenevat muilta alueilta tuleviin vesiin.
Mittauspaikan 4 muodostama valuma-alue on mittauspaikkojen välisistä valuma-alueista ainut, jolla on latvavesialueita, runsaasti ojitettuja ojia ja merkittäviä metsäalueita. Kyseisissä metsissä on voitu tehdä kunnostusojituksia, jotka voivat vaikuttaa vesistöjen kuormitukseen monta vuotta ojituksen jälkeen (Joensuu ym. 2012). Latvavesistä huolimatta uomatiheys mittauspaikan 4 muodostamalla valuma-alueella ei ollut suuri, mutta uoman haaroja on
30
huomattavasti enemmän kuin muilla mittauspaikkojen välisillä valuma-alueilla, mikä voi lisätä uomaeroosion merkitystä kyseisen valuma-alueen aineskuljetuksessa.
5.6 Jokitutkimuksen merkitys ja tarpeet
Kuten monet tutkijat ovat todenneet, jokitutkimusta on tehtävä pitkällä aikavälillä ja alueellisesti kattavalla tutkimusalueella, jotta monimutkaisista jokiprosesseista voidaan saada täysi ymmärrys. Tässä tutkimuksessa resurssit eivät riittäneet kaikenkattavaan tutkimukseen, mutta tutkimuskohteesta pystyttiin silti saamaan käsitys, josta on apua suunniteltaessa ja toteutettaessa jatkotutkimuksia sekä kohdennettaessa vesiensuojelutoimenpiteitä Vuohenojan kaltaisille alueille. Joen eroosion ja aineskuljetuksen ominaispiirteiden ja vaihtelun selvittäminen auttaa vesiensuojelutoimenpiteiden vaikutusten arvioinnissa sekä kertoo paikat, joissa vesiensuojelutoimenpiteille on erityisesti tarvetta, ja toisaalta ajankohdat, jolloin vesiensuojelutoimenpiteiden merkitys on suurimmillaan. Tällöin vesiensuojeluresursseja pystytään kohdentamaan oikeisiin kohteisiin oikeilla tavoilla. Monet vesiensuojelutoimenpiteet toimivat eri tavoin eri olosuhteissa, jolloin niistä saavutettavien hyötyjen ennakointi ja seuranta ovat tämän tutkimuksen perusteella tärkeitä.
Tämä tutkimus ajoittui kesästä syksyyn sisältäen syksyn sateiden aiheuttamat tulva-ajat.
Vuonna 2012 syksy oli sateinen, joten tutkimustulosten yleistämistä koskemaan muita syksyjä on tehtävä harkiten. Usein jokitutkimusta tehdään syksyn lisäksi keväällä, koska lumen sulamisvesien ja kevätsateiden aiheuttamat tulvat ja suuret virtaamat kiinnostavat tutkijoita. Keväällä olosuhteet ovat erilaiset kuin syksyllä, joten tutkimusta tarvittaisiin myös kevätaikaan ajoittuvasta eroosiosta ja aineskuljetuksesta, jotta Vuohenojan jokiprosesseista ja käyttäytymisestä saataisiin kattava käsitys ja jotta Vuohenojan alueelle voitaisiin suunnitella ja toteuttaa lisää toimivia vesiensuojelutoimenpiteitä.
Tämän tutkimuksen perusteella jatkotutkimusta tarvittaisiin salaojien merkityksestä lounaissuomalaisten jokien aineskuljetuksessa, koska esimerkiksi Vuohenojalla pellot rajoittuvat harvoin suoraan uomaan jyrkkien jokilaakson rinteiden vuoksi, jolloin niistä tapahtuvan pintavalunnan merkitys on pieni. Turtolan ym. (2007) tutkimuksessa salaojien osuus peltojen kokonaisvalunnasta ja -kuormituksesta vaihteli huomattavasti, mikä kertoo salaojien merkityksen arvioimisen ja tutkimisen haastavuudesta. Jos suurin osa pelloilta tulevasta valunnasta ja kuormituksesta kuitenkin tapahtuu salaojien kautta,
31
vesiensuojeluresursseja pitäisi kohdentaa myös salaojien kautta tulevan kuormituksen vähentämiseksi.
Vuohenojan uomaeroosion osuus joen aineskuljetuksessa jäi tässä tutkimuksessa selvittämättä, mutta tutkimus osoitti, että uomaeroosiota tapahtuu Vuohenojalla sattumanvaraisesti pitkin uoman vartta. Eroosiotankojen lisäksi systemaattinen alueiden valokuvaaminen tai mahdollisuuksien mukaan kolmiulotteinen maalaserkeilaus voisivat menetelminä toimia uomaeroosion tapahtumisen osoittamiseksi ja määrän arvioimiseksi.
Jatkotutkimus uomaeroosion merkityksestä joen aineskuljetuksessa olisi Vuohenojalla tämän tutkimuksen perusteella varsin perusteltua. Jatkotutkimuksilla voitaisiin arvioida uomaeroosion määrää suhteessa pelloilta tulevaan kiintoainesmäärään, jotta saataisiin selville, kuormittaako uomaeroosio enemmän vai vähemmän vesistöjä kuin pellot. Tämä antaisi arvokasta lisätietoa käytettäväksi eri vesiensuojelutoimenpiteiden suunnittelussa Lounais-Suomen maatalousvaltaisille alueille.
6. Johtopäätökset
Vuohenojan eroosio ja aineskuljetus vaihtelivat tutkimusajanjaksolla ajallisesti ja paikallisesti virtaus- ja virtaamaolosuhteiden mukaan. Sademäärä ja uoman gradientti vaikuttavat tämän tutkimuksen perusteella Vuohenojan eroosioon ja aineskuljetukseen. Vuohenojan aineskuljetus on kasvukauden ulkopuolella suurempaa kuin kasvukaudella johtuen lähinnä syksyn kesää suuremmista sademääristä ja virtaamista. Suurin osa Vuohenojan kuljettamasta aineksesta on hienointa ainesta, joka pysyy veden kuljetuksessa mukana pienilläkin virtaamilla. Salaojien purkuaukoista virtaava vesi aiheuttaa runsasta eroosiota Vuohenojan jokilaakson jyrkillä rinteillä.
Eroosiotangot osoittivat, että Vuohenojalla tapahtuu uomaeroosiota sattumanvaraisesti pitkin uoman vartta aina latvavesialueilta joen suulle asti. Uoman reunojen valuminen kohti uomaa on uoman reunojen kulumisen ohella merkittävä uomaeroosioprosessi. Uomaeroosiosta tarvitaan kuitenkin lisää tutkimusta, jotta voidaan arvioida uomaeroosion merkitystä ja osuutta joen aineskuljetuksessa.
Vuohenojalle rakennettuihin kosteikkoihin kuuluvat padot muuttavat joen virtausnopeutta sekä lisäävät uoman gradienttia, mikä lisää Vuohenojan eroosiota ja aineskuljetusta. Lisäksi
32
vedenpinnan korkeuden noustessa patojen vaikutuksesta uoman reunat vettyvät, mikä lisää niiden alttiutta valumiselle ja romahtamiselle uomaan. Kosteikkojen rakentaminen on saattanut vain lisätä Vuohenojan uomaeroosiota, joten kosteikkojen sopivuus vesiensuojelutoimenpiteenä Vuohenojan tyyppiseen paksujen savikerrosten valtaojaan on tämän tutkimuksen perusteella kyseenalaista.
TEHO Plus -hankkeen automaattiasemien mittaamat arvot antoivat arvokasta tietoa siitä, mitä Vuohenojalla tapahtui tämän tutkimuksen mittausajankohtien ulkopuolella. Automaattisilla asemilla saavutetaan kiistattomia hyötyjä, mutta niiden mittaamat arvot eivät ole yhtä edustavia ja kattavia kuin manuaaliset mittaukset ja laboratoriossa tehdyt analyysit.
Sameuden perusteella laskettu kiintoainespitoisuus ei kerro koko totuutta Vuohenojan aineskuljetuksen määrästä. Automaattiasemien mittaamien ja tässä tutkimuksessa mitattujen sameusarvojen vertailu on hankalaa, sillä sameus vaihtelee Vuohenojalla runsaasti ajassa ja paikassa. Totuudenmukaisen vertailun tekemiseksi tarvittaisiin lisää mittauksia eri olosuhteissa.
