Modeling, assessments and cost-effectiveness analysis of constructed wetlands and active methods for the treatment of runoff from agricultural areas : Final report of the Active Wetlands Interreg IVA project

Abstract

Suomessa ja Virossa tutkittiin pieniin kosteikkoihin tai ja pelto-ojiin asennettavien kemikaalikäsittelyjen (aktiivikosteikko) toimivuutta maataloudesta peräisin olevan fosforin pidättämisessä. Tässä Active Wetlands -hankkeen osaraportissa mallinnettiin koelaitteistojen erikokoisilla sijaintivaluma-alueilla saavuttamia fosforin pidättämistuloksia, ja verrattiin tuloksia samoille valuma-alueille tehtyjen kosteikkosimulaatioiden (”perinteiset” maatalouden vesiensuojelukosteikot) kanssa. Lisäksi arvioitiin aktiivi- ja perinteisten kosteikkojen kustannustehokkuutta. Mallinnus tehtiin viidelle kohdealueelle Suomessa ja yhdelle koealueelle Virossa. Käytetyt mallit olivat päivittäistä aika-askelta käyttävä prosessipohjainen SWAT, empiirinen VIHMA ja paikkatietoon perustuva RasterMode malli. Mallien lähtötietoina käytettiin saatavissa olevaa GIS- ja muuta valumaaluetietoa ja niiden parametrit valittiin aikaisempien tutkimusten ja tässä hankkeessa tehtyjen kokeiden tulosten perusteella. SWAT mallilla tehty kosteikkojen sijoittelustrategian simulointi osoitti, että useiden kosteikkojen perustaminen valuma-alueen eri osiin oli selvästi tehokkaampaa kuin rakentaa yksi suuri kosteikko valuma- alueen purkupisteeseen. Molemmissa tapauksissa kokonaiskosteikkoala valuma-alueella oli samansuuruinen. Myös kemikaaliannostelijan kustannustehokkuuteen sijoituspaikan valinnalla on ratkaiseva merkitys. Korkean fosforipitoisuuden valumavesiä käsiteltäessä niin luontaisten prosessien kautta pidättyvän kuin kemikaalilla saostetunkin fosforin määrä on huomattavasti suurempi kuin silloin, kun valumaveden fosforipitoisuus on alhainen. Siten niin rakennetut kosteikot kuin kemikaalikäsittelytkin tulisi sijoittaa mahdollisimman lähelle kuormituslähteitä. Tässä suhteessa "hotspot" kuormittajiin, kuten navetat, maitohuoneet, hevostallit jne. kannattaa kiinnittää erityistä huomiota. Raster- Mode malli osoittautui käyttökelpoiseksi kosteikkojen suunnitteluapuvälineeksi ja hyödylliseksi myös arvioitaessa fosforin pidättymistä. Tulosten perusteella sekä perinteiset rakennetut kosteikot että aktiiviset toimenpiteet ovat kustannustehokkaita vesiensuojelumenetelmiä sillä edellytyksellä, että ne on suunniteltu ja toteutettu huolellisesti ja sijoitettu oikeisiin paikkoihin.