Mallitarkastelu suojakaistan vaikutuksesta valuntaan ja eroosioon

Abstract

Tässä hankeosiossa selvitettiin, miten hyvin CREAMS-mallista kehitetyllä ja Suomen olosuhteisiin sovitetulla ICECREAM-mallilla voidaan arvioida suojakaistan vaikutusta valuntaan ja eroosioon. Mallitarkastelussa hyödynnettiin Jokioisten Lintupajun suojakaistakentällä 1990-luvulla tehtyjä kuormitusmittauksia. Malli kalibroitiin vuosien 1991 1994 valunta- ja eroosiomittausten perusteella. Mallinnettu valunta oli kalibroinnin jälkeen keskimäärin neljänneksen mitattua suurempi ja eroosiokuormitus 30 % mitattua pienempi. Kalibroinnin tavoitteena oli saada valunta ja eroosiokuormitus painottumaan mittausten tavoin kevääseen ja syksyyn sekä runsassateisiin kesiin. Kalibroinnin oikeellisuutta testattiin vuosien 1995 1998 valunta- ja eroosiomittausten perusteella. Mallinnus- ja mittaustulosten välinen suhde poikkesi selvästi kalibrointivaiheesta, sillä valunta oli 15 % ja eroosiokuormitus 45 % mitattua pienempi. Testaustuloksissa syysvalunta ja sen myötä myös syksyn eroosiokuormitus olivat erityisen vähäisiä. Tähän vaikutti ainakin ohjelmakoodiin tehty muutos, jota ilman syysvalunta olisi ollut selvästi liian runsasta. Kevätvalunnan mallinnustulokset olivat oikeansuuruisia, vaikka valunta ajoittuikin mallissa myöhäisempään ajankohtaan kuin mittauksissa. Suojakaistan vaikutus valuntaan ei näkynyt tarkastelussa kovin selvästi, sillä mallinnustulokset olivat lähes identtisiä suojakaistattoman lohkon tulosten kanssa. Mallinnettu eroosiokuormitus sen sijaan oli selvästi pienempi suojakaistallisella kuin -kaistattomalla lohkolla, vaikka ero olikin vähäisempi kuin mittausten perusteella. Tulosten perusteella malli soveltuu valunnan ja eroosiokuormituksen arviointiin sellaisilla alueilla, joilta on olemassa myös mittaustietoja.

In this project, the use of the ICECREAM model, developed from the CREAMS model and adapted for Finnish climate conditions, was tested for estimation of runoff and erosion load. Measurements from the 1990 s in Lintupaju leaching field were utilised. The model was calibrated based on the runoff and erosion load measurements from 1991 1994. After the calibration, the modelled runoff was about 25% larger than the measured and the modelled erosion load 30% smaller than the measured. The aim of the calibration was to make the runoff and erosion load to concentrate to spring and autumn, and summers with heavy rains, just like the measurements. The validity of the calibration was tested with runoff and erosion load measurements from 1995-1998. The relationship between modelling results and measurement values differed clearly from the calibration phase since runoff was 15% and erosion load 45% smaller than measured. Runoff and erosion load were especially low in autumn. This was caused by changes made in the program code. Without the changes, runoff in autumn would have been too high. Modelled runoff was on the right level in spring although it was created later than in the measurements. The effect of filter strip on runoff was not very clear in the modelling, since the results were almost identical with the results from the field without a filter strip. Modelled erosion load was, instead, clearly smaller than in the field without filter strip although the difference was smaller than according to the measurements. According to the results, the model is appropriate for the estimation of runoff and erosion load in such areas where there is also measurements available.