METSÄNTUTKIMUSLAITOKSEN TIEDONANTOJA 687,1998 Haihdutus ja maaperäimeytys turvetuotannon vesienkäsittelyssä Samuli Kemppainen Harri Lippo Risto Hiljanen Pirkko Selin MUHOKSEN TUTKIMUSASEMA METSÄNTUTKIMUSLAITOKSEN TIEDONANTOJA 687,1998 Haihdutus ja maaperäimeytys turvetuotannon vesienkäsittelyssä Samuli Kemppainen Harri Lippo Risto Hiljanen Pirkko Selin MUHOKSEN TUTKIMUSASEMA Kemppainen, S., Lippo, H., Hiljanen, R. & Selin, P. 1998. Haihdutus ja maaperäimeytys turvetuotannon vesienkäsittelyssä. Metsäntutkimuslaitoksen tie donantoja 687. 98 s. ISSN 0358-4283, ISBN 951-40-1628-9. Kuivatusvesien käsittely on ollut yksi turvetuotannon keskeisiä ympäristökysy myksiä 1980- luvulta lähtien. Vuonna 1991 turveteollisuus sekä useat yliopistot ja tutkimuslaitokset käynnistivät Sihti-ohjelmaan kuuluvan Aqua Peat 95 -tutki muksen, jossa tarkoituksena oli kehittää uusia, käytännön oloihin soveltuvia ja tuotantotekniikkaa täydentäviä vesienkäsittely-menetelmiä. Tutkimukset, joissa selvitettiin mm. haihdutuksen ja maaperäimeytyksen sekä haihdutusaltaan so veltuvuuutta vesien käsittelyyn, j atkuivat vuosina 1994 -1996 kuuluen Aqua Peat II -projektiin. Haihdutus- ja maaperäimeytysmenetelmässä hyödynnetään tuotantoalueiden läheisiä metsäalueita kuivatusvesien sadetuskohteina. Menetelmä osoittautui käyttökelpoiseksi kuivatusvesien puhdistuksessa ja lisäksi kustannukset olivat kilpailukykyisiä. Puhdistustulokset olivat hyviä etenkin kokonaisravinteiden ja kiintoaineen osalta, mutta käsittely lisäsi veden happamuutta ja kemiallista ha pen kulutusta. Sadetus lisäsi puuston kasvua, mutta sillä oli heikentäviä vaiku tuksia mäntyjen kuntoon etenkin kosteina pysyvissä notkelmissa. Kasvillisuu dessa tapahtui myös muutoksia - alueelle ilmaantui uusia, kosteissa oloissa viih tyviä lajeja ja vastaavasti alueelta hävisi lajeja. Jatkossa lisätutkimuksia vaativat mm. sadetusalueen puhdistuskyvyn säilyminen ja menetelmän pitkäaikaisvaiku tukset, kuten muutokset kasvillisuudessa ja puustossa. Haihdutusallasmenetelmä mahdollistaa tuotantoalueiden läheisten matalien tur vekenttien hyödyntämisen vesinkäsittelyssä. Tulokset osoittivat, että haihdutus allas ei sellaisenaan ole yleisesti hyödynnettävissä vesienkäsittelymenetelmänä. Se voi soveltua mataloituneiden tuotantokenttien vesienkäsittelyn tehostamiseen muutaman vuoden aikana, jolloin altaana voidaan käyttää tuotannostajo vapau tuneita lohkoja. Menetelmän käyttö on tutkimisen arvoinen erityisesti niissä koh teissa, joissa kuivatus on hoidettu pumppaamalla ja tulevana jälkikäyttömuotona on esimerkiksi lintuvesi. Avainsanat: haihdutus, maaperäimeytys, sadetus, turvetuotanto, vesienkäsitte ly, vesistökuormitus Julkaisija: Metsäntutkimuslaitos, Muhoksen tutkimusasema. Hanke 3218. Hyväksynyt tutkimusjohtaja Matti Kärkkäinen 1.6.1998. Taitto: Irene Murtovaara Kansikuva: Haihdutus- ja maaperäimeytysmenetelmän periaatekuva. Piirros Repa Virolainen. Valokuvassa korkeapainesadettimet toiminnassa Utajärven Er kansuon koealueella A. Kuva Samuli Kemppainen. Painopaikka: Oulun Liikekirjapaino Oy. Tilaukset: Metsäntutkimuslaitos, Helsingin tutkimuskeskus, Kaija Westin, Unioninkatu 40 A, 00170 Helsinki. Puh. (09) 8570 5721, faksi (09) 8570 5717. Kirjoittajien yhteystiedot: Metsäntutkimuslaitos Samuli Kemppainen, Muhoksen tutkimusasema. Kirkkosaarentie 7, 91500 Muhos Puh. (08) 5312 217, faksi (08) 5312 211. E-mail: samuli.kemppainen@metla.fi Harri Lippo, Muhoksen tutkimusasema. Kirkkosaarentie 7, 91500 Muhos. Puh. (08) 5312 220, faksi (08) 5312211. E-mail: harri.lippo@metla.fi Mikko Moilanen, Muhoksen tutkimusasema. Kirkkosaarentie 7, 91500 Muhos. Puh. (08) 5312 200, faksi (08) 5312 211. E-mail: mikko.moilanen@metla.fi Pentti Niemistö, Parkanon tutkimusasema. Kaironiementie 54, 39700 Parkano. Puh. (03) 4435 256, faksi (03) 4435 200. E-mail: pentti.niemisto@metla.fi Vapo Oy Risto Hiljanen, PL 22, 40101 Jyväskylä. Puh. (014) 623 623, faksi (014) 623 5707. E-mail: risto.hiljanen@vapo.fi Lauri Ijäs, Kalevankatu 25, 60100 Seinäjoki. Puh. (06)214 4611. E-mail: lauri.ijas@vapo.fi Pirkko Selin. PL 22, 40101 Jyväskylä. Puh. (014) 623 623, faksi (014) 623 5707. E-mail: pirkko.selin@vapo.fi Copyright: Metsäntutkimuslaitos Sisällys Johdanto 7 Haihdutus ja maaperäimeytys 9 1 Erkansuon tutkimusalue 9 2 Säähavainnot ja haihdunta 13 2.1 Aineistoja menetelmät 13 2.2 Tulokset ja niiden tarkastelu 13 3 Maaperä 17 3.1 Aineistoja menetelmät 17 3.2 Tulokset ja niiden tarkastelu 17 4 Kentän hydraulinen suunnittelu 20 4.1 Aineisto ja menetelmät 20 4.2 Tulokset ja niiden tarkastelu 20 5 Veden laatu 24 5.1 Johdanto 24 5.2 Aineistoja menetelmät 24 5.3 Tulokset ja niiden tarkastelu 25 5.3.1 Koealue A 25 5.3.2 Koealue B 26 5.3.3 Ulkopuolinen eristysoja, laskuoja ja Suojärvi 29 5.3.4 Pohjavesi 30 5.4 Yhteenveto veden laadun muutoksista 31 6. Puusto 32 6.1 Aineistoja menetelmät 32 6.2 Tulokset ja niiden tarkastelu 34 6.2.1 Männyn ravinnetila 34 6.2.2. Puuston kunto 37 6.2.3 Puiden sädekasvu 40 6.3. Yhteenveto puustotutkimuksista 42 7 Kasvillisuus 45 7.1 Aineisto ja menetelmät 45 7.2 Tulokset ja niiden tarkastelu 45 Lajistomuutokset 45 7.3 Yhteenveto kasvillisuudesta 55 8 Kasviplankton 56 8.1 Aineistoja menetelmät 56 8.2 Tulokset ja niiden tarkastelu 56 8.3 Yhteenveto kasviplanktonista 62 9 Eläinplankton 62 9.1 Aineistoja menetelmät 62 9.2 Tulokset 63 9.3 Yhteenveto eläinplanktonista 64 10 Haihdutus-ja maaperäimeytysmenetelmän toimivuus 64 11 Johtopäätökset ja suositukset 66 Kirjallisuus 69 Haihdutusallas 71 1 Haaponevan tutkimusalue 71 2 Haihdutusaltaan hydraulinen suunnittelu 73 2.1 Aineistoja menetelmät 73 2.2 Käsitellyt vesimäärät 73 3 Veden laatu 76 3.1 Johdanto 76 3.2Aineistoja menetelmät 76 3.3 Tulokset ja niiden tarkastelu 77 4 Linnusto 81 4.1 Aineistoja menetelmät 81 4.2 Haihdutusaltaan lajisto 82 4.3 Muuton aikainen lajisto 82 4.4 Lajiston monimuotoisuus ja suojeluarvo 83 5 Kasvillisuus 88 5.1 Aineistoja menetelmät 88 5.2 Tulokset ja niiden tarkastelu 88 6 Kasvi- ja eläinplankton 90 6.1 Aineistoja menetelmät 90 6.2 Tulokset ja niiden tarkastelu 90 6.3 Eläinplanktonlajisto 92 7 Haihdutusaltaan toimivuus 94 8 Johtopäätökset ja suositukset 95 Kirjallisuus 97 7 Johdanto TEKESin energia-ja ympäristöntutkimusta rahoittavaan SIHTI-ohjelmaan kuu luva Aqua Peat II -tutkimus alkoi vuonna 1994 suorana jatkona vuosina 1991 - 1993 käynnissä olleelle Aqua Peat 95 -tutkimukselle (Selin ym. 1994). Tarkoi tuksena on ollut kehittää turvetuotantoon soveltuvia vesienkäsittelymenetelmiä ja tutkia niiden vaikutuksia. Tässä raportissa käsiteltävien haihdutus-ja maaperäimeytyskentän ja haihdu tusaltaan kehittämiseen on käytetty tutkimusrahaa kaikkiaan 2,11 milj. mk ja tutkimuksen ovat rahoittaneet Vapo Oy ja TEKES. Aqua Peat II -projektissa Utajärven Erkansuon ja Haapaveden Haaponevan tutkimusten kustannukset ovat olleet 0,66 milj. mk. Erkansuon ja Haaponevan tutkimukset on tehty yhteistyös sä Vapo Oy:n ja Metsäntutkimuslaitoksen (Metla) Muhoksen tutkimusaseman kanssa. Metlassa työ on kuulunut osana metsätalouden vesistövaikutuksia selvi telleeseen tutkimukseen. Aqua Peat 95: n tulokset osoittivat, että turvetuotantoalueen kuivatusvesien kä sittely sekä haihdutuksen ja metsämaahan imeytyksen että haihdutusaltaan avulla vähentää tuotantoalueelta alapuoliseen vesistöön tulevaa kuormitusta. Maape räimeytys lisää etenkin lehtipuiden kasvua (Selin ym. 1994). Aqua Peat II - tutkimuksen tarkoituksena on ollut selvittää menetelmien laajempaan käyttöön liittyen seuraavat keskeiset kohdat: • kuinka tehokkaasti haihdutus- ja maaperäimeytyskenttä ja haihdutusallas toi mivat vesienkäsittelymenetelminä • mitä muutoksia menetelmien käyttö aiheuttaa pohjaveden tasoon ja laatuun, maaperään, aluskasvillisuuteen sekä puustoon • minkälaisille alueille menetelmät soveltuvat • mitkä ovat haihdutusaltaan ja haihdutus- ja maaperäimeytyskenttien mitoitusohjeet • aiheutuuko menetelmistä muita vaikutuksia ympäristöön. Tutkimuksesta ovat vastanneet: • FL Pirkko Selin, Vapo Oy, projektiryhmän puheenjohtaja • DI Risto Hiljanen, Vapo Oy • FK Samuli Kemppainen, projektitutkija • FM Harri Lippo, Metla, Muhoksen tutkimusasema. 8 Lisäksi tutkimukseen ovat aihepiireittäin osallistuneet: • insinööri Ari Alatalo, Vapo Oy, suunnittelu • tutkija Lauri Ijäs, Vapo Oy, kasvillisuus • FM Marjaana Ilola, Vapo Oy, limnologia • harjoittelija Teemu Kuusinen, Vapo Oy, kenttätyöt vuonna 1996 • tutkija Olli Madekivi, Vapo Oy, hydraulinen mitoitus • tutkija, MH Mikko Moilanen, Metla, Muhoksen tutkimusasema, puuston ravinnetila • tutkija, MH Pentti Niemistö, Metla, Muhoksen tutkimusasema, puuston kasvuja kunto • FM Päivi Peronius, Suo Oy, maaperä ja pohjavesi • FK Jorma Pessa, Oulun yliopiston Perämeren tutkimusasema, linnusto • Luk Petri Tähtinen, Vapo Oy, limnologia • suunnittelupäällikkö Kari Väisänen, Vapo Oy, tekninen toteutus • turvetyöntekijä Eino Ämmänpää, Vapo Oy, kenttätyöt Julkaisun kirjoitustyössä on avustanut sihteeri Leena Hakulinen, Vapo Oy ja tekstin ulkoasun painoa varten on viimeistellyt tutkimusmestari Irene Murtovaa ra Metlan Muhoksen tutkimusasemalta. Piirrokset on tehnyt Repa Virolainen, Retussipalvelu Oy. Haihdutus ja maaperäimeytys 9 HAIHDUTUS JA MAAPERÄIMEYTYS Harri Lippo, Risto Hiljanen, Samuli Kemppainen, Pirkko Selin, Mikko Moilanen, Pentti Niemistöjä Lauri Ijäs 1 Erkansuon tutkimusalue Tutkimusalue sijaitsee Utajärvellä Juorkunan kylässä Vapo Oy:n Erkansuon tur vetuotantoalueella (kuva 1.1). Erkansuo kuuluu Kiiminkijoen vesistöalueella (3 845 km 2 ) sijaitsevan Jokikylän-Hamarinjärven valuma-alueeseen (60.032). Utajärvellä tehoisan lämpötilan summa on keskimäärin 950 °C vrk ja termisen kasvukauden pituus 143 vrk. Vuotuinen sademäärä on hieman alle 550 mm ja haihdunta maa-alueilta on noin 300 mm. Sademäärä ja haihdunta lumien sulami sesta heinäkuun loppuun ovat pitkäaikaisen keskiarvon perusteella likimain yhtä suuret (Suomen Kartasto 1987). Kuva 1.1. Utajärvellä sijaitseva Vapo Oy:n Erkansuon turvetuotantoalue. LO on laskuojan vesinäytteenottopiste. 10 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moilnen M, Niemistö Pja Ijäs L Erkansuon turvetuotantoalueen kokonaispinta-ala on 332,4 ha, josta tuotantokel poista on yhteensä 178,5 ha. Tuotannossa vuonna 1996 olivat sarkaojitetut loh kot A (61,5 ha) ja B (57,6 ha), ja neljää myyräsalaojitettua lohkoa (53,4 ha) on valmisteltu tuotantoon vuodesta 1995 alkaen. Vuodesta 1992 lähtien on Erkan suon kuivatusvedet käsitelty haihdutuksen ja maaperäimeytyksen avulla. Kuiva tusvedet on johdettu kokoojaojien ja laskeutusaltaiden kautta pumppausaltaisiin, joista vesi on sadetettu läheisille metsämaastossa sijaitseville koealueille Aja B (kuvat 1.2 ja 1.3). Koealueille Aja B asennettiin vuonna 1992 kolme sadetinta, mutta vuonna 1995 sadettimet korvattiin reikäputkilla. Tuotantoalueen ulkopuo liset vedet on johdettu laskeutusaltaiden ohi. Koealue A (5,9 ha) kuuluu osana laajempaan, eristysojalla ja pengerryksillä ym päröityyn alueeseen, jolla sijaitsee kaksi kangasmetsäsaareketta, Suojärvi (7,5 ha) ja luonnontilaista suota (kuva 1.4). Lohkon A kuivatusvettä on sadetettu vain tutkimuksessa olevalle kangasmetsäalueelle, joka kohoaa 4-5 metriä ympäris töään korkeammalle ja jonka reunaosissa rinteet viettävät paikoitellen melko jyrkästi. Vallitsevana maalajina koealueella Aon hiekka-ja hietamoreeni. Kui vatusvesi on poistunut kentältä haihtumalla, maaperään imeytymällä ja maaker rosten läpi suotautumalla sekä osittain pintavaluntana pengerryksin ympäröityyn ja laskuojattomaan Suojärveen. Myös alueen pohjoisosan reunaojaan suotautu nut vesi on johdettu Suojärveen. Mikäli vesi järvessä on noussut liian korkealle, se on päässyt poistumaan penkereeseen vuonna 1996 asennettujen ylisyöksypa don (säädettävän settipadon)jaylivuotoputken kautta. Vuodesta 1996 alkaen on myyräsalaojitettujen lohkojen kuivatusvedet pumpattu koealueen A vieressä ole valle toiselle kangasmetsäsaarekkeelle. Kuva 1.2. Utajärven Erkansuon turvetuotantoalueen haihdutus- ja maaperäimey tysmenetelmän koealueet A ja B. Haihdutus ja maaperäimeytys 11 Kuva 1.3. Utajärven Erkansuon haihdutus- ja maaperäimeytysmenetelmän periaatekuva. Kuva 1.4. Utajärven Erkansuon koealue A. Pumppaamon, sadetinten, pohjavesi putkien (Al-A6), kasvillisuusruutujen, rantakasvillisuushan ja vesinäytteenotto pisteiden sijainti (SJ=Suojärvi, SA=sadetin A). 12 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moilnen M, Niemistö Pja Ijäs L Koealueen B (24,1 ha) tehokas ja toimiva pinta-ala on sääolosuhteista riippuen 4 - 10 ha (kuva 1.5). Kenttä on topografialtaan tasaista soistuvaa kangasta, ja maalaji on pääosin hietamoreenia. Aluetta ei ole pengerretty, vaan se on ympä röity reunaojalla, johon kentältä suotautuva vesi kulkeutuu. Reunaojasta vedet poistuvat mittapadon kautta laskuojaan ja edelleen Kiiminkijoen pääuomassa si jaitsevaan Hamarinjärveen, jonne kentältä on matkaa noin 2 km. Tutkimuksessa on vertailualueina käytetty tuotantoalueen läheisyydessä, mutta sadetuksen vaikutuspiirin ulkopuolella olleita alueita C (kuva 1.1) ja D (kuva 1.5.) Mäntyvaltainen, lähinnä puolukkatyyppiä oleva kangasmetsäalue C (n. 4 ha) sijaitsee Olvasjärven tien varressa noin 1 km:n päässä Erkansuon tukikoh dasta. Alue C on ollut vertailualueena vuodesta 1991 lähtien, ja sen maalaji on hietamoreenia. Koivuvaltaista aluetta D on käytetty puuston kasvututkimukses sa vuodesta 1992 lähtien, ja sen kasvillisuus on saman tyyppinen kuin koealueel la B. Kuva 1.5. Utajärven Erkansuon koealue B. Pumppaamon, sadetinten, pohjavesi putkien (B1-B5), kasvillisuusruutujen, mittapadon, vertailualueen D ja vesinäytteen ottopisteiden (MP=mittapato, BK=kokoojaoja, UP=ulkopuolinen eristysoja ja SB=sadetin B) sijainnit. Haihdutus ja maaperäimeytys 13 2 Säähavainnot ja haihdunta 2.1 Aineistoja menetelmät Erkansuolla seurattiin sademääriä vuosina 1991 - 1996 jatkuvatoimisella piirtu rilla ja lisäksi käytettiin Pelson säähavaintoaseman mittaustietoja. Sääolosuhtei ta tutkittiin vuosina 1992 ja 1993 koealueille asennetuilla automaattisilla sääha vaintoasemilla, jotka rekisteröivät tietoja tuulen nopeudesta, lämpötilasta, suh teellisesta kosteudesta, säteilyn määrästä, maan lämpötilasta sekä haihduttavan pinnan kosteudesta. Lisäksi haihduntaa mitattiin evaporimetrilla (aluskasvillisuus) ja haihdunta-astioilla (vapaa pinta) ja maaperän kosteutta seurattiin tensiometri en avulla eri syvyyksistä (Kemppainen 1994). Puulajikohtaisen transpiraation tutkimiseen sovellettiin ensimmäistä kertaa Suo messa ns. Sap-flow -menetelmää (Cermak ym. 1973). Menetelmä perustuu oletukseen, että puun rungossa virtaavan nesteen määrä on suoraan verrannol linen puun transpiraatioon. Puun johtosolukon lämmittämisellä synnytetty pys tysuuntainen lämpötilagradientti mitataan ja nesteen virtausmäärä voidaan täl löin suoraan laskea lämmitystehon ja lämpötilagradientin avulla. Mittauksilla saatiin arviot puiden käyttämistä vesimääristä (Selin ym. 1994, Kemppainen 1994). 2.2 Tulokset ja niiden tarkastelu Pelson säähavaintoaseman tulosten (Ilmatieteen laitos 1991 ja 1992) mukaan kesä 1991 oli keskimääräistä sateisempi, ja se olikin koko tutkimusjakson satei sin. Kokonaissademäärä oli kesä-syyskuussa 1991 yhteensä 374 mm. Kesä-, heinä-ja syyskuu olivat myös koko tutkimusjakson sateisimpia vuonna 1991 ja elokuu oli sateisin vuonna 1992. Niiden sadannnat olivat myös selvästi suurem pia kuin pitkäaikaiset keskiarvot (kuvat 2.2 ja 2.3). Kesä-syyskuun jakso 1996 oli vastaavasti vähäsateisin, ja vettä satoi yhteensä vain 187 mm. Pitkäaikaista keskiarvoa selvästi vähäsateisempia olivat heinä-ja elokuu 1994 sekä elo-ja syyskuu 1996. Kangasmetsään johdettu kuivatusvesi pienensi aikaisemmin raportoitujen Sap flow -mittausten (Selin ym. 1994) perusteella lyhytaikaisesti puiden kautta ta pahtuvan haihdunnan määrää keskimäärin 20 - 40 %. Selvintä pieneneminen oli männyllä (kuva 2.4). Sadetuksen loputtua kuusen haihdunta palautui alkuperäi sen kaltaiseksi, mutta männyn ja koivun transpiraatio pysyi sadetuksen päätyt tyäkin pienempänä kuin ennen sadetusta. Haihdunnan pieneneminen vertailu alueeseen verrattuna havaittiin tilanteessa, jossa maan kosteus sateiden johdos ta oli suhteellisen korkea jo sadetuksen alkaessa. On mahdollista, että puiden 14 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moiinen M, Niemistö Pja Ijäs L Kuva 2.2. Kesä-syyskuun kuukausisadanta Utajärven Erkansuolla 1991 -1996 ja keskiarvo vuosilta 1961 -1990 (Suomen Kartasto 1987, Ilmatieteen laitos 1991 ja 1992). Kuva 2.3. Tuotantokauden sademäärät ja koealueen B mittapadon virtaama Utajärven Erkansuolla vuosina 1991 -1996. fysiologiset toiminnat estyivät juurten hapen puutteen vuoksi. Tämä taas aiheutti mm. ilmarakojen osittaisen sulkeutumisen ja transpiraation pienenemisen. Mit tausajankohta saattoi myös osaltaan heikentää haihduntatuloksia, koska puiden kasvukausi oli sadetuksen aikana jo päättynyt. Haihdutus ja maaperäimeytys 15 Kuva 2.4. Koealueiden puuston suhteellinen transpiraatio Sap-flow -mittausten perusteella Utajärven Erkansuolla6.7. -17.9.1993 (Selin ym. 1994). Kokonaishaihdunnan arvioimiseksi koealueille laskettiin säähavainto-, haihdun ta-ja Sap-flow -mittausten avulla vaihtoehtoisia tilanteita (taulukko 2.1). Ensim mäiseksi tarkasteltiin alueen todellista tilannetta ottaen huomioon puulajisuhteet ja puuston määrä. Toisessa tapauksessa alue oletettiin avohakatuksi ja puutto maksi ja tällöin huomioitiin vain kosteasta alustasta tapahtunut potentiaalinen haihdunta. Seuraavissa laskennallisissa malleissa oletettiin että koko puusto olisi yksinomaan joko kuusta, mäntyä tai koivua. Taulukko 2.1. Utajärven Erkansuon koealueen A todelliset ja kasvustopinnoille lasketut haihduntasummat (mm) 1.6.-17.9.1993. (E, puut = puuston todellinen haihdunta, Ep maa = kostean maanpinnan potentiaalinen haihdunta, Et kok = alueen kokonaishaihdunta, Ep avop = kostean avohakkuupinnan potentiaalinen haihdunta sekä Kuusi, Mäntyjä Koivu = yhdestä puulajista koostuvan puuston todellinen haihdunta (Kemppainen 1994). Jakso E, puut E p maa E, kok E p avop. Kuusi Mänty Koivu Kesäkuu 39 30 69 73 34 38 96 Heinäkuu 53 46 99 108 47 51 131 Elokuu 33 28 62 65 30 33 84 Syyskuu 14 9 23 25 12 14 35 1.6.-17.9. 139 114 253 271 123 136 346 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moiinen M, Niemistö Pja Ijäs L 16 Kokonaishaihdunta koealueella A oli yhteensä 253 mm, ja määrä vastaa likimain saman jakson sadantaa (229 mm). Haihdunta olisi ollut hieman suurempi, mikäli alue A olisi ollut avohakattuja vastaavasti vähän pienempi, jos puusto olisi ollut yksinomaan mäntyä tai kuusta. Sap-flow:n avulla mitattu nestevirtaus yksikkö poikkipinta-alaa kohden oli koivulla noin kaksinkertainen mäntyyn ja kuuseen verrattuna, joten kokonaishaihdunta puhtaana koivikkona olisi ollut noin 80 % suurempi kuin nykytilanteessa, mikäli maanpinnan haihdunta olisi pysynyt sama na. Kokonaishaihdunta koealueella B oli suuremmasta säteilymäärästä johtuen vä hän suurempi kuin alueella Aja avohakkuu olisi lisännyt vain hieman kokonais haihduntaa. Puhtaana koivikkona kokonaishaihdunta olisi ollut noin 30 % suu rempi, mutta männikkönä tai kuusikkona selvästi pienempi kuin todellisessa ti lanteessa, mikäli maanpinnan haihdunta olisi pysynyt samana (kuva 2.5). Kuva 2.5. Utajärven Erkansuon koealueen B todelliset ja kasvustopinnoille las ketut haihduntasummat (mm) 1.6. - 17.9.1993. (E t puut = puuston todellinen haihdunta, Ep maa = kostean maanpinnan potentiaalinen haihdunta, Et kok = alueen kokonaishaihdunta, E p avop = kostean avohakkuupinnan potentiaalinen haihdunta seka Kuusi, Mäntyjä Koivu = yhdestä puulajista koostuvan puuston todellinen haihdunta. Haihdutus ja maaperäimeytys 17 3 Maaperä 3.1 Aineistoja menetelmät Taustatilanteen kartoitusvaiheessa vuonna 1991 valittiin maaperätutkimuksia varten 18 näytepistettä koealueelta A, 17 koealueelta B ja 6 vertailualueelta C. Näistä kohteista otettiin seulonta-ja ravinneanalyysinäytteet ja lisäksi mitattiin maan pintakerroksen vedenläpäisevyys ja huokostilavuus (Kemppainen 1994, Selin ym. 1994). Maaperän routivuutta ja lumikerroksen paksuutta tutkittiin tal vikausina 1991 -1992,1992-1993 ja 1996-1997. Roudan mittaamiseen käytet tiin metyylisinimenetelmää (Gaundahl, R. 1956, Kubin ja Poikolainen 1982). Pohjamaasta otetuista näytteistä tehtiin Metlan Muhoksen tutkimusasemalla seuraavat analyysit: kosteuspitoisuus, pH, johtokyky, kokonaistyppi, liukoinen fosfaattifosfori ja nitraattityppi, KCI-liukoinen alumiini sekä vaihtuvat ammo niumtyppi, kalium, kalsium, magnesium, mangaani, rauta, sinkki ja kupari (Halo nen ym. 1983). Seulontanäytteitä otettiin vuonna 1991 myös kaikkien pohjavesi putkien kohdalta noin 0,5 m syvyydestä. Lisäksi putken A 1 kohdalta otettiin seu lontanäytteet 0,5 metrin välein kolmen metrin syvyyteen saakka ja putkien B 3 ja Cl kohdalta vastaavasti neljän metrin syvyyteen saakka. Maaperän ravinneanalyysinäytteet otettiin myös vuonna 1992 samoista paikois ta kuin vuonna 1991, mutta lähellä maanpintaa ollut pohjavesi vaikeutti näyttei den ottamista. Kokoomanäytteet otettiin koealueelta A huuhtoutumis-ja rikastu miskerroksesta sekä pohjamaasta kuudesta, koealueelta B yhdestä ja vertailu alueelta C neljästä paikasta. Alueelta A otettiin vuonna 1993 kokoomanäytteet seitsemästä kohteesta 30 ja 50 metrin etäisyyksiltä sadettimista ja vuonna 1996 kolmesta kohteesta. Alueelta C otettiin kolme kokoomanäytettä vuosina 1993 ia 1996. 3.2 Tulokset ja niiden tarkastelu Maalajimääritysten perusteella oli 50 cm syvyydessä koealueella A hienoaines pitoisuus (raekoko < 0,06 mm) 23 - 33 %ja hiekkaa karkeamman (raekoko > 2,0 mm) lajitteen osuus 5 -15 % (Kemppainen 1994) ja vallitsevana maalajina alu eella A oli hietamoreeni. Koealueella B esiintyi lähes yhtä paljon hiekkaista hie tamoreenia, hietamoreenia ja hietaa (kuva 3.1). Maan pintakerroksessa hiekkainen hietamoreeni oli vallitseva maalaji kaikilla koealoilla (yhteensä 14 kpl). Yleisiä olivat myös hietainen hiekkamoreeni ja hie tamoreeni (8 kpl). Yksi näyte oli soraista hiekkamoreenia. Hienoaineksen osuus oli enimmillään 29 % sekä koealueella A että vertailualueella C ja koealueella B vastaavasti 27 %. 18 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moiinen M, Niemistö Pja Ijäs L Kuva 3.1.50 cm syvyydestä otettujen maanäytteiden raekokojakaumia Utajärven Erkansuon koealueella A ja vertailualueella C (Kemppainen 1994). Syvemmältä otetuista 17 näytteestä (pohjavesiputket AI, B 3 jaCl)hietamoree nia oli 10 kpl ja hietaa viisi kpl ja näytteiden hienoainespitoisuus oli 22 - 40 %. Maaperän vapaan huokostilan määrästä ja pohjavedenpinnan korkeudesta riip puu, paljonko vettä siihen pystyy varastoitumaan. Veden imeytymiseen vaikut taa myös topografia, kallion tai vettä läpäisemättömien maakerrosten esiintymi nen, maaperän raekoostumus ja kosteus (Heiskanen ja Tamminen 1992). Koe alueen B maaperässä oli vapaata huokostilaa vähiten, keskimäärin noin 17 %ja kosteuspitoisuus oli suurin. Koealuella Aja vertailualueella C kosteuspitoisuus oli 14 %, mutta vapaan huokostilan määrä oli suurin alueella C. Vedenläpäise vyysmittauksissa vesi imeytyi alueella C nopeammin kuin alueella A, vaikka seu lontatulosten mukaan alueella C oli enemmän veden imeytymistä hidastavaa hienoainesta. Koealueella B maaperän pintakerroksessa oli eniten vedenläpäi syä parantavaa hiekkalajitetta, mutta vapaan huokostilan vähäisyyden takia imey tyminen oli kuitenkin hitainta juuri tällä alueella (Kemppainen 1994). Routamittauksissa todettiin, että koealueella B oli vähiten ja vertailualueella C oli selvästi eniten routaa talvikausina 1991 - 1992 ja 1992-1993 (kuva 3.2). Talvi kautena 1996-1997 koelaueella B oli routaa helmi-maaliskuussa lähes saman verran kuin vertailualueella C. Koealueella A routaa oli yllättävän vähän B-alu eeseen verrattuna. Lumikerros oli vastaavasti paksuin alueella B ja ohuin alu eella C. Ero routaantumisessajohtuu lähinnä maalajista ja maa-aineksen sisältä Haihdutus ja maaperäimeytys 19 Kuva 3.2. Lumen ja roudan paksuus Utajärven Erkansuolla mästä vedestä sekä turvekerroksen ja eristävän lumikerroksen paksuudesta. Lumipeitteeseen taas vaikuttaa etenkin kenttäkasvillisuus ja puusto sekä osittain myös topografia. Ravinteiden osalta erottui vuonna 1991 pohjamaassa selvästi koealueen B rau dan määrä, joka oli lähes viisinkertainen verrattuna alueisiin Aja C. Myös alu miinia oli alueella B runsaasti. Koealueella A oli ammoniumtypen, magnesiumin ja kaliumin määrä suurin. Vertailualueella C oli eniten nitraattityppeäja sinkkiä ja myös fosfaattifosforin määrä oli selvästi korkein. Koealueella B oli vähiten am monium- ja nitraattityppeä, fosfaattifosforia, kaliumia, kalsiumia, magnesiumia ja mangaania. Alueelta B näytteitä otettiin vain vuonna 1991. Koealueella A on tutkimusjakson aikana ollut kasvava trendi pH-arvon ja raudan osalta kaikissa kerroksissa sekä ammonium-ja nitraattitypen, kalsiumin ja mag nesiumin osalta huuhtoutumis-ja rikastumiskerroksissa. Vertailualueella C oli pitoisuuden nousua huuhtoutumiskerroksessa ammoniumtypen, fosfaattifosfo rin, kaliumin ja erityisesti raudan ja alumiinin osalta. Kalsiumin pitoisuus oli las kenut selvästi. Rikastumiskerroksessa ei ole selviä muutoksia havaittavissa ja pohjamaassa muutokset ovat vielä vähäisempiä. 20 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moilnen M, Niemistö Pja Ijäs L 4 Kentän hydraulinen suunnittelu 4.1 Aineistoja menetelmät Hydrauliseen mitoitukseen tarvitaan tiedot kentälle pumpatusta sekä sataneesta vesimäärästä, kentältä poistuvasta vesimäärästä sekä tehokkaasta haihdutta vasta ja imeyttävästä pinta-alasta. Näiden tietojen perusteella pystytään arvioi maan pintavaluntana kentältä poistunut ja kentälle jäänyt vesimäärä. Erkansuolla on koealueen B vesitaseen avulla laskennallisesti pyritty etsimään tilanne, jossa kentän haihdutus-ja imeytyskyky ei enää ole riittänyt. Pumpattu vesi on tällöin kulkenut kentän läpi pintavaluntana ja poistunut mittapadon kautta alapuoliseen vesistöön. Tarkastelussa on käytetty apuna pintakuorman käsitet tä; toimivan kentän pintakuorma (m/vrk) lasketaan jakamalla kentälle vuorokau dessa tuleva vesimäärä (m 3 ) kentän pinta-alalla (m 2 ). Pumppujen käyntituntiseuranta toteutettiin vuosina 1992 -1996 käsikirjanpitona vähintään kaksi kertaa viikossa. Vuonna 1996 toukokuussa koealueen B pump paamon yhteyteen asennettiin dataloggeri, joka tallensi pumpun käynnistymisen ja pysähtymisen kellonaikoineen, ja pumpun tuotto mitattiin ultraäänimittarilla. Näiden tietojen avulla laskettiin pumpun kentälle pumppaama vesimäärä. Ken tältä poistunut vesimäärä mitattiin vuoteen 1996 saakka mittapadon ja limnigra fin avulla. Vuonna 1996 virtaamaa havainnoitiin jatkuvatoimisen virtaamanmit tauslaitteen avulla. 4.2 Tulokset ja niiden tarkastelu Erkansuon koealueelle B vuosittain pumpattujen ja sataneiden vesimäärien ja vastaavina ajankohtina kentältä mittapadon kautta poistuneiden vesimäärien avul la on laskettu haihdunnan ja imeytymisen osuus käsitellystä kokonaisvesimää rästä (taulukko 4.1). Tulokset osoittavat, että haihdunta ja imeytyminen on vuo sina 1992 -1996 ollut 52 - 73 % kentälle kohdistuneesta kokonaisvesimäärästä. Haihdunta ja imeytyminen riippuvat selvästi sadannasta. Vähäsateisina kesinä haihtumisen osuus käsitellystä kokonaisvesimäärästä voi olla yli 70 % (kuva 4.1). Kentälle kohdistuvan pintakuorman (vesimäärän) kasvaessa kentän toimivuus riippuu mm. kasvillisuudesta ja topografiasta sekä maaperän huokostilan kylläs tymisasteesta kuormituksen alkaessa. Mikäli kentälle kohdistuva hydraulinen kuormitus on jatkuvaa eli maan huokostila on kyllästynyt vedellä, kenttä ei kestä pintakuorman lisäystä samalla tavoin kuin tilanteessa, jossa huokostila ei ole kyl lästynyt. Pintakuorman arvoa voidaan kasvattaa keväällä sulamisvesien kuor Haihdutus ja maaperäimeytys 21 urittaessa kenttää vähemmän kuin esim. kentän oltua kuivana kautena pitkään lepotilassa. Käsiteltävä vesi poistuu keväällä kentältä helpommin puutteellisesti käsiteltynä (pintavaluntana) kuin kuivana kautena kentän ollessa lepotilassa. Kentän ollessa lepotilassa kentälle tulevasta vedestä osa imeytyy maaperän huokosiin, ja haihtumatta jäävä vesi muuttuu pintavalunnaksi. Taulukko 4.1. Utajärven Erkansuon haihdutus-ja imeytyskentän (koealue B) avulla käsiteltyjä mittapadon kautta alapuoliseen vesistöön poistunut vesimäärä sekä haihdunnan ja imeytymisen osuus puhdistetusta kokonaisvesimäärästä vuo sina 1992-1996. Kuva 4.1. Sadanta ja haihdunta kesäkaudella Utajärven Erkansuolla vuosina 1992-1996. Aika Käsitelty vesimäärä Poistunut vesimäärä Haihdunta ja (m 3 ) (m 3 ) imeytyminen (%) 1.7. -18.9.1992 113 000 54 800 52 1.6.-30.9.1993 97 700 40 700 58 1.6.-30.9.1994 91 700 33 800 63 1.6.-30.9.1995 89 100 23 800 73 1.6.-30.9.1996 103 000 42 800 59 22 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moilnen M, Niemistö Pja Ijäs L Alkukesästä pienikin pintakuorman lisäys voi aiheuttaa pintavalunnan lisäänty misen. Tilanne on samankaltainen pitkäaikaisten, useita vuorokausia kestänei den vesisateiden jälkeen. Taulukossa 4.2 on esitetty pintakuorman raja-arvoja, joiden ylityttyä suurin osa (yli 50 %) puhdistettavasta vesimäärästä on Erkan suolla muuttunut pintavalunnaksi ja poistunut mittapadon kautta alapuoliseen vesistöön. Taulukko 4.2. Sade- ja poutajaksojen aikaiset pintakuorman raja-arvot, joiden ylityttyä Utajärven Erkansuolla on pintavaluntana poistunut yli 50 % kentällä kä siteltävänä olleesta kokonaisvesimäärästä. Sääolosuhteet vaikuttavat huomattavasti kentän toimintaan, joten pintakuorman raja-arvo voi vuosittain vaihdella suurestikin. Sadejaksojen aikana koealueelle B kohdistuneesta vesimäärästä ei vuonna 1994 missään vaiheessa poistunut pinta valuntana yli 50% ja vuonna 1995 koealueelta poistui pintavaluntana yli puolet vasta pintakuorman oltua verraten suuri eli 0,035 m/vrk. Pitkän kuivan poutajak son aikana vuonna 1995 maaperään muodostui vapaata huokostilaa veden va rastoitumista varten, joten kenttää voitiin kuormittaa jopa pintakuorman arvolla 0,098 m/vrk ilman merkittävää pintavaluntaa. Kentän toimivuutta pitemmällä ajanjaksolla voidaan arvioida tarkastelemalla keskimääräisiä kuukausittaisia pintakuorman arvoja, vastaavina ajanjaksoina pin tavaluntana poistuneiden vesimäärien suhteellisia osuuksia kentälle kohdistuneista käsiteltävistä kokonaisvesimääristä sekä sadantaa (taulukko 4.3). Vuosi Pintakuorman raja-arvo (m/vrk) Sadejakso Poutajakso 1992 0,030 1993 0,009 0,026 1994 - 0,088 1995 0,035 0,098 1996 0,003 - Haihdutus ja maaperäimeytys 23 Taulukko 4.3. Keskimääräinen kesäkauden kuukausittainen pintakuorma, pintavaluntana poistuneen veden suhteellinen osuus puhdistettavasta vesimäärästä sekä sadanta Utajärven Erkansuolla vuosina 1992 -1996. * tarkkailujakso 1.7. - 18.9.1992 (vrt. Selin ym. 1994), muina vuosina 1.6. - 30.9 Aika Keskimääräinen Pintavalunnan osuus Sadanta pintakuorma puhdistettavasta (mm) (m/vrk) vesimäärästä (%) 1992 heinäkuu 0,016 5,9 100 elokuu 0,037 55 111 1.-18.9. 0,036 68 73 1993 kesäkuu 0,021 45 82 heinäkuu 0,016 41 60 elokuu 0,019 36 72 syyskuu 0,011 46 45 1994 kesäkuu 0,024 53 78 heinäkuu 0,008 12 21 elokuu 0,009 0,5 36 syyskuu 0,020 45 67 1995 kesäkuu 0,015 30 57 heinäkuu 0,013 22 52 elokuu 0,016 9,6 54 syyskuu 0,015 46 42 1996 kesäkuu 0,018 64 56 heinäkuu 0,016 37 99 elokuu 0,010 34 25 syyskuu 0,009 19 7 1992 * 0,030 49 284 1993 0,017 42 259 1994 0,015 28 202 1995 0,015 27 205 1996 0,013 39 187 24 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moilnen M, Niemistö Pja Ijäs L Erkansuon koealueen B kentälle kohdistuneesta vesimäärästä yli puolet poistui yleensä pintavaluntana kuukauden pituisella ajanjaksolla, kun keskimääräinen pintakuorman arvo oli 0,02 m/vrk tai enemmän. Tällöin kenttä toimi lähinnä pin tavalutuskenttänä. Sääolosuhteet vaikuttavat huomattavasti pintakuorman ar voon ja esimerkiksi vuoden 1996 kesäkuussa pintavaluntana poistui 64 % puh distettavasta kokonaisvesimäärästä, vaikka keskimääräinen pintakuorma oli vain 0,018 m/vrk. Vastaavasti syyskuussa 1994 pintakuorman arvon ollessa 0,020 m/ vrk pintavalunnan osuus oli vain 45 % puhdistettavasta kokonaisvesimäärästä. Mikäli jatkuvista sateista johtuen koealueelle B kohdistui noin 0,005 m/vrk suu ruinen pintakuorma, niin maan huokostila kyllästyi vedellä. Tällöin kenttä saattoi muuttua pintavalutuskentäksi huomattavasti ennen kuin pintakuorma oli kasva nut arvoon 0,02 m/vrk, jopa pintakuorman arvolla 0,01 m/vrk. Suositeltavana mitoitusarvona voidaan Erkansuon B-alueen tyyppiselle haihdutus-ja maaperäi meytyskentälle kuitenkin pitää arvoa 0,02 m/vrk (200 m 3 /ha/vrk). Aikaisemmas sa tutkimuksessa on suoalueelle rakennetun pintavalutuskentän hydraulisen kuor mituksen enimmäisarvoksi suositeltu arvoa 0,034 m/vrk eli 340 m3/ha/vrk (Ihme 1994). 5 Veden laatu 5.1 Johdanto Turvetuotantoalueen kuivatusvesien käsittelyyn liittyen on veden laatu keskei nen tekijä arvioitaessa sekä veden puhdistustarvetta että sen soveltuvuutta joh dettavaksi alapuoliseen vesistöön. Erkansuon turvetuotantoalueella on vuosina 1991 - 1996 tutkittu sekapuustoa kasvavaan kangasmaastoon sadetetun kuiva tusveden ja alueelta haihdutus- ja maaperäimeytyskäsittelyn jälkeen poistuneen veden fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia (Selin ym. 1994). Tarkoituksena on ollut selvittää menetelmän vaikutusta veden laatuun turvetuotannon kannalta kes keisten tunnusten osalta. 5.2 Aineisto ja menetelmät Näytteitä on otettu koealueiden A ja B sadettimilta, lohkon B kuivatusvesien kokoojaojasta, mittapadon kautta poistuneesta koealueelle B sadetetusta vedes tä, tuotantoalueen ulkopuolisesta eristysojasta vuodesta 1993 lähtien, Suojärves tä, laskuojasta ja koealueiden Aja B sekä vertailualueen C pohjavesiputkista (kuvat 1.4 ja 1.5). Vuonna 1996 näytteitä otettiin myös koealueelle A asennetul Haihdutus ja maaperäimeytys 25 ta ylisyöksypadolta (säädettävä settipato) ja ylivuotoputkelta sekä ylivalumati lanteissa lohkon B pumppausaltaasta automaattisella näytteenottimella ja käsi näytteenottona mittapadolta 24 tunnin kuluttua ylivalumatilanteen alkamisesta. Kuivatusvesinäytteitä otettiin sulan maan aikana joka toinen viikkoja pohjavesi putkista keskimäärin kerran kuukaudessa sekä lisäksi seitsemän kertaa talvi kaudella (lokakuu-huhtikuu) vuosina 1991 -1993 (taulukko 5.1). Vuonna 1996 näytteitä otettiin koealueen A ylisyöksypadolta kolme kertaa j a ylivuotoputkelta kerran ja lohkon B pumppausaltaasta ylivalumatilanteissa viisi kertaa. Kuivatus vesinäytteitä otettiin kaikkiaan 387 ja pohjavesinäytteitä 576. Yksittäisiä analyy sejä tehtiin kuivatusvesistä 6 579 kpl ja pohjavesistä 8 064 kpl. Taulukko 5.1. Utajärven Erkansuon turvetuotantoalueen vesinäytteiden ottokerrat vuosina 1991 -1996. Näytteet analysoitiin voimassa olevien standardien mukaisilla fysikaalis-kemial lisilla menetelmillä Metsäntutkimuslaitoksen Muhoksen tutkimusasemalla. Kui vatus-ja pohjavesinäytteistä analysoitiin pH, sähkönjohtavuus, ammonium-ja nitraattityppi (NH4- jaN0 3-N), fosfaattifosfori (P04-P), rauta (Fe), kalium (K), kalsium (Ca), magnesium (Mg), natrium (Na), alkaliteetti, kemiallinen hapenku lutus (CODMn ) ja väriluku sekä lisäksi sulfaatti (S0 4 ) vuodesta 1993 lähtien. Kuivatusvesinäytteistä mitattiin edellisten lisäksi myös kokonaistyppi- (Kok-N) ja kokonaisfosforipitoisuudet (Kok-P) sekä kiintoainemäärä. 5.3 Tulokset ja niiden tarkastelu 5.3.1 Koealue A Koealueelle A sadetetut kuivatusvedet olivat laadultaan samaa luokkaa kuin alu eelle B sadetetut vedet (taulukko 5.2). Vuosina 1992 - 1995 alueelta A suotautui ja pintavaluntana poistui niin vähän vettä reunaojaan ja edelleen Suojärveen, ettei sen määrää eikä laatua voitu tutkia. Suojärven pinnankorkeus nousi vuonna 1996 kuitenkin niin korkealle, että kentällä jouduttiin tekemään uusia järjestelyjä ympäröivien penkereiden murtumisen estämiseksi. Järjestelyistä sovittiin 1991 1992 1993 1994 1995 1996 Yhteensä Kuivatusvedet 7 9 10 10 9 11 56 Ulkopuolinen vesi 7 10 9 11 37 Pohjavedet 4 13 9 6 5 11 48 Ylivalumanäytteet 5 5 26 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moiinen M, Niemistö Pja Ijäs L Pohjois-Pohjanmaan ympäristökeskuksen kanssa. Suojärven taakse asennettiin säädettävä ylisyöksypato, j a pumppaamon lähelle myöhemmin ylivuotoputki, j öi den kautta vettä virtasi alapuoliseen vesistöön. Ylisyöksypadolta ja -vuotoput kelta otettujen näytteiden laatu oli keskimäärin samaa luokkaa kuin koealueen B mittapadolla (taulukko 5.2). Näytteenotto koealueelta A poistuneesta vedestä rajoittui vuonna 1996 otettuihin yhteensä neljään näytteeseen eikä poistunutta vesimäärää voitu mitata samalla tavoin koko seurantajakson aikana. Tämän vuoksi koealueen A puhdistuskykyä ei koko tutkimuksen aikana voida arvioida B-koe alueen tulosten tavoin, vaan toimivuutta on arvioitava Suojärvestä sekä mittapa doltaja laskuojasta otettujen vesinäytteiden perusteella. 5.3.2 Koealue B Koealueen B sadettimilta vuosina 1993 -1996 otettujen näytteiden kiintoaine-ja ammoniumtyppipitoisuudet olivat korkeat ja lisäksi väri oli hyvin ruskeaa verrat tuna luonnontilaiseen suoveteen (taulukko 5.2). Kemiallinen hapenkulutus joka kuvaa lähinnä orgaanisen aineen kokonaismäärää ja pH-arvo oli vat luonnontilaisen suoveden kanssa keskimäärin samalla tasolla. Vertailussa käytetyt valuma-alueiden keskimääräiset pitoisuudet perustuvat luonnontilaisilta suovaluma-alueilta Vuolijoen Joutensuolta (1990 -1995) ja Soinin Puntarisuolta (1985 - 1987) sekä luonnontilaisilta suovaltaisilta valuma-alueilta Pudasjärven Vitmaojalta(l992 -1996), Simon Kuivasojalta (1995 -1996) ja Sotkamon Anso purolta(l9Bs - 1986) otettuihin näytteisiin (Kaikkonen ym. 1996 ja 1997, Marja ahoja Koskinen 1989, PSV Oy 1991,1992,1993, 1994ajab, 1995,1996ajab sekä 1997, PSV-Maaja Vesi Oy 1997, Wahlgren 1988). Mittapadolta otetuista vesinäytteistä tutkittiin koealueelle B sadetetun ja sieltä haihdutus-ja maaperäimeytyskäsittelyn jälkeen poistuneen veden laatua. Tulos ten tarkasteluun liittyen on syytä huomioida, että mittapadon asentoa muutettiin kesällä 1993 ja pato asennettiin tutkimusjakson loppuun saakka pysyneelle va kiopaikalle. Mittapadolla ammonium-, kokonaistyppi-, kokonaisfosfori-ja kiinto ainepitoisuudet sekä väriluku olivat keskimäärin pienempiä kuin koealueen B sadettimella (taulukko 5.2). Poistunut vesi oli kuitenkin happamampaaja pusku rikykyä kuvaava alkaliteetti oli alempi kuin sadettimella. Luonnontilaiseen suo veteen verrattuna kokonaistyppipitoisuus, COD Mn ja väriluku olivat mittapadolla korkeammat ja pH, kokonaisfosfori-ja kiintoainepitoisuus olivat samalla tasolla. Ainemäärien reduktioita on vesistökuormituksen kannalta tärkeimmille kompo nenteille laskettu koealueen B sadettimelta ja mittapadolta mitattujen vesimääri en ja laatua kuvaavien tunnusten avulla (taulukko 5.3). Ainemäärien reduktioi den ja alueen B vesimäärien perusteella laskettujen ainetaseiden avulla voidaan arvioida alueen B puhdistuskykyä ja siten myös alapuoliselle vesistölle aiheutu Haihdutus ja maaperäimeytys 27 nutta kuormitusta (kuva 5.1). Ammoniumtypen ja kiintoaineen osalta ainemääri en reduktiot olivat koko tutkimusjakson ajan erittäin hyvät. Nitraatti-ja koko naistypen, kokonaisfosforin ja raudan reduktiot olivat myös hyvät. Kemiallinen hapenkulutus sen sijaan lisääntyi huomattavasti ja pH-arvo ja alkaliteetti alenivat osoittaen veden happamoituneen ja puskurikyvyn heikentyneen käsittelyn seu rauksena (taulukot 5.2 ja 5.3). Taulukko 5.2. Utajärven Erkansuon koealueen B sadettimen (1992 -1996), mitta padon kautta ennen sadetusta vuonna 1991 ja sadetuksen aikana (1992 -1996) poistuneen, ulkopuolisen eristysojan (1993 -1996), laskuojan (1991 -1996) ja Suojärven (1991 -1996) sekä viiden luonnontilaisen vertailualueen keskimääräi set vedenlaatutiedot. Sadetin B Suo- • Luonnontilaiset 1992 1993 1994 1995 1996 järvi vertailualueet pH 6,4 6,6 6,8 6,9 6,7 6,3 4,8-6,9 nh 4 -n (Mg/l) 3100 2270 2590 2190 2480 27 5-373 no 3 -n (Mg/I) 170 110 84 49 72 16 11 -79 Kok-N (mg/l) 3,3 3,1 3,3 3,4 3,7 0,87 0,35-0,78 Kok-P (Mg/I) 40 69 86 71 117 57 11 -48 Alkaliteetti (mmol/l) 0,71 0,81 1,2 1,0 0,99 0,11 0,16-0,35 Kiintoaine (mg/l) 16 24 34 32 78 11 2-9 COD Mn (mg/l) 31 43 42 35 40 24 15-42 Väri (mgPt/l) 1250 1090 1110 1010 1160 350 149-290 Ulko- Mittapato puolinen Lasku- 1991 1992 1993 1994 1995 1996 eristysoja oja pH 6,0 5,7 5,0 5,5 5,1 5,0 6,3 6,4 nh 4 -n (Mg/I) 740 300 160 400 100 61 640 486 NO3-N (Mg/I) 300 100 47 52 24 79 55 64 Kok-N (mg/l) _ * 1,1 0,77 1,2 0,93 1,2 1,4 1,0 Kok-P (Mg/I) 33 52 24 32 26 32 31 51 Alkaliteetti (mmol/l) 0,46 0,56 0,05 0,17 0,08 0,09 0,26 0,48 Kiintoaine (mg/l) 6,7 2,0 2,4 5,6 6,2 5,4 18 8,5 COD Mn (mg/l) 41 56 56 59 67 58 38 33 Väri (mgPt/l) 340 680 750 760 860 760 650 610 * ei mittauksia vuonna 1991 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moilnen M, Niemistö Pja Ijäs L 28 Taulukko 5.3. Utajärven Erkansuon koealueelle B sadetettujen ja mittapadon kautta poistuneiden vesien määrän ja laadun avulla lasketut ainemäärien reduktiot vuosina 1993-1996. Kuva 5.1. Utajärven Erkansuon koealueella B keskimäärin vuosina 1994 -1996 käsitelty vesimäärä sekä veden mukana tulleet, mittapadon kautta poistuneet ja kangasmetsäalueelle jääneet ainemäärät. 1993 Reduktiot (%) 1994 1995 1996 nh 4 -n 95 87 97 98 no 3 -n 54 52 71 61 Kok-N 81 70 84 75 Kok-P 76 70 78 71 Kiintoaine 93 87 88 87 COD Mn -42 -11 -31 -19 Fe 35 49 44 40 29 Haihdutus ja maaperäimeytys 5.3.3 Ulkopuolinen eristysoja, laskuoja ja Suojärvi Ulkopuolisella eristysojalla tarkoitetaan tuotantoalueen ulkopuolella kiertävää eristysojaa (kuva 1.2) ja laskuojalla noin 2 km:n päässä tuotantoalueesta sijaitse vaa näytteenottopistettä, jonka kautta tuotantoalueelta tulevat vedet laskevat alapuoliseen vesistöön. Kyseisistä paikoista otettujen näytteiden perusteella voi daan arvioida tuotantoaluetta ympäröivän suoalueen veden laatua vuosina 1993 - 1996. Ulkopuolisen eristysojan ja laskuojan veden keskimääräiset pH-arvot, alkaliteetit ja CODMn -arvot olivat korkeampia, nitraatti-, kokonaistyppi-ja koko naisfosforipitoisuudet samaa suuruusluokkaa ja ammoniumtyppi-ja kiintoainepi toisuudet sekä väriluvut hieman pienempiä kuin mittapadolla (kuva 5.2 ja tauluk ko 5.2). Tulokset osoittavat, että koealueelta B mittapadon kautta poistunut vesi ei juurikaan ole vaikuttanut tuotantoalueen ulkopuolisen suoalueen vedenlaatuun. Kuva 5.2. Kiintoaine-, kokonaistyppi-ja kokonaisfosforipitoisuudetsekä CODMn koealueen B sadettimella (tuotantoalueen kuivatusvesi), mittapadolla (koealueelta B poistunut käsitelty vesi), Suojärvessäja ulkopuolisessa eristysojassa (tuotanto alueen lähellä oleva suo) vuosikeskiarvoina Utajärven Erkansuolla. 30 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moilnen M, Niemistö Pja Ijäs L Suojärvi (noin 7,5 ha) sijaitsee koealueen A välittömässä läheisyydessä ja alueel le sadetettuja vesiä on johtunut järveen sekä reunaojan kautta että suoraan pin tavaluntana etenkin tutkimusjakson loppupuolella. Lisäksi Suojärven läheisyy dessä olevia myyräsalaojitettuja lohkoja on valmisteltu tuotantoon vuonna 1995, ja lohkoilta on vuonna 1996 pumpattu kuivatusvesiä alueen A vieressä olevalle kangasmetsäsaarekkeelle. Suojärven veden laadussa tapahtuneet muutokset ovat olleet vähäisiä, mutta etenkin kokonaistyppi-ja fosforipitoisuuksissa on ollut sel västi kasvava trendi vuosien 1993 - 1996 aikana (kuva 5.2 ja taulukko 5.2) ja tutkimusjakson lopulla todetut pitoisuudet osoittavat veden rehevöityneen (PSV Oy ja Oulun Vesiensuojeluyhdistys ry. 1991). 5.3.4 Pohjavesi Koealueet Aja B eivät kuulu tärkeisiin pohjavesialueisiin. Alueiden pohjavettä tutkittiin kuitenkin pohjavesiputkista otettujen näytteiden avulla, jotta saataisiin selville mitä vaikutuksia käsittelyllä on veden laatuun. Nitraattityppipitoisuudet (taulukko 5.4) olivat koko tutkimusjakson ajan pieniä ja alittivat selvästi talous vedelle asetetut kemialliset laatuvaatimukset (STM 1994). Lisäksi ammonium typpi, fosfaattifosfori, K, Ca, Na, Mg ja S04 -S täyttivät teknis-esteettiset laatu vaatimukset kaikkien alueiden pohjavesiputkissa. Pohjavesiputkien veden nitraattipitoisuuksissa oli kasvava trendi koealueilla A (13 fj.g/1 - 49 ng/1) ja B (12 - 45 ng/1), mutta pitoisuudet kasvoivat myös vertailualueella C (12 pg/1 - 30 fig/1). Lisäksi kaikilla alueilla oli vuosittaisia poik keamia trendistä. Happamuus lisääntyi tutkimusjakson aikana jonkin verran kaik kien pohjavesiputkien vedessä koealueella A samoin kuin vertailualueella C. Muutos oli suurin putkessa A 4; noin 0,8 pH-yksikköä. Alueella B muutokset pH arvossa olivat vähäisiä. Ammoniumtyppi-ja fosfaattifosforipitoisuuksissa oli jonkin verran vaihtelua vuosien välillä, mutta pitoisuuksissa ei ollut havaittavissa ajallis ta trendiä. Koealueen B pohjavesiputkien vesi poikkesi alueiden A ja C vedestä selvästi etenkin rautapitoisuuden ja värin suhteen, mutta lähes kaikki muutkin mitatut arvot olivat suurimpia alueella B. Ero johtuu pääasiassa siitä, että alue B on soistuvaa kangasmetsää ja pohjamaan rautapitoisuus on noin viisi kertaa suu rempi kuin alueilla Aja C, jotka ovat selvästi kuivempia mäntyvaltaisia kangas metsäalueita (Kemppainen 1994). Haihdutus ja maaperäimeytys 31 Taulukko 5.4. Utajärven Erkansuon pohjavesiputkien veden keskimääräinen laa tu vuosina 1991 -1996 ja talousveden laatuvaatimukset mitatuille tunnuksille. 5.4 Yhteenveto veden laadun muutoksista Erkansuolla on tutkittu haihdutuksen ja maaperäimeytyksen käyttöä turvetuo tantoalueen kuivatusvesien puhdistusmenetelmänä vuosina 1991 -1996. Mene telmän toimivuutta on selvitetty sadettamalla kuivatusvettä mäntyvaltaisille kan gasmetsäalueille ja mittaamalla keskeisiä tunnuksia sadetetusta ja puhdistuskä sittelyn jälkeen mittapadon kautta poistuneesta vedestä sekä seuraamalla tutki musalueen pohjaveden, alueella sijaitsevan Suojärven ja ulkopuolisen veden laa tua. Haihdutus-ja maaperäimeytyskäsittelyssä kuivatusveden laatu muuttui huomat tavasti; ammonium-ja kokonaistyppi-, kokonaisfosfori-ja kiintoainepitoisuudet sekä väriluku pienenivät, mutta COD Mn -arvo kasvoi, vesi happamoitui ja veden puskurikyky heikkeni. Ainemäärien perusteella tarkasteltuna haihdutus- ja maa peräimeytys poisti ammoniumtyppeä ja kiintoainetta erittäin hyvin ja nitraatti-ja kokonaistyppeä, kokonaisfosforiaja rautaa hyvin, mutta kemiallinen hapenkulu tus lisääntyi. Tutkimusalueen pohjaveden laatuun ei menetelmällä todettu olevan juurikaan vaikutusta. Pohjavesi täytti tutkittujen tunnusten osalta talousvedelle asetut laa tuvaatimukset lukuunottamatta pH-arvoa, rautapitoisuutta, värilukuaja COD Mn -arvoa sadetusalueella B. Toisaalta on muistettava, että haihdutus-ja imeytys kentät eivät ole pohjavesialueella. Koealue Koealue Vertailualue Talousveden A B C laatuvaatimukset N0 3 -N (Mg/I) 23 50 17 6000 pH 6,5 6,4 6,5 6,5-9,5 NH 4 -N (pg/l) 17 28 13 400 po 4 -p (Mg/i) <5 <5 <5 100 K (mg/l) 0,85 1.7 0,93 12 Ca (mg/l) 2,2 3,6 2,3 100 Na (mg/l) 2,7 3,8 1,6 150 Mg (mg/l) 0,73 1.8 0,71 50 Fe (mg/l) 0,06 2,2 0,12 0,2 S0 4 -S (mg/l) 1.1 0,85 0,85 50 Alkaliteetti (mmol/l) 0,25 0,47 0,24 - COD Mn (mg/l) 1.4 4,9 2,6 3 Väri (mgPt/l) 5 170 14 <15 32 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moilnen M, Niemistö Pja Ijäs L Tutkimusalueella sijaitsevan Suojärven veden laatu muuttui tutkimusjakson aika na. Kokonaisfosfori-, kokonaistyppi-ja kiintoainepitoisuudet sekä väriluku kas voivat johtuen osaltaan kuivatusvesien ajoittaisista oikovirtauksistakoealueelta A Suojärveen sekä mahdollisesti myös lähellä järveä sijaitsevilla myyräsalaojite tuilla lohkoilla tehdyistä kuivatusjärjestelyistä. 6. Puusto 6.1 Aineisto ja menetelmät Erkansuon koealue A on keskiosiltaan ympäröivää suota korkeampi kuivahko kangasmetsäsaareke (5,9 ha). Maanpinta laskee melko tasaisesti muihin suun tiin lukuunottamatta jyrkähköä rinnettä eteläpuoliseen Suojärveen. Puusto on varttunutta mäntyvaltaista sekametsää, jossa kuusta kasvaa sekapuuna sitä enem män, mitä lähempänä suon reunaa ollaan. Puusto on harvennettu talvella 1987- 1988. Koealue B on turvekenttien keskellä sijaitseva soistuva kangasmetsäalue (24,1 ha), jonka puusto on eri-ikäistä sekametsää. Vanhojen ylispuumäntyjen alle on syntynyt paikoin tiheää nuorta hieskoivikkoa ja männyntaimikkoa. Seas sa kasvaa lisäksi kuusta sekapuuna. Neulasanalyysia käytetään metsäpuiden ravinnetalouden ilmaisijana. Näytteet otetaan puiden lepokaudella talvella, yleensä tammi-maaliskuussa. Tuolloin ra vinnesuhteet ovat vakiintuneet ja analyysin tulkinta on luotettavampaa kuin kas vukauden aikana. Ravinnepitoisuuksien ohjearvot (Jukka 1988) on selvitetty le pokauden olosuhteissa ottamalla näytteet latvuksen yläosan nuorimman vuosi kerran eli edellisen kesän kasvaimista. Neulasanalyysi osoittaa puun ravinneti lan, joka vaihtelee vuodesta toiseen esim. ilmastovaihteluista johtuen. Puuston kunnon ja kasvun tutkimista varten perustettiin sadettimista pohjavesi putkien kautta metsikön reunaan ulottuneet tutkimuslinjat, jotka merkittiin maas toon ennen sadetuksen aloitusta syksyllä 1992 (kuvat 1.4 ja 1.5). Samoilla linjoil la kasvavia puita käytettiin myös neulasten ravinteiden tutkimiseen. Taustatilannetta kuvaavat neulasnäytteet (81 kpl) otettiin ennen sadetusta hel mikuussa 1992 koealueilta Aja B sekä vertailualueelta C. Sadetusta seuranneen kesän jälkeen otettiin uudet näytteet marraskuussa 1993 (74 kpl) ja jälleen kol me vuotta myöhemmin joulukuussa 1996 (66 kpl). Näytepuut sijaitsivat eri etäi syyksillä sadettimista (3-145 m). Neulasten alkuainepitoisuudet määritettiin Metlan Muhoksen tutkimusasemalla. Tutkittavat ravinteet olivat typpi (N), fosfori (P), kalium (K), kalsium (Ca), magnesium (Mg), rauta (Fe), mangaani (Mn), sinkki (Zn), kupari (Cu) ja boori (B). Lisäksi määritettiin neulasten kuivamassa, g/l 00 neulasta (Halonen ym. 1983). Haihdutus ja maaperäimeytys 33 Kuva 6.1. Korkeapainesadettimet toiminnassa Utajärven Erkansuon koealueella A. Valok. S. Kemppainen. Kasvukoepuut valittiin linjojen varrella olleista terveistä puista siten, että kum mankin koealueen tärkeimmistä puulajeista saatiin edustavat otokset eri etäi syyksiltä sadettimista. Puiden sijainti ja rinnankorkeusläpimitta mitattiin. Keski iän määrittämistä varten tehtiin ytimeen saakka ulottuneet kairaukset koealuei den tärkeimpien lajien viidestä puusta. Sadettimien ympäriltä poistettiin syksyllä 1992 kaikki puut noin 10 m säteeltä, koska niiden kuori irtosi sadettimien rakenteesta johtuvan voimakkaan vesisuih kun vaikutuksesta (kuva 6.1). Samalla puut estivät veden tasaista leviämistä maastoon. Elokuussa 1996 kairattiin sädekasvunäytteet kaikista jäljellä olleista koepuista. Kaadettujen koepuiden tilalle valittiin uudet vastaavan kokoiset puut mahdollisimman läheltä ko. sadettimia. Lopullinen koepuiden määrä oli 88 kpl koealueella Aja 80 kpl koealueella B. Sadettamattomien vertailualueiden puita kairattiin lisäksi seuraavasti: kuivahko kangas alue C, 18 mäntyä ja ojitettu ki vennäismaan koivikko D, 18 hieskoivua. Lustot mitattiin Muhoksen tutkimus asemalla lustomikroskoopilla. Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moiinen M, Niemistö Pja Ijäs L 34 Taulukko 6.1. Sadetusalueiden puustoja kasvukoepuiden lukumäärä Utajärven Erkansuolla syksyllä 1992. Elokuussa 1996 mitattiin puiden rinnankorkeusläpimitta ja arvioitiin niiden kunto 12 m levyiseltä vyöhykkeeltä, joka ulottui 6 m etäisyydelle tutkimuslinjojen mo lemmin puolin. Linjat käytiin läpi sadettimista lähtien 10 m pituisissa osissa, joten puuston määrä laskettiin lajeittain 10* 12 m ruuduissa. Tilavuuden määrityksessä käytettiin rinnankorkeusläpimittaan perustuvia tilavuusfunktioita puulajeittain (Laa sasenahol9B2). 6.2 Tulokset ja niiden tarkastelu 6.2.1 Männyn ravinnetila Neulasanalyysi osoitti koealueen A mäntyjen kärsineen lievästä typen puutok sesta ennen sadetuksen aloittamista, sillä kesällä 1992 syntyneiden neulasten typpipitoisuus oli 1,0-1,1 %,japuutosrajana kyseisen tyyppisillä kangasmailla pidetään arvoa 1,1 % (Jukka 1988). Fosfori-ja kaliumpitoisuudet olivat vastaa vasti 1,2 - 1,3 mg/g ja 3,0 - 4,5 mg/g. Marraskuussa 1993 otettujen neulasten typpipitoisuus oli lähellä sadettimia (3 -20 m) sijainneissa männyissä 1,5 % eli merkitsevästi korkeampi kuin etäämpänä sijainneissa männyissä, joiden pitoi suus oli vain 0,92 %. Sadetinten vaikutuspiirissä typpitila oli lähes optimaalinen, kun se kauempana oli hyvin heikko. Neulasmassa oli lähes kaksinkertainen alle 20 metrin etäisyydellä sadettimista ja se poikkesi erittäin merkitsevästi kauem pana kasvaneista puista. Neulasten kuparipitoisuudet olivat kauttaaltaan alhaisia Mänty Kuusi Hieskoivu Haapa Yhteensä Koealue A Puuston tilavuus m 3 /ha 110 14 3 127 Pohjapinta-alalla painotettu 22 16 10 keskiläpimitta, cm Koealue B Puuston tilavuus m 3/ha 20 11 16 1 48 Pohjapinta-alalla painotettu 18 15 10 11 keskiläpimitta, cm Kasvukoepuiden lukumäärä, kpl - Koealue A 54 13 21 88 - Koealue B 41 19 20 80 - Vertailualue C 18 18 - Vertailualue D 18 18 Yhteensä 113 32 59 204 Haihdutus ja maaperäimeytys 35 ja näyttivät alentuneen: kun pitoisuus vuonna 1992 oli korkein lähellä sadettimia, niin sadetusta seuranneen kesän jälkeen se oli vastaavasti alhaisin. Muiden tut kittujen ravinteiden osalta muutokset olivat satunnaisia. Talvella 1996 sadetuksen aloittamisesta oli kulunut neljä kasvukautta. Ensim mäisenä kesänä syntyneet erot neulasten typpipitoisuudessa ja neulasmassassa alueella A näkyivät edelleen selvinä huolimatta vuonna 1995 muutetusta sade tusjärjestelmästä. Puiden typpitila oli kohentunut myös sadettimien vaikutuspiirin ulkopuolella, mahdollisesti reikäputkien käyttöönoton seurauksena. Yleensä ot taen typen puutokset jäivät vähäisiksi. Lähellä sadettimia puiden ravinnetila oli hyvä. Männyn ravinnetila koealueella B oli kesällä 1992 ennen sadettamisen aloitta mista samanlainen kuin koealueella A eli männyissä todettiin lievää typen niuk kuutta. Neulasten typpipitoisuus oli 1,0 -1,1 %ja fosfori-ja kaliumpitoisuudet olivat vastaavasti 1,4 mg/g ja 4,0 - 4,5 mg/g. Sadetuksen seurauksena typpipitoi suus kohosi lähellä sadettimia puutosrajan alapuolelta tasolle 1,8 %. Tätä on pidettävä poikkeuksellisen korkeana arvona lähtötilanteeseen verrattuna (kuva 6.2). Vaikutus näytti myös ulottuvan kauemmaksi (yli 20 m) kuin alueella A. Tämä näkyi erityisesti neulasmassassa (kuva 6.3). Kuparipitoisuudet olivat al haisia ja alentuivat merkitsevästi (kuva 6.4). Sama ilmiö havaittiin myös man gaanin ja sinkin kohdalla. Vuonna 1996 puuston ravinnetila oli kauttaaltaan pa rempi kuin tutkimusjakson alussa. Typpipitoisuus oli 1,2 - 1,3 %. Sadetuksen vaikutus typpipitoisuuteen oli koealueesta A poiketen heikentynyt eikä enää nä kynyt merkitsevänä muidenkaan tunnusten osalta. Kuva 6.2. Neulasten typpipitoisuus (%) Utajärven Erkansuon koealueella B. Täh ti pylvään päällä osoittaa tilastollisesti merkitsevää eroa eri etäisyysluokkien vä lillä (p<0.05). 36 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moiinen M, Niemistö Pja Ijäs L Kuva 6.3. Neulasmassa, g/100 neulasta, kuivapainoa kohti Utajärven Erkansuon koealueella B. Tähti pylvään päällä osoittaa tilastollisesti merkitsevää eroa eri etäisyysluokkien välillä (p<0.05). Vertailualueella C neulasten typpipitoisuus oli keskimäärin vain 0,97 %, ja pitoi suus pysyi jokseenkin samalla tasolla koko tutkimusjakson ajan. Tulokset osoitti vat puuston kärsineen typen niukkuutta kaikkina mittausajankohtina. Muiden ravinteiden osalta ei selviä puutoksia havaittu. Kuparipitoisuudet tosin jäivät yleensä alle 2,5 ppm, mitä pidetään puilla jonkinasteisena puutosrajana. Fosforin (1,2 mg/ g) ja kaliumin (4,2 mg/g) suhteen ravinnetila oli tyydyttävä. Tutkimusjakson eri vuosien väliset erot ravinnepitoisuuksissa olivat vähäisiä, joskin vuonna 1996 typpipitoisuus oli suuntaa-antavasti korkeampi kuin muina ajankohtina (po.ol, ** po.ool, *** p 50 m <11 m 11-30 m 31-50 m > 50 m <11 m 11-30 m 31 -50 m > 50 m (n = 17) (15) (9) (8) 3* n (15) (9) (8) (n=17) (15) (9) (8) Alue A Mustikka 17-15 15-15 9-9 8-8 23,5-16,3 27-24,9 32,3-35,3 0,6-9,5 ns ns ns ns Puolukka 17-15 15-15 9-9 8-8 10,2-7,7 7,6-11,7 10.9-16,8 7,6-9,5 ns ns ns +* Juolukka 5-5 10-10 4-4 4-4 0,3-0,5 4,2-5,7 1,9-1,3 1,9-1,9 ns ns ns ns Suopursu 3-2 4-4 2-2 4-4 Variksenmarja 0-0 5-5 5-3 5-5 0,5-0,6 4,8-3,6 3,1-3,6 ns ns ns Vanamo 9-7 9-8 3-3 1-1 0,5-0,3 1,2-2,2 0,4-0,4 0,1-0,3 ns ns ns ns Metsälauha 1-8 4-7 2-2 0-0 Pallosara 0-0 0-0 0-0 0-0 Kerrossammal 17-15 14-14 7-6 4-5 33,9-15,6 36,7-28,3 44,4-32,2 12,4-8,9 _* ns ns Seinäsammal 17-0 15-10 8-9 8-8 42,7-0,0 46,0-20,7 43,9-37,8 64,8-54,0 _*** _*** ns ns Kynsisammal 16-11 15-15 9-9 8-8 4,4-0,9 2,8-2,6 1,6-1,8 8,2-11,1 ns ns ns Alue B Mustikka 15-11 16-16 11-11 10-10 3,0-0,8 6,8-7,9 10,8-14,2 11,0-10,8 ns +* ns Puolukka 17-15 16-16 11-11 10-10 6-2,6 10,7-13,0 10,8-12,3 6,8-7,2 _* ns ns ns Juolukka 16-16 14-14 5-5 7-7 14,1-15,1 12,4-13,0 6,7-8,3 9-9,5 ns ns ns ns Suopursu 16-5 14-14 5-5 7-7 3,5-0,6 3,4-4,4 4,3-5,1 2,2-3,2 _*** +* ns ns Variksenmarja 14-13 12-12 5-5 6-6 5,5-1,8 4,8-4,0 2,6-3,3 4,3-6,0 .** ns ns ns Vanamo 0-0 0-0 0-0 0-0 Metsälauha 4-8 3-2 1-2 2-2 0,1-1,2 0,2-0,3 0,3-0,6 1,2-1,0 +* ns ns ns Pallosara 9-13 12-12 8-6 8-8 0,4-10,8 0,5-2,1 0,6-2,1 1,3-2,3 +* +* ns ns Kerrossammal 16-15 15-15 11-11 8-8 20,9-13,1 31,6-23,1 33,6-24,1 19,1-11,3 ns _* _* ns Seinäsammal 17-0 16-15 11-10 9-8 43,3-0,0 43,9-19,4 35,9-22,6 23,1-20,2 _*** _*** ns Kynsisammal 14-2 11-10 7-6 7-6 3,8-0,1 1,8-1,0 1,8-0,9 4,6-3,3 ns _* _* Alue C Ainoat erot vuosien 1991 ja 1996 välillä olivat kynsisammalella (-*) ja poronjäkälällä (-***). 50 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moilnen M, Niemistö Pja Ijäs L Sadettimien lähellä (korkeintaan 10 m) kasvilajien esiintymisessä oli tapahtunut muutoksia selvästi enemmän kuin kauempana sadettimista. Alueilla Aja B oli seinäsammal (Pleurozium schreberi) hävinnyt kokonaan lähiruuduista ja sen esiintymisfrekvenssi sekä peittävyys olivat pienentyneet myös kauempana (ku vat 7.1 ja 7.2). Kerrossammalta (Hylocomium splendens) kasvoi edelleen sa detinten lähialueillakin, mutta sen peittävyys oli merkitsevästi pienentynyt. Kuva 7.1. Utajärven Erkansuon kasvillisuusruutu B 4 elokuussa 1991 ennen sadetusta. Kenttäkerroksessa valtalajit ovat juolukka ja variksenmarja, pohjaker roksessa seinäsammal. Etäisyys sadettimeen 10 m. Valok. L. Ijäs. Kuva 7.2. Utajärven Erkansuon kasvillisuusruutu B 4 elokuussa 1996. Pallosara on vallannut voimakkaasti alaa varvuilta. Juolukka on säilyttänyt asemansa, mut ta variksenmarja on vähentynyt selvästi. Seinäsammal on hävinnyt kokonaan. Valok. L. Ijäs. 51 Haihdutus ja maaperäimeytys Mustikan (Vaccinium myrtillus), puolukan (Vaccinium vitis-idaea), suopursun (Ledum palustre) ja variksenmarjan (Empetrum nigrum) peittävyyden vähe neminen oli tilastollisesti merkitsevää vain alueella B. Metsälauha (Deschamp sia flexuosa) ja pallosara (Carex globularia) olivat runsastuneet varsinkin sa detinten lähellä, pallosara vielä 11 -30 m etäisyydelläkin. Koivun (Betula sp.j ja männyn (Pinus sylvestris) pieniä taimia tavattiin vuonna 1996 selvästi useam massa ruudussa kuin tutkimuksen alussa. Kuva 7.3. Kenttäkerroksen kasvilajien keskimääräinen kokonaispeittävyys Utajärven Erkansuon alueilla Aja B eri etäisyyksillä sadettimista vuosina 1991, 1993 ja 1996. Kuva 7.4. Pohjakerroksen kasvilajien keskimääräinen kokonaispeittävyys Utajärven Erkansuon alueilla Aja B eri etäisyyksillä sadettimista vuosina 1991, 1993 ja 1996. 52 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moilnen M, Niemistö Pja Ijäs L Muutokset kenttäkerroksen kasvillisuudessa eivät olleet niin suuria kuin pohja kerroksessa (kuvat 7.3 ja 7.4). Joissakin ruuduissa tosin kenttäkerroksenkin kas villisuus oli kokonaan hävinnyt liian kosteuden ja sadetuksen mekaanisen rasi tuksen vuoksi. Kenttäkerroksen lajien esiintymisfrekvenssi oli sadettimien lähel lä vähentynyt verrattuna kaukaisempiin ruutuihin. Kenttäkerroksessa varsinkin sadettimien lähellä (alle 10 m) tavattiin vuonna 1996 useita uusia lajeja, joita vuonna 1991 ei havaittu. Koealueella A uusia lajeja olivat: maitohorsma (Epilobium angustifolium, 2 ruudussa 17:sta tutkitusta) suohorsma (Epilobium palustre, 5/17) luhtavilla (Eriophorum angustifolium, 1/17) nurmilauha (Deschampsiaflexuosa, 2/17) saroja (Carex canescens, lajeja useampiakin, mutta porojen ja jänisten laidunnuksen takia ei voitu määrittää, 4/17) kevätpiippo (Luzula pilosa,l/17) ahosuolaheinä (Rumex acetosella,l/17) rantanenätti (Rorippa palustris,2/17) vesitähti (Callitriche sp., 4/17) Koealueella B uusia lajeja olivat: maitohorsma (Epilobium angustifolium, 2/17 suohorsma (Epilobium palustre, 11/17) luhtavilla (Eriophorum angustifolium, 2/17) saroja (Carex canescens, lajeja useampiakin, mutta porojen ja jänisten laidunnuksen takia ei voitu määrittää, 4/17) paju (Salixsp6/17) tupasvilla (Eriophorum vaginatum,l/17) Peittävyyksien tarkastelussa havaittiin puolukalla (alue A) sekä mustikalla ja suopursulla (alue B) muutamissa vertailuryhmissä peittävyyden lisääntymistä kauempana sadettimista (kuva 7.5). Aikaisemmin on jo todettu (Selin ym. 1994), että vuonna 1993 havaitut kasvilli suusmuutokset lähtötilanteeseen verrattuna olivat selvästi havaittavissa vain sa dettimien runsaan kastelun alueilla ja notkelmissa. Vuoden 1996 tutkimuskerral la voitiin nähdä selvästi pitemmän jakson ja tehostuneen sadetuksen aiheuttama kehityssuunta tutkimusalueella. Pääpaino tässä raportissa on pantu vuosien 1991 ja 1996 välisten erojen tarkasteluun. 53 Haihdutus ja maaperäimeytys Kuva 7.5. Kosteuden ja ravinteiden lisääntymisestä aiheutunut varpukasvuston (mustikka, juolukka) selvä rehevöityminen Utajärven Erkansuon ruudussa A 54 elokuussa 1996. Etäisyys sadettimeen 30 m. Valok. L. Ijäs. Sadettimien ja reikäputkien suoran kastelun alue on joutunut vuosien mittaan suuren hydraulisen kuormituksen kohteeksi, kuten aikaisemmin tässä raportissa on todettu. Tällöin maaperän vedenläpäisykykyjä pinnanmuodot vaikuttavat rat kaisevasti vesien liikkeisiin ja mahdolliseen kerääntymiseen maan pinnalle (kuva 7.6). Sadetusalueilla on havaittavissa painanteissa ja suoran vesisuihkun vaiku tuspiirissä kasvillisuuden täydellinen häviäminen. Pahimmilla paikoilla jäljellä on enää varpujen kappaleita ja pohjakerroksen kasvien tummuneita jäänteitä (kuva 7.7). Selvimmät vaikutukset näkyvät melko pienillä alueilla ja niiden pinta-ala voidaan karkeasti arvioida sadetinten kastelualueen etäisyyden perusteella. Jos arvioi daan, että 20 - 30 m päässä sadettimista haitallisia vaikutuksia oli vielä selvästi nähtävissä, sadettimien ympärillä tällainen alue olisi kooltaan noin 1 000 - 3 000 m 2 . Tällöin kolmen sadettimen kokonaispinta-ala olisi 3 000 - 9 000 m 2, ja alue edustaa noin 5 % alueen A kangasmetsän pinta-alasta ja 1 - 3 % alueen B kangasmetsän alasta. Voimakkaasti muuttuneet alueet eivät ole pinta-alaltaan merkittäviä koko metsikkökuvioita tarkasteltaessa. Sadetusalueilla olevat notkelmat, joista vesi ei ole imeytynyt tai virrannut pois, muuttuivat tehokkaan sadetuksen alettua pysyviksi lammikkoalueiksi. Alueella A oli kaksi erillistä lammikkoa. Alueella B vastaavaanlaisia kohtia ei ollut, koska maanpinta vietti tasaisemmin eri suuntiin valuttaen vettä ympärillä oleviin reuna ojiin. Alueen A notkelmissa vaikutukset ovat suuria sekä aluskasvillisuudessa 54 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moilnen M, Niemistö pja Ijäs L Kuva 7.6. Sadetuksen aiheuttamat suuret kasvillisuusmuutokset rajoittuvat kal tevalla paikalla korkeintaan muutamien kymmenien neliömetrien alueelle. Kuvas sa nähdään, että vesisuihku on piiskannut kasvillisuuden lähes olemattomiin. Utajärven Erkansuon koealue A elokuussa 1996. Valok. L. Ijäs. Kuva 7.7. Notkelmiin kuivatusvesiä kerääntyy lammikoksi, jolloin kenttä-ja pohja kerroksen kasvillisuus häviää. Utajärven Erkansuon ruutu Al 7 elokuussa 1996. Valok. L. Ijäs. Haihdutus ja maaperäimeytys 55 että puustossa, jotka ruskettuivat liiasta kosteudesta. Alueen A toisesta notkel masta vedet johdettiin vuonna 1994 ojalla kaltevampaan rinteeseen. Toisella not kelma-alueella reikäputkien asentaminen on vähentänyt kastelualueen kuormi tusta, mutta alue oli vuonna 1996 hyvin märkä estäen tai ainakin huomattavasti haitaten normaalin kangasmetsä-kasvillisuuden menestymistä. Sopivan kosteis sa notkelmissa uudet tulokaslajit, kuten horsmat, sarat, rantanenätit ja suolahei nät esiintyvät runsaimmillaan. Kasvit ovat hyötyneet kasteluvesien mukana tul leista ravinteista ja kiintoaineesta. Kiintoaineen määrän osalta voidaan todeta, että viidenkään vuoden sadetuksen jälkeen alueella ei ole havaittavissa merkit täviä kuivatusvesien mukana tulleita, kasveille haitallisia kiintoainekerääntymiä. Siirryttäessä sadetusalueiden ulkopuolelle uusia lajeja tai haitallisia vaikutuksia ei ole helposti nähtävissä. Ruuduittaisessa tarkastelussa voi kuitenkin havaita, että kenttäkerroksen lajien peittävyydessä on tapahtunut paikoin selvää rehevöi tymistä sadetusalueen reunoilla ja rinteillä vesien valuntapinnoilla. Kosteudesta ja ravinteiden lisääntymisestä johtuvaa rehevöitymistä oli nähtävissä myös pui den katveeseen jääneissä lähiruuduissa erityisesti mätäspinnoilla (kuva 7.5). Paikoittaista rehevöitymistä osoittivat myös keskimääräisissä peittävyyksissä todetut erot näyteruuduissa eräissä vuosien 1991 ja 1996 välillä tehdyissä tes teissä. Ravinteisuuden ja rehevyyden lisääntymistä osoittavat myös esim. sam malien tummanvihreä väri sadettimien vaikutuspiirissä. 7.3 Yhteenveto kasvillisuudesta Sadetusalueilla kasvilajien menestymiseen vaikuttaa oleellisesti ruudun sijainti sadettimeen nähden. Sijainnista voi olla kasvilajille hyötyä kosteuden ja ravintei den lisääntymisen muodossa tai haittaa mekaanisen rasituksen tai esimerkiksi liiallisen kosteuden vuoksi. Näin ollen keskiarvojen erot eivät välttämättä kerro kaikkea ilmenneistä kasvupaikkakohtaisista muutoksista. Tarkastelujakson pi dentyminen on tehnyt erot selvemmiksi aikaisempiin tuloksiin verrattuna. Tulos ten kokonaistarkastelu antaa viitteitä myös siitä, että vuonna 1993 kenttäkerrok sen kasvilajit hyötyivät niukoista sadetusvesistä, mikä ilmeni lajien peittävyyden kasvuna lähtötilanteesen verrattuna. Tilanne kuitenkin muuttui sadetuksen lisään tyessä. Kaikki koealueilla havaitut muutokset sadettimien lähialueiden kasvillisuudessa eivät johdu kuivatusvesien vaikutuksesta. Merkittävä tekijä kasvillisuuden muut tumiseen on puiden poisto sadettimien ympäriltä syksyllä 1992. Tällaisten aluei den kenttä-ja pohjakerroksen kasvillisuus muuttuu luonnollisesti valaistus-, kos teus- ja ravinneolojen muuttuessa. Myös ennen kokeen alkua tehdyt puuston harvennushakkuut koealueilla aiheuttavat kasvillisuuteen pitkän aikavälin muu toksia. Vuoden 1996 havaintojen perusteella on kuitenkin pääteltävissä, että suurin 56 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moilnen M, Niemistö Pja Ijäs L yksittäinen tekijä tutkimuksessa havaittuihin muutoksiin on kuitenkin sadetuk sesta johtuva mekaaninen rasitus sekä kosteus-ja ravinneolojen muutos. Pohjakerroksen kasvillisuudelle muuttuneet olosuhteet aiheuttavat ymmärrettä västi suurimmat vaikutukset. Varsinkin seinäsammal näyttää kärsivän kerros sammalta enemmän ja häviää kosteimmilta sadetusalueilta kokonaan. Kenttä kerroksen lajeille olosuhteiden muutokset eivät aiheuta yhtä suuriä sopeutumis vaikeuksia ja haitta-alueet ovat suppeamia. Rehevöityviä kohtia syntyy varjos tuksen ja pinnanmuotojen puolesta suotuisiin paikkoihin. Vähiten vaikutuksia kas villisuudelle aiheutuu silloin kun vedet saadaan jaettua mahdollisimman hienona suihkuna ja maanpinta on tasaisesti viettävä estäen vesien kerääntymisen lam mikoiksi. Putkilinjojen siirrettävyys parantaisi myös kasvillisuuden selviytymis mahdollisuuksia. Siirtäminen olisi tarpeen tehdä 1-2 kertaa kesän aikana ja vuosien välillä voitaisiin käyttää samaa kiertoa. 8 Kasviplankton 8.1 Aineistoja menetelmät Vuonna 1995 ja 1996 otettiin sekä kasvi- että eläinplanktonnäytteitä Erkansuon koealue A:n lähellä sijaitsevasta Suojärvestä. Näytteet analysoitiin Pohjois-Suo men Vesitutkimustoimisto Oy:ssä. Kasviplanktonnäytteet otettiin Ruttner-nouti mella (n. 2 1). Näyte (200 ml) kestävöitiin maastossa Lugolin -liuoksella ja myö hemmin laboratoriossa neutraloidulla formaliinilla. Kasviplanktonlajiston mikro skooppinen määritys tehtiin ns. 500-yksikkömenetelmällä ja määritystyön teki FK Kristiina Eskonen T:mi Bikrobiosta. Lisäksi Suojärvestä määritettiin a-kloro fyyllipitoisuus Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto Oy:n laboratoriossa stan dardin 5F55772 mukaisesti. 8.2 Tulokset ja niiden tarkastelu Kasviplanktontutkimustulokset käyvät ilmi taulukosta 8.1 ja kuvista 8.1 ja 8.2. 57 Haihdutus ja maaperäimeytys Taulukko 8.1. Utajärven Erkansuon lähellä sijaitsevan Suojärven kasviplanktonlajisto ja biomassa kesällä 1996. Pvm 1996 10.6. 24.6. 8.7. 22.7. M9/I 5.8. 19.8. 2.9. 16.9. Cyanophyceae Aphanocapsa clathrata y Aphanocapsa elachista y Gomphosphaeria lacustris y Gomphosphaeria lacustris var. compacta y Merismopedia punctata 4-s Merismopedia warmignia 4-s Microcystis pulverea var. incerta Microcystis reinboldii iso y Microcystis reinboldii pieni y 89.3 223 44.6 446 251 188 1667 59.7 35.8 37.5 62.5 0.3 3.8 0.2 208 11.3 1.0 208 CRYPTOPHYCEAE Gryptomonas sp. keskik. s Gryptomonas sp. pieni s Katablepharis ovalis s Rhodomonas lacustris pieni s 89.3 714 29.8 10.7 33.3 2100 83.3 59.7 4.2 73.3 417 30.0 62.8 767 500 7.5 212 83.3 10.0 221 192 41.7 37.5 DINOPHYCEAE Gymnodinium sp. keskik. s Gymnodinium sp. pieni s - 0.0 536 71.4 73.8 298 59.5 83.3 41.7 4.2 46.3 447 146 1270 93.3 146 271 104 104 CHRYSOPHYCEAE Bitrichia chodatii s Chromulina sp. s Chrysococcus sp. s Dinobryon borgei s Flagellata spp. pieni s Mallomonas caudata Mallomonas crassisquama s Mallomonas tonsurata s 607 714 143 2.9 42.9 35.7 357 89.3 104 44.6 238 41.7 62.5 5.0 37.5 667 83.3 46.3 10.4 146 271 83.3 0.8 333 41.7 0.0 125 3.3 146 20.0 250 109 83.3 208 558 41.7 99.4 208 58 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moiinen M, Niemistö Pja Ijäs L Pvm 1996 10.6. 24.6. 8.7. 22.7. ug/l 5.8. 19.8. 2.9. 16.9. Pseudopedinella sp. s Pseudopedinella iso s. Stichogloea sp. s Uroglena sp. pieni s 2050 107 714 34 8 89.3 282 286 417 78.5 854 979 719 41.7 DIATOMOPHYCEAE Asterionella formosa s Melosira tenella s Rhizosolenia longiseta s Synedra acus s Tabellaria flocculosa s 3100 82.1 1310 268 14.9 476 1140 104 75.0 296 275 41.7 1230 165 300 20.8 982 244 87.5 1440 123 75.0 1670 TRIBOPHYCEAE Ophiocytium capitatum s 82.1 759 179 317 485 331 79.2 198 0.0 EUGLENOPHYCEAE Euglena viridis s Trachelomonas hispida s Trachelomonas volvocina s 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 79.2 0.0 104 113 0.0 89.6 37.5 PRASINOPHYCEAE Nephroselmis olivacea s 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 10.4 0.0 217 6.3 127 CHLOROPHYCEAE Actinastrum hantzschii s Ankistrodesmus faicatus s Chlamydomonas sp. iso s Chlamydomonas sp. keskik. s Chlamydomonas sp. pieni s Cosmarium bioculatum s Crucigenia fenestrata 4-s Crucigenia quadrata 4-s Crucihenia tetrapedia 4-s Dictyosphaerium ehrenbergianum 4-s 0.0 118 0.0 59.5 71.4 28.9 87.5 7.1 0.0 52.5 25.0 210 0.0 69.4 219 22.2 10.4 41.7 125 41.7 70.0 0.0 250 125 40.4 87.5 6.3 26.0 41.7 156 17.5 5.2 16.7 0.0 104 48.1 59 Haihdutus ja maaperäimeytys Pvm 1996 10.6. 24.6. 8.7. 22.7. ug/l 5.8. 19.8. 2.9. 16.9. Dictyosphaerium pulchellum 4-s Dictyosphaerium subsolitarium 4-s Fusola viridis 2-s Cleotila fennica s Kirchneriella contorta s Lagerheimia chodatii s Lagerheimia longisela s Monoraphidium contortum s Monoraphidium dybowskii s Monoraphidium komarkowae s Monoraphidium minutum s Monoraphidium sp. keskik. s Nephrocytium limneticum 4-s Oocystis parva s Oocystis rhomboidea s Pediastrum privum y Quadricuia pfitzeri 4-s Scenedesmus armatus 4-s Scenedesmus bicellularis 2-s Scenedesmus opoliensis 4-s Selenastrum bibraianum s Staurodesmus incus s Staurodesmus mamillatus s Teilingia granulata s Tetraedron minimum s Viherlevä sp. irr. solu 414 30 4 35.7 295 32.1 21.4 17.9 42.9 10.7 57.1 28.6 62.5 17.9 150 19.3 29.8 3.6 149 128 9.8 95.2 14.9 95.2 37.2 250 50.0 83.3 79.2 233 25.0 33.3 125 650 62.5 41.7 37.0 22.0 44.0 122 167 48.6 46.3 583 18.5 17.4 125 10.4 125 41.7 0.6 87.5 3.8 27.1 250 425 31.3 10.4 117 250 20.8 4.2 169 50.0 50.0 292 72.9 10.4 242 20.8 62.5 18.8 72.9 10.4 125 0.6 10.4 1.7 31.3 31.3 33.3 31.3 13.5 6.9 10.4 ZOOFLAGELLATA Gyromitus cordiformis s 1330 1090 1670 1420 1420 62.5 1540 891 248 BACTERIOPH YC EAE Macromonas bipunctata s 0.0 0.0 0.0 208 0.0 62.5 0.0 208 0.0 0.0 0.0 0.0 208 0.0 0.0 208 0.0 0.0 YHTEENSÄ jjg/l 5210 4300 5420 2140 3870 4480 3200 2740 60 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moilnen M, Niemistö Pja Ijäs L Suojärvestä on vuonna 1992 myös määritetty levälajistoa. Tällöin näytteistä to dettiin 65 taksonia/4 näytettä. Kasviplanktonin kokonaisbiomassa oli korkea, kes kiarvon ollessa 15,6 mg/litra. Heinosen (1980) luokituksen mukaan vesistö oli tällöin hypereutrofinen. Tähän viittasi viherlevien runsaus sekä lajistossa että biomassan osalta valtalajina ja sini-ja panssarilevien suhteellisen korkea osuus kokonaisbiomassasta. Viherlevistä runsaimpina esiintyivät Clamydomonas sp, Closterium acutum var. variabile, Gloeotila fennica cf ja Teilingia granula ta. Näistä lajeista erityisesti Closterium acutum var. variabile kertoo runsaana esiintyessään vesistön korkeasta trofia-asteesta. Myös Teilingia granulataUa. on runsaana esiintyessään samanlainen selkeä indikaattoriarvo. Gleotila -tak soniin kuuluu useampia lähes samankokoisia lajeja, jotka muistuttavat laimean murtoveden alueella esiintyviä lajeja. Vuonna 1995 Suojärven näytteissä oli yhteensä 94 kasviplankton taksonia. Määrä on huomattavan korkea kun ottaa huomioon laskentamenetelmän. Biomassa oli kuitenkin alhaisempi kuin vuoden 1992 näytteissä. Tällöin heinä-ja elokuun kes kibiomassa oli 12 mg/litra ja koko kasvukauden 9,2 mg/litra. Kuitenkin Heinosen (1980) luokituksen mukaan vesistöä voidaan edelleen pitää hypereutrofisena ja valtalajina olivat edelleen viherlevät. Lisäksi panssari-ja nielulevät sekä kulta-ja piilevät muodostivat ajoittain suuria biomassoja. Myös silmälevillä oli elokuussa yksi selvä esiintymishuippu. Kuva 8.1. Utajärven Erkansuolla sijaitsevan Suojärven kasviplanktonin biomassa kesällä 1996. Haihdutus ja maaperäimeytys 61 Kuva 8.2. Utajärven Erkansuon Suojärven kasviplanktonin a-klorofyllipitoisuus kesällä 1996. Viherlevistä runsaimpina esiintyivät Chlamydomonas sp., Gleotila fennica, Koliella spirotaenia. Vuonna 1992 huomattavan runsaana esiintynyttä Closte rium acutum var. variabile -levää tavattiin vuonna 1996 vain tutkimuskauden ensimmäisessä ja viimeisessä näytteessä yksittäishavaintoina. Ekologialtaan sa mantyyppinen Koliella spirotaenia oli vallannut sen paikan. Kirkkaiden ja ka rujen järvien Quadricula closterioides oli uusi laji vuoteen 1992 verrattuna. Kaikki silmäleväesiintymät kertovat joko luontaisesta runsasravinteisuudesta tai hajoavan orgaanisen aineen lisääntymisestä. Suojärvessä tavattiin elokuussa Euglena sp., Schvaghus sp. ja Tragelomonas sp. taksoneja. Näistä erityisesti kaksi ensimmäistä ilmentää orgaanisen aineen suurta määrää vesistössä. Kulta ja piilevät mielletään usein ekologialtaan samanlaisiksi kilpaileviksi ryhmiksi, joista kultalevät ovat ravinteiden vähetessä parempia kilpailijoita. Tässä aineistossa Pseudopedinella -kultalevät hallitsivat alkukesälläja syksyllä, kun taas elokuussa runsastuivat Synedra acus -piilevät. Pseudopedinellat ovat ekologialtaan neut raaleita ja suosivat usein mesotrofisia vesiä. Synedra acus -tyyppiset piilevät runsastuvat usein vesistön häiriintyessä ja ravinteisuuden lisääntyessä. Nielulevät menestyvät hyvin polyhumoosisessakin vesissä. Niiden lisääntymistä säätelevät usein energiatekijät, ei niinkään ravinnetilanne. Mikäli olosuhteet ei vät suosi sinilevien lisääntymistä ravinteisuuden kasvaessa, korvaantuu niiden odotettavissa oleva runsastuminen panssarilevillä ja piilevillä. Erityisesti tässäkin tutkimuksessa runsaat Gymnodiniumit ovat nopeammin lisääntyviä kuin kova kuoriset, suuret panssari levät, jotka eivät ravinnekierroltaan nopeasyklisissä pien vesissä ehdi kasvuun mukaan. Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moilnen M, Niemistö Pja Ijäs L 62 Vuonna 1996 kasvukauden keskibiomassa oli 3,9 mg/l. Kahdeksasta tutkitusta näytteestä laskettiin yhteensä 78 taksonia. Runsain ryhmä oli entiseen tapaan viherlevät. 8.3 Yhteenveto kasviplanktonista Muutoksia oli tapahtunut paitsi biomassoissa myös lajistossa. Sinilevien osalta huomio kiinnittyy rihmamaisten sinilevien puuttumiseen laj istosta kokonaan, kun taas lajimäärä on kasvanut. Kultalevien osalta Mallomonastcn suhteellinen osuus näytti kasvaneen. Synedra acus-piileviä ei tavattu enää lainkaan. Niiden tilalla olivat Rhizosolenia lon giseta- levät. Rehevöityneissä pienvesissä tyypillinen Prasinophyceae -levä Spermatozop sis exsultans, jota vuonna 1995 tavattiin lähes jokaisessa näytteessä, puuttui v. 1996 kokonaan. Vuonna 1996 kohtalaisen runsas Quadricula pfitzeri oli kor vannut edellisvuonna kohtuullisen biomassan muodostaneet, ekologialtaan sa manlaisen (oligotrofian suosija) sisarlajinsa Quadricula closterioides-ryhmät. Vuonna 1992 valtalajiksi yltänyttä Closterium acutum var variable-levää ei tavattu enää lainkaan samoin kuin ei myöskään v. 1995 sitä korvannutta Kohel la spidotaeniaa. Yhteenvetona kasviplanktonlajistosta voidaan todeta, että vuodesta 1992 lajisto on muuttunut köyhempää vesistöä ilmentäväksi. Kuitenkin lajisto kertoo varsin korkeasta rehevyysasteesta ja vesistön valaistustilanteesta. Suojärven näyttei den mikroskopoinnissa käytetty 300-yksikkömenetelmä osoittautui hieman epä sopivaksi, sillä lajistorikkaus olisi vaatinut tarkemman käsittelyn päätelmien tu eksi. 9 Eläinplankton 9.1 Aineistoja menetelmät Eläinplanktonnäytteet otettiin Erkansuon koealueella A Suojärvestä Ruttner-nou timella (tilavuus 2 !) siten, että yhden näytteen kokonaistilavuudeksi tuli 10 1. Näy te vesi suodatettiin 50 planktonhaavin läpi ja haavin sisään jäänyt näyte säilöttiin 200 ml muovipulloon. Näyte kestävöitiin neutraloidulla formaliinilla. Lajistomääritykset, biomassalaskelmat ja johtopäätökset teki FL Tapio Sutela Oulun yliopiston biologian laitokselta. 63 Haihdutus ja maaperäimeytys 9.2 Tulokset Suojärven eläinplanktonnäytteet olivat selvästi monipuolisempia kuin Haapave dellä sijaitsevassa Haaponevan haihdutusaltaassa. Runsaslukuisimpina esiintyi edelleen rataseläimet, mutta niiden lisäksi todettiin myöskin hankajalkaisia Co pepoda ja vesikirppuja Cladocera. Suojärvi on selvästi laajempi ja syvempi vesistö kuin keinotekoisesti tehty haihdutusallas Haaponevalla. Taulukko 9.1. Utajärven Erkansuon lähellä sijaitsevan Suojärven elänplanktonin biomassat (tuore-painona mg/m 3 ) kesällä 1996. Kuva 9.1. Utajärven Erkansuon Suojärven eläinplanktonin biomassa tuorepainona mg/m 3 vuonna 1996. 10.6. 24.6. 8.7. 22.7. 5.8. 19.8. 2.9. 16.9. Ratas- ja alkueläimet 40,2 528 110 5,4 100 2,7 9,8 11,5 Vesikirput 35,2 227 4312 2092 0,0 0,0 0,0 0,0 Hankajalkaiset 1245 619 850 274 1202 0,8 57,6 300 Yhteensä 1320 1374 5272 2371 1303 3,5 67,4 312 64 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moilnen M, Niemistö pja Ijäs L 9.3 Yhteenveto eläinplanktonista Vuosien välisiä eroja tarkasteltaessa on erityisesti huomattava Holopedium gib berum -vesikirpun runsas esiintyminen vuonna 1996 ja Heterocope appendi culata -hankajalkaisen puuttuminen lajistosta samana vuonna. Holopedium on vaatelias ja oligotrofiaa suosiva vesikirppu, jonka ympärillä oleva hyytelövaippa on herkkä ärsykkeille. Tämän vuoksi Holopediumm esiintyminen Suojärvessä osoitti sen, että järveen ei tule haitallisessa määrin vesikirpun ravinnonottoa tai esiintymistä muutenkaan häiritsevää kiintoainesta. Myös Heterocope appendi culata -hankajalkaisäyriäinen on luokiteltu oligotrofian indikaattorilajiksi. Se on Holopediumin tavoin haluttua kalanravintoa. Vuonna 1995 esiintyneissä vesi kirppulajeissa oli sekä oligotrofian että eutrofian indikaattorilajeja. Myös Collo theca -rataseläin, jolla on ympärillään hyytelövaippa on herkkä vaippaan pesiy tyville bakteereille ja hienoainekselle. Koska Collotheca todettiin kohtalaisesti myöskin Suojärven näytteissä, voidaan todeta, että veden laatu oli riittävän hyvä näiden vaateliaitten lajien esiintymiselle ja myöskin bakteerimäärän taso on ollut kohtalaisen alhainen. Edellä esitetyn perusteella voidaan todeta, että ajoittaisista haihdutus-ja imeytyskentältä tulevista pintavalumista huolimatta Suojärven ve den laadussa ei ole tapahtunut eliöstön kannalta sellaisia vaikutuksia, jotka olisi vat muuttaneet lajistoa epäsuotuisaan suuntaan. Tämä osoittaa haihdutus- ja imeytyskentän toimivuutta. 10 Haihdutus-ja maaperäimeytys menetelmän toimivuus Erkansuon haihdutus-ja maaperäimeytyskentiltä vesi haihtui ilmaan sekä suo raan että kasvillisuuden kautta, imeytyi maaperään ja suotautui eristysojiin. Haih duntatutkimusjakson (1.6. -17.9.1993) perusteella suotuisissa sääoloissa kentil tä haihtui selvästi sadantaa enemmän vettä. Vuonna 1996 joudutti in koealueella A kuitenkin rakentamaan ylivuotorakenteet. Rakentamiseen oli osaltaan syynä läheisen tuotantoalueen tuotannon valmistelu-ja kuivatustyöt, jotka lisäsivät alu eelle A kohdistuvaa kokonaisvesimäärää. Kentille pumpattu turvetuotantoalueen kuivatusvesi sisälsi ravinteita ja kiintoai netta. Parhaiten haihdutus-ja maaperäimeytysmenetelmä poisti ammoniumtyp peä ja kiintoainetta. Menetelmä toimi hyvin myös nitraatti-ja kokonaistypen, kokonaisfosforin ja raudan poistamisessa. Kemiallinen hapenkulutus sen sijaan lisääntyi, vesi happamoitui ja sen puskurikyky heikkeni, koska vesi poistui ken tältä osittain pintavaluntana maan pintakerrosta huuhtoen. Haihdutus ja maaperäimeytys 65 Veden pumppaaminen kangasmetsään lisäsi huomattavasti maan pintakerrok sen vesipitoisuutta. Maaperän tiiviys ja paikoitellen esiintyvät kovaksi tiivisty neet maakerrokset estivät kuitenkin veden tehokkaan imeytymisen syvemmälle. Sadetettavan vesimäärän todettiin vaikuttavan selvästi pohjavedenpinnan kor keuteen varsinkin siilon, kun vettä sadetettiin pohjavesiputken välittömään lähei syyteen. Pohjaveden korkeus palautui kuitenkin luonnontilaiselle tasolle sade tuksen lopettamisen jälkeen. Pohjaveden laatuun sadetuksella ei ollut havaitta vaa vaikutusta. Keskeisiltä ominaisuuksiltaan koealueen A pohjavesi täytti talo usvedelle asetetut laatuvaatimukset koko tutkimusjakson ajan. Soistuneella koe alueella B pohjaveden laatu oli selvästi huonompi kuin alueella Ajo ennen sadet tamisen aloittamista. Kumpikaan koealueista ei sijainnut varsinaisella pohjavesi alueella. Sadetus paransi selvästi puiden kasvupotentiaalia. Puut hyödynsivät sadetusve den sisältämistä ravinteista etenkin typpeä ja lisäsivät neulasmassaa mahdollis taen yhteyttämiskapasiteetin kasvattamisen. Hivenravinteissa todettiin kuiten kin ns. ohentumisilmiö, mutta selvää osoitusta puutoksista ei todettu. Puiden kun toon sadetuksella oli kaksitahoisia vaikutuksia. Tutkimusjakson alkupuolella käy tetyt korkeapainesadettimet vaurioittivat puiden runkoja ja sadettimet vaihdettiin kesällä 1995 reikäputkiin jolloin mekaanista rasitusta aiheuttaneet tekijät poistui vat. Puuston kasvuun sadetus vaikutti lisäävästi, ja etenkin koivuvaltaisella koe alueella B sadetuksen aiheuttama kasvun lisäys oli huomattava. Sadetusalueilla on havaittavissa useita uusia kasvilajeja, mm. suo-ja maitohors ma, rantanenätti ja saroja. Painanteissa ja suoran vesisuihkun vaikutuspiirissä kasvillisuus oli vioittunut tai kokonaan tuhoutunut. Vaikutukset olivat suurimmat pohjakerroksessa, jossa erityisesti seinäsammal oli hävinnyt. Selvimmät vaiku tukset näkyivät melko pienillä alueilla, pinta-alaltaan 1 - 5 % koko metsikkökuvi oista. Siirryttäessä sadetusalueiden ulkopuolelle haitallisia vaikutuksia ja uusia lajeja ei ole todettavissa. Kenttäkerroksen lajien peittävyydessä oli tapahtunut paikoin selvää rehevöitymistä paitsi sadetusalueen reunoilla ja rinteillä vesien valuntapinnoilla myös lähiruuduissa mättäillä puiden katveessa. Suojärven planktonkasvustoon menetelmällä ei ollut suurta vaikutusta. Kasviplank tonlajisto vaihteli vuosittain sääolojen johdosta. Lievää lajiston yksipuolistumista oli havaittavissa. Eläinplanktonlajistossa muutokset olivat kasviplanktonia vähäi sempiä. Oligotrofiaa suosivia lajeja esiintyi edelleen Suojärvessä. Kangasmetsästä sadetettava vesi huuhtoi maaperän ravinteita liikkeelle ja vai kuttaa samalla mikrobitoimintaan. Kuivatusveden mukana metsään tulee myös lisäravinteita. Sadettaminen nosti maaperän ammonium-ja nitraattityppipitoisuuk sia huuhtoutumis-ja rikastumiskerroksissa. Pohjamaassa ei todettu selvää ra vinnepitoisuuksien nousua lukuunottamatta rautaa, jonka pitoisuus oli noussut myös pohjamaassa. Vertailualueellakin olivat huuhtoutumiskerroksen ammonium 66 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moitnen M, Niemii Pja Ijäs L typpi-, fosfaattifosfori- ja rautapitoisuudet hieman kohonneet ja pohjamaassa muutokset ovat olleet hyvin pieniä. Menetelmän kokonaiskustannukset Erkansuolla ovat muodostuneet kenttien ra kentamisessa tarvittavista laite-ja maanrakennusinvestoinneista, rakenteiden ja laitteiden toimivuuden tarkkailusta sekä kunnossapidosta. Lisäksi investointeihin on laskettu taustatutkimukseen liittyviä kuluja kuten pohjavesipinnan korkeuden ja maaperän kerrostuneisuuden määrittäminen maaperätutkauksella, alueen kar toitus ja korkeussuhteiden määrittäminen sekä suunnittelu. Näiden osuus koko naisinvestoinnista oli 13 %. Pääosa investointikustannuksista (67 %) muodostui kuivatusveden pumppaamiseen tarvittavista rakenteista ja laitteista. Investointikustannukset olivat 2 500 mk/tuotantohehtaari eli 16 % tuotantoalu een valmisteluinvestoinneista. Investointeihin ei ole laskettu maa-alueen hankin nasta aiheutuvia kustannuksia. Vuotuiset käyttökustannukset ovat noin 350 - 400 mk/tuotantohehtaari ja ne muodostuvat poltto-ja voiteluaineiden hankinnas ta ja vaihdosta, varaosien ja tarvikkeiden hankinnasta ja asennustyöstä, pump paamoakaan puhdistuksesta sekä toimivuuden tarkkailusta ja kunnossapidosta. Puhdistamisen kustannukset esim. tarkkailujakson aikana vuonna 1996 olivat poistettua yksikköä kohti seuraavat; poistettu kokonaisfosfori maksoi 0,9 p/mg, poistettu kokonaistyppi 0,02 p/mg ja poistettu kiintoaine 0,002 p/mg. Tarkkailu jakson keskivaluma vuonna 1996 Erkansuolla oli 5,3 l/s/km 2 . 11 Johtopäätökset ja suositukset Erkansuon tutkimustulokset osoittavat, että haihdutus ja maaperäimeytys sovel tuu turvetuotannon kuivatusvesien puhdistukseen. Menetelmän avulla voidaan kuivatusvesistä tehokkaasti poistaa typpeä, fosforia, kiintoainetta ja rautaa. Ke mialliseen hapenkulutukseen, pH-arvoon ja puskurikykyyn menetelmällä ei kui tenkaan ollut positiivista vaikutusta. Menetelmä paransi puuston ravinnetilannetta ja lisäsi etenkin koivuvaltaisen puus ton kasvua. Samaan aikaan kuitenkin mäntyjen kunto sadetusalueilla heikkeni. Kunnon heikkenemiseen vaikutti etenkin kesinä 1992 - 1995 sadetuksessa käy tetyt korkeapainesadettimet, jotka aiheuttivat puiden rungoille fyysistä rasitusta. Reikäputkien käyttöönoton jälkeen puiden mekaanista rasitusta ei todettu. Erkansuon alueella B voidaan kriittisenä pintakuormana pitää arvoa 0,02 m/vrk (m 3 /m2/vrk). Kun tämä pintakuorma ylittyy, suurin osa kentälle pumpatusta ja sataneesta vesimäärästä valuu pintavaluntana kentän läpi alapuoliseen vesis töön. Sateen jatkuessa kriittinen pintakuorma pienenee ja lähestyy arvoa 0,01 m/vrk. Hetkellisesti, maksimissaan vuorokauden verran, kentän pintakuor Haihdutus ja maaperäimeytys 67 ma voidaan nostaa arvoon 0,1 m/vrk ilman pintavalunnan huomattavaa lisäystä. Tämä edellyttää kuitenkin sitä, että maan huokostilavuus ei ole valmiiksi veden kyllästämä, kun kenttää ryhdytään kuormittamaan suurella pintakuormalla. Haihdutus-ja imeytyskentän tehokkaan, toimivan pinta-alan tulee olla Erkan suon tyyppisillä alueilla vähintään 5 % tuotantoalueen pinta-alasta mitoitettaessa vuoden keskivalumalle 10 l/s/km2 (Vesiyhdistys 1986). Koska turvetuotantoalu een mitoitusvalumat ovat usein suurempia kuin em. 10 l/s/km 2 , kasvaa vastaa vasti kentän pinta-alavaatimus. Mitoitusvaluman vaihdellessa välillä 10-14 l/s/ km2 , kentän pinta-alavaatimus vaihtelee välillä 5-7 %. Näillä mitoitusarvoilla kenttä toimii normaali-ja alivalumatilanteissa haihdutus-ja imeytyskenttänä ja ylivalumatilanteissa pintavalutuskentän tavoin. Haihdutus- ja maaperäimeytyskenttää suunniteltaessa on otettava huomioon seuraavat seikat: • kenttää ei suunnitella tärkeälle pohjavesialueelle tai sen välittömään lähei syyteen • pohjavesipinta on mahdollisimman kaukana maanpinnasta • kentän maaperä ja pinnanmuodot tutkitaan etukäteen • kentän toiminta-aika on ainakin kuusi vuotta, ja todennäköisesti pitempääkin • käytännössä suositellaan varautumista vaihtokenttään, mikäli suunniteltu käyttöaika on yli 10 vuotta • kentällä ei ole vanhoja ojia eikä painanteita • vanhat ojat tukitaan tarpeen mukaan oikovirtausten estämiseksi • painanteisiin ei kerry kasvillisuuden hapensaantia estävää vettä • kentän maaperä läpäisee vettä mahdollisimman hyvin • kentän on oltava tasainen, reunat voivat olla hieman jyrkemmät. Haihdunnan ja imeytymisen kannalta optimaalinen kaltevuus on 1,0-1,5 %. Jyrkemmillä kaltevuuksilla veden viipymä kentällä pienenee ja pintavalunta kasvaa, ja täl lä voi olla heikentävä vaikutus veden laatuun • mitoituksen lähtökohdaksi otetaan sallittu pintakuorma, joka arvioidaan ta pauskohtaisesti ottaen huomioon haihdunta, imeytyminen ja kasvillisuuden haihdutuskyky • mitoitusvaiheessa huomioidaan mm. valuma-alueen koko, sadanta, vesipum pun tuottoja kentän toimiva pinta-ala 68 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moilnen M, Niemistö Pja Ijäs L • kentän pinta-ala suhteessa yläpuoliseen valuma-alueeseen tulee olla mahdol lisimman suuri pintakuorman minimoimiseksi • kentän kapasiteetti hyödynnetään tehokkaimmin käyttämällä vaihtokenttää ja/tai useita reikäputkilinjoja • vesi jaetaan suunnitellulle pinta-alalle, jolloin saadaan tehokkaasti alue käyt töön • riittävän tiheällä reikäputkiverkostolla vesi jaetaan kentälle tasaisesti • vaihtokenttää hyödynnetään lisäämällä tarvittaessa putkilinjoja tai vaihta malla niiden paikkaa • sadetettaessa reikäputket ovat parempia kuin sadettimet • puihin kohdistuva mekaaninen rasitus on huomattavasti pienempi • puiden terveydentila pysyy parempana • reikäputkien sijaintia on helppo muuttaa • kenttäkasvillisuus on soveltuva • kasvit ovat erityisesti typpeä sitovia • alueella ei ole suojeltavia kasveja • kasvien mekaaninen kiintoaineen pidätyskyky mahdollisimman hyvä • poistuvia vesimääriä on voitava mitata ja laatua on voitava havainnoida • pumpun ja putkilinjojen mitoituksessa on otettava häviöt huomioon ja putki linjojen pituudet on minimoitava • putkistoon on järjestettävä huuhtelumahdollisuus ja • kenttää ympäröivien pengerten kuntoa on seurattava. Jatkossa on edelleen seurattava haihdutus-ja imeytyskentän toimivuutta ja puh distuskykyä pitkällä aikavälillä sekä puuston ja kasvillisuuden tilan kehitystä. Haihdutus ja maaperäimeytys 69 Kirjallisuus Cermak, J., Demel, M. ja Penka M. 1973. A new method of sap-flow rate determination in trees. Biologia Plantarum 15: 171-178. Gaudahl, R. 1956. Tjälgränsmätare - Svenska Vägföreningens tidskrift 2. Halonen, 0., Tulkki, H. ja Derome, J. 1983. Nutrient analysis methods. Metsän tutkimuslaitoksen tiedonantoja 121. Maantutkimusosasto. Vantaa. 28 s. Heinonen, P. 1980. Quantity and composition of phytoplankton in Finnish inland waters. Vesientutkimuslaitoksenjulkaisuja37. Vesi-ja ympäristöhallitus. 91 s. Heiskanen, J. ja Tamminen, P. 1992. Maan fysikaalisten ominaisuuksien määrit täminen. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 424. 28 s. + liitteet. Ihme, R. 1994. Pintavalutus turvetuotantoalueiden valumavesien puhdistukses sa. VTT julkaisuja 798. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. 140 s. Ilmatieteen laitos. 1991. Kuukausikatsaus Suomen ilmastoon. Kesäkuu 1991- Joulukuu 1991. Ilmatieteen laitos. 1992. Kuukausikatsaus Suomen ilmastoon. Tammikuu 1992- Kesäkuu 1992. Jukka, L. toim. 1988. Metsänterveysopas - Metsätuhot ja niiden torjunta. Vaasa Oy. 153-161 s. Kaikkonen, K., Kiviniemi, M. ja Salo, O. 1996. Lapin ympäristökeskuksen alu een turvetuotantosoiden käyttö-, kuormitus-ja vesistötarkkailu. Yhteenveto raportti v. 1996. Lapin vesitutkimus Oy. Rovaniemi. 55 s. + liitteet. Kaikkonen, K., Kiviniemi, M. ja Salo, O. 1997. Lapin ympäristökeskuksen alu een turvetuotantosoiden käyttö-, kuormitus-, vesistö-ja biologinen tarkkailu. Yhteenvetoraportti v. 1996. Lapin vesitutkimus Oy. Rovaniemi. 69 s. + liitteet. Kemppainen, S. 1994. Turvetuotantoalueen vesienkäsittelyn ympäristövai kutuksista Utajärven Erkansuolla. Tutkielma. Oulun yliopisto, maantieteen laitos. 71 s. + liitteet. Kubin, E. ja Poikolainen, J. 1982. Hakkaamattoman metsän sekä eri tavoin muokatun avohakkuualan routa-ja lumisuhteista. Folia Forestalia 518.24 s. Laasasenaho, J. 1982. Taper curve and volume functions for pine, spruce and birch. Communicationes Instituti Forestalis Fenniae 108. 74 s. Makkonen, K. 1997. Suullinen tiedonanto. Metsäntutkimuslaitos. Vantaa. Marja-aho, J. ja Koskinen, K. 1989. Turvetuotannon vesistövaikutukset. Vesi-ja ympäristöhallinnon julkaisuja 36. Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto Oy (PSV). 1991. Kainuun vesi-ja ympä ristöpiirin alueen turvetuotantosoiden tarkkailu Oulujoen vesistöalueella v. 1990. Osa I, Kuormitustarkkailu. Oulu. 22 s. + liitteet. Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto Oy ja Oulun Vesiensuojeluyhdistys ry. 1991. Vesianalyysien tulkinta. Moniste. 35 s. + liitteet. 70 Lippo H, Hiljanen R, Kemppainen S, Selin P, Moilnen M, Niem Pja Ijäs L Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto Oy. 1992. Kainuun vesi-ja ympäristöpiirin alueen turvetuotantosoiden tarkkailu Oulujoen vesistöalueella v. 1991. Osa I, Kuormitustarkkailu. Oulu. 22 s. + liitteet. Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto Oy. 1993. Oulun vesi-ja ympäristöpiirin alueen turvetuotantosoiden käyttö-ja kuormitustarkkailu. Yhteenvetoraportti v. 1992. Oulu. 66 s. + liitteet. Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto Oy. 1994 a. Kainuun vesi-ja ympäristö piirin alueen turvetuotantosoiden tarkkailu Oulujoen vesistöalueella v. 1993. Osa I, Kuormitustarkkailu. Oulu. 22 s. + liitteet. Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto Oy. 1994 b. Oulun vesi-ja ympäristöpiirin alueen turvetuotantosoiden käyttö-ja kuormitustarkkailu. Yhteenvetoraportti v. 1993. Oulu. 66 s. + liitteet. Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto Oy. 1995. Oulun vesi-ja ympäristöpiirin alueen turvetuotantosoiden käyttö-ja kuormitustarkkailu. Yhteenvetoraportti v. 1994. Oulu. 60 s. + liitteet. Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto Oy. 1996 a. Kainuun vesi-ja ympäristö piirin alueen turvetuotantosoiden tarkkailu Oulujoen vesistöalueella v. 1994. Osa I, Kuormitustarkkailu. Oulu. 23 s. + liitteet. Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto Oy. 1996 b. Pohjois-Pohjanmaan ympäristö keskuksen alueen turvetuotantosoiden käyttö- ja kuormitustarkkailu. Yhteenvetoraportti v. 1995. Oulu. 60 s. + liitteet. Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto Oy. 1997. Joutensuon luonnontilaisen va luma-alueen velvoitetarkkailutulokset vuodelta 1995. Oulu. Moniste. 2 s. PSV-Maa ja Vesi Oy. 1997. Pohjois-Pohjanmaan ympäristökeskuksen alueen turvetuotantosoiden käyttö-ja kuormitustarkkailu. Yhteenvetoraportti v. 1996. Oulu. 74 s. + liitteet. Selin, P., Marja-aho, J. ja Madekivi, O. 1994. Aqua Peat 95. Uusia menetelmiä turvetuotannon vesienkäsittelyyn. Kauppa-ja teollisuusministeriö, Energia osasto. Katsauksia B:182. 195 s. Sosiaali-ja terveysministeriö (STM). 1994. Talousveden laatuvaatimukset. STM:n päätös N:o 74. Suomen kartasto. 1987. Ilmasto. Maanmittaushallitus, Suomen maantieteellinen seura. Vihko 131. 32 s Vesiyhdistys ry. 1986. Sovellettu hydrologia. Vesiyhdistys ry. Mänttä. 503 s. 71 Haihdutusallas HAIHDUTUSALLAS Risto Hiljanen, Samuli Kemppainen, Harri Lippo, Pirkko Selin ja Lauri Ijäs 1 Haaponevan tutkimusalue Tutkimusalueena on ollut Vapo Oy:n Haapaveden Haaponevan turvetuotanto alueen tuotantolohko 5 (36,3 ha) ja sen vieressä sijaitseva haihdutusallas (15,7 ha). Haaponeva sijaitsee Pyhäjoen vesistöalueella (kuva 1.1), Mieluskosken osavaluma-alueella (54.022). Tuotannossa olevan alueen (353 ha) kuivatusve det johdetaan Humalojan kautta Pyhäjokeen. Tuotantolohkon 5 kuivatusvedet johdettiin aikaisemmin laskeutusaltaiden kautta Pirnesjärveen. Haihdutusallas rakennettiin 1991 ja kuivatusvesien pumppaus al taaseen aloitettiin keväällä 1992. Altaasta vesi haihtuu ilmaan, ja lisäksi se suo tautuu maakerrosten ja ympäröivien penkereiden läpi allasta ympäröivään reu naojaan tai imeytyy maaperään (kuva 1.2). Suotautuneet vedet virtaavat mitta padon kautta laskuojaan. Ylivalumatilanteissa altaan varastotilavuuden loppues sa vesi poistuu ylivuotoputken kautta pintavalutukseen. Haihdutusaltaan alue on aikaisemmin ojitettu, mutta ojitustöiden yhteydessä pin takasvillisuutta ei ole poistettu. Ojituksen jälkeen penkereille on kasvanut pen saita ja koivun taimia. Tyyppikasveja alueella ennen pumppausta olivat sarat, monitähkävilla ja karhunsammalet. Maalaj in määrittämiseksi otettiin altaan alueelta näytteet viidestä pisteestä sekä altaan ulkopuolelta kuuden pohjavesiputken kohdalta. Turvepaksuus on 1 -1,8 m ja pohjamaassa vallitsevana maalajina on hietainen hiekkamoreeni. Altaan ete läosassa on turvekerroksen alla 2 - 3 m kerros hyvin lajittunutta hiekkaa tai hietaista hiekkaa ja syvemmällä on paikoitellen tiivis savikerros. 72 Hiljanen R, Kemppainen S, Lippo H, Selin P ja Ijäs L Kuva 1.1. Haapavedellä sijaitseva Vapo Oy:n Haaponevan turvetuotantoalue. Kuva 1.2. Haapaveden Haaponevan haihdutusallasmenetelmän periaatekuva Haihdutusallas 73 2 Haihdutusaltaan hydraulinen suunnittelu 2.1 Aineistoja menetelmät Tutkimuksessa on mitattu tuotantoalueelta haihdutusaltaaseen pumpatun kuiva tusveden ja sinne sataneen veden määriä. Sadantaa on mitattu piirtävällä sade mittarilla vuosina 1992 -1996. Täydentävinä tietoina on käytetty Piipsannevan turvetuotantoalueen mittausaseman ja Haaponevan turveyrittäjän säähavainto ja- Altaaseen pumpattu vesimäärä on laskettu vesipumpun käyntituntien ja pumpun tuoton (270 m 3 /h) perusteella. Käyntituntimääriä on vuonna 1996 seurattu data- avulla ja aikaisempina vuosina käyttäjän havaintojen perusteella. Pum pun tuotto on mitattu ultraäänimittarilla. Ylivalumatilanteissa eli vedenpinnan noustua tasolle 132,52 m merenpinnan yläpuolelle, vesi on päässyt poistumaan altaasta ylivuotoputken kautta pintavalutukseen. Ylivuotoputken virtaama on määritetty astiamittauksella ja haihdutusaltaan pinnankorkeuden mittaamisella. Altaasta suotautunut vesimäärä on mitattu mittapadon ja limnigrafin avulla. Altaaseen pumpatun ja sataneen sekä samanaikaisesti altaasta poistuneen ve den määriä vertailemalla on pyritty etsimään tilanne, jossa haihdunta ei ole enää ollut riittävää, vaan osa käsiteltävästä vedestä on poistunut ylivuotona luonnonti laiselle suoalueelle. Hydraulista kuormitusta on tarkasteltu pintakuormana (m/ vrk) eli altaaseen vuorokaudessa pumpattu ja satanut kokonaisvesimäärä on jaettu altaan pohjan pinta-alalla (m 3/m2/vrk). 2.2 Käsitellyt vesimäärät Haihdutusaltaan yläpuolisen valuma-alueen kuivatusvedet muodostavat ainoas taan 30 - 40 % altaan pintakuormasta ja loppuosa (60 - 70 %) muodostuu sadan nasta. Esimerkiksi vuonna 1995 altaaseen satoi 34 800 m 3 vettä, sinne pumpat tiin kuivatusvesiä 21 600 m 3 ja ylivuotoputken ja mittapadon kautta poistui 29 400 m 3 (taulukko 2.1). Haihdunnan osuus oli tällöin 48 % kokonaisvesimäärästä. 74 Hiljanen R, Kemppainen S, Lippo H, Selin Pja Ijäs L Taulukko 2.1. Haapaveden Haaponevan haihdutusaltaassa käsitellyt koko naisvesimäärät, altaaseen kohdistunut sadanta sekä sateen ja haihdunnan osuu det kokonaisvesimäärästä. Haihdutusaltaan vesitilavuus täyttyi vuonna 1992, eikä altaasta tällöin poistunut vettä. Altaaseen asennettiin ylivuotoputki syksyllä 1993. Tämän johdosta ala puoliseen vesistöön poistui vuonna 1993 huomattavasti vähemmän vettä kuin seuraavina vuosina. Lisäksi vuoden 1993 tarkkailujakso päättyi kuukautta nor maalia aiemmin eli jo elokuun lopussa joten ko. vuoden tulokset eivät ole täysin vertailukelpoisia vuosien 1994-1996 kanssa. Altaaseen kohdistuva sadanta vaikuttaa mitoituksellisiin suositusarvoihin ja hei kentää puhdistustuloksia vaikuttamalla käsiteltäviin vesimääriin. Koska Haapo nevan haihdutusaltaan pinta-ala on yläpuoliseen valuma-alueeseen verrattuna suhteellisen suuri (43 %), niin suoran sadannan merkitys korostuu. Haaponevan haihdutusallas käyttäytyy veden jakautumisen suhteen toisin kuin esim. Erkansuon kenttäkasvillisuutta ja puustoa kasvava soistuva kangas. Mikä li altaan pinnankorkeus on pumppauksen aloitushetkellä pieni eli altaassa on käyt tämätöntä varastotilaa, ylivuotoa ei tapahdu. Mikäli allas on jäässä tai täynnä lumen sulamisvesiä, niin altaaseen johdetut vedet poistuvat oikovirtauksena ja lähes käsittelemättöminä ylivuotoputken kautta. Vuosina 1994 ja 1995 keväällä alkanut yhtäjaksoinen ylivuotojakso päättyi heinäkuun lopussa ja vuonna 1996 ylivuoto loppui elokuun 20. päivä. Haihdutusaltaan toimintaa on tarkasteltu kuukauden jaksoissa (taulukko 2.2), koska allas tasaa virtaamia ja vaikutukset näkyvät useiden vuorokausien, jopa viikkojen viiveellä. Pintakuorman arvot voivat hetkellisesti olla hyvinkin suuria ilman merkittäviä muutoksia altaan hydraulisessa toiminnassa. Vuosi Käsitelty Sadanta Sateen osuus Kokonaisvesi- kokonais- kokonaisvesi- määrästä haihtunut vesimäärä määrästä m 3 m 3 % % 1993* 66 700 38 000 57 95 1994 45 800 27 500 60 66 1995 56 400 34 800 62 48 1996 58 300 42 800 73 54 * ylivuotoputki asennettiin syksyllä 1993 Haihdutusallas 75 Taulukko 2.2. Haapaveden Haaponevan keskimääräiset pintakuormat, ylivuoto putken ja mittapadon kautta vesistöön poistuneen vesimäärän osuudet kokonaisvesimääristä ja sadanta vuosina 1993 -1996. Ylivuodon osuus käsitellystä vesimäärästä nousee yli 50 %:iin silloin, kun keski määräinen pintakuorma lähestyy arvoa 0,005 m/vrk. Sääolojen vaihtelulla on kuitenkin huomattava merkitys menetelmän toimivuuteen, joten pintakuorman raja-arvo 0,005 m/vrk on ohjeellinen. Esimerkiksi vuoden 1995 heinäkuussa al taasta poistui ylivuotoputken ja mittapadon kautta vain 7,7 % käsiteltävästä ve destä, vaikka keskimääräinen pintakuorma oli jopa 0,006 m/vrk. Vuonna 1993 alapuoliseen vesistöön poistui huomattavasti vähemmän vettä kuin seuraavina vuosina, sillä ylivuotoputki asennettiin syksyllä 1993 vedenpinnan noustessa lä helle altaan penkereiden harjakorkeutta. Ylivuotoputken ja Pintakuorman keski- mittapadon kautta määräinen arvo poistunut vesimäärä Sadanta Vuosi m/vrk % mm 1993 kesäkuu 0,002 9,6 34 heinäkuu 0,004 6,1 75 elokuu 0,007 3,9 133 1994 kesäkuu 0,007 44 82 heinäkuu 0,001 4,9 25 elokuu 0,000 0,0 21 syyskuu 0,003 1,1 48 1995 kesäkuu 0,006 62 78 heinäkuu 0,006 7,7 69 elokuu 0,001 13 57 syyskuu 0,002 5,2 19 1996 kesäkuu 0,005 64 117 heinäkuu 0,004 43 98 elokuu 0,002 26 30 syyskuu 0,001 8,7 29 vuosi 1993 0,004 4,8 242 vuosi 1994 0,003 21 175 vuosi 1995 0,004 23 222 vuosi 1996 0,003 46 272 76 Hiljanen R, Kemppainen S, Lippo H, Selin Pja Ijäs L 3 Veden laatu 3.1 Johdanto Turvetuotantoalueen kuivatusveden laatu on keskeinen tekijä arvioitaessa sekä veden puhdistustarvetta että soveltuvuutta johdettavaksi alapuoliseen vesistöön. Haaponevalla on tutkittu tuotantoalueelta pumppausaltaaseen johdetun kuiva tusveden ja haihdutusaltaaseen pumpatun sekä sieltä suotautuneen ja ylivuotona pintavalutukseen johdetun veden fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia. Tarkoituk sena on ollut selvittää menetelmän vaikutusta veden laatuun turvetuotannon kan nalta keskeisten tunnusten osalta. 3.2 Aineisto ja menetelmät Vesinäytteitä otettiin pumppausaltaasta ja haihdutusaltaan ylivuotoputken suulta sekä mittapadolta, jonka kautta pengerten läpi suotautunut vesi johdettiin ala puoliseen vesistöön (kuva 3.1). Näytteitä otettiin vuosina 1991 -1996 kaikkiaan 98 kpl. Haihdutusaltaan lähiympäristön suoalueen pohjaveden laatua tutkittiin vuosina 1991 -1995 eristysojan ulkopuolelle, luonnontilaiselle suoalueelle asen nettujen pohjavesiputkien (6 kpl) avulla. Vertailunäytteitä putkista otettiin kaikki aan 168 kpl. Näiden näytteiden vedenlaadussa ei tutkimusjakson aikana tapah tunut olennaisia muutoksia, joten seurantaa ei jatkettu enää vuonna 1996. Kuva 3.1. Haapaveden Haaponevan tutkimusalueen pohjavesiputket (P 1 -P6)ja vesinäytteiden ottopaikat; PA(pumppausallas), HA(haihdutusallas), MP (mitta pato) ja X (plankton). 77 Haihdutusallas Vesinäytteet analysoitiin voimassa olevilla standardimenetelmillä Metlan Mu hoksen tutkimusasemalla. Kuivatusvesi-ja suoalueen pohjavesinäytteistä mitat tiin pH-arvo, ammonium- (NH 4 ) ja nitraattityppi- (N0 3 ) sekä fosfaattifosforipi toisuudet (P0 4 ), alkaliteetti, kemiallinen hapenkulutus (COD Mn )ja väriluku. Kui vatusvesinäytteistä mitattiin lisäksi kokonaistyppi- (Kok-N) ja kokonaisfosfori pitoisuudet (Kok-P) sekä kiintoaine. 3.3 Tulokset ja niiden tarkastelu Pumppausaltaassa veden ammonium-ja kokonaistyppi-, kiintoaine-ja fosforipi toisuudet sekä väriluku olivat vuosina 1992-1996 suurempia kuin luonnontilai sella valuma-alueella keskimäärin (taulukko 3.1). Nitraattityppi-ja rautapitoi suudet, pH-arvo sekä CODMn , joka kuvaa lähinnä orgaanisen aineen kokonais määrää (humus) olivat luonnontilaisen alueen kanssa samalla tasolla. Vertailus sa käytetyt valuma-alueiden keskimääräiset pitoisuudet perustuvat luonnontilai silta suovaluma-alueilta eli Vuolijoen Joutensuolta (1990 -1995) ja Soinin Punta risuolta (1985-1987) sekä luonnontilaisilta suovaltaisilta valuma-alueilta Pudas järven Vitmaojalta( 1992- 1996), Simon Kuivasojalta( 1995 -1996) ja Sotkamon Ansopurolta (1985 - 1986) otettuihin näytteisiin (Kaikkonen ym 1996 ja 1997, Marja-ahoja Koskinen 1989, Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto Oy 1991, 1992, 1993,1994ajab, 1995,1996ajabsekä 1997, Pohjois-Suomen Vesitutki mustoimisto -Maa ja Vesi Oy 1997, Wahlgren 1988). Haihdutusaltaassa veden kiintoaine-, rauta-, fosfori-ja nitraattityppipitoisuus oli vat pienempiä, mutta kokonais-ja ammoniumtyppipitoisuus, COD^ja väriluku olivat selvästi suurempia kuin pumppausaltaassa keskimäärin (taulukko 3.1). Lisäksi etenkin ammoniumtyppipitoisuudella oli tutkimusjakson aikana selvästi kasvava trendi. Altaan vesi oli pH-arvon perusteella myös happamampaa ja veden puskurikykyä kuvaava alkaliteetti oli huomattavasti pienempi kuin pump pausaltaassa. Haihdutusaltaasta suotautuneen veden laatua tutkittiin mittapadolta otetuista vesinäytteistä. Mittapadolla kiintoaine-ja kokonaisfosforipitoisuudet sekä värilu ku olivat pienempiä, mutta ammonium-, nitraatti-ja kokonaistyppipitoisuudet sekä COD Mn suurempia kuin pumppausaltaassa keskimäärin (taulukko 3.1). Suotau tunut vesi oli myös happamampaa ja sen alkaliteetti oli pienempi kuin pumppaus altaassa. Mittapadon kautta alapuoliseen vesistöön johdetun veden pH-arvo sekä kokonaisfosfori-ja rautapitoisuus olivat samalla tasolla, mutta typpipitoisuudet, kiintoainemäärä, COD„ sekä väriluku olivat suuremmat kuin keskimäärin luon- Mn nontilaisella valuma-alueella. Lisäksi alkaliteetti oli mittapadolla keskimäärin pie nempi kuin luonnontilaisella suovaluma-alueella. 78 Hiljanen R, Kemppainen S, Lippo H, Selin Pja Ijäs L Taulukko 3.1. Haapaveden Haaponevan pumppausaltaan (1992 - 1996), haihdutusaltaan (1993 - 1996) ja mittapadon (1992 - 1996) sekä viiden luon nontilaisen vertailualueen keskimääräinen veden laatu. Haihdutusaltaan lähiympäristön pohjavesihavaintoputkista (kuva 3.1) vuosina 1992 -1995 otetuissa suoalueen pohjavesinäytteissä olivat pH-arvo, ammonium ja nitraattityppi- sekä rautapitoisuudet, alkaliteetti ja väriluku keskimäärin suu rimmat putkessa P 1 (taulukko 3.2). Suurimman CODMn -arvon osalta oli putkien välillä vaihtelua vuosittain. Ammoniumtyppipitoisuus ja väriluku olivat keskimää rin pienimmät putkessa P 3 ja pH-arvo ja alkaliteetti putkessa P 4. Pienimmän nitraattityppi-ja rautapitoisuuden sekä COD Mn -arvon osalta oli putkien välillä myös vuosittaista vaihtelua. Haihdutusaltaasta suotautuneen veden vaikutusta suoalueella seisovan veden laatuun voidaan arvioida vertaamalla toisiinsa mittapadolta ja havaintoputkista otettuja vesinäytteitä (taulukot 3.1 ja 3.2). Mittapadon veden laatu oli vain nit raattitypen osalta selvästi huonompaa kuin havaintoputkissa ja lisäksi ammo niumtyppipitoisuus oli mittapadolla putken P 1 jälkeen toiseksi suurin. Alkaliteetti ja rautapitoisuus olivat hieman suurempia mittapadolla kuin suoalueen havainto Pumppausallas Haihdutusallas 1992 1993 : 1994 1995 1996 1993 1994 1995 1996 pH 5,8 6,4 7,0 6,5 6,6 5,0 5,0 5,1 5,2 nh 4 -n (Mg/I) 1260 1120 290 1070 520 1200 1750 2470 2970 NO3-N (Jjg/I) 55 85 37 120 80 16 7 17 11 Kok-N (mg/l) - 1,7 0,76 1,9 1,3 2,4 2,9 7,5 6,1 Kok-P (pg/l) 130 290 260 200 340 81 120 210 120 Alkalit, (mmol/l) 0,65 0,80 1,1 0,62 1,1 0,08 0,12 0,07 0,07 Kiintoaine (mg/l) 17 16 23 40 30 11 18 29 7,2 COD Mn (mg/l) 34 39 25 49 25 81 100 95 99 Fe (mg/l) 3,0 3,8 3,6 2,0 2,8 1,8 2,0 1,9 2,1 Väri (mgPt/l) 1050 910 800 1070 1000 1130 1540 1680 1680 Mittapato Luonnontilaiset 1992 1993 1994 1995 1996 vertailualueet pH 6,0 6,0 5,8 5,7 5,9 4,8-6,9 NH 4 -N (Mg/I) 1060 1440 1050 1120 1350 5-373 NO3-N ( M g/I) 330 420 65 160 140 11-79 Kok-N (mg/l) - 2,5 1,6 2,4 3,2 0,35-0,78 Kok-P (Mg/I) 28 47 33 57 59 11-48 Alkalit, (mmol/l) 0,21 0,13 0,14 0,14 0,14 0,16-0,35 Kiintoaine (mg/l) 14 15 15 25 7,1 2-9 COD Mn (mg/l) 37 37 45 57 53 15-42 Fe (mg/l) 2,6 1,7 1,8 2,3 3,2 0,9-4,2 Väri (mgPt/l) 670 610 630 940 990 149-290 Haihdutusallas 79 Taulukko 3.2. Haapaveden Haaponevan haihdutusaltaan lähiympäristössä olevi en havaintoputkien keskimääräinen veden laatu vuosina 1992 -1995. putkisssa. Muiden tunnusten suhteen mittapadon veden laatu oli samaa luokkaa kuin lähiympäristön suovesi keskimäärin. Tulosten perusteella haihdutusaltaasta suotautunut vesi ei heikentänyt lähiympäristössä olevan luonnontilaisen suoalu een veden laatua. Arvioitaessa alapuolisen vesistön kuormitusta vuosina 1991 -1996 on huomioi tava mittapadon virtaaman (max. 6 l/s, kesäkuu 1996) ja marraskuussa 1993 asennetun ylivuotoputken virtaamien vaikutukset. Ylivuotoputken kautta poistu nut vesi on johdettu pintavalutuskenttänä toimineelle luonnontilaiselle suoalueel le, josta se on kulkeutunut pintavalutuksen jälkeen käsiteltynä vesistöön. Altaa seen pumpatun ja sieltä mittapadon ja ylivuotoputken kautta poistuneen veden määrien ja laadun perusteella on laskettu vesistökuormitus sekä ainemäärien reduktiot (taulukko 3.3). 1992 P1 1993 1994 1995 1992 1993 P2 1994 1995 pH 6,0 5,7 5,6 6,0 5,6 5,5 5,5 5,7 NH 4 -N (|jg/l) 2240 2230 1140 1030 120 47 79 45 no 3 -n (Mg/i) 28 19 70 17 25 14 7 26 Alkaliteetti (mmol/l) 0,93 0,66 0,31 1,2 0,54 0,42 0,37 0,62 Rauta (mg/l) 24 33 14 47 15 18 16 27 COD Mn (mg/l) 67 87 37 24 39 35 25 42 Väri (mgPt/l) 2350 2380 1540 2320 660 1100 600 1050 P3 P4 1992 1993 1994 1995 1992 1993 1994 1995 pH 5,5 5,0 5,1 5,4 5,0 4,9 4,7 4,9 nh 4 -n (Mg/I) 14 7 11 15 960 950 590 530 NO3-N (Mg/l) 18 18 9 - 20 9 6 15 Alkaliteetti (mmol/l) 0,30 0,10 0,11 0,24 0,12 0,06 0,05 0,07 Rauta (mg/l) 9,1 0,89 3,8 13 7,4 4,0 4,6 5,9 COD Mn (mg/l) 41 10 24 54 56 70 60 61 Väri (mgPt/l) 790 170 330 930 1190 910 830 870 P5 P6 1992 1993 1994 1995 1992 1993 1994 1995 pH 5,1 5,0 5,2 5,9 5,7 5,4 5,3 5,2 nh 4 -n ( M g/I) 490 400 260 460 200 68 66 47 NO3-N (Mg/l) 11 9 9 6 10 9 8 22 Alkaliteetti (mmol/l) 0,15 0,08 0,08 0,61 0,81 0,32 0,30 0,18 Rauta (mg/l) 6,1 7,3 10 33 21 12 12 18 COD Mn (mg/l) 40 57 40 46 60 53 38 52 Väri (mgPt/l) 890 900 1000 1770 1200 1440 1250 1600 80 Hiljanen R, Kemppainen S, Lippo H, Selin Pja Ijäs L Taulukko 3.3. Ainemäärien reduktiot Haapaveden Haaponevan haihdutusaltaassa vuosina 1993 -1996. Vuonna 1992 altaasta ei lähtenyt vettä alapuoliseen vesis töön (Selin ym. 1994). Ammonium- ja kokonaistypen sekä CODMn-arvon reduktiot ovat vaihdelleet voimakkaasti. Vuosina 1994 -1996 todetut selvästi negatiiviset reduktiot osoitta vat puhdistuskyvyn heikkenemistä. Tämä johtuu mm. altaassa tapahtuneen ak tiivisen mikrobitoiminnan seurauksena muodostuneista typpiyhdisteistä, jotka näkyvät kokonaistyppipitoisuuden kasvuna. Selkeä muutos reduktioissa vuoden 1993 jälkeen on johtunut haihdutusaltaan varastotilavuuden loppumisesta. Tä män seurauksena vettä on jouduttu johtamaan ylivuotoputken kautta pintavalu tuskentälle vuosittain heinä-elokuun vaihteeseen saakka. Pintavalutuskentän toi mivuutta ei ole tässä yhteydessä tutkittuja sen vaikutusta vedenlaatuun ei ole huomioitu. Haihdutusallas on poistanut koko ajan tyydyttävästi nitraattityppeä ja kiintoai netta. Kokonaisfosforin reduktio on ollut positiivinen lukuunottamatta vuotta 1995. Tärkeimpien vedenlaatutekijöiden osalta Haaponevan keskimääräinen ominais kuormitus on moninkertainen verrattaessa esimerkiksi Utajärven Erkansuon haihdutus-ja maaperäimeytyskentällä todettuihin vastaaviin lukuihin (taulukko 3.4). Myös CODMn -arvo Haaponevalla on selkeästi korkeampi kuin Erkansuol la. Verrattaessa Haaponevan ominaiskuormituslukuja vuosina 1994 ja 1995 tark kailussa olleisiin pintavalutuskentällisten tuotantosoiden touko-syyskuun keski määräisiin ominaiskuormituslukuihin (PSV 1996 b), voidaan todeta Haaponevan kuormituslukujen olevan huomattavasti suurempia (taulukot 3.4 ja 3.5). Reduktiot (%) 1993* 1994 1995 1996 nh 4 -N 83 -390 -170 -680 no 3 -n 36 61 37 13 Kok-N 81 -205 -350 -550 Kok-P 98 66 -16 53 Kiintoaine 95 34 5,4 62 COD Mn 71 -210 -140 -450 * ylivuotoputki asennettiin syksyllä 1993. Haihdutusallas 81 Taulukko 3.4. Haapaveden Haaponevan ja Utajärven Erkansuon (koealue B) keskimääräiset ominaiskuormitusluvut (brutto) vuosina 1994 -1996. Taulukko 3.5. Ominaiskuormitusluvut (brutto) pintavalutuskentillä varustetuilta turvetuotantosoilta touko-syyskuussa 1994 ja kesä-syyskuussa 1995. Sekä turve tuotantoalueiden että Vitmaojan luonnontilaisen suon kuormitusluvut perustuvat vuosien 1994-1995 tarkkailututkimuksiin (PSV 1994 b, 1995). 4 Linnusto 4.1 Aineistoja menetelmät Haapaveden Haaponevan haihdutusaltaan linnustoa tutkittiin vuosina 1993 -1995. Havainnot ja yhteenvedon teki Jorma Pessa Oulun yliopiston Perämeren tutki musasemalta dosentti Jouko Siiran ohjauksessa (Pessa 1996). Haihdutusallas on pengerretty muuta ympäristöä korkeammalle ja altaan ympä rillä on syvät reunaojat. Vettä on eniten altaassa olevissa vanhoissa ojissa ja alueen kaltevuudesta johtuen altaan kaakkoiskulmassa. Haihdutusaltaan vesi määrä vaihtelee sateista ja säätilasta riippuen, joten altaan vesipinta-ala vaihte lee huomattavasti ollen laajimmillaan toukokuussa lumensulamisvesien aikana. Kesä-ja syyssateet vaikuttavat myös selvästi altaan vesipintaa nostavasti. 1994 Haaponeva 1995 g/ha/vrk 1996 1994 Erkansuo 1995 g/ha/vrk 1996 Kok-P 0,36 1.1 0,56 0,12 0,07 0,15 P0 4 -P - - - - - - Kok-N 9,6 41 30 4,5 2,4 5,7 NH 4 -N 5,8 14 14 1,5 0,25 0,31 Kiintoaine 63 204 40 22 16 29 COD Mn 320 570 484 230 180 270 Turvesuon bruttokuormitus Luonnonsuon bruttokuormitus 1994 1995 1994 1995 g/ha/vrk g/ha/vrk Kok-P 0,17 0,21 0,07 0,04 Kok-N 5,9 5,8 1,1 0,5 Kiintoaine 22 24 13 10 COD Mn 130 150 82 30 82 Hiljanen R, Kemppainen S, Lippo H, Selin Pja Ijäs L Linnustohavainnointia tehtiin seuraavasti: Parimäärälaskennoissa käytettiin kartoitus-, kierto-ja pistelaskentamenetelmiä (Koskimies & Väisänen 1988). Lepäilijä-ja poikuelaskennoissa menetelmänä oli koko alueen kattava pistelaskenta. 4.2 Haihdutusaltaan lajisto Kahta pesimäkautta kattavan seuranta-aineiston perusteella voidaan todeta, että altaalle on kehittynyt monimuotoinen pesimälinnusto. Pesiviksi todettujen lajien kokonaismäärä oli 29 ja parien yhteismäärä keskimäärin 162. Pesimälajisto koos tuu seuraavista lajiryhmistä: Pesimälajistossa on useita varsinaisille lintuvesille ominaisia lajeja, kuten heinä tavi (Anas querquedula), lapasorsa (Anas clypeata), punasotka (Aythya feri na) ja pikkulokki (Larus minutus) sekä jänkäsirriäinen (Limicola falcinellus), joka edustaa rimmikkoisten aapasoiden lajistoa. Pesivien parien tiheydet olivat, ehkä altaan pinta-alan pienuudesta johtuen, huo mattavan korkeita, useimmissa tapauksissa selvästi korkeampia kuin vertailussa mukana olevilla maamme parhaimmistoon kuuluvilla Ainalin lintujärven kohteil la. 4.3 Muuton aikainen lajisto Muuton aikaisia lintumääriä seurattiin kolmena vuotena, tosin vuonna 1993 vain elokuun puolivälistä alkaen. Vesilintujen esiintymistä kuvaa selvästi kolmihuip puisuus. Ensimmäinen huippu ajoittuu toukokuun jälkimmäiselle puoliskolle, kes kimmäinen keskikesälle ja kolmas huippu sorsastuksen alkuun elokuulle. Vesilin tuja on havaittu haihdutusaltaassa enimmillään 195 yksilöä (14.8.1994). Tavi (Anas Vuosi Aika Laskentapäivät 1993 18.2.-15.10. 8 havaintokertaa 1994 28.4.-10.10. 17 1995 4.5.-10.10. 17 Vesilinnut ja uikut 11 lajia Kahlaajat 8 " Lokkilinnut 5 " Varpuslinnut 5 " 83 Haihdutusallas crecca) on ollut lajeista selvästi runsaslukuisin. Vuonna 1993 taveja havaittiin enimmillään 75, vuonna 1994 191 ja 1995 130 yksilöä. Tukkasotkan (Aythya fuligula), punasotkan (Aythya ferina), heinätavin (Anas querquedula) ja har maasorsan (Anas strepera) esiintyminen painottuu selvästi kevääseen. Muilla lajeilla esiintyminen on tasaisempaa. Kahlaajia esiintyy eniten keväällä. Lepäilijöitten huippu ajoittuu hieman kevään säätiloista riippuen toukokuun jälkimmäiselle puoliskolle. Keväällä 1994 havait tiin enimmillään 84 jakeväällä 1995 jopa47o kahlaajaa. Toinen vaatimattomam pi huippu ajoittuu syysmuuttokaudelle, heinäkuun puolivälin seutuville. Liro (Tringa glareola) ja suokukko (Philomachuspugnax) ovat selviä valtalajeja. Liroja on havaittu enimmillään 330 yksilöä ja suokukkoja 120 yksilöä. Lokkilintuja esiintyi alueella melko tasaisesti eikä selvää huippua havaittu. Pesi vät parit saapuivat keväälläja aloittivat pesinnän toukokuussa. Petolintujen esiin tyminen oli satunnaista. Yksittäisiä muuttajia tai lähiseudulla pesiviä lintuja py sähtyi aika-ajoin saalistamaan altaan ympäristöön. Selvimmät havainnot painot tuvat syysmuuttokaudelle. Varpuslintuja esiintyi melko tasaisesti, vaikka selvästi oli todettavissa sekä ke vätmuutto toukokuulla että syysmuutto heinäkuun lopulta alkaen. Hyönteissyö jät, pääskyt, västäräkit ja kirviset olivat selvästi siemensyöjiä yleisimpiä ruoka vierailijoita altaalla. Lepäilevien vesilintujen määrät kohosivat Haaponevan haihdutusaltaalla elokuun aikana melko tasaisesti. Huippu ajoittui lähelle sorsastuksen alkua. Vuonna 1995 alueella oli paikallisten metsästäjien kanssa sovittu yhteisjahti. Metsästyksen alun jälkeen lintukannat laskivat jyrkästi. Edellisinä vuosina lintukannat pysyivät met sästysajankin selvästikin korkeampina. Syksy 1995 oli poikkeuksellinen, koska vesilintumäärä kohosi uudelleen syyskuussa. Vastaavaa ilmiötä ei muina vuosi na havaittu. Haaponevan altaan kaltaisella suppealla alueella metsästyspaine kohoaa liian korkeaksi. Tämän vuoksi alueelle ei yleensä saavu enää uusia lintu ja metsästyksen aloituksen jälkeen. 4.4 Lajiston monimuotoisuus ja suojeluarvo Haaponevan haihdutusaltaan lajistoa voidaan pitää monimuotoisena ja runsaslu kuisena. Kaikkiaan alueella oli 72 lintulajia (taulukko 4.1). Pesivien lajien määrä on 29, eli peräti 40 % alueen kokonaislajimäärästä. 84 Hiljanen R, Kemppainen S, Lippo H, Seiin p ia Ijäs L Taulukko 4.1. Haapaveden Haaponevan haihdutusaltaalla havaitut lintulajit vuo sina 1993 -1995 (Pessa 1996). Vuosi Vuosi Vuosi Laji 1993 1994 1995 Mustakurkku-uikku Podiceps auritus X X X Laulujoutsen Cygnus cygnus X X Haapana Anas penelope X X X Harmaasorsa Anas strepera X Tavi Anas crecca X X X Sinisorsa Anas platyrtiynchos X X X Jouhisorsa Anas acuta X X X Heinätavi Anas querquedula X Lapasorsa Anas clypeata X X X Punasotka Aythya ferina X Tukkasotka Aythya fuligula X X X Telkkä Bucephala clangula X X X Mehiläishaukka Pernis apivoms X X X Sinisuohaukka Circus cyaneus X X X Kanahaukka Accipiter gentilis X X X Varpushaukka Accipiter nisus X X Hiirihaukka Buteo buteo X X X Piekana Buteo lagopus X X X Ampuhaukka Falco columbarius X Riekko Lagopus lagopus X Kurki Grus gms X X X Tylli Charadrius hiaticula X Kapustarinta Pluvialis apricaria X X Töyhtöhyyppä Vanellus vanellus X X Lapinsirri Calidris temminckii X X Suosirri Calidris alpina X X Jänkäsirriäinen Limicola falcinellus X X Suokukko Philomachus pugnax X X X Taivaanvuohi Gallinago gallinago X X X Pikkukuovi Numenius phaeopus X X Mustaviklo Tringa erythropus X X Punajalkaviklo Tringa totanus X Valkoviklo Tringa nebularia X X Metsäviklo Tringa ochropus X X Liro Tringa glareola X X X Rantasipi Actitis hypoleucos X Vesipääsky Phalaropus lobatus X Pikkulokki Larus minutus X X X Naurulokki Larus ridibundus X X Kalalokki Larus canus X Harmaalokki Larus argentatus X X 85 Haihdutusallas Vuosi Vuosi Vuosi Laji 1993 1994 1995 Kalatiira Stema hirundo X X Käki Cuculus canorus X Tervapääsky Apus apus X X Kiuru Alauda arvensis X X X Törmäpääsky Ripana ripana X X X Haarapääsky Hirundo rustica X X X Räystäspääsky Delichon urbica X X X Niittykirvinen Anthus pratensis X X X Lapinkirvinen Anthus cervinus Keltavästäräkki Motacilla flava X X X Västäräkki Motacilla alba X X X Sinirinta Luscinia svecica X Pensastasku Saxicola nibetra X Kivitasku Oenanthe oenanthe X X X Räkättirastas Turdus pilaris X X Laulurastas Turdus philomelos X Punakylkirastas Turdus iliacus X X X Kulorastas Turdus viscivorus X Pajulintu Phylloscopus trochilus X X Hömötiainen Parus montanus X X Kuusitiainen Parus ater X Lapinharakka Lanius excubitor X Varis Corvus corone X X Korppi Corvus corax X X X Kottarainen Stumus vulgaris X Peippo Fringilla coelebs X Järripeippo Fringilla montifringilla X X Urpiainen Carduelis flammea X Lapinsirkku Calcarius lapponicus X Pohjansirkku Emberiza rustica X X X Pajusirkku Emberiza schoeniclus X X X Lajimäärä/vuosi 40 55 57 Kumulatiivinen lajimäärä 40 63 72 Ryhmittäiset lajimäärät Vesilinnut 9 9 11 Päiväpetolinnut 6 6 - 6 Kanalinnut 1 0 0 Kurkilinnut 1 1 1 Kahlaajat 6 13 12 Lokkilinnut 1 4 5 Käkilinnut 0 1 0 Tervapääskyt 0 1 1 Varpuslinnut 16 20 21 86 Hiljanen R, Kemppainen S, Lippo H, Se l'n Pja Ijäs L Vesilintujen poikastuotto on tärkeä arvioitaessa kosteikon linnustollista arvoa. Poikastuottoa tutkittiin vuosina 1994 - 1995 Haaponevan altaan lisäksi neljältä vertailualueelta (taulukko 4.2). Vuosien välillä oli todettavissa selvästi eroja, mutta kuitenkin alueiden välinen vaihtelu pysyi pienenä. Haaponevalla vesilinnut tuot tivat molempina vuosina 17 poikuetta. Poikasmäärä oli kuitenkin vuonna 1995 pienempi kuin useimmilla vertailualueilla. Pesinnät onnistuivat Haaponevalla hyvin, jopa muita vertailualueita paremmin onnistumisasteen ollessa 47 %. Haaponevan haihdutusaltaan linnuston arvoa voidaan mitata käyttämällä maa ja metsätalousministeriön asettaman lintuvesityöryhmän (1981) ns. suojelupiste arvojärjestelmää (taulukko 4.3). Siinä kukin lintuvedelle ominainen laji saa suo jelupistearvon ja tämän menetelmän avulla voidaan verrata erilaisia kosteikkoja keskenään. Tämän pisteytyksen mukaan on selvää, että Haaponevan haihdutusallas on lin tuvesialtaana varsin onnistunut. Vertailussa mukana olevista alueista Apaja, Korkatti ja Litukka ovat osa Ainalin kansainvälistä lintuvesikokonaisuutta. Taulukko 4.2. Vesilintujen poikastuotto Haapaveden Haaponevan haihdutusaltaalla ja läheisillä vertailualueilla heinäkuussa 1994 ja 1995. Poikastuotto alueittain Haaponeva Apaja Korkatti Litukka Haaralampi Laji 1994 1995 1994 1995 1994 1995 1994 1995 1994 1995 Silkkiuikku - - 3/2* - 5/3 - - - - - Härkälintu - - 2/1 - 1/1 - - - - - Musta- kurkku-uikku 6/3 4/2 - - - - - - - - Haapana 10/2 - 9/2 19/6 22/4 13/2 4/1 9/2 - - Tavi 41/9 48/12 20/5 35/7 13/3 15/3 28/5 40/7 - - Sinisorsa - 4/1 7/1 - 6/1 - - 7/1 - - Jouhisorsa 4/1 7/2 43/7 24/3 23/4 17/3 47/8 34/6 - - Lapasorsa 8/1 - 17/3 21/3 13/2 - - - - - Punasotka - - 6/1 5/2 5/1 - - - - - Tukkasotka - - 54/9 35/16 50/6 25/4 29/4 12/3 - - Telkkä 3/1 - 18/3 5/2 15/2 5/1 6/1 5/1 6/1 5/1 Uivelo - - - - - - 3/1 - - - Yhteensä 72/17 63/17 179/34 144/39153/27 75/13 117/20 107/20 6/1 5/1 * Merkintä esim. 3/2 tarkoittaa yhteensä kolmea poikasta kahdessa poikueessa. 87 Haihdutusallas Taulukko 4.3. Haapaveden Haaponevan haihdutusaltaan linnuston suojelupiste arvo verrattuna lähialueen muihin arvokkaisiin lintuvesiin (Komiteanmietintö 1981:32, Pessa, 1996). Kosteikkoalueen pinta-ala vaikuttaa tietenkin linnuston määrään merkittävästi. Vertaamalla Haaponevan haihdutusaltaan linnuston laji-japarimääriätilastolli sesti (vrt. Pessa 1996) voitiin todeta, että Haaponevan altaasta lähes koko pinta ala on linnuille sopivassa pesintäkäytössä. Normaalisti järvissä vain tietyt koh teet sopivat pesintään. Haaponevan haihdutusaltaaseen on kehittynyt nopeasti monipuolinen ja runsaslukuinen pesimälinnusto. Lajisto on lintuvesille ominaista ja siinä on edustettuna useita vaateliaita kosteikkolajeja. Alueen kokoon suhteutettuna pesivien lajien ja parien määrät sekä luonnollisesti myös tiheydet ovat vertailualueita korkeampia. Pesimälinnuston suojelupistear von perusteella allas on siten jopa valtakunnallisesti arvokas lintuvesi. Linnuston ja kosteikon välisen pinta-alavertailun perusteella voi ennustaa, että jos altaan kokoa kasvatettaisiin ja vesiolot sekä kasvillisuusvyöhykkeet pysyvät linnuston kannalta sopivina, pesimälajiston määrä edelleen monipuolistuisi ja parimäärät kasvaisivat. Tämä tulos antaa ideoita Haaponevan tulevaan turvetuotantoalu een jälkikäyttöön. Haaponevan altaan osalta parimäärien kasvu olisi alueen laa jentumisen seurauksena ilmeistä, mutta tällä suppealla alueella monipuolistumi nen on jo epävarmaa lajiston ollessa jo nyt monipuolinen. Vesialueiden määrän lisääminen ja niiden osittainen syventäminen voisi lisätä sukeltajasorsien ja eri tyisesti tukkasotkan ja telkän parimääriä alueella. Pesäuuttujen sijoittaminen al taan läheisyyteen myös lisäisi todennäköisesti telkkäkantaa. Lintukannan vah vuuteen vaikuttaa alueen kasvillisuuden ja pieneliöstön kehitys tulevina vuosina. Suojelupistearvo 1994 1995 Haaponevan haihdutusallas 56 68 Apaja 96 102 Korkatti 70 68 Litukka 36 58 Haaralampi 9 5 88 Hiljanen R, Kemppainen S, Lippo H, Selin Pja Ijäs L 5 Kasvillisuus 5.1 Aineistoja menetelmät Haaponevan haihdutusaltaaseen merkittiin vuonna 1991 yhteensä 16 pinta-alal taan 1 m 2 suuruista kasvillisuusruutua, joista määritettiin kasvilajit ja niiden peit tävyydet vuosina 1991 ja 1992. Näyteruudut kuvasivat rimpipintojen kasvilajis toa. Kasvillisuusruutujen kartoituksen yhteydessä tehtiin myös havaintoja luon nontilaisen osan kasvillisuudesta. Vuodesta 1993 lähtien altaan kasvillisuusruu dut ovat olleet pääosin veden peitossa ja sen vuoksi ruutujen kasvillisuutta ei ole voitu analysoida. Havainnot kasvillisuuden muutoksista vuosilta 1993 -1996 ovat hajanaisia ja yleispiirteisiä. 5.2 Tulokset ja niiden tarkastelu Haaponevan haihdutusallas ojitettiin vuonna 1980 muun suoalueen ojituksen yh teydessä. Kasvillisuustutkimuksen aloittamisen aikaan v. 1991 suo oli rimpine vamuuttumaa. Alueella kasvoi yksittäisiä koivun (Betulapubescens)]a männyn (Pinus sylvestris) taimia jänteillä ja ojien penkoilla. Jänteiden yleisimmät kent täkerroksen lajit olivat vaivaiskoivu (Betula nana), suokukka {Andromedapo lifolia), variksenmarja (Empetrum nigrum), tupasvilla (Eriophorum vagina tum) ja pullosara (Carex rostrata). Rimpipintojen kasvillisuutta selvitettiin tarkemmin 16 näyteruudusta. Vuonna 1991 rimpipinnoilla kenttäkerroksen yleisimmät lajit olivat luhtavilla (Eriophorum angustifolium), suokukka, valkopiirtoheinä (Rhynchospora alba) ja. tupasvilla. Kaikkia näitä lajeja oli yli puolella tutkituista ruuduista. Peittävyydeltään suurin osuus kenttäkerroksessa oli luhtavilialla (11 %), muiden yksittäisten lajien osuu den jäädessä alle viiden prosentin. Pohjakerroksessa valtalajeina olivat korpi karhunsammal (Polytrichum commune) ja rämekarhunsammal (Polytrichum strictum), joiden yhteenlaskettu peittävyys oli 45 %. Karhunsammalet olivat vallanneet alaa ojituksen jälkeen, sillä niiden osuus läheisillä ojittamattomilla rim pipinnoilla oli selvästi vähäisempi. Toinen merkittävä muutos haihdutusaltaan rim pipinnoilla oli raatteen (Menyanthes trifoliata) puuttuminen. Luonnontilaisilla alueilla raatetta esiintyi yleisesti. Rahkasammalten esiintyminen rimmissä ja nii den reunoilla oli laikuttaista ja niiden kokonaispeittävyys oli vain runsaat 7 %. Vuonna 1992 muutokset olivat pieniä vähäisistä pumppausvesistä johtuen. Kar hunsammalet olivat kuitenkin kärsineet kohonneesta vesipinnasta ja rahkasam malet hiukan hyötyneet. Kasvillisuusruuduista tavattiin tuolloin uusina lajeina raate ja kihokki (Drosera sp.). 89 Haihdutusallas Yleispiirteisen tarkastelun ja valokuvien perusteella haihdutusaltaan kasvillisuu dessa tapahtuneet muutokset ovat olleet suuria niin kokonaan veden peittämillä rimpipinnoilla kuin myös matalilla ranta-alueilla ja jänteillä. Syvissä rimmistä kas villisuus on hävinnyt lähes kokonaan. Jänteillä, niiden reunoilla sekä altaan mata lassa länsireunassa lähes kauttaaltaan sarat ovat runsastuneet ja muodostavat sopivissa kosteusoloissa vallitsevan kasvuston. Altaan länsireunassa sarojen li sääntymisen havaitsee parhaiten, sillä siellä rimpipintojen osuus pinta-alasta on huomattavasti pienempi kuin itä-ja kaakkoisosassa. Kuva 5.1 havainnollistaa kasvillisuuden muuttumista altaan alavimmilla alueilla lähellä mittapatoa, jossa vesisyvyys on suurin. Kuva 5.1. Haapaveden Haaponevan haihdutusaltaan kasvillisuutta kaakkois kulmalla syksyllä 1991 (yläkuva) ja syksyllä 1996 (alakuva). 90 Hitjanen R, Kemppainen S, Lippo H, Selin P ia Ijäs L 6 Kasvi- ja eläinplankton 6.1 Aineistoja menetelmät Haaponevan haihdutusaltaasta otettiin vuosina 1995 -1996 kasvi-ja eläinplank tonnäytteitä (kuva 3.1). Kasviplanktonnäytteet otettiin Ruttner-noutimella (tila vuus n. 21) ja näyte oli yhteensä 200 ml. Näyte kestävöitiin välittömästi Lugolin liuoksella ja seuraavana päivänä laboratoriossa neutraloidulla formaliinilla. Kas viplanktonin lajisto määritettiin mikroskooppisesti vuonna 1995 MS 300 -yksik kömenetelmällä ja vuonna 1996 500 -yksikkömenetelmällä. Määritystyön teki FK Kristiina Eskonen T:mi Mikrobiosta. Eläinplanktonnäytteet otettiin Ruttner-noutimella (tilavuus 21) siten, että yhden näytteen kokonaistilavuudeksi tuli 101. Näytevesi suodatettiin 50 plankton haavin läpi ja haavin sisään jäänyt näyte säilöttiin 200 ml muovipulloon. Näyte kestävöitiin neutraloidulla formaliinilla. Lajistomääritykset, biomassalaskelmat ja johtopäätökset teki FL Tapio Sutela Oulun yliopiston biologian laitokselta. 6.2 Tulokset ja niiden tarkastelu Vuonna 1995 Haaponevan haihdutusaltaan kasviplanktonnäytteiden keskimää räinen biomassa oli 7,8 mg/l ja lajisto koostui pääasiassa pienistä miksotrofisina pidetyistä flagellaateista, mm. Cromulina sp. ja Dinobryon sp. Vuonna 1996 vastaava kasviplanktonin keskibiomassa oli 9,7 mg/l. Vuosien välinen ero saattoi johtua myös siitä, että vuonna 1996 tutkittiin 9 näytettä/näytteenottopisteja vuonna 1995 vastaavasti 5 näytettä/näytteenottopiste. Toisaalta lajistoa tarkasteltaessa voidaan todeta, että yleisilme on hieman monipuolistunut vuonna 1996. Haaponevan näytteenottopisteeltä tutkittiin viisi kasviplanktonnäytettä vuonna 1995 ja yhdeksän vuonna 1996. Vuoden 1995 keskimääräinen kasviplanktonbio massa oli 12,7 mg/l ja vuonna 1996 selvästi alhaisempi eli 4,7 mg/l. Elokuussa 1995 pikkuflagellaatit muodostivat lähes 40 mg/l biomassan. Vuonna 1996 tak soneita oli yhteensä 35. Planktonkuva on hieman monipuolistunut tutkimuksen aikana. Tärkein ryhmä on edelleen kultalevät, (Chrysophyceae), mutta myös nielulevien (Cryptophyce ae), piilevien (Diatomophyceae) ja viherlevien (Chlorophyceae) osuus oli kas vanut. Chromulina sp. ja tunnistamattomat pikku flagellaatit muodostivat mer kittävän osan biomassasta. Pieniä bakteereita tavattiin merkittäviä määriä. La jistoissa oli niukasti olikotrofiaindikaattoreitaja jonkin verran eutrofiaa suosivia lajeja. Erityisesti eutrofiaa suosivia lajeja todettiin kesä-heinäkuun näytteissä. 91 Haihdutusallas Taulukko 6.1. Haapaveden Haaponevan haihdutusaltaan kasviplanktonlajistoja bi massa pg/l v. 1996. Kasviplanktonlajisto Biomassa, pg/l Vuosi 1996 3.6. 17.6. 1.7. 15.7. 29.7. 12.8. 26.8. 5.9. 22. CYANOPHYCEAE Microcystis reinboldii iso y - 174 - - - - - - Microcystis reinboldii pieni y - - - - - - - 18,8 0,0 174 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 18,8 i CRYPTOPHYCEAE Gryptomonas sp, iso s - - - 125 208 208 - - Gryptomonas sp, keskik, s - 1810 6390 288 95,8 - 192 144 2' Gryptomonas sp, pieni s, 83,3 81,0 347 750 - - - 125 83,3 1890 6740 1160 304 208 192 269 2> DINOPHYCEAE Gymnodinium sp, keskik, s - - 868 - - - - - 0,0 0,0 868 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0 CHRYSOPHYCEAE Chromulina sp, s 1460 134 833 930 1580 2920 4580 1920 16: Chrysidiastrum catenatum s 53,8 - - - - - - - Chrysococcus sp, s - 17,4 - 25,0 - - 62,5 - Dinobryon pediforme s - 6,9 - - - - - - Flageliata spp, pieni s 34,4 125 781 176 - 1250 563 209 40 Mallomonas crassisquama s - 139 208 - - - - - Mallomonas tonsurata s - 34,7 - - - - Pseudopedinella sp, s - 40,5 69,4 - - - - - Uroglena sp, pieni s 12,5 2,3 34,7 - - - - - 1560 465 1960 1130 1580 4170 5210 2130 167 DIATOMOPHYCEAE Eunotia sp, iso s - - - - - 500 1500 - Eunotia sp, keskik, s - - - - - 41,7 - 20,8 Tabellaria flocculosa s - - 111 - - 333 - - 0,0 0,0 111 0,0 0,0 875 1500 20,8 0,< EUGLENOPHYCEAE Trachelomonas volvocina s - - 125 45,0 75,0 - 75,0 37,5 0,0 0,0 125 45,0 75,0 0,0 75,0 37,5 0,( PRASINOPHYCEAE Prasinophyceae sp, - 3,5 - - - - - - 0,0 3,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,l CHLOROPHYCEAE Chlamydomonas sp, iso s - - 208 650 - 333 - 83,3 41,' Chlamydomonas sp, keskik, s 208 34,7 243 1130 1380 41,7 - - 62,: Chlamydomonas sp, pieni s 100 55,6 62,5 90,0 62,5 - - - 92 Hiljanen R, Kemppainen S, Lippo H, Selin P ja Ijäs L 6.3 Eläinplanktonlajisto Eläinplanktontaksoneja oli vuonna 1996 yhteensä 18 kappaletta. Rataseläinlajis to (Rotatoria) oli kohtalaisen runsas ja siinä esiintyi selvästi tyypillisiä bakteeri ravintoa ja hajottavaa ainesta hyväkseen käyttäviä lajeja. Vesikirppuja ei näyt teissä esiintynyt vuonna 1995 ja hankajalkaisäyriäisiäkin (Copecoda) vähän. Tyypillisimpiä olivat Cyclopoida naupliukset ja joitakin Eudiaptomus graci loides -yksilöitä. Lajisto oli tyypillinen pienvesien lätäkkölajistoa muistuttava. Vesikirput puuttuivat Haaponevan haihdutusaltaasta lähes kokonaan. Ainoa ta vattu vesikirppulaji (Acantholeberis curvirostris) ei ole varsinainen planktonla ji vaan tyypillinen pohjan tuntumassa esiintyvä vesikirppu. Sekä vesikirppujen että hankajalkaisten vähyyteen lajistossa vaikuttaa altaan pienuus ja mataluus sekä vedenlaatutekijät kuten happamuus ja kiintoainepitoi suus. Kiintoaine saattaa häiritä joitakin eläimiä ympäröivää hyytelövaippaa tai mm. vesikirppulajien suodatukseen perustuvaa ravinnonottomekanismia. Haa ponevan eläinplanktonlajistossa esim. Bdelloidea sp. ja Vorticella sp. takso nien tiheydet osoittavat selvästi pienvesistön tai lätäkön luonnetta. Vuonna 1996 oli rataseläinten yksikkömäärä edellisvuotta korkeampi, mutta lajistossa ei kui tenkaan ollut muutosta rehevyyttä suosiviin lajeihin. Todetut vuosien väliset erot sekä lajiston tiheydessä että yksikkömäärissä johtuvat mm. vuosien välisistä sää tilaeroistaja näytteenottoon liittyvistä tekijöistä. Kasviplanktonlajisto Biomassa, pg/l Vuosi 1996 3.6. 17.6. 1.7. 15.7. 29.7. 12.8. 26.8. 5.9. 22.9. Closterium acutum var, variable s - - - - - - - - 10,4 Dictyosphaerium pulchellum 4-s - 4,6 83,3 40,0 16,6 16,7 - - - Dictyosphaerium subsolitarium 4-s- - 1,7 - - - - - - Fusola viridis 2-s - - - - - - - 10,4 - Koliella longiseta s - 27,8 10,4 7,50 - - - - - Mougeotia sp, s - 1160 - - - - - - - Spondylosium planum s - 34,7 - - - - - - - Staurastrum lunatum s - - - 118 - - - - - Stauastrum setigerum s - - 486 - - - - - - Teilingia granulata s - 49,2 34,7 6,3 31,3 - - - - 308 1360 1130 2040 1490 392 0,0 93,8 115 BACTERIOPHYCEAE Macromonas bipunctata s - - - - - 417 - - - 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 417 0,0 0,0 0,0 YHTEENSÄ (|jg/l) 1950 3900 10900 4375 3450 5640 6980 2570 2020 (mg/l) 1,95 3,90 10,9 4,38 3,45 5,64 6,98 2,57 Haihdutusallas 93 Taulukko 6.2. Haaponevan haihdutusaltaasta todetut eläinplanktontaksonit ke sällä 1996. Kuva 6.1. Eläinplanktonbiomassa (mg/m 3 ) Haapaveden Haaponevalla kesällä 1996. Eläinplanktontaksonit Protozoa, alkueläimet Difflugia. sp Vorticella sp Rotatoria, rataseläimet Bdelloidea sp. Brachionus urceus Collotheca sp. Conochilus unicornis Kellicottia longispina Kellicottia longispina Lecane luna L. lunaris Lepadella sp. Polyarthra remata P. vulgaris Sync haet a sp. Trichocerca sp. Cladocera, vesikirput Acantholeberis curvirostis Copepoda, hankajalkaisäyriäiset Cyclopoida nauplius kopepodiitti Calanoida nauplius kopepodiitti 94 Hiljanen R, Kemppainen S, Lippo H, Selin Pja Ijäs L 7 Haihdutusaltaan toimivuus Haaponevan haihdutusaltaasta vesi haihtui ja lisäksi se imeytyi maaperään ja suotautui reunaojaan. Suotuisissa sääoloissa kesäkuukausina yli 50 % altaaseen kohdistuneesta kokonaisvesimäärästä haihtui, koska tällöin pintakuorma oli toi mivuuden kannalta sallituissa rajoissa. Ylivuotoputken kautta poistui 30 - 40 % vesimäärästä ja loppuosa suotautui pengerten läpi reunaojaan. Keväisin on lumen sulamisvesiä johdettu ylivuotoputken kautta pintavalutukseen. Altaaseen on ajoittain sateena kohdistunut hydraulista lisäkuormitusta, joten ve denkorkeus on pysynytylivuotorajallaja vesiä on johdettu pintavalutuskentälle vuosittain heinä-elokuulle saakka. Tämä osoittaa sen, että altaan varastotilavuus oli liian pieni sekä sulamis- että sadevesien samanaikaiseen varastointiin. Haihdutusaltaaseen pumpattu kuivatusvesi sisälsi humusta ja runsaasti ravintei ta. Haihtumiselle ja samalla mm. mikrobitoiminnalle otollisten sääolojen takia veden laatu altaassa muuttui huomattavasti - vesi happamoitui ja mm. ammo nium-, nitraatti-ja kokonaistyppipitoisuudet sekä COD Mn-arvo kasvoivat. Koko naisfosforipitoisuusjakiintoainemäärä sen sijaan pienenivät. Altaan puhdistusteho vaihteli suuresti. Kokonaisfosforin, nitraattitypen ja kiinto aineen määrät pienenivät. Ammonium-ja kokonaistypen sekä kemiallisen ha penkulutuksen ainemäärät kuitenkin kasvoivat allaskäsittelyn tuloksena. Tämä osoittaa, että Haaponevan allas ei sovellu useita vuosia kestävään kuivatusvesi en puhdistuskäyttöön. Suoalueen pohjavedessä tapahtui pohjavesiputkista otettujen vesinäytteiden pe rusteella vähäisiä vedenlaatumuutoksia, mutta selkeää trendiä ei todettu. Suo alueen pohjavedenpinta oli vuosittain korkeimmillaan keväisin, jonka jälkeen se laski kesäkuukausien ajan ja kääntyi syksyllä jälleen nousuun. Runsaat sateet nostivat tilapäisesti pohjavedenpintaa. Haihdutusaltaan kasvi-ja eläinplanktonlajisto oli suppeaa, lähinnä suoperäisiä lätäkkölajeja tai pienvesien lajeja edustavaa. Myös lintujen predaatio on saatta nut vaikuttaa vesikirppu-ja hankajaikaislaj ien niukkuuteen samoin kuin joissakin määrin haihdutusaltaan veden laatuun. Flagellaattien runsaus, varsinkin syksyl lä, kuvaa voimakasta orgaanisen karikkeen hajotusta altaaseen vesienkäsittelyn ohella. Myönteiseksi asiaksi on osoittautunut altaan toimiminen lintujen pesimis ja levähdyspaikkana. Linnut ovat hyvin sopeutuneet pumpun ääneen sekä vä häiseen työpaikkaliikenteeseen. Lajisto on monipuolinen ja runsaslukuinen. Haaponevan haihdutusaltaan rakentaminen on aiheuttanut yhtä paljon kustan nuksia kuin vastaavankokoisen pintavalutuskentän rakentaminen. Rakenteet ovat 95 Haihdutusallas samat; pumppausallas, pumppukaivo, pumppuja allasta kiertävät penkereet. Li säksi kustannuksia on aiheutunut ojituksista, mittapadon rakentamisesta ja vir taamani ittauslaitteista. Pintavalutuskenttään verrattaessa lisäkustannuksia voi tapauskohtaisesti muodostua myös korkeampien penkereiden sekä ylivuotora kenteiden rakentamisesta. Haihdutusaltaan käyttökustannukset ovat samaa suu ruusluokkaa kuin vastaavankokoisen pintavalutuskentän. 8 Johtopäätökset ja suositukset Haaponevan tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että haihdutusallas ei sel laisenaan ole yleisesti hyödynnettävissä vesienkäsittelymenetelmänä. Käsittely tasaa virtaamia, mutta sen tehokas käyttöikä on vain muutamia vuosia. Sitä voidaan käyttää esim. kaksi - kolme vuotta peruskunnostusvaiheen aikais ten ojitusvesien käsittelyssä, jolloin tarvitaan normaalin perustason vesi enkäsittelyn lisäksi tehostustoimia. Lisäksi altaan rakentaminen voi olla pe rusteltua, jos samalla aiotaan edistää alueen jälkikäyttöä monipuolisena lintuve tenä. Altaan avulla voidaan poistaa kokonaisfosforia, kiintoainetta ja nitraattityppeä. Toisaalta allaskäsittelyssä CODMn, ammonium-ja kokonaistyppikuormitukset kasvavat mm. pohjan laadusta riippuen. Puhdistusteho paranee, mikäli allasta kuormitetaan pienemmällä pintakuormalla kuin Haaponevalla. Käytännössä tämä aiheuttaa niin suuren pinta-alatarpeen, että altaan rakentaminen on kyseenalais ta taloudellisten seikkojen vuoksi. Altaan puhdistusteho on vaihdellut vuosittain ja trendi on ollut typpiyhdisteiden ja humuksen osalta heikkenevä. Viimeisten kolmen vuoden aikana allas on lisännyt lähtevän veden kokonais-ja ammonium typpi sekä COD Mn -kuormitusta. Haaponevan haihdutusaltaan varastotilavuuden loppuessa ja altaan pintakuor man ollessa pitkäaikaisesti yli 0,005 m/vrk vettä on jouduttu juoksuttamaan yli vuotorakenteiden kautta altaasta pois. Pintakuorma voi sääolosuhteista johtuen kuitenkin tapauskohtaisesti vaihdella. Yksistään sadanta voi muodostaa yli 50 % altaaseen kohdistuvasta pintakuormasta. Turvetuotantoalueen keskivaluma vaih telee vuosittain ja käytettäessä mitoituksessa sallitulle pintakuormalle arvoa 0,005 m/vrk ja valumalle arvoa 10 l/s/km 2 (Vesiyhdistys 1986), saadaan Haaponevan tapauksessa altaan tehokkaan pinta-alan vaatimukseksi vähintään 18 % yläpuo lisesta valuma-alueesta. Kuitenkin turvetuotantoalueiden kesäajan keskivalumat ovat ajoittain suurempia kuin 10 l/s/km 2 . Tämä on todettavissa mm. monista turvetuotantoalueiden tarkkailututkimustuloksista jo useilta vuosilta. Jos esim. mitoitusvaluman arvona käytetään Hämeen ympäristökeskuksen toiminta-alu eella vuonna 1996 tarkkailututkimuksissa todettua keskivalumaa 13,9 l/s/km 2 96 Hiljanen R, Kemppainen S, Lippo H, Selin Pja Ijäs L (Perälä 1997 j saadaan Haaponevan tapauksessa tehokkaan pinta-alan vaati mukseksi vähintään 25 % yläpuolisesta valuma-alueesta. Em. mitoitusarvoilla allas toimii normaali-ja aiivalumatilanteissa haihdutusaltaana ja ylivalumatilan teissa altaasta poistuu vettä ylivuotoputkien kautta. Jos haihdutusallas halutaan mitoittaa tätäkin suuremmalle valuman arvolle salli tun pintakuorman pysyessä samana (0,005 m/vrk), niin vaadittu tehokas pinta ala kasvaa samassa suhteessa. Esimerkiksi viranomaisten antamana laskeutus altaiden mitoitusarvona käytetään 300 l/s/km 2 . Tätä mitoitusarvoa ei ole syytä käyttää haihdutusaltaan mitoitusarvona, koska altaaseen johdettava vesimäärä tulee tuotantoalueelta pumppauksen kautta. Pumput mitoitetaan yleensä valu malle 100 l/s/km 2 ja pumpattaessa mitoitusarvon ylittävät vesimäärät pysähtyvät tuotantoalueen ojastoihin odottamaan pumppausta altaaseen. Haihdutusaltaan mitoittaminen laskeutusaltaille annettua mitoitusarvoa käyttäen vaatisi altaan pinta alan kasvattamista kohtuuttoman suureksi eikä tilanne muutenkaan olisi realisti nen. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että haihdutusallasta suunniteltaessa on otetta va huomioon seuraavat seikat: • Allasta ei suunnitella tärkeälle pohjavesialueelle tai sen välittömään läheisyy teen. • Allasalueen maaperä ja pinnanmuodot tutkitaan etukäteen. • Allasalueella on oltava mahdollisimman vähän ojia oikovirtauksien minimoimiseksi. • Allasalueelta ei poisteta kasvipeitettä. • Mitoituksen lähtökohdaksi arvioidaan sallittu pintakuorma. • Mitoitusvaiheessa huomioidaan mm. vesipumpun tuotto, valuma-alueen koko, sadanta ja suunniteltavan altaan toimiva pinta-ala. • Altaan pinta-ala suhteessa yläpuoliseen valuma-alueeseen tulee olla mahdol lisimman suuri pintakuorman minimoimiseksi. • Sallitun pintakuorman ylittymisen varalta on rakennettava ylivuotorakenteet, joiden asennuskorkeudella voidaan hallita ja säännellä ylivuodon ajallista kes toa. Mitä korkeammalle ylivuotorakenteet asennetaan, sitä lyhyemmän ai kaa vesi poistuu niiden kautta. • Altaaseen voidaan pumpata vettä sitä enemmän, mitä korkeammat penkereet altaaseen rakennetaan. Allastilan riittävyys on kriittisintä lumensulamisen jäl keen. • Altaasta ylivuotorakenteiden kautta poistuva vesi on ohjattava pintavalutuksen tai muun jatkokäsittelyn kautta alapuoliseen vesistöön. Haihdutusallas 97 • Poistuvia vesimääriä on voitava mitata ja laatua on voitava havainnoida. • Pumpun ja putkilinjojen mitoituksessa on otettava häviöt huomioon ja putki linjojen pituudet on minimoitava. • Pengerten kuntoa on säännöllisesti seurattava. Haihdutusallas voi soveltua mataloituneiden tuotantokenttien vesienkäsittelyyn, tehostamaan muutaman vuoden aikana kentän vesienkäsittelyä. Tällöin voidaan altaana käyttää tuotannosta jo vapautuneita lohkoja. Menetelmä on tutkimisen arvoinen erityisesti niissä kohteissa, joissa kuivatus on hoidettu pumppaamallaja tulevana jälkikäyttömuotona on esimerkiksi lintuvesi. Kirjallisuus Kaikkonen, K., Kiviniemi, M. & Salo, 0.1996. Lapin ympäristökeskuksen alu een turvetuotantosoiden käyttö-, kuormitus-ja vesistötarkkailu. Yhteenveto raportti v. 1996. Lapin vesitutkimus Oy. Rovaniemi. 55 s + liitteet. Kaikkonen, K., Kiviniemi, M. & Salo, O. 1997. Lapin ympäristökeskuksen alu een turvetuotantosoiden käyttö-, kuormitus-, vesistö-ja biologinen tarkkailu. Yhteenvetoraportti v. 1996. Lapin vesitutkimus Oy. Rovaniemi. 69 s + liitteet. Komiteanmietintö 1981:32. Valtakunnallinen lintuvesien suojeluohjelma. Lintu vesityöryhmä. Helsinki. Koskimies, R & Väisänen, R.A. 1988. Linnustoseurannan havainnointiohjeet. Helsingin yliopiston eläinmuseo. Helsinki. Marja-aho, J. & Koskinen, K. 1989. Turvetuotannon vesistövaikutukset. Vesi ja ympäristöhallinnon julkaisuja 36:1-278. Perälä, H. 1997. Hämeen ympäristökeskuksen toimialue. Turvetuotantoalueiden käyttö-ja kuormitustarkkailu v. 1996. Kokemäenjoen vesiensuojeluyhdistys ry- Pessa, J. 1996. Haapaveden Haaponevan haihdutusaltaan linnustotutkimukset 1993 -1995. Loppuraportti. Perämeren tutkimusasema, Oulun yliopisto. Oulu. 6 s + liitteet. Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto Oy (PSV). 1991. Kainuun vesi : ja ympäristöpiirin alueen turvetuotantosoiden tarkkailu Oulujoen vesistöalueella v. 1990. Osa I, Kuormitustarkkailu. Oulu. 22 s + liitteet. Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto Oy. 1992. Kainuun vesi-ja ympäristöpiirin alueen turvetuotantosoiden tarkkailu Oulujoen vesistöalueella v. 1991. Osa I, Kuormitustarkkailu. Oulu. 22 s + liitteet. Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto Oy. 1993. Oulun vesi-ja ympäristöpiirin alueen turvetuotantosoiden käyttö-ja kuormitustarkkailu. Yhteenvetoraportti v. 1992. Oulu. 66 s + liitteet. 98 Hiljanen R, Kemppainen S, Lippo H, Selin Pja Ijäs L Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto Oy. 1994 a. Kainuun vesi-ja ympäristö piirin alueen turvetuotantosoiden tarkkailu Oulujoen vesistöalueella v. 1993. Osa I, Kuormitustarkkailu. Oulu. 22 s + liitteet. Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto Oy. 1994 b. Oulun vesi-ja ympäristöpiirin alueen turvetuotantosoiden käyttö-ja kuormitustarkkailu. Yhteenvetoraportti v. 1993. Oulu. 66 s + liitteet. Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto Oy. 1995. Oulun vesi-ja ympäristöpiirin alueen turvetuotantosoiden käyttö-ja kuormitustarkkailu. Yhteenvetoraportti v. 1994. Oulu. 60 s + liitteet. Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto Oy. 1996 a. Kainuun vesi-ja ympäristö piirin alueen turvetuotantosoiden tarkkailu Oulujoen vesistöalueella v. 1994. Osa I, Kuormitustarkkailu. Oulu. 23 s + liitteet. Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto Oy. 1996 b. Pohjois-Pohjanmaan ympäristö keskuksen alueen turvetuotantosoiden käyttö- ja kuormitustarkkailu. Yhteenvetoraportti v. 1995. Oulu. 60 s + liitteet. Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto Oy. 1997. Joutensuon luonnontilaisen va luma-alueen velvoitetarkkailutulokset vuodelta 1995. Oulu. Moniste. 2 s. Pohjois-Suomen Vesitutkimustoimisto - Maa ja Vesi Oy 1997. Pohjois-Pohjan maan ympäristökeskuksen alueen turvetuotantosoiden käyttö-ja kuormitus tarkkailu. Yhteenvetoraportti v. 1996. Oulu. 74 s. + liitteet. Selin, P., Marja-aho, J. & Madekivi, O. 1994. Aqua peat 95, Uusia menetelmiä turvetuotannon vesienkäsittelyyn. Kauppa-ja teollisuusministeriö, Energia osasto. Katsauksia B: 182: 1-195. Vesiyhdistys ry. 1986. Sovellettu hydrologia. Vesiyhdistys ry. Mänttä. 503 s. Wahlgren, A. 1988. Soinin ja Karstulan kunnissa olevien turvetuotantoalueiden lähtötilanteen vedenlaatuselvitys. Imatran Voima Oy. Raportti. 14 s. + liitteet. Tiedonantoja -sarjassa aiemmin ilmestyneitä julkaisuja Rimmler, Thomas, Kurttila, Mikko & Pesonen, Mauno. 1998. Metsäsektorin kansantaloudelliset vaikutukset - Hakkuuskenaarioiden analyysi kokonaistasa painomallilla. MT 675. Lindroos, Antti-Jussi. 1998. The effect of emissions from the Cu-Ni smelters in the Kola Peninsula on the chemical properties of forest soil. (Väitöskirja). MT 676. Tasanen, Tapani (toim.). 1998. Research and management of the northern tim berline region - Proceedings of the Gustav Siren symposium in Wilderness Cen ter Inari, September 4.-5. 1997. MT 677. Poron vaikutus metsä-ja tunturiluontoon. Tutkimusseminaari Hetassa 1997.1998. MT 678. Hietala, Ari. 1998. Characterization and pathogenicity of Rhizoctonia spp. asso ciated with nursery-grown conifer seedlings suffering from root dieback. (Väi töskirja). MT 679. Hakkila, Pentti, Heino, Maija & Puranen, Essi. 1998. Wood fuels from conven tional forestry. Proc. of the third annual workshop of Activity 1.2 (Harvesting) / Task XII / lEA Bioenergy in Jasper, Alberta, October 18, 1977. MT 680. Aalto, Tarmo & Jalkanen, Risto. 1998. Neulasjälkimenetelmä. The needle trace method. MT 681. Komulainen, Minna. 1998. Kylämaisema eläväksi! -asukaskeskeinen suunnit telu maaseudun kehittäjänä. MT 682. Ovaskainen, Ville, Mikkola, Jarmo & Pouta, Eija. 1998. Estimating recreation demand with on-site data: an application of truncated vs truncated, endoge neously stratified count data models. MT 683. Hakkila, Pentti, Nurmi, Juha & Kalaja, Hannu. 1998. Metsänuudistusalojen hak kuutähde energialähteenä. MT 684. Kangas, Jyrki, Varmola Martti &Virtanen Eija (toim.). 1998. Alue-ekologista tietoa metsäsuunnitteluun. Metsäntutkimuspäivä Rovaniemellä 15.10.1997. MT 685. Härkönen, Sauli. 1998. Effects of moose browsing in relation to food alternati ves in Scots pine stands. (Väitöskirja). MT 686. ISBN 951-40-1628-9 ISSN 0358-4283