Feb 01

Pohjois-Savon vesitilannekatsaus 1.2.2016

Tammikuun pakkaset pysäyttivät vedenpintojen nousun.

Kallavesi

Kallaveden vedenpinta on Itkonniemen asteikolla NN+ 81,74 m, mikä on 21 cm ajankohdan pitkäaikaista keskiarvoa korkeampi lukema. Vedenpinta on laskenut tammikuussa 30 cm. Nyt vesistöennuste odottaa pinnan laskun jatkuvan hieman rauhallisempaan tahtiin. ELY-keskus jatkaa lisäjuoksutusta Naapuskosken säännöstelypadosta. Juoksutustarvetta tarkastellaan viikoittain.

Unnukka ja Haukivesi

Kallaveden ja Unnukan (Saviveden) välinen korkeusero on nyt noin 50 cm. Vedenpinta Leppävirran yläpuolella on ollut 15 cm ylempänä kuin Varkaudessa. Virtaama Leppävirralla on noin 180 m3/s lisäjuoksutuksineen. Lisäjuoksutus nostaa virtaamaa noin 60 m3/s ja tästä seuraa, että Hartikansalon itäpuolella kapeikkojen jäätilanne on edelleen vaaraksi jäällä liikkujille.

Varkauden alapuolella likimain Saimaan tasossa oleva Haukivesi on noussut tammikuussa 7 cm. Vedenkorkeus on 44 cm yli ajankohdan keskimääräisen korkeuden. Helmikuun ennuste on jokseenkin nykytason säilyttävä.

Iisalmen, Nilsiän ja Juojärven reittien säännöstellyt järvet

Iisalmen reitin juoksutuksia on pienennetty valunnan vähennyttyä.  Jatkossa juoksutuksia säätelemällä sopeudutaan talven alenevalle pinnankorkeusylärajalle. Vedenkorkeuksien sääntelyssä on ollut pakkasen aiheuttamia vaikeuksia, joiden seurauksena Kiuruveden ja Poroveden pinnat ovat tällä hetkellä tavoitetasoja alempana.

Nilsiän reitillä Syvärin vedenpinta on 40 cm ja Vuotjärven vedenpinta 15 cm ajankohdan keskiarvon yläpuolella.  Juoksutukset ovat pienentyneet ajankohdan keskimääräisiä pienemmiksi. Juojärven vedenkorkeus on 10 cm ajankohdan keskimääräistä ylempänä ja 10 cm säännöstelyluvan ylärajan alapuolella. Säännöstelylupien ylärajat ovat laskevia, joten rauhallista pinnanlaskua odotetaan kaikissa järvissä.

Rautalammin reitin järvet

Rautalammin reitillä Pielavesi on 23 cm, Iisvesi 23 ja Konnevesi 14 cm yli ajankohdan keskimääräisen korkeuden. Pintojen muutos tammikuussa samassa järjestyksessä -12 cm, 0 cm, +3 cm. Nyt pinnan ennustetaan taittuvan laskuun Pielavedessä heti vuoden alussa ja alempana reitillä vasta kuukauden kuluttua.

Pohjavesi

Pohjois-Savon reaaliaikaisesti seurattujen pohjavesiasemien tasot ovat kääntyneet odotetusti laskeviksi tammikuun pakkasissa. Vesitilanne on kuitenkin hyvä eli tasot ovat vielä korkealla.

Lumen ja jään paksuus

Lumipeitteen vesiarvo on pääosassa Pohjois-Savoa noin 40 mm, mutta Sonkajärven – Rautavaaran vaaroilla noin 80 mm. Jään paksuus Pohjois-Savon mittauspaikoilla on yli 40 cm.

Sep 23

Sinileväkukintojen syntyyn pureudutaan euroopanlaajuisesti

86ed2293-5e84-44d9-9957-1aa15d67018c-main_image

Elokuun alussa Littoistenjärvellä Varsinais-Suomessa sinilevät näkyivät veden pinnalla. Kuva: Kerstin Häggqvist.

Kansainvälisen tutkimuksen tavoitteena on selvittää sinilevälajien, niiden tuottamien myrkkyjen ja ympäristötekijöiden välisiä yhteyksiä. Näytteitä on otettu myös suomalaisista järvistä.

Sinilevien esiintyminen lisääntyy, kun lämpötila ja ravinnepitoisuudet nousevat, mutta näiden kahden tekijän yhteisvaikutus sinileviin tunnetaan edelleen huonosti. Johtavatko lämpimämpi ilmasto ja korkeammat ravinnepitoisuudet yhä tiheämmin esiintyviin ja voimakkaampiin sinileväkukintoihin, vai reagoivatko lajit kukin omalla tavallaan muuttuviin olosuhteisiin?

Selvittääkseen tätä 29 maan tutkijat ovat ottaneet kuluneen kesän aikana näytteitä sadoista järvistä ympäri Eurooppaa. Tuloksia hyödynnetään tulevaisuuden sinileväkukintojen ennakoinnissa ja hallitsemisessa.

Suomessa näytteitä otettiin kolmesta Hämeen ja Keski-Suomen, kahdesta Varsinais-Suomen ja kahdesta Etelä-Pohjanmaan järvestä.

Pääosa analyyseistä, kuten esimerkiksi sinilevämyrkkyjen ja -biomassan määritykset, tehdään kootusti Hollannissa Wageningen yliopistossa. Näin eri maista kerätyt tulokset ovat keskenään vertailukelpoisia.

Vastaavanlaista tutkimusta ei ole aiemmin toteutettu Euroopassa. Tutkimus yhdistää erilaisia maantieteellisiä alueita, ilmasto-olosuhteita ja lukuisia erilaisia järvityyppejä.

– Uskomme löytävämme suuresta tietomäärästä yhteyksiä sinilevälajien, niiden tuottamien myrkkyjen ja ympäristötekijöiden välillä. Samalla arvioimme sinilevämyrkkyjen esiintymisriskiä erilaisissa järvissä. Tarkoituksenamme on antaa päätöksentekijöille ja viranomaisille arvokasta tietoa esimerkiksi riskeistä, joita sinilevät aiheuttavat järvien käytölle virkistykseen ja raakavesilähteenä, sanoo professori Lauri ArvolaHelsingin yliopiston Lammin biologiselta asemalta.

Tutkimuksessa kaksi EU-rahoitteista projektia yhdistää voimansa. NETLAKE-hankkeessa keskitytään järvien automaattisten mittalaitteiden soveltamiseen vesistötutkimuksessa ja CyanoCOST-hankkeessa sinilevämyrkkyihin.

Suomesta yhteistutkimukseen osallistui tutkijoita Helsingin yliopiston Lammin biologiselta asemalta, Jyväskylän yliopiston bio- ja ympäristötieteiden laitokselta ja Åbo Akademin luonnontieteiden ja tekniikan tiedekunnan biokemian aineelta.

Linkit

Lammin biologinen asema

CyanoCOST, Facebook

CyanoCOST, verkkosivut

NETLAKE, Facebook

NETLAKE, verkkosivut

Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta

Sep 02

Kaakkois-Suomen sinileväkesä 2015 – Viileä alkukesä hillitsi leväkukintaa, loppukesän lämpö helli myös sinileviä

Sinilevöö Urajärvellä Kuva Pekka Vähänäkki

Sinilevää Urajärvellä Kuva Pekka Vähänäkki

Epävakainen ja viileä sää hillitsi sinilevien kukintaa Kaakkois-Suomessa kesä- ja heinäkuussa. Elokuun lämpimien säiden myötä leväesiintymiä havaittiin runsaammin. Edellisvuosiin verrattuna kuluneen kesän levätilanne oli tavanomainen.

Ensimmäiset sinileväesiintymät Kaakkois-Suomen sisävesillä havaittiin edellisvuosien tapaan juhannusviikolla. Runsaita leväkukintoja havaittiin paikoin kesä-heinäkuun vaihteessa. Varsinainen levähaittakausi ajoittui heinä-elokuun vaihteesta elokuun lopulle. Runsaimmat levämäärät havaittiin järvillä elokuun lopulla, jolloin levää oli runsaasti mm. Urajärvellä, Sääskjärvellä, Kivijärven pohjoisosalla ja Lappeenrannan Haapajärvellä. Voimakkainta kukinta oli Haapajärvellä, jolla runsas leväkukinta on ollut jokakesäinen ilmiö vuosien ajan. Haapajärvi oli mukana valtakunnallisessa leväseurannassa tänä vuonna ensimmäistä kertaa. Kuva Urajärveltä 2.7.2015, kuvaaja Pekka Vähänäkki

Kaakkois-Suomen merialueilla ensimmäiset sinilevähavainnot tehtiin heinäkuun puolivälissä Haapasaaressa ja Virolahdella. Runsasta, lautoiksi kertynyttä pintakukintaa esiintyi elokuun alun tyynellä jaksolla Haapasaariston ja Loviisan välisellä alueella. Myös elokuun puolivälin helteiden aikaan itäisen Suomenlahden ulkosaaristossa havaittiin runsaasti levää suurina hiutaleina vesipatsaassa. Sisäsaaristossa levää oli selvästi vähemmän. Kotkan ja Haminan uimarannoilla ei todettu levähaittoja kuluneen kesän aikana. Elokuun viimeisellä viikolla merialueilla oli tuulista ja levä sekoittui syvemmälle. Vakituisista leväseurantapaikoista Haapasaaressa ja Virolahden Rautalanselällä levää oli hieman vesimassaan sekoittuneena. Levää oli itäisellä Suomenlahdella edellisvuotta runsaammin, mutta selvästi vähemmän kuin vielä 2000-luvun alussa.

Yleisöilmoituksia saatiin elokuun loppuun mennessä yhteensä 62 kpl. Eniten ilmoituksia saatiin Pien-Saimaalta Lappeenrannasta ja Taipalsaaresta. Merialueilta ilmoituksia tuli hyvin vähän, vain kaksi ilmoitusta Haapasaaristosta.

Sinilevähaittoja voi vielä esiintyä syyskuun aikana sääolosuhteista riippuen. Uimista silminnähden runsaasti levää sisältävässä vedessä tulee välttää, eikä leväpitoista vettä tule käyttää talous-, sauna- eikä löylyvetenä. Pieniä lapsia ja kotieläimiä ei tule päästää uimaan, jos vedessä on runsaasti levää.

Jun 26

Saimaan vesialueella tehdään kesän aikana syvyysmittaustöitä

mittausalus-keila-puumalassa

Mittausalus Keila

Saimaan vesialueella tehdään kesän aikana syvyysmittaustöitä alueen merikarttatietojen kehittämiseksi. Kesällä alueella työskentelee useampi mittausalus Suur-Saimaalla sekä Puumalan ja Savonlinnan välisellä vesialueella. Veneilijöiden tulee huomioida mittausalukset näillä vesillä liikkuessaan.

Mittaustyötä suorittavat alukset ajavat ennalta suunnitellun linjaston mukaisesti ja siksi niiden ohjailukyky on rajoitettu. Mittaustöistä varoittaa veneen mastossa vilkkuva valkoinen valo sekä rajoitetun ohjailukyvyn päivämerkit ja merkkivalot. Veneilijöitä pyydetään välttämään liikkumista alusten läheisyydestä ja voimakkaan aallokon aiheuttamista.

sisavesi_mittaus_2015

 

Mittausalueet

Kalastajia pyydetään merkitsemään pyydyksensä näkyvästi ja asianmukaisesti. Erityisesti on syytä kiinnittää huomiota verkkojen hyvin näkyvään merkintään molemminpuolisten vahinkojen välttämiseksi.

Mittauksia tehdään Saimaan vesistön merikartaston syvyystietojen uudistamiseksi. Mittaukset toteuttaa Meritaito Oy Liikenneviraston tilauksesta.

May 29

:VÄITÖS: Järvillä on iso merkitys ilmastonmuutoksessa

ca075155-c727-4a75-af73-625a153d2da9-main_image

Valokuva lautasta Kuivajärvellä: Juho Aalto

Helsingin yliopistossa 5.6.2015 tarkastettavan Jouni Heiskasen väitöskirjan mukaan järvillä on suurempi rooli ilmastonmuutoksessa kuin aiemmin on luultu. Sadevesi kuljettaa eloperäistä ainesta maalta vesistöihin. Tästä seuraa suomalaisille järville tyypillinen veden ruskea väri. Veden väri vaikuttaa koko järveen, niin lämpökerrostumiseen kuin jääpeitteen kestoon. Lisäksi eloperäinen aines käsitellään järvessä, jolloin kasvihuonekaasuja vapautuu ilmakehään. Näiden vuoksi järvet sekä edistävät ilmastonmuutosta että reagoivat siihen esimerkiksi sadannan muuttuessa.

Järvistä ilmakehään vapautuvien kasvihuonekaasujen määrä riippuu valuma-alueen, järven ja ilmakehän välillä tapahtuvista prosesseista.

– Koska valtaosa maailman järvistä sijaitsee pohjoisilla leveysasteilla, tutkimuksen tuloksilla on vaikutusta myös globaalisti. Järvien biogeokemian parempi ymmärtäminen tarkentaa kasvihuonekaasujen vuoarvioita järvistä eri alueilla sekä järvien roolia ilmastonmuutoksessa, Kuivajärvellä Hyytiälässä työtä tehnyt limnologi Jouni Heiskanen sanoo.

Ylikyllästyneet järvet ovat kasvihuonekaasujen lähteitä

Vaikka maapallon pinta-alasta vain 2 prosenttia on järviä, nykyisten arvioiden mukaan järvistä vapautuu noin 10 prosenttia siitä hiilestä, jonka maaekosysteemit vuosittain sitovat.

Valuma-alueelta tuleva orgaaninen aines määrittää suurelta osin veden sameuden ja värin, jotka tuulen ja lämpövuon ohella vaikuttavat keskeisesti lämpötilan harppauskerroksen eli termokliinin muodostumiseen.

Lämpökerrostumisen vuoksi vain veden pintakerros on hyvin sekoittunutta, jolloin kasvihuonekaasuja pääsee kertymään alusveteen. Järven eliöstö hajottaa orgaanisen aineksen tuottaen hiilidioksidia, kun happea on saatavilla. Jos alusvesi on hapetonta, hajotettaessa tuotetaan myös metaania. Kasvihuonekaasut vapautuvat lopulta ilmakehään ohuen pintakerroksen läpi.

Järvet ovat tyypillisesti ylikyllästyneitä suhteessa ilmakehän hiilidioksidi- ja metaanipitoisuuteen. Tällöin järvet ovat kasvihuonekaasujen lähteitä.

21dd087c-f4e8-43fc-921e-c59d795478b5

 

Kaavakuva järvestä ja ympäristöstä: Jouni Heiskanen

Kasvihuonekaasut vapautuvat järvistä nopeammin kuin on luultu

Kaasuvoita arvioitaessa on tärkeää tietää, kuinka nopeasti kaasut liikkuvat järven ja ilmakehän välillä. Eddy kovarianssi -tekniikalla (EC) tehdyt suorat vuomittaukset mahdollistavat kaasunvaihdon nopeuden tarkan arvioinnin.

Järvillä EC-tekniikan käyttö on kuitenkin uutta, minkä vuoksi yleisesti hyväksyttyjä käytäntöjä ei vielä ole. Jouni Heiskasen väitöstyön tavoite olikin tarkastella globaaleja arvioita järvistä vapautuvista kasvihuonekaasuista pureutumalla eri kaasunvaihdon nopeuden parametrisaatioihin. Tarkat mittaukset paljastavat, että kaasunvaihto on yli kaksi kertaa nopeampaa kuin yleisesti käytössä olevilla malleilla on arvioitu.

– Ovatkohan globaalit arviot järvistä vapautuvista kasvihuonekaasuista sittenkin aliarvioita, Heiskanen kysyy.

Veden kirkkauden vaikutusta tutkittava lisää

Väitöstutkimuksessa selvitettiin veden kirkkauden vaikutuksia vesipatsaan fysiikkaan ja vesi-ilmakehä-rajapinnan prosesseihin, mikä mahdollistaa tarkemmat tulevaisuuden ennusteet järvistä vapautuvista kasvihuonekaasuista.

Veden kirkkaus oli keskeinen tekijä, joka vaikutti järven lämpökerrostumiseen. Jos järven vesi muuttuu tummemmaksi, päällysvesi lämpenee voimakkaammin, mutta termokliini on lähempänä pintaa. Syksyllä järvi viilenee nopeammin ja jääpeitteen tulo aikaistuu. Näillä tekijöillä on vaikutusta järven eliöstöön ja kasvihuonekaasupäästöihin.

– Jatkossa tulisi tutkia, kuinka ilmastonmuutos vaikuttaa järvien sameuteen, kun sadanta ja siitä aiheutuva valunta ja ulkoinen kuormitus muuttuu, Heiskanen sanoo.

Limnologi Jouni Heiskasen väitöskirja Helsingin yliopistosta fysiikan laitoksen Ilmastonmuutoksen huippututkimusyksiköstä käsittelee näitä aiheita otsikolla ”Lake-atmosphere greenhouse gas exchange in relation to atmospheric forcing and lake biogeochemistry”. Vastaväittäjä on professoriAndreas Lorke Koblenz-Landaun yliopistosta Saksasta ja kustos professori Jorma Kuparinen Helsingin yliopiston ympäristötieteiden laitokselta.

Väitöstilaisuus on perjantaina 5.6.2015 kello 12 osoitteessa Viikinkaari 11 (Infokeskus), sali 2.

May 29

Pohjois-Savon ELY-keskus: Pohjois-Savon vesitilannekatsaus 29.5.2015

Kallavesi
Kallaveden vedenpinta on Itkonniemen asteikolla NN+ 82,24 m, mikä on 27 cm ajankohdan pitkäaikaista keskiarvoa suurempi lukema. Tulvahuippu oli 21.5. – 24.5. tasolla 82,27. Saavutettu korkeus jäi 5 cm pienemmäksi kuin keväällä 2012 saavutettu. Vedenpinta nousi 69 cm talven alimmasta vedenkorkeudesta. Ennusteen mukaan lisäjuoksutustarvetta on edelleen myös Konnuksen syväväyläkanavasta ainakin seuraavan viikon ajan ja Naapuskosken pato pysyy avattuna vielä pidempään. Naapuskosken padosta tapahtuva juoksutus estää veneilyturvallisuus syistä Naapuskosken pienvenesulun käytön.

Unnukka ja Haukivesi

Kallaveden ja Unnukan (Saviveden) välinen korkeusero on nyt noin 85 cm. Vedenpinta Leppävirran yläpuolella on lisäjuoksutuksen vuoksi 30-40 cm ylempänä kuin Varkaudessa. Virtaama Leppävirralla on noussut 400 m3/s tasolle lisäjuoksutuksen avustamana. Virtaaman odotetaan pienenevän kesäkuun aikana.

Varkauden alapuolella likimain Saimaan tasossa oleva Haukivesi on noussut alimmasta tasostaan jo 57 cm. Nousu on lähes kaksinkertainen pari kuukautta sitten ennustettuun nähden. Vedenkorkeus on nyt 44 cm yli ajankohdan keskimääräisen korkeuden. Ennusteen mukaan on odotettavissa vielä lähes 10 cm pinnan nousu heinäkuun alkuun mennessä.

Iisalmen, Nilsiän ja Juojärven reittien säännöstellyt järvet

Iisalmen reitin latvoilla säännöstelty Kiuruvesi on pääsemässä tavoitekorkeuteensa. Onki- ja Poroveden vedenkorkeudet saavuttavat säännöstelylupien tavoitetason viikon kuluttua.

Nilsiän reitin säännöstellyissä järvissä vedenpinnat ovat myös saavuttaneet huippunsa ja juoksutukset ovat pienentymässä.

Juojärven vedenkorkeus on ajankohdan keskimääräisellä tasolla noin 10 cm säännöstelyluvan ylärajan alapuolella.

Rautalammin reitin järvet

Rautalammin reitillä Pielavedessä tulvahuippu saavutettu 23.5. vesipinta nousi 66 cm maaliskuussa havaitusta alimmasta tasosta. Iisvesi tulvahuippu 21.5.-26.5. 55 cm helmi-maaliskuun vaihdetta korkeammalla. Pielavesi jäi 9 cm ja Iisvesi 1 cm kevään 2012 huippua matalammalle. Konnevesi noussut 40 cm vuoden vaihteesta, ehkä nousee vielä. Nyt on 2 cm alle kevään 2012 tason.

Pohjavesi
Pohjavesivarastot ovat täynnä.

May 21

Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus: Kostonjoen virtaama nousemassa poikkeuksellisen kovaksi

Iijoen vesistössä sijaitsevan Kostonjärven juoksutukset joudutaan nostamaan noin 70 m3/s. Virtaama Kostonjoessa nousee näin ollen poikkeuksellisen kovaksi. Juoksutuksia ei voida hillitä edes säännöstelyrajan ylityksellä, koska Kostonjärven tulovirtaama on niin iso. Myös Irninjärven juoksutuksia nostetaan lähipäivien aikana.

Vedenpinnan korkeus on laskenut Iijoella Pudasjärven Tuulisalmen mittausasemalla viime viikonlopun huippulukemista noin 40 cm. Iijoen latvajärvistä mm. Tyräjärvellä, Korvuanjärvellä ja Naamankajärvellä vedenpinta nousi korkeammalle kuin sen on aiemmin mitattu olevan. Iijoesta tulviva vesi on nostanut myös Kiiminkijoen ja Nuorittajoen virtaamia.

May 20

The European Environment Agency: Uimarantojen veden laatu on Suomessa erittäin hyvä

2015-05-20 12_31_22-European_bathing_water_quality_in_2014_EN.pdf - Nitro Pro 9 (Expired Trial)

Yleisten uimarantojen veden laatu oli vuonna 2014 Suomessa erittäin hyvä, kertoo Euroopan ympäristökeskuksen vuotuinen uimavesiraportti. Suurin osa Suomen uimavesistä oli luokiteltu joko erinomaiseksi tai hyväksi. Ainoastaan viisi (5) uimarantaa ei täyttänyt uimaveden laadulle asetettuja vaatimuksia.

Euroopan ympäristökeskuksen Suomen-raportissa on mukana 310 yleistä uimarantaa, joista 81 sijaitsi rannikolla ja 229 sisämaassa. Mitä paremmaksi uimavesi on luokiteltu, sitä vähemmän suolistosta peräisin olevat mikrobit ovat sitä saastuttaneet.

Uimavesiluokka määritetään neljän viimeisimmän uimakauden tulosten perusteella. Määrittäminen edellyttää, että uimaveden laadun lisäksi myös uimaveden laadun seuranta on kunnossa koko neljän vuoden ajan, mikä tarkoittaa nyt julkistetussa raportissa uimakausia 2011−2014. Yksittäinenkin näytteenotossa tehty virhe estää uimavesiluokan määrittämisen.

Suomessa uimarantojen veden laatua seurataan kesäisin vähintään neljän näytteen avulla. Suurimmassa osassa Suomea uimakausi kestää kesäkuun puolivälistä elokuun loppuun. Suomessa raportin kansallisena yhteystahona toimii Terveyden ja hyvinvoinnin laitos, THL.

Yksittäisen uimarannan veden laadun Suomessa tai muussa EU-maassa voi tarkastaa Euroopan ympäristökeskuksen karttapalvelusta.

 

May 20

Ilmatieteen laitos: Pohjanmaan tulvia seurattu satelliittikuvista

FloodDepth_OpenAndForest_SAR_20150517_with_copyright_statement

Pudasjärven ja Jongunjärven alueiden tulvien laajuus sekä tulvaveden syvyys on kuvassa esitetty COSMO-SkyMed satelliitista otetun SAR-kuvan päällä. COSMO-SkyMed-satelliittien kuvien lisäksi tulva-analyysiin käytetään myös Sentinel-1-satelliitin kuvia.

Lapin ja Itä-Suomen lumien nopea sulaminen ja sateet ovat aiheuttaneet tulvia varsinkin Pohjois-Pohjanmaan alueella. Etenkin Ii- ja Kiiminkijokien yläjuoksulla tulvat ovat olleet ennätyksellisen korkealla 15–18. toukokuuta. Tulvatilannetta on havainnoitu satelliittikuvien avulla.

Ilmatieteen laitos on kehittänyt menetelmiä, joiden avulla satelliittikuvia voidaan käyttää tulvien havainnoinnissa. Menetelmät ovat osoittaneet tehokkuutensa, kun Ilmatieteen laitos on yhteistyössä SYKEen ja Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskuksen kanssa analysoinut kuvien avulla Pudasjärven seudun tulvien laajuutta ja tulvan syvyyttä. “SYKEn ja Ilmatieteen laitoksen yhteinen Tulvakeskus on käyttänyt kuvia tulvatilanteen tilannekuvan muodostamisessa. Kuvien avulla on voitu tarkentaa tulvatilanteesta annettuja ennusteita ja varoituksia”, Ilmatieteen laitoksen ryhmäpäällikkö Jyri Heilimo toteaa.

Ilmatieteen laitos vastaanottaa COSMO-SkyMed SAR-satelliittien kuvia Sodankylässä Lapin Ilmatieteellisessä tutkimuskeskuksessa toimivassa Kansallisessa satelliittidatakeskuksessa. Satelliittidatakeskus toimii myös Copernicus Sentinel-satelliittien kansallisena datan arkistointi- ja jakelukeskuksena, tarjoten muun muassa satelliittidatan prosessointipalveluita. Näitä tietoja voidaan hyödyntää ympäristön seurannassa, esimerkiksi Arktisen alueen lumipeitteen ja merijään laajuuden seurannassa, Itämeren veden laadun mittaamisessa sekä metsien kaukokartoituksessa.

Satelliiteista saadaan nopeasti laaja tilannekuva

Satelliittikuvauksella on monia etuja muihin käytössä oleviin seurantamenetelmiin nähden. “Satelliiteista voidaan ennen kaikkea havaita kerralla laajempia alueita, mikä nopeuttaa tulva-alueiden kartoitusta. Käyttämällä synteettisen apertuurin tutkasatelliittien (SAR) kuvia, voidaan havaintoja voidaan tehdä sääolosuhteista, pilvisyydestä ja valaistuksesta riippumatta”, Heilimo tähdentää.

Tulvien laajuuksien arviointiin on perinteisesti käytetty lentokoneita ja ilmakuvausta. Ilmakuvaus saadaan yksittäisiä kuvia suhteellisen pieneltä alueelta. Lentokoneesta otettujen kuvien oikaisu ja kuvamosaiikin tekeminen vie paljon aikaa. Ilmakuvausta hankaloittaa usein myös näkyvyys – sade ja pilvien korkeus – joka voi estää lentokoneiden operoinnin kokonaan.

 

May 19

:VÄITÖS: Uusien kartoitusmenetelmien yhdistelmä mahdollistaa jokien kolmiulotteisen mallinnuksen

flener_claude

M.Sc. Claude Flener on syntynyt vuonna 1977 Luxemburgissa ja kirjoittanut siellä ylioppilaaksi 1997. Master of Science -tutkinnon hän suoritti 2009 Turun yliopistossa. Flener toimii johtavana asiantuntijana GWM-Engineeringissä. Väitös kuuluu luonnonmaantieteen alaan.

FM Claude Flenerin väitöstutkimuksessa on kehitetty uusia, kustannustehokkaita menetelmiä mitata ja mallintaa jokiympäristöjen topografiaa sekä veden virtausta. Menetelmiä voidaan hyödyntää myös muiden vesiympäristöjen mallintamiseen.

FM Claude Flenerin kehittämillä menetelmillä voidaan kolmiulotteisesti mallintaa joki- ja muita vesiympäristöjä. Kehittyvä tekniikka mahdollistaa uudenlaisia kaukokartoituslähestymistapoja, joita yhdistämällä ja Flenerin kehittämiä menetelmiä käyttämällä voidaan luoda kattava kokonaismalli jokiympäristöstä sisältäen tietoa veden virtauksesta, uoman ja tulvatasankojen geometriasta sekä niihin kohdistuvista muutoksista.

– Mallinnusmenetelmien avulla saadaan tietoa joessa vaikuttavista prosesseista, kuten eroosiosta ja sedimentin kulkeutumisesta joessa. Niiden avulla voidaan myös tutkia esimerkiksi tulvaprosesseja tai etsiä sopivia kutupaikkoja ja elinympäristöjä kaloille, Flener kertoo.

Kauko-ohjattavat laitteet ja laserkeilain työkaluina

Joen topografian tutkiminen, varsinkin uoman vedenalaiselta osalta, on pitkään ollut työlästä ja aikaa vievää. Virtauksen kattava mittaaminen on myös ollut haastavaa, sillä seurauksella, että niitä on tehty vain harvakseltaan luonnonympäristössä.

Tekniikan kehittyminen on kuitenkin helpottanut mittauksien tekemistä. Flenerin kehittämässä menetelmässä ilmakuvat on esimerkiksi otettu miehittämättömästä kauko-ohjattavasta helikopterista. Laserkeilain asennettiin sekä veneeseen, kärryyn että selkäreppuun. Vedenalaista geometriaa ja virtausolosuhteita tutkittiin niin ikään kauko-ohjattavalla veneeseen asennettavalla akustisella veden virtausmittauslaitteella.

– Uusien mittaustapojen yhdistelmä avaa uusia näkökulmia jokiympäristöihin ja niissä tapahtuviin prosesseihin, sekä mahdollistaa aineiston keräämisen laajemmalta alueelta nopeammin kuin tähän saakka on ollut mahdollista, Flener kertoo.

Menetelmiä kehitettiin ja testattiin Pohjois-Lapin Teno- ja Pulmankijoella Turun yliopiston Virtavesitutkimusryhmässä, yhteistyössä Aalto-yliopiston ja Geodeettisen laitoksen kanssa. Teno- ja Pulmankijokien kirkkaat vedet, kevättulvat sekä jääkauden kasaamat runsaat hiekka- ja sorasedimentit mahdollistivat uusien menetelmien kehityksen ja testauksen erilaisissa mittakaavoissa ja sedimenttiolosuhteissa.

Mitattua tietoa simulaation sijaan

Claude Flenerin kehittämät menetelmät koostuvat kolmesta kenttämittausten perusteella tehdystä osamallista: syvyys-, pinta- ja veden virtausmallista.
Miehittämättömästä helikopterista otettujen ilmakuvien pikseleiden kirkkaudesta päätellään Flenerin kehittämän algoritmin avulla jokiuoman syvyys. Tämä voidaan tehdä perinteisten ilmakuvien avulla, mutta monessa tilanteessa kauko-ohjattava helikopteri on parempi.

Helikopterin avulla saadut kuvat ovat tarkempia, koska se pystyy lentämään matalammalla. Helikopteria voidaan käyttää myös ketterämmin ja kustannustehokkaammin kunkin hetkisen tarpeen mukaan.

– Mobiilin laserkeilauksen avulla pystyttiin tekemään korkean resoluution korkeusmalli joen tulvatasangosta ja jokea ympäröivästä maa-alueesta. Tavallisella ilmalaserkeilauksella ei pystytä saamaan näin tarkkaa ja kattavaa kuvaa joen penkasta, Flener kertoo.

Yhdistämällä ilmakuviin perustuvan syvyysmallin ja laserkeilauksella tehty korkeusmalli voidaan tehdä saumaton maastomalli sekä vedenalaisesta jokiuomasta että vedenpinnan yläpuolisesta jokiympäristön topografiasta. Lopulta malliin yhdistetään Flenerin luoma ja kehittämä, kauko-ohjattavasta veneestä akustisella virtausmittauslaitteella saatujen mittausten perusteella rakennettu, joen kolmiulotteinen virtausmalli. Malli esittää kvantitatiivisesti ja kolmiulotteisien visualisointien avulla kuinka paljon vettä virtaa joessa, mihin suuntaan missäkin kohdassa ja kuinka nopeasti.

– Kolmen mittaustavan ja niistä johdettujen osamallien yhdistelmä mahdollistaa kattavan mallinnuksen joen fysikaalisista ominaisuuksista eli joen hydromorfologiasta. Tämä mallinnus perustuu mittauksiin, ei valistuneisiin arvauksiin tai simulaatioihin. Näin ollen sitä voidaan käyttää monen muun käyttötarkoituksen lisäksi myös hydraulisten mallien kalibrointiin ja validointiin, Flener sanoo.

Mallille saattaa myös löytyä sovelluskohteita akateemisen tutkimuksen ulkopuolella esimerkiksi ympäristövaikutusten arvioinnin apuna. Flener jatkaakin mallinnusten ja mittauksien menetelmäkehitystyötä GWM-Engineering Oy:n palveluksessa.

Väitöskirja on julkaistu sähköisenä: https://www.doria.fi/handle/10024/104615

***

Lauantaina 23. toukokuuta 2015 kello 12 esitetään Turun yliopistossa (Publicum, Pub3-auditorio, Assistentinkatu 7, Turku) julkisesti tarkastettavaksi M.Sc. Claude Flenerin väitöskirja “Remote sensing for three-dimensional modelling of hydromorphology” (Kolmiulotteinen hydromorfologinen mallintaminen kaukokartoituksella). Virallisena vastaväittäjänä toimii tohtori Robert Bryant Sheffieldin yliopistosta Britanniasta ja kustoksena professori Risto Kalliola Turun yliopistosta.