VESITALOUDEN HALLINTA MAATALOUSVALTAISILLA VALUMA-ALUEILLA (VESIMA)

VESIMA-hankkeen tavoitteena on luoda systemaattinen lähestymistapa maatalousvaltaisen valuma-alueen vesitaloudellista suunnittelua varten. Hankkeessa tehdään valuma-aluelähtöisen suunnittelun tueksi käytännön suunnitteluohjeistus sekä tutkitaan eri vesitaloudellisten toimenpiteiden vaikutuksia kasvintuotantoon ja ympäristöön. Vesitaloudellisista toimenpiteistä paikalliskuivatuksen osalta selvitetään salaojituksen, täydennysojituksen, säätösalaojituksen/salaojakastelun vaikutuksia peltoalueiden hydrologiaan, vesistökuormitukseen, kasvihuonekaasupäästöihin ja satotasoon. Peruskuivatuksen osalta selvitetään valtaojan padotuksen vaikutuksia hydrologiaan.

Hanke toteutetaan viitenä osahankkeena:

  1. Systemaattinen lähestymistavan ja suunnitteluohjeiden laatiminen maatalousvaltaisen valuma-alueen vesitaloudellista suunnittelua varten. Tähän sisältyy muun muassa vesienkäyttöön kohdistuvien tavoitteiden, lähtötietojen ja vesitaloudellisten toimenpiteiden selvittäminen sekä vaihtoehtojen muodostaminen. Osahanke toteutetaan Raaseporijoki-hankkeen tietojen (kuten maankäyttö, toimenpiteet, jatkuvatoimiset veden laatumittaukset), toteutettujen toimenpiteiden ja kahden suunnitteluorganisaation asiantuntemuksen pohjalta.
  2. Peltoviljelyn tuottavuuden parantaminen ja vesistökuormituksen vähentäminen säätösalaojituksella ja salaojakastelulla. Osahankkeessa jatketaan vuonna 2019 Sievin salaojakoekentällä Pohjois-Pohjanmaalla aloitettuja mittauksia sekä mittaustulosten analysointia. Tuloksia hyödynnetään osahankkeessa 1.
  3. Peltoviljelyn tuottavuuden parantaminen ja vesistökuormituksen vähentäminen valtaojan padotusta käyttäen. Kohdealueena on Korvenoja Järvikylässä Sievissä, jossa jatketaan syksyllä 2019 aloitettuja mittauksia, jotka hyödynnetään osahankkeessa 1.
  4. Peltoviljelyn tuottavuuden parantaminen ja vesistökuormituksen vähentäminen täydennysojituksella ja maan biologisella ja mekaanisella kuohkeutuksella. Kohdealueena on Nummelan salaojakoekenttä Jokioisissa. Koekentällä tutkitaan myös pitkäaikaisen märkyyden aiheuttaman huonon fosforiluvun parantamista fosforilannoituksella sekä maan rakenteen vaikutusta kasvihuonekaasupäästöihin.
  5. Maatalousmaiden vesistökuormituksen arviointi eri viljely- ja sääolosuhteissa pitkäaikaisten mittausten perusteella. Kohdealueena on Gårdskullan kartanon kaksi peltolohkoa Siuntion Kirkkojoen valuma-alueella. Yhteistyötaho on Siuntionjoki 2030 -hanke.

Hankkeen tulokset ovat laaja-alaisesti sovellettavissa valuma-aluelähtöisessä vesitalouden suunnittelussa maatalousvaltaisilla valuma-alueilla. Hanke tuottaa tietoa eri ojitusratkaisujen vaikutuksista maatalouden tuottavuuteen ja ympäristöön. Tulokset hyödyntävät mm. maatalouden aiheuttaman vesistökuormituksen arviointia sekä ympäristönsuojelun ja tuotannollisten investointien tukien ohjausta. Tulokset viedään käytäntöön tiedottamalla niistä hallinnolle, viljelijöille, suunnittelijoille, urakoitsijoille ja maatalousneuvojille.

VESIMA-hanke liittyy Vesitalouden hallinta vesiensuojelussa (VesiHave, 2018–2020 ja VesiHave2, 2021–2022) -hankkeisiin. Hanke toteutetaan yhteistutkimushankkeena vuosina 2023–2024. Hankkeen vastuullinen organisaatio on Salaojituksen tutkimusyhdistys ry ja sen muut osapuolet ovat Salaojayhdistys ry, Luonnonvarakeskus (Luke), Aalto-yliopisto ja Sven Hallinin tutkimussäätiö sr. Vastuullinen johtaja on Salaojayhdistys ry:n toiminnanjohtaja Olle Häggblom. Hankkeessa tehdään yhteistyötä Raaseporijoki-hankkeen, Länsi-Uudenmaan vesi ja ympäristö ry (LUVY)/Siuntionjoki 2030 -hankkeen sekä Suomen ympäristökeskuksen ja Helsingin yliopiston maataloustieteiden osaston kanssa.

Hanketta rahoittavat ympäristöministeriö (Vesiensuojelun tehostamisohjelma), Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus (maa- ja metsätalouden vesienhallinta), Salaojituksen Tukisäätiö sr, Maa- ja vesitekniikan tuki ry sekä hankkeeseen osallistuvat laitokset.

MAATALOUDEN ALUEELLISEN VESIENHALLINNAN LASKENTA-ALUSTA (MAVELA)

MAVELA-hankkeen tavoitteena on edistää maatalousalueiden vesienhallinnan suunnittelua aluelähtöisesti ja varautumista tulevaisuuden ilmasto-olosuhteisiin kuten erilaisiin ääri-ilmiöihin, rankkasateisiin ja kuivuusjaksoihin. Osahankkeessa 1 laaditaan vesienhallinnan parissa työskenteleville suunnattu työkalu, jolla voidaan tarkastella yksittäisen pellon, kuivatusalueen tai valuma-alueen vesienhallintaa. Laskentatyökalu toimii eräänlaisena digitaalisena kaksosena, joka integroi havaitun datan simulointimalleihin, ja jonka avulla eri käyttäjäryhmät voivat saada tarvitsemansa käytännön informaation tarkasteltavasta alueesta. Laskenta-alusta tuottaa ajantasaista tietoa kohteen vesienhallinnasta. Ajankohtainen tieto vesitaseesta ja hydrologisesta tilasta edesauttaa suunnittelemaan vesienhallinnan sopeutumista tuleviin sääolosuhteisiin. Laskenta-alustalla voidaan tulevaisuudessa arvioida tietyn pellon vesitaloutta ilman intensiivistä mittaustoimintaa.

Laskenta-alustaa varten osahankkeessa 2 toteutetaan maaperäkirjasto, joka kokoaa yhteen eri seurannoista ja tutkimushankkeista kerättyjen maanäytteiden (tuhansia mittauspisteitä) ominaisuudet. Kirjastoa voidaan hyödyntää mallisovellusten parametrisoinneissa ja sen tiedot ovat yhdistettävissä maalajikarttoihin, jolloin voidaan luotettavammin huomioida eri maalajien ominaisuudet laskennassa. Laskenta-alusta yhdessä maaperäkirjaston kanssa tuottaa tietoa pelto-, kuivatus- ja valuma-alueiden vesienhallintaan ja auttaa suunnittelemaan toimivia vesienhallintakokonaisuuksia eri alueille.

Hanke toteutetaan kahtena osahankkeena:

1) FLUSH-mallin kehittäminen:

  1. a Laskenta-alustan automatisointi

Ensimmäinen vaihe keskittyy laskenta-alustan tekniseen toteutukseen, digitaalisen kaksosen luomiseen tutkittavasta kohteesta, sekä vesienhallintamenetelmien monipuoliseen kuvaukseen osana FLUSH-mallia. Laskenta-alusta tulee hyödyntämään hankkeessa toteutettua maaperäkirjastoa simuloitavan kohteen maaperän hydraulisten ominaisuuksien parametrisoinnissa. Skenaariotulosten perusteella voidaan vertailla, kuinka esimerkiksi pohjavedenpinta, pellon vesitase sekä valuntakomponentit muuttuvat eri kuivatusmenetelmillä.

  1. b Kuivatusalueen vesienhallinnan sovellus

Toisessa vaiheessa sovelletaan ensimmäisen vaiheen tuotosta eli automatisoitua laskenta-alustaa muodostamalla digitaalinen kaksonen Sievissä sijaitsevalle Korvenojan kuivatusalueelle. Kuivatusalueen vesienhallinta pitää sisällään toimenpiteet niin pellolla (esim. säätösalaojitus ja salaojakastelu) kuin peruskuivatusuomassa (valtaojan padotus), mikä vaikuttaa pelloilla toteutettavaan paikalliskuivatuksen toimintaan. Ensimmäisessä vaiheessa kehitetyn automaattisen laskenta-alustan toimivuutta arvioidaan vertaamalla simulaatiotuloksia ympäröiviltä pelloilta ja uomasta, pohjavedenpinnan korkeusmittauksiin eri etäisyyksiltä uomasta sekä uoman vedenkorkeuteen padotuskohdassa.

2) Maaperäkirjaston toteuttaminen:

Maaperäkirjaston maalajikohtaiset hydrauliset ominaisuudet kuten vedenpidätyskyky ja -johtavuus arvioidaan olemassa olevien maalajikarttojen maalajeille hyödyntäen olemassa olevia maaperän koostumus- ja rakennemäärityksiä sekä niin kutsuttuja pedotransfer-funktioita. Näillä funktioilla voidaan arvioida maaperän hydrologisia sekä muita ominaisuuksia yksinkertaisten maaperämääritysten kuten lajitekoostumuksen ja orgaanisen aineksen pitoisuuden avulla, ja niitä on kehitetty runsaasti eri puolilla maailmaa. Hankkeessa tuotetaan suomalaisia maita kuvaavia pedotransfer-funktioita, joilla puolestaan tuotetaan FLUSH-mallille käyttökelpoista aineistoa maaperän parametrisointia varten. Tuotettavassa maaperäkirjastossa maalajikohtaiset hydrauliset ominaisuudet esitetään tilastollisesti ja todennäköisyysjakaumina. Pedotransfer-funktioiden soveltamisessa kohteissa, joista mittaustuloksia ei ole saatavilla, hyödynnetään maaperäkarttoja.

Hanke toteutetaan yhteistutkimushankkeena vuosina 2023–2025. Hankkeen osapuolet ovat: Salaojituksen tutkimusyhdistys ry, Salaojayhdistys ry, Luonnonvarakeskus (Luke), Aalto yliopisto ja Sven Hallinin tutkimussäätiö sr. Salaojituksen tutkimusyhdistys ry vastaa hankkeesta ja sen vastuullinen johtaja on Salaojayhdistys ry:n toiminnanjohtaja Olle Häggblom.

Hanketta rahoittavat ympäristöministeriö (Vesiensuojelun tehostamisohjelma), Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus (maa- ja metsätalouden vesienhallinta) ja Salaojituksen Tukisäätiö sr sekä hankkeeseen osallistuvat laitokset.