Mistä löytyy tulvahyllyjä?

Sellaisten uomien varsilta, joihin on rakennettu kaksitasouomaa. Tulvahyllyyn voi törmätä myös yleisemmällä termillä, tulvatasanne, tai myös toisinaan käytettävällä termillä, tulvaterassi. Kyseessä on siis kaksitasouomaan kuuluva rakenne (kuva alla). Koska kaksitasouoman termi ei ole vielä täysin vakiintunut, saatat sen tilalla kuulla puhuttavan myös kaksitaso-ojasta, eritasouomasta tai eritasokosteikosta.

Kaksitasouoma on nimensäkin mukaan kahteen tasoon rakennettu uoma. Alempana vesi virtaa alivesiuomassa ja keskivedenkorkeutta korkeammalle kaivettavalle tulvatasanteelle vesi nousee tulva-aikoina. Kuva: Pinja Kasvio

Toisaalta tulvahyllyjä löytyy myös sieltä, minne uoman viereen on luontaisesti syntynyt tulvatasanne – luonnonoloissa lähes kaikkia virtavesiä ympäröi tulvatasanne. Sopivissa olosuhteissa tulvatasanteita muodostuu siis luonnostaan jokien ja purojen ympärille tulvan kuljettaman kiintoaineen laskeutuessa uoman varrelle.

Kaksitasouomat osana luonnonmukaista vesirakentamista 

Kaksitaosuoman rakenne perustuu siis luonnontilaisten uomien rakenteeseen ja toimintaan. Kaksitasouomat lukeutuvatkin luonnonmukaisen vesirakentamisen menetelmiin, eli toimenpiteisiin, joilla tavoitellaan luonnontilan ja maisema-arvojen säilyttämistä tai palauttamista. Uomien luonnontilaisuutta ja luonnontilaisen kaltaiseksi muuttuneiden uomien suojelua korostetaan vuonna 2012 voimaan tulleessa vesilaissa. Suomessa uomia – jokia, puroja ja erityisesti ihmisen kaivamia ojia – on valtava määrä maa- ja metsätalousalueilla. Näin ollen myös maa- ja metsätalousministeriön Maa- ja metsätalouden Vesitalouden suuntaviivat muuttuvassa ympäristössä -julkaisussa (julkaisut.valtioneuvosto.fi) on tavoitteeksi asetettu se, että vesirakentamisen lähtökohtana on luonnonmukaisuus.

Jotta luonnonmukainen vesirakentaminen ja kuivatus onnistuisivat kestävällä tavalla, tulee valuma-alueella tehtävien toimenpiteiden suunnittelu ja toteutus sovittaa yhteen vesienhoitoon, tulva- ja kuivuusriskien hallintaan sekä luonnon monimuotoisuuteen liittyvien tavoitteiden kesken. Samalla voidaan ottaa paremmin huomioon eri maankäyttösektorien tarpeet ja haasteet.

Kaksitaosuomat Suomessa 

Kuluneen kesän aikana Etelä-Pohjanmaan ELY-keskuksella on harjoittelijatyönä kartoitettu jo rakennettuja kaksitasouomia. Lisäksi haastatteluiden avulla kerättiin kokemuksia muun muassa niiden toimivuudesta, haasteista ja ylläpidosta. Kaikkiaan kaksitaosuomia löytyi 27, ja lisäksi juuri kuluvan syksyn tai tulevan vuoden aikana on suunnitteilla rakentaa kourallinen kohteita.

Vaikka kaksitaosuomien rakentaminen painottuu maa- ja metsätalouden vesienhallintaan ja -suojeluun, soveltuvat kaksitasouomat myös taajama-alueiden kuivatuksen ja tulvasuojelun tavoitteisiin. Tämä kävi ilmi myös kartoituksen saaliista, sillä kohteita löytyi sekä taajamista että maa- ja metsätalousalueilta. Kartoituksessa kävi myös ilmi, että rakentamisen taustalla on monia erilaisia tavoitteita, muun muassa tulvasuojelusta kiintoaine- ja ravinnekuormituksen vähentämiseen sekä biodiversiteetin lisäämiseen ja maisema-arvon säilyttämiseen tai palauttamiseen.

Kaksitasouomista julkaistiin malliverkosto 

Läntisen Suomen alueella kartoitetuista kaksitaosuomista valittiin kuusi esimerkkikohdetta malliverkostoon, joka julkaistaan ELY-keskuksen Näkymiä-sarjassa nimellä Luonnonmukaisen vesirakentamisen malliverkosto – kaksitasouomat Länsi-Suomessa. Julkaisussa avataan tarkemmin kaksitaosuoman toimintaperiaatetta ja kuvataan kuusi malliverkostokohdetta. Lopussa kerrotaan anonyymisti kokemuksia kaksitasouomista: millaisia hyötyjä ja haasteita maanomistajat, kaksitasouomien suunnittelijat ja hankkeiden vetäjät ovat todenneet sekä millaisiin paikkoihin heidän kokemuksensa perusteella kaksitasouomat soveltuvat. Julkaisu tulee Doria-palveluun (doria.fi) lokakuun 2021 aikana sekä suomeksi että ruotsiksi.

Kaksitasouomien malliverkostokohteet läntisen Suomen alueella

Malliverkoston tavoitteena on lisätä tietoisuutta luonnonmukaisesta vesirakentamisesta ja kaksitasouomista osana menetelmiä. Ehkäpä maanomistajat sen avulla tunnistavat omilla maillaan samanlaisia ongelmakohtia, joita mallikohteiden tapauksissa on esitelty. Tai ehkäpä laajempaa valuma-aluesuunnitelmaa toteuttava taho perehtyy kaksitasouoman rakenteeseen osana valuma-aluelähtöistä vesienhallintaa ja -suojelua. Malliverkostossa kuvatuilla kohteilla pyritään nostamaan esiin myös esimerkiksi sitä, että maatalousalueiden kuivatuksen tavoitteet ja vesiensuojelun tavoitteet eivät poissulje toisiaan.

Lisää kaksitasouomista klikkauksen päässä

Kesän aikana tuotettiin myös jos jonkinlaista viestintämateriaalia kaksitaosuomista. Aiheesta kirjoitettiin jo aiemmin heinäkuussa Etelä-Pohjanmaan ELY-keskuksen blogiin (etelapohjanmaanely.wordpress.com), silloin näkökulmana oli kaksitaosuoman ekosysteemipalvelut. Yhteistyössä Kliva-hankkeen kanssa tehtiin podcast-jakso (anchor.fm). Lisäksi Etelä-Pohjanmaan ELY-keskuksen alueelta löytyvistä kaksitaosuomista tuotettiin videot: Kaksitasouoma Kruunupyyn Viitavesibäckenillä (youtube.com) sekä Kaksitasouoma Evijärven Mansikkapellolla (youtube.com). Lisäksi aiheesta tullaan julkaisemaan teksti Vesivisio 2050 -blogissa (vesivisio2050.fi).

Kohti kestävämpää vesienhallintaa 

Miten luonnonmukaisia ratkaisuja voitaisiin tulevaisuudessa edistää? Voitaisiinko esimerkiksi tulvatasanne lukea osaksi suojakaistaa, joka tekisi kaksitasouomien perustamisesta houkuttelevampaa vähentämällä viljelypinta-alan menetykseen liittyviä taloudellisia menetyksiä? Ei-tuotannollisen investointituen ehtoja keventämällä kyseistä tukea voitaisiin hyödyntää hankkeissa, joihin ei haeta peruskuivatusavustusta.

Vaikka luonnonmukaiset kaksitasouomat eivät sovellu kaikkialle, ne kannatta ottaa osaksi vesienhallinnan työkalupakkia. Kaksitasouomista saatavat hyödyt ovat moninaisia: vähennetään vesistökuormitusta, sopeudutaan ilmastonmuutokseen ja lisätään luonnon monimuotoisuutta. Siksi toivoisikin, että tämäntyyppisten kestävien menetelmien käyttö valtavirtaistuisi ja olisi luonteva osa kuivatusvesien hallintaa niin maa- ja metsätaloudessa kuin taajamien hulevesienkin hallinnassa.

Tämä luonnonmukaisten kaksitasouomien läntiselle alueelle tehty malliverkosto mahdollistaa myös eri tahojen kokemusten vaihdon. Lisäksi tarvitaan lisää tilatason kehittämishankkeita, jotka mahdollistavat käytännön ratkaisujen kokeilemisen ja vertaisoppimisen. Näiden lisäksi tarvitaan tutkimusta, kokeiluja hyvistä käytännöistä ja tiedon vaihtoa tutkijoiden ja viljelijöiden välille.

Lisää luettavaa aiheesta 

• Maa- ja metsätalousministeriön julkaisu: Maa- ja metsätalouden vesitalouden suuntaviivat muuttuvassa ympäristössä (julkaisut.valtioneuvosto.fi) (Olle Häggblom, Laura Härkönen, Samuli Joensuu, Ville Keskisarja ja Helena Äijö)

• Valumavesi-hankkeen Ohjeistus kaksitasouomien suunnitteluun, mitoitukseen, rakentamiseen ja hoitoon (syke.fi)

• Agricultural Water Management Using Two-Stage Channels: Performance and Policy Recommendations Based on Northern European Experiences (mdpi.com) (Kaisa Västilä, Sari Väisänen, Jari Koskiaho, Virpi Lehtoranta, Krister Karttunen, Mikko Kuussaari, Juha Järvelä ja Kauko Koikkalainen)

• Luonnonmukaisen vesirakentamisen malliverkosto : Kaksitasouomat Länsi-Suomessa (doria.fi)

• Modellnätverk för naturenlig vattenbyggnad : Tvåstegsdiken i Västra Finland (doria.fi)

Katri Ollila
Harjoittelija
Vesistöyksikkö
Etelä-Pohjanmaan ELY-keskus

Eeva Nuotio
Johtava vesitalousasiantuntija
Etelä-Pohjanmaan ELY-keskus

Kaksitasouoma tarjoaa monipuolisia hyötyjä sekä alueen luonnolle että ihmisille

Ekosysteemipalvelu on 2000-luvun alussa vakiintunut käsite, jolla tarkoitetaan luonnon ihmiselle tuottamia hyötyjä. Tämä käsittää kaikki ne olosuhteet ja prosessit, joiden kautta ekosysteemit pitävät yllä ja toteuttavat inhimillistä elämää. 

Ihminen käyttää hyväkseen luonnon palveluita päivittäin, maksamatta niistä välttämättä mitään. Hengitämme puhdasta ilmaa, josta saamme ekosysteemien muodostamaa happea. Pumppaamme kaivosta pohjavettä, joka on luonnostaan puhdistunut juomakelpoiseksi. Sadevesi kastelee luonnostaan puutarhamme, josta poimimme hyönteisten pölyttämiä marjoja.

Ekosysteemipalvelut tutkimuskohteena

Perehdyin ekosysteemipalveluiden laajaan aihepiiriin omassa kandintyössäni. Tarkemmin käsittelin Suomen sisävesien ekosysteemipalveluita, jotka on koottu alla olevaan taulukkoon yleisesti käytössä olevan jaottelun mukaisesti. Oletko ikinä miettinyt, miten monipuolisia hyötyjä vesistöt tuottavatkaan? 

Sisävesien ekosysteemipalvelut ovat ekosysteemien tuottamia hyötyjä. Hyödyt jaetaan yleisesti neljään kategoriaan, jotka on kuvattu taulukossa.

Lisäksi työssäni tutkin ihmisen toiminnan vaikutuksia ekosysteemipalveluihin. Maatalon kasvattina päädyin valitsemaan näkökulmaksi maa- ja metsätalouden vaikutukset. Lyhyestä virsi kaunis: maa- ja metsätalouden negatiiviset vaikutukset vesiekosysteemien tilaan heikentävät niiden kykyä tuottaa ekosysteemipalveluita. Lyhyt oli virsi, mutta ei niinkään kauniin kuuloinen. Maa- ja metsätalouden toimijoilla sekä maita omistavilla on kuitenkin mahdollisuus myös ylläpitää ja parantaa ympäristön tilaa ja näin luoda paremmat edellytykset ekosysteemipalveluille. Kunnostamalla maa- ja metsätaloudesta aiheutuneita vahinkoja voidaan vesistöjen ekosysteemipalveluiden määrää ja laatua lisätä. 

Kuluvan kesän harjoitteluni aikana olen päässyt perehtymään perusteellisesti tällaiseen kunnostustoimintaan: luonnonmukaisella vesirakentamisella pyritään palauttamaan ekosysteemien tila luonnolliseen, samalla turvaten kuivatustila pelloilla ja metsissä. Tarkemmin harjoittelutyötäni on ollut kartoittaa ja kerätä kokemuksia kaksitasouomista, jotka lukeutuvat luonnonmukaisen vesirakentamisen menetelmiin.

Kaksitasouoma on nimensäkin mukaan kahteen tasoon rakennettu uoma. Alempana vesi virtaa alivesiuomassa ja keskivedenkorkeutta korkeammalle kaivettavalle tulvatasanteelle vesi nousee tulva-aikoina. Kuva Aalto-yliopiston tiedotteesta (sttinfo.fi)

Pääsin hiljattain tutustumaan Kruunupyyn Viitavesibäckenille rakennettuun kaksitasouomakohteeseen. Kaksitasouoma on suunniteltu ja rakennettu Mats Willnerin ja hänen perheensä toimesta vuonna 2014 perheen omille maille. Kohde on noussut omaksi suosikikseni, koska sen tavoitelluissa hyödyissä ekosysteemipalvelut nousevat erityisen monipuolisesti esiin. Normaalista, pitkälti teknisestä kerronnasta poiketen kerronkin nyt kaksitasouoman periaatteesta ekosysteemipalveluiden näkökulmasta.

Maisema-, virkistys- ja tutkimushyödyt ovat kaksitasouoman tarjoamia kulttuuripalveluita

Ekosysteemien tarjoamista kulttuuripalveluista maisema eli esteettinen arvo lienee helpoiten ymmärrettävä ekosysteemipalvelu. Viitavesibäckenillä tärkeimpänä tavoitteena olikin lisätä alueen maisema-arvoa kaksitasouoman avulla, sillä alueelle haluttiin palauttaa sille ominainen perinnemaisema. Kulttuuripalveluksi lukeutuvat myös alueen virkistysmahdollisuudet. Ainakin näin luonnossa virkistyvälle ihmiselle paikka toimi virkistyksenä työnteosta huolimatta. Kulttuuripalveluihin liittyy myös tieteellinen tutkimus: purokohteen vedenlaatumittaukset ovat toimineet tutkimusaineistona Willnerin omassa väitöskirjatutkimuksessa, joka liittyy happamiin sulfaattimaihin.

Kaksitasouoma säätelee hydrologiaa eli veden virtauksen mekanismeja

Viitavesibäckenin kaksitasouoma on palauttanut vesiekosysteemien säätelypalveluihin lukeutuvan hydrologisen säätelyn luonnollisemmaksi. Kaksitaosuoman pohjalla virtaava alivesiuoma jätetään pieneksi, jotta uomassa pysyy kohtalainen vesisyvyys ympäri vuoden. Näin kuivempienkin jaksojen aikana elinolot säilyvät suotuisina veden eliöille. 

Toisaalta Viitavesibäcken on lähdevaikutteinen puro, eli puroon pulppuaa jatkuvasti raikasta vettä alueen lähteistä. Pieni alivesiuoma edistää kuitenkin ympärivuotista veden virtausta, jolla on merkitystä puron pohjaolosuhteille. Ympäröiviltä maa- ja metsätalousalueilta puroon päätyy eroosion eli maanpinnan kulumisen takia kiintoainetta, kuten silttiä ja humusta. Puron pohjalle kerrostunut ja liettynyt kiintoaine tukahduttaa pohjaekosysteemeitä. Kiintoaineen kasaantuminen on myös maa- ja metsätalouden kannalta haitallista, koska uoman pohjan täyttyessä sen kapasiteetti veden varastointiin pienenee ja ympäröivien maiden kuivatustila heikkenee. Kaksitasouomassa veden jatkuva virtaus vähentää kiintoaineen kasautumista uoman pohjalle, eli ruoppaustarve harvenee – kiitos hydrologisen säätelyn.

Puron reunalta ylöspäin noustessa kasvillisuus muuttuu maaperän kosteusolojen muuttuessa.

Hydrologiseen säätelyyn liittyy myös tulviminen, joka on luonnollinen ilmiö esimerkiksi keväällä lumen sulamisen aikaan. Kaksitasouoma antaa tulvavesille tilaa nousta sen tulvatasanteelle, jolloin myös veden mukana virtaavaa kiintoainetta ja ravinteita nousee tasanteelle. Siis sitä usein uoman pohjaa täyttävää ja rehevöitymistä aiheuttavaa ainesta, jota maanomistajakaan ei halua uomiinsa. Tulviminen muodostaa tulvatasanteesta elinympäristön monipuoliselle eliöjoukolle, se luo asuttamispaikkoja esimerkiksi niitty- ja kosteikkokasvillisuudelle. Lisäksi tasanteelle nouseva vesi levittää rantakasvillisuuden siemeniä ja käynnistää uusia elinkiertojen vaiheita vaikkapa hyönteisillä. 

Hydrologisen säätelyn lisäksi tulvaan liittyy erityisesti ympäröivien maatalousmaiden kannalta tärkeä ekosysteemipalvelu: tulvatasanne aikaansaa tulvasuojelua. Tulvatasanne siis varastoi puron vettä tulvan aikana, ja myöhemmin varastoitunut vesi vapautuu takaisin virran mukaan. 

Vasemmalla kuva keväältä 2017, kun tulviva vesi nousi tulvatasanteelle. Kuva: Mats Willner 
Oikealla heinäkuun 2021 tilanne, kun vesi virtaa vain alivesiuomassa.

Kaksitasouoman avulla voidaan ehkäistä eroosiota

Viitavesibäckenin kaksitasouoma edistää ekosysteemipalveluna myös eroosiosuojelua. Eroosio tarkoittaa maa-aineksen kulumista, kulkeutumista ja kasaantumista. Leveäksi kaivetun tulvatasanteen sekä uoman reunojen kasvillisuus sitoo maaperää, eli estää kulumista. Puron reunoilla annetaan kasvaa myös puuvartista kasvillisuutta, joka on pitkillä juurillaan voimakas eroosion estäjä. Samalla kasvillisuus pidättää ympäröiviltä maa-alueilta pintavalunnan mukana tulevaa kiintoainekuormitusta eli estää sen kulkeutumista uomaan. Kohteessa eroosiota on estetty myös tulvatasannetta ympäröivällä peltoalueella, jolla tuotanto on muutettu ympärivuotiseksi nurmeksi. 

Kaksitasouoman alkupäähän kivistä rakennettu pohjapato tuottaa myös eroosiosuojelua. Alivesiuoman pohjaa korottavan padon yläpuolelle jää syvemmän veden alue, jonka kohdalla veden virtaus hidastuu, ja samalla virran mukana kulkeva kiintoaine kasautuu hallitusti vähentäen puron kiintoainekuormaa alempana. Lisäksi alivesiuomassa eroosiosuojausta on lisätty tekemällä kivetystä. 

Alivesiuomaan tehty kivetys toimii eroosiosuojauksena, sillä kivetys estää uoman pintojen kulumista.

Viitavesibäckenin kaksitasouomaa aiotaan tulevaisuudessa laajentaa sekä ylä- että alavirtaan niin, että nyt vajaan sadan metrin mittainen pätkä kasvaisi vajaaseen kilometriin. Laajennuksen yhteydessä puron muotoilua aiotaan palauttaa takaisin luonnollisesti mutkittelevaksi. Mutkitteleva uoma hidastaa virtauksen nopeutta, jolloin veden kuluttava voima heikkenee, eli eroosiosuojelu lisääntyy. 

Biodiversiteettiä voidaan tukea uoman ympäristössä monin tavoin

Ekosysteemien tukipalveluna Viitavesibäckenin kaksitasouoma lisää alueen biodiversiteettiä. Tulvatasanteellisesta uomarakenteesta hyötyvät monet eliöt, koska se tarjoaa monipuolisia elinympäristöjä. Biodiversiteettiä on tuettu myös muun muassa sillä, että uoman reunoilla on annettu kasvaa korkeampaa puuvartista kasvillisuutta, joka varjostaa puroa. Helteisenä maastopäivänä lähes 30 asteen kuumudessa oli selvästi huomattavissa, miten paljon viileämpää varjoisan puron reunalla oli oleilla – kyse on siis myös klimatologisesta säätelystä, eli puron ympäristöä viilentävästä ominaisuudesta, josta pääsin itsekin nauttimaan. Viileydestä nauttivat eritoten puron eliöt, jotka ovat tottuneet vilpoisiin oloihin. Lisäksi puuvartisen kasvillisuuden lehtikarike on arvokas ravinnonlähde puroekosysteemissä. 

Uoman biodiversiteettiä on lisätty myös kaksitasouoman yläosassa olevalla pohjapadolla, joka monipuolistaa uoman rakennetta ja pohjaoloja. Biodiversiteettiin on panostettu myös tulvatasanteella: rakentamisvaiheen jälkeen tasanteelle kylvettiin niittykasvillisuuden siementä ja jälkeenpäin kasvillisuus on vuosittain niitetty kukinnan jälkeen. Niittojäte on myös kerätty pois tasanteelta, jotta ravinteet niittojätteen mukana poistuvat ja tasanteen kasvillisuus pysyy monipuolisena. Rikas biodiversiteetti tukee kaksitasouoman ympäristössä sekä maa- että vesiekosysteemiä. Paikan päällä biodiversiteetti näkyi ja kuului.

Tulvatasanteen vehreässä ympäristössä hyönteiset surisevat ja linnut visertävät.

Vaikka maa- ja metsätalous ovat maaseudulle ominaista maankäyttöä, voivat niiden vesistöihin kohdistuvat vaikutukset ulottua pidemmälle, esimerkiksi heikentäen alapuolisten vesistöjen virkistysarvoa. Ekosysteemipalvelut ovatkin kattava näkökulma havainnoida maa- ja metsätalouden ympäristönsuojelullisten toimien tärkeyttä: hyödyt koskettavat maantieteellisesti laajempia ja elinkeinon ulkopuolisia alueita ja ihmisiä. 

Lisää luonnonmukaisen vesirakentamisen ja kaksitasouomien menetelmistä voit lukea alla olevista linkeistä 

• Jukka Jormola, Heli Harjula ja Auri Sarvilinna: Luonnonmukainen vesirakentaminen (helda.helsinki.fi) 

• Juha Järvelä ja Kaisa Västilä: Luonnonmukainen vesirakentaminen peruskuivatuksessa (acris.aalto.fi) 

Katri Ollila
Harjoittelija, vesistöyksikkö
Etelä-Pohjanmaan ELY-keskus