University of Oulu

Pohjapatojen käyttö peruskuivatusuomissa

Saved in:
Author: Väisänen, Seppo1
Organizations: 1University of Oulu, Faculty of Technology, Environmental Engineering
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 3.5 MB)
Persistent link: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201501141009
Language: Finnish
Published: Oulu : S. Väisänen, 2015
Publish Date: 2015-01-20
Physical Description: 96 p.
Thesis type: Master's thesis (tech)
Tutor: Klöve, Björn
Reviewer: Klöve, Björn
Description:

Tiivistelmä

Suomessa vuosittainen sadanta on suurempi kuin haihdunta, joten peltojen kuivatus on välttämätöntä niin kasvien kasvun, kuin peltojen liikennöitävyyden takia. Oman haasteensa viljelylle aiheuttaa myös luminen talvi ja lyhyt kasvukausi. Lyhyen kasvukauden takia lumien sulamisvedet on pystyttävä tehokkaasti johtamaan pelloilta pois, jotta peltotyöt saadaan tehtyä ajoissa ja mahdollisimman suuri aika kasvukaudesta jää kasvien hyödynnettäväksi.

Kesän kuivimpaan aikaan pohjaveden pinta pellolla voi kuitenkin laskea niin syvälle, että se heikentää kasvien kasvua. Happamilla sulfaattimailla tämä saattaa aiheuttaa myös sulfidikerrosten hapettumista ja sen myötä vesistöjen happamoitumista. Tehokas maankuivatus muuttaa myös valuntasuhteita, millä todennäköisesti on vaikutusta pellolta vesistöön tapahtuvaan ravinnehuuhtoumaan.

Tässä työssä tarkasteltiin Drainmod 6.1 -mallinnusohjelman avulla peruskuivatusuomissa olevien pohjapatojen vaikutuksia tutkimusalueen pohjavedenkorkeuksiin. Samalla tutkittiin myös niiden vaikutuksia kasvien kasvuun, peltojen liikennöitävyyteen ja peruskuivatusuoman vedenkorkeuteen sekä virtaamaan. Tutkimusalueena oli Vaasan Söderfjärdenin peltoalue. Työssä mallinnettiin 30 vuoden pohjavedenpinnat eri padotustasoilla. Näistä tuloksista muodostettiin keskimääräiset pohjaveden pinnat aikavälille 15.5–30.11. Mallinnuksessa tutkittiin myös padotuksen vaikutusta kuivana ja sateisena vuotena.

Mallinetuista pohjaveden pinnankorkeuksista selvisi, että padotuksella voidaan pitää pohjavettä korkeammalla padottamattomaan tilanteeseen nähden. Padotuksen vaikutus pohjaveden pinnankorkeuteen kuitenkin väheni suuremmilla padotuskorkeuksilla ja esimerkiksi kahdella suurimmalla padotuksella saavutetuissa pohjaveden pinnoissa ei ollut enää suurta eroa toisiinsa nähden. Padotus paransi kasvien kasvuedellytyksiä, sillä se vähensi kuivien vuorokausien lukumäärää enemmän kuin lisäsi märkiä. Liikennöitävyydelle pohjapadoista aiheutui merkittävää haittaa lähinnä loka-marraskuun aikana suurilla padotuksen arvoilla. Mallinnuksen mukaan pohjapadot lisäävät pellolta tapahtuvaa haihduntaa, mistä vesitaseyhtälön mukaan voidaan päätellä peruskuivatusuoman virtaaman pienentyvän jonkin verran.

Haihdunta lisääntyy pohjaveden noustessa lähemmäs maanpintaa, joten tämän takia padotuksen vaikutukset pienenivät suuremmilla padotuksen arvoilla. Samasta syystä padotus ei juuri lisännyt märkyydestä aiheutuvaa haittaa kasveille eikä vähentänyt peltojen liikennöitävyyttä. Ohjelman mallintama haihdunta pienentyi syksyllä huomattavasti, jolloin pohjaveden pinnakorkeus nousi nopeasti, mikä näkyi heti liikennöitävyyden kärsimisenä. Tutkimusalue sijaitsee happamilla sulfaattimailla ja näille maille tyypillinen mururakenne tehostaa haihduntaa. Mururakenteen takia on myös mahdollista, että padotuksen lisätessä painetta padon yläpuolella, alkaa vesi suotautumaan maakerrosten läpi padon ohi. Tämä voi myös aiheuttaa osaltaan sen, että vettä ei pystytä padottamalla mielin määrin nostamaan.

Peruskuivatusuomaan rakennettavien pohjapatojen valuma-aluetason vaikutuksien selvittäminen vaatii vielä lisätutkimusta, koska kalibroinnissa käytetyt vedenkorkeuden arvot oli mitattu uoman läheiseltä pellolta ja itse peruskuivatusuoman vedenkorkeudesta ei ollut mittaustietoa. Lisäksi kyseinen pelto oli ympäröity muovikalvoilla, jotka estävät veden sivusuuntaisen suotautumisen. Toisin sanoen malli ei ota huomioon valuma-alueen yläosista tulevia vesiä ja padotuksen vaikutusta niihin. Tämän takia tutkimuksen tuloksia tulee pitää suuntaa antavina pohjapatojen valuma-aluetason vaikutusten arvioinnissa.

see all

Subjects:
Copyright information: © Seppo Väisänen, 2015. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.