Antti Leinonen, Suomen metsäkeskus, Metsätalouden vesiensuojelupäivät 17. - 18.9.2019 Savonlinna

1. Metsätalouden vesiensuojelupäivät 2019
17.9.2019
Antti Leinonen
Suomen metsäkeskus
Kiintoainekuorman minimoiminen
kivennäismaiden uudistamishakkuissa
RUSLE2015 ja Retentio-työkalu metsässä
tositoimissa

2. 1. Tavoitteena tunnistaa ja luokitella tulevat maanmuokkausalueet sen perusteella, kuinka
merkittäviä ne ovat eroosion kannalta
2. Lisäksi tavoitteena tunnistaa maanmuokkauskuvioilta ne osat, joissa kiintoaineen
huuhtoutumista voi tapahtua eniten
• Halutaan siis tietää mitä tapahtuu, kun paljastettu maanpinta altistuu sateen
aikaansaamille eroosiovoimille (ei suojaavaa kasvillisuutta -> tilanne maanmuokkauksen
jälkeen
• Sukua USA:ssa kehitetyille empiirisille malleille
› USLE Wischmeier ja Smith, 1978 ja RUSLE Renard ym., 1997
› Ei käytännön metsätalouden mittakaavan (metsikkökuviotason) aikaisempia sovelluksia
• Eroosio A (Kg/ha/a) lasketaan viiden tekijän tulona R (sadetekijä), K (maaperätekijä), LS
(pinnanmuototekijä), C (kasvipeitteisyys ja maanmuokkaustekniikka) ja P (ihmisen toimet
eroosion estämiseksi).
• A = R × K × LS × C × P
• Ei huomioi uomaeroosiota!
RUSLE2015 tausta ja periaate

3. Sadetekijä R
• Pidemmän ajan
keskiarvo
sadetapahtumien
aikana satavien
vesipisaroiden
liike-energian
summasta
RUSLE2015 lähtöaineistot
(c) Maanmittauslaitos 2015
Sade-tekijä R
Freshabit Life IP alueet
Liike-energian summa
Value
High : 554,039
Low : 66,9793
(c) Maanmittauslaitos 2015
• Maaperätekijä K
• Kuvaa maaperän
eroosioherkkyyttä
(herkkyys kasvaa arvon
kasvaessa)
• Perustuu
maannostietokantaan
(GTK)
• Jokaisella
maannosluokalle oma
K-arvo
Maaperätekijä K
0,008
0,008 - 0,02
0,02 - 0,039
0,039 - 0,057
Pinnanmuototekijä LS
• Kuvaa maanpinnan
muotojen vaikutusta
eroosion suuruuteen
• Rinteen pituus ja
jyrkkyys lisää
eroosiota
• Tunnistaa ne kohdat
rinteessä johon
pintavedet noroutuvat
• Pienipiirteinen
muuttuja kun
käytetään
Laserkeilaukseen
perustuvaa
korkeusmallia
Maanpeitetekijä C kuvaa
eroosion suhdetta peitteisen ja
paljastetun maanpinnan välillä
• Maanpintaa suojaavan
puuston, pintakasvillisuuden
ja muun materiaalin (esim.
hakkuutähteet) tarjoama
suoja sateen liike-energiaa
vastaan
• Eri maanmuokkaustekniikat
paljastavat maanpintaa eri
laajuudessa
• Paljastetun maanpinnan
pinta-ala vaikuttaa C tekijän
suuruuteen ->
eroosioennusteeseen
• Mätästyksen saama
C-tekijän arvo
(eroosio) pienempi
mätästyksellä kuin
äestyksellä ja
laikutuksella
Maanpinnanmuototekijä LS
Value
High : 581,932
Low : 0

4. RUSLE2015 -kartta ohjaa suunnittelua – ei määritä
lopputulosta

5. • Tavoitteena on tunnistaa ne kuviot,
joilla uudistamishakkuuta ja
maanmuokkausta seuraava eroosio
voi olla merkittävää
• Yhdistetään mallinnustulos
metsikkökuviotietoon, josta on poimittu
ne kuviot, jotka mahdollista uudistaa ja
jotka tullaan todennäköisesti uudistamaan
tulevaisuudessa
• Virtausreitin ominaisuuksia ei (vielä ->
retentiotyökalu) huomioitu
RUSLE2015 tulokset
(c) Maanmittauslaitos 2018;
Maanmittauslaitoe

6. • RUSLE2015 –tulosten hyödyntäminen hakkuiden ja
maanmuokkausten suunnittelussa ja toteutuksessa
• Hakkuutavan valinta
• Suojavyöhykkeen leveyden optimointi
• Useita eri tavoitteita vrt. esim. vesiensuojelu vs.
monimuotoisuus vs. maisema
• Toisiaan täydentäviä tavoitteita, joiden painoarvo
vaihtelee kohdekohtaisesti ja jokin muodostaa
minitekijän
• Vesiensuojelullinen tavoite:
• Estetään suojakaistan muuttuminen päästölähteeksi
• Pysäytetään yläpuoliselta käsittelyalueelta
huuhtoutuvaa kiintoainesta ja ravinteita
• > vaihtelevan levyinen suojavyöhyke
• Säästöpuuryhmien sijoittelu
• Maanmuokkauksen toteutus
• Yhtenäisen muokkausuran välttäminen
• Muokkausurien suuntaaminen
• Puutavaran kuljetus tien varteen!
• Eroosioon vaikuttavat tekijät vaihtelevat suuresti myös
kuvion sisällä jo yksistään maaston muotojen vuoksi 1:2 000
RUSLE2015 tulokset
Säästöpuuryhmä
Vaihtelevan
levyinen suojakaista

7. Retentio-työkalu
• RUSLE2015-kartta kuvaa kiintoaineen
huuhtoutumisen määrää ja
kohdistumisuudistamisalalla heti
maanmuokkauksen jälkeen, mutta se
ei kerro paljonko huuhtoutuneesta
kiintoaineesta päätyy vesistöön asti
• Tavoitteena kehittää laskentamenetelmä,
joka mahdollistaa virtausreitille pidättyvän
kiintoaineksen osuuden arvioimisen
virtausreitin kiintoaineen pidättymiseen
vaikuttavien ominaisuuksien perusteella
• Yhdistettäessä RUSLE2015 (kuinka paljon
huuhtoutuu) tulokseen, voidaan laskea
jokaisen solun osalta erikseen, paljonko
siltä huuhtoutuvasta kiintoaineesta päätyy
vesistöön asti
• Auttaa tunnistamaan ne kivennäismaiden
uudistamiskuviot, jotka ovat
vesiensuojelun kannalta merkittäviä

8. Virtausreittiä ei huomioitu Virtausreitti huomioitu

9. • Periaatteena yksinkertaisesta
monimutkaiseen, tässä
vaiheessa virtausreitti
jaetaan pintavalunta- ja
uomasoluihin, joilla on
toisistaan poikkeavat
kiintoaineen
pidätysominaisuudet
• Toteutus python-koodina
• Mahdollisuus lisätä
joustavasti osamalleja
kuvaamaan pidättymisen
suuruutta erilaisissa
olosuhteissa/pinnoilla
• Paketoitu myös ArcGis
toolboxiin -> helppo ottaa
käyttöön

10. • RUSLE2015 tuotettu yhteistyössä Luonnonvarakeskuksen
kanssa ja se kattaa laserkeilatun alueen
• Tulosten jakaminen ja käyttäminen
• Internetselaimessa avattava karttapalvelu:
(RUSLE2015, kosteusindeksi,
korjuukelpoisuuskartta):
httmetsakeskus.maps.arcgis.com/apps/webappvie
wer/index.html?id=644952e90979454aa8bf62805
cf9e4cf
• Aineisto omaan järjestelmään WMS-rajapinnasta:
http://aitta-
aineistot.metsakeskus.fi/metsakeskus/services/Ves
iensuojelu/RUSLE_eroosiomalli/MapServer/WmsS
erver?
• Retentio-työkalun kehitystyötä jatketaan Freshabit Life IP
-hankkeessa sekä muissa siihen integroiduissa
hankkeissa
• Liittymä valtakunnallisen virtaussuunta-gridin
laskemiseen ja julkaisuun osana tulevaisuuden
peruspaikkatietoinfraa!
• Muita kehitysputkessa olevia menetelmiä:
• Suojavyöhykkeiden optimointi (posteri)
• Kokoojaurien optimointi eroosiohaitat ja kantavuus
huomioiden parhaalle varastopaikalle

11. Kiitos
• ASIAKKAAT – HENKILÖSTÖ – KUMPPANIT – YHTEISKUNTA
www.metsäkeskus.fi | www.metsään.fi
www.twitter.com/metsakeskus | www.facebook.com/suomenmetsakeskus
https://www.metsakeskus.fi/freshabit-life-ip-hanke
http://www.metsa.fi/freshabit