Eroosiota ja sedimentin kulkeutumista kuvaavan INCA-SED mallin sovellus neljälle valuma-alueelle Suomessa

Authors

• Katri Rankinen Suomen ympäristökeskus, PL 140, FI-00251 Helsinki, Finland
• Marie Thouvenot-Korppoo Teknillinen korkeakoului PL 1000, FI-02015 TKK, Finland
• Daniel Butterfield The Aquatic Environments Research Centre, Reading, UK

DOI: https://doi.org/10.33354/smst.76914

Keywords:

eroosio, matemaattinen mallinnus, valuma-alue, vedenlaatu, sedimentin kulkeutuminen

Abstract

Suomessa. Valumavesien mukana maa-ainekseen kiinnittyneenä kulkeutuu myös ravinteita
vastaanottaviin vesistöihin. Suomessa tärkeimmät eroosion mekanismit ovat sadepisaroiden iskut
maan pintaan, sekä erityisesti savimailla hiukkasten diffuusio kiinteästä maasta veteen. Lisäksi
maahiukkasten kulkeutumiseen vaikuttavat uomassa tapahtuvat prosessit. Termillä 'sedimentin
kulkeutuminen' kuvataan sekä maa-alueilla tapahtuvaa eroosiota että maahiukkasten kulkeutumista
uomia pitkin valuma-alueen purkupisteeseen. Matemaattisen sedimentin kulkeutumista kuvaavan
INCA-SED (Integrated Nutrients from CAtchment- Sediment) mallin sovellettavuutta ja
käytettävyyttä ilmastonmuutoksen ja maankäytön muutosten vaikutusten arviointiin testattiin EU:n
rahoittamassa Euro-limpacs projektissa. Mallista tehtiin sovellukset neljälle pienelle valuma-alueelle,
joilla on erilaiset maalajit. Peltoprosentti tutkituilla valuma-alueilla vaihteli 12 ja 36 välillä. INCASED
malli kykeni simuloimaan sekä joen kiintoainekonsentraation oikean tason että kausivaihtelun
sekä savimailla että karkeammilla maalajeilla. Lisäksi mallinnettu sedimentin kulkeutuminen eri
maankäyttöluokista vastasi Suomessa mitattuja arvoja. Esimerkiksi mallinnettu eroosio
maankäyttöluokassa 'viljakasvit savimaalla' oli 806 kg ha^-1 a^-1, kun mitattu arvo vaihteli välillä 760-
1500 kg ha^-1 a^-1. Kiintoaineskonsentraation ja virtaaman välinen korrelaatio vaihteli selvästi eri joissa.
Tämä ero selittyi INCA-SED mallissa valuma-alueiden maankäytöllä ja jokien erilaisella
morfologialla. Koska joen kiintoainekonsentraation kausivaihtelun oikea tavoittaminen on
edellytyksenä ilmastomuutoksen vaikutusten luotettavalle mallintamiselle INCA-SED mallin voi
sanoa sopivan sekä maankäytön muutosten että ilmastonmuutoksen vaikutusten arviointiin Suomessa.