Luonnonmukaiset kaksitasouomat ympäristöystävällisenä maankuivatusratkaisuna

Peruskuivatusuomasta ja sen laitaan rakennetusta tulvatasanteesta muodostuva kaksitasouoma tarjoaa pitkään toimivan ratkaisun peltojen kuivatukseen. Lisäksi ratkaisu tuottaa vedenlaatuhyötyjä ja eliöstölle tavanomaista perattua uomaa monimuotoisemman elinympäristön. Kaksitasouomien toimivuudesta on jo sen verran näyttöä, että niitä voi suositella kohteisiin, joissa peltojen heikko kuivatustila vaatii järeämpiä kunnossapitotöitä uomaverkostossa. Käynnissä olevassa tutkimushankkeessa kehitetään kaksitasouomien suunnittelua ja ylläpitoa maa- ja metsätalousalueilta kulkeutuvan ravinnekuorman vähentämiseksi.

Tarve uudenlaisille maankuivatusratkaisuille on ilmeinen. Voimakkaasti viljeltyjen rannikkoalueidemme virtavesistöistä vain harva on hyvässä tai erinomaisessa tilassa. Tilan arvioinnissa on huomioitu niin kullekin vesistötyypille luontainen eliöstön tila kuin veden laatukin. Esimerkiksi luontaisesti savisameista ja rehevistä puroista ja joista on tullut huomattavasti luontaista tilaansa sameampia ja rehevämpiä vesistökuormituksen takia. Virtavesien kautta ravinteet ja haitta-aineet kulkeutuvat rehevöittämään Itämerta. Lisäksi tavanomainen tapa perata valtaojina toimivat purot pohjaltaan leveiksi ja tasasyvyisiksi on hävittänyt paljon elinympäristöjä ja siten lisännyt eliölajien uhanalaisuutta.

Kaksitasouomaratkaisu yhdistää tehokkaan maankuivatuksen, vesistökuormituksen hallinnan ja uomien ekologisen tilan parantamisen. Yleensä riittää kaivaa olemassa olevan valtaojan toiselle laidalle tulvatasanne. Tasanteen myötä vedenkorkeudet alenevat valtaojissa, mikä parantaa salaojien toimintaa ja peltojen kuivatustilaa. Tulvatasanne kasveineen pidättää kiintoainesta ja ravinteita, jolloin alapuolisiin vesistöihin virtaavan veden laatu paranee. Ekologiselta potentiaaliltaan hyvissä kohteissa voidaan lisänä toteuttaa pääuomaan esimerkiksi kutusoraikoita, sillä kaivamattomana pääuoman virtausolot voivat olla sopivat vaelluskalojen lisääntymiseen. Kaksitasouomien yleisperiaatteita on esitelty mm. aiemmassa blogitekstissä.

Kaksitasouomien hydraulinen toimivuus tieteellisesti varmistettu

Kaksitasouomien toimintaa on tieteellisesti tutkittu Ritobäckenin koekohteella Sipoossa sekä mm. Yhdysvaltain Keskilännessä. Koekohteissa on vahvistettu, että kaksitasouoma tarjoaa toimivan maankuivatusratkaisun pitkälle tulevaisuuteen. Toki tulvatasanteelle kehittyvä kasvillisuus on otettava huomioon uomien mitoituksessa. Aalto-yliopistossa on kehitetty mittausten pohjalta suunnittelijoille käyttökelpoisia menetelmiä kasvillisuuden vaikutusten arviointiin.

Havaintojen mukaan pääuomaa tai toista luiskaa ei yleensä ole tarpeen kaivaa auki vedenjohtokyvyn kannalta. Haitallisten ympäristövaikutusten minimoimiseksi suunnittelussa kannattaakin pyrkiä jättämään mahdollisimman paljon uomaa koskematta. Näin varmistetaan myös se, että pääuoma pysyy sopivan kapeana, jotta vesi nousee tulvatasanteelle riittävän usein. Tasanteen olisi tämän hetkisen tiedon mukaan hyvä olla sen verran alhaisella korkeusasemalla, että se on veden peitossa keskimäärin noin 2-3 kuukautta vuodessa.

Ulko- ja kotimaisissa koekohteissa toteutettu seuranta osoittaa, että tulvatasanteet pidättävät runsaasti kiintoainetta. Suomen oloissa kiintoaineen kasautuminen on arviolta keskimäärin luokkaa sentistä pariin per vuosi. Siten jo muutaman sadan metrin pituinen, optimaaliselle korkeudelle sijoitettu tulvatasanne leikkaa vuodessa kulkeutuvaa kiintoainekuormaa jopa noin 10%. Kasautumisesta aiheutuvan uomien ylläpitotarpeen odotetaan olevan kaksitasouomissa vähäisempää kuin tavanomaisissa uomissa.

Kaksitasouomien rakentamisessa vaaditaan harkintaa mm. maaperän stabiiliuden ja luiskien kaltevuuden osalta. Toistaiseksi erityyppisillä maalajeilla toteutetut tulvatasanteet ovat pääosin olleet stabiileja varsinkin kasvillisuuden alettua kehittyä. Kaiken kaikkiaan kaksitasouomaratkaisu on laajasti sovellettavissa erityyppisiin kuivatusta mutta myös tehokasta vesiensuojelua vaativiin kohteisiin.

Tutkimus- ja kehitystyötä ravinnekulkeuman vähentämiseksi

Kaksitasouomiin liittyy edelleen avoimia kysymyksiä: ei ole esimerkiksi selvää, missä määrin kaksitasouomat pidättävät ravinteita tai miten pidättymistä voidaan tehostaa. Aalto-yliopistossa käynnissä olevassa tutkimushankkeessa pyritäänkin määrittämään kaksitasouomien mahdollisuudet fosforin ja typen pidättämiseen. Tärkeä osa hanketta on – yhteistyössä sidosryhmien kanssa – kehittää kaksitasouomien suunnittelua ja ylläpitoa vedenlaatuhyötyjen saavuttamiseksi. Olennaisia kysymyksiä ovat mm. tulvatasanteen optimaalinen korkeusasema ja leveys sekä kasvillisuuden hoito.

Vaikka kaksitasouoman rakentaminen vaatii tavanomaista perkausta enemmän kaivutyötä, on uoman odotettavissa oleva elinkaari pidempi, mikä tasaa kustannuksia pidemmällä aikavälillä. Lisäksi yhteiskunnan tulisi kannustaa maanomistajia tällaisiin ympäristöystävällisiin ratkaisuihin. Kun kaksitasouomista saadaan luotettavaa tietoa, on mahdollista esimerkiksi kytkeä ratkaisu osaksi Euroopan Unionin maatalouden ympäristötukiohjelman toimenpiteitä.

Kaisa Västilä, tutkijatohtori, Aalto-yliopisto
Kirjottaja on koulutukseltaan tekniikan tohtori ja hänellä on vuosikymmenen kokemus virtavesiin liittyvästä tutkimuksesta etupäässä ekohydrauliikan alalta. Aalto-yliopiston tutkimushanketta rahoittavat Maa- ja vesitekniikan tuki ry sekä Maj ja Tor Nesslingin säätiö.