Impacts of agricultural water protection measures on erosion, phosphorus and nitrogen loading based on high-frequency on-line water quality monitoring

There is an urgent need to decrease agriculture-contributed nutrient loading to surface waters. Excess amounts of phosphorus and nitrogen may lead to severe environmental problems, such as eutrophication and toxic algal blooms. Potential mitigation measures have been introduced to reduce loading, but their impacts on erosion, phosphorus and nitrogen loading are difficult to detect, due to challenging monitoring of diffuse (nonpoint) loading. Here, high-frequency on-line water-quality and -quantity monitoring (HFM) was used to detect the impacts of various agricultural mitigation measures on erosion, phosphorus and nitrogen loading on the catchment scale. We found that with discrete water samples, phosphorus load was more likely underestimated compared to sensor-based reference load. Gypsum reduced erosion and phosphorus loading very effectively in clayey agricultural catchment. Dissolved reactive phosphorus concentrations also became lower after gypsum application. The wintertime vegetation cover decreased the total phosphorus loads under mild winter conditions, when phosphorus loading is usually major. No impact on the dissolved reactive phosphorus concentration was observed. Small constructed wetland retained most of the incoming phosphorus and nitrogen loads during the growing season, but in spring and autumn the effectiveness was weak. Thus, a problem concerning wetlands as a mitigation measure is that they do not function efficiently during the critical times of load generation. In conclusion, we provide a guideline on how to develop future water-quality monitoring and how to assess the effectiveness of the various mitigation measures on the catchment scale. HFM can be used not only for estimating the impacts of agricultural mitigation measures, but also for providing more information on the water-quality impacts of land-use changes or impacts of stormwater treatment practices, as well as for developing models to produce more reliable scenarios for nutrient loading in changing climates. Mitigation methods such as gypsum and winter time vegetation, which are implemented in large field areas, are strongly recommended for reducing erosion and phosphorus loading in boreal agricultural clayey catchments. These mitigation measures are effective, particularly in mild winter seasons, and thus will also be beneficial under future climate conditions.Hajakuormituksena vesistöihin valuvat ravinteet pilaavat ja rehevöittävät vesistöjä. Maataloutta kritisoidaan usein riittämättömistä ja tehottomista toimista vesistöihin kohdistuvan kuormituksen vähentämiseksi. Toimenpiteiden vaikutuksia ei kuitenkaan voida havaita riittävällä tarkkuudella nykyisin käytössä olevien seurantamenetelmien avulla. Yksittäisiin vesinäytteisiin perustuvat ravinnekuormitusarviot saattavat olla niin virheellisiä, että toimenpiteiden vaikutukset jäävät virheen alle piiloon. Tässä väitöstyössä hyödynnettiin sensoritekniikkaan perustuvaa automaattista tiheän mittausvälin ravinnekuormituksen seurantamenetelmää tarkentamaan maataloudesta huuhtoutuvan ravinnekuormituksen määrää. Tutkimuksessa todettiin, että nykyisin käytössä olevat yksittäisiin vesinäytteisiin perustuvat ravinnekuormitusarviot on todennäköisimmin arvioitu liian pieniksi. Menetelmää käytettiin myös kolmen erilaisen vesiensuojelumenetelmän vaikutusten mittaamiseen. Kipsin todettiin vähentävän merkittävästi peltovaltaisen valuma-alueen fosforikuormitusta ja eroosiota. Kipsin vaikutukset tulevat esiin nopeasti ja ne kestävät noin neljä vuotta. Peltojen laajaperäinen kipsikäsittely eteläisen ja lounaisen Suomen savipelloille vähentäisi merkittävissä määrin Suomen Itämereen kuljettamaa fosforikuormaa. Talviaikainen kasvipeitteisyys kirkasti peltojen halki virtaavan joen vettä ja vähensi erityisesti tulva-aikaista fosforikuormitusta. Talviaikaisen kasvipeitteisyyden liukoisen fosforin huuhtoumaa lisäävää vaikutusta on aiemmin todennäköisesti liioiteltu. Tutkimusalueen kokonaisfosforikuorma pieneni erityisesti tulvatilanteissa, eikä liukoisen fosforin pitoisuuksissa havaittu muutosta. Kosteikon havaittiin pidättävän hyvin sinne kulkeutuvia ravinteita kasvukaudella kun kosteikkokasvillisuus oli runsaimmillaan. Kevään, syksyn ja leutojen talviolosuhteiden aikana, kun kuormitus on suurimmillaan, kosteikon toiminta oli kuitenkin heikkoa. Jos ilmastonmuutos merkitsee eteläisessä Suomessa leutojen sateisten talvien lisääntymistä, on vesiensuojelutoimia kohdistettava entistä enemmän ravinnekuormituksen alkulähteille, eli pelloille. Veden laadun seurantaa suositellaan kehitettävän kohti sensoritekniikkaa hyödyntäviä menetelmiä, joilla esimerkiksi jokien ravinnekuormista ja vesiensuojelumenetelmien vaikutuksista saadaan aikaisempaa huomattavasti tarkempi kuva

Jatkuvatoiminen veden laadun seuranta hajakuormituksen arvioinnissa

Maataloudesta tuleva hajakuormitus vaihtelee voimakkaasti hydrologisten olosuhteiden mukaan. Tällöin näytteenoton tiheydellä ja ajoittumisella on hyvin suuri merkitys kiintoaine- ja ravinnekuormien arvioinnissa. Yksittäisillä virtaamapainotteisillakin vesinäytteillä veden laadussa tapahtuvat nopeat vaihtelut jäävät usein havaitsematta ja siten niiden perusteella tehtävät kuormituslaskelmat usein antavat väärän kuvan kokonaiskuormituksesta. Automaattisilla, jatkuvatoimisilla mittausantureilla nopeatkin veden laadussa tapahtuvat muutokset tulevat esiin ja niihin perustuvat kuormituslaskelmat antavat ravinnekuormasta tarkemman kuvan.Tässä tutkimuksessa vertailtiin pienestä pelto-ojasta ja suuremmasta Lepsämänjoesta eri laskentamenetelmillä saatuja kokonaisfosforikuormia. Kokonaisfosforikuormat laskettiin yksittäisiin vesinäytteisiin perustuen ja mittausantureilla saadun mittaustiedon perusteella. Antureiden tunnin välein tuottaman sameus- ja vedenkorkeustiedon perusteella voitiin laskea erittäin tarkasti uomassa tutkimus-aikana kulkeutunut kokonaisfosforikuorma. Tiheän mittausvälin ansiosta nopeatkaan veden laadussa tapahtuvat muutokset sekä todelliset minimi- ja maksimiarvot eivät jääneet havaitsematta. Perinteisesti valuma-alueilta tulevaa kuormitusta on laskettu yksittäisiin vesinäytteistä määritettyihin pitoisuuksiin ja vuorokauden keskivirtaamatietoihin perustuen. Joissain tapauksissa kuormituslaskennat perustuvat pidempiaikaisiin keskiarvopitoisuuksiin ja keskivirtaamiin.Tutkimuksessa havaittiin pienen pelto-ojan ja Lepsämänjoen kevät- ja syystulvan aikaisten kokonaisfosforipitoisuuksien vaihtelevan hyvin voimakkaasti ja nopeasti muutaman tunnin sisällä. Kokonaisfosforikuormat vaihtelivat myös voimakkaasti eri tutkimusjaksojen välillä riippuen hydrologisista olosuhteista. Hajakuormituslaskelmat ja maataloudesta tulevan kuormituksen arviot perustuvat yleensä juuri pieniltä valuma-alueilta yksittäisten vesinäytteiden perusteella tehtyihin kuormituslaskelmiin. Tähän menetelmään perustuvien kuormituslaskelmien lopputuloksissa yhdellä yksittäisellä korkealla pitoisuudella voi olla lopputuloksen kannalta hyvin suuri merkitys. Näytteenottoajankohdalla ja -tiheydellä on suuri merkitys laskentajakson kuormituslaskentojen lopputuloksiin. Tutkimuksen perusteella näyttää siltä, että perinteisin menetelmin tehdyt, yksittäisiin vesinäytteisiin perustuvat kuormituslaskelmat saattavat antaa hyvin virheellisen kuvan ravinnekuormista. Jos näytteenotto ajoittuu tulva-ajan korkeiden pitoisuuksien ajalle, voivat vesinäytteisiin perustuvat fosforikuormalaskelmat antaa jopa useita kertoja suuremman tuloksen

Valuma-aluelähtöinen suunnittelu ja vesienhoidon toimenpiteiden implementointi. Haasteet Suomessa ja EU:n alueella

Vesienhoidon suunnittelua tehdään Suomessa vesistöaluekohtaisesti. Vesienhoidon toimenpideohjelmien täytäntöönpano vaatii kuitenkin tarkempaa valuma-aluesuunnittelua ja edelleen eri toimijoiden yhteistyötä suunnitteluvaiheesta aina käytännön toteutukseen asti. Kaikkien toimijoiden intressien huomioiminen siten, että päätavoite, vesientilan paraneminen mahdollistuu, vaatii huolellista koordinointia. Mitkä ovat suunnittelun ja toteutuksen väliset pahimmat pullonkaulat Suomessa tai mitkä ovat parhaiksi käytännöiksi havaittuja toimintatapoja Pohjoismaissa tai Ison-Britannian alueella? Muun muassa näihin kysymyksiin on vastattu tässä julkaisussa, johon on koottu Etelä-Pohjanmaan ELY-keskuksessa sekä Suomen ympäristökeskus Sykessä kesällä 2022 työskennelleiden kahden korkeakouluharjoittelijan kirjallisuuteen ja haastatteluihin perustuvat selvitykset. Valuma-aluesuunnittelun ja toteutuksen haasteiden selvityksessä etsittiin niitä pullonkauloja, jotka estävät yleissuunnittelussa ehdotettujen toimenpiteiden päätymistä toteutukseen. Valuma-aluelähtöisessä vesienhallinnassa on haasteita ja sen vaikuttavuutta, monistettavuutta sekä käyttökelpoisuutta selvitettiin suunnittelusta toteutukseen. Selvitys suoritettiin haastattelututkimuksena kesällä 2022, jossa haastateltiin maa- ja metsätalouden vesienhallinnan avustusta saaneiden hankkeiden hankevastaavia. Selvityksessä kyseltiin myös paikkatieto-ohjelmien haasteita ja kehittämismahdollisuuksia. Valuma-aluelähtöinen suunnitelma on hyödyllinen toimintatapa kokonaisuuden hahmottamiseksi sekä vaikuttavien toimenpiteiden löytämiseksi. Vaihtoehtoinen toimintatapa oli maanomistajien halukkuudesta lähtöinen vesienhallinta valuma-aluetasolla. Molemmilla toimintatavoilla on hyötynsä ja heikkoutensa, ja niiden yhdistäminen alueella voisi tuoda tehokasta vesienhallintaa. Valuma-aluesuunnittelussa ja toteutuksessa ilmeni useita pullonkauloja. Ne liittyivät usein maanomistajien kanssa viestintään, osaavien suunnittelijoiden ja urakoitsijoiden vähyyteen sekä rahan ja ajan niukkuuteen. Haastateltavien mukaan ELY-keskusten osalta toivottiin osaamisen säilymistä sekä ehdotettiin hanketasolla aktiivisempaa roolia. Näin saataisiin hankkeiden välistä koordinointia parannettua sekä yhtenäisempää työskentelyä. Näin vesienhallinta ei olisi vain yksittäisten aktiivisien alueellisten toimijoiden varassa. Haastatteluista jäi silti positiivinen kuva vesienhallinnasta, ja vaikka tässä selvityksessä on etsitty haasteita ja ongelmia, on vesienhallinta kehittynyt ja tilannetta pidettiin poikkeuksellisen hyvänä edellisiin vuosiin verrattuna. Kirjallisuuden avulla selvitettiin, miten valuma-aluelähtöistä vesienhoidon koordinointia toteutetaan myös Euroopan Unionin alueella. Kirjallisuuskatsaus kuvailee yleisellä tasolla valuma-aluelähtöisen koordinoinnin nykytilaa Euroopan Unionin vesipuitedirektiivin alaisuudessa. Työssä tarkasteltiin eri maiden virallisia organisaatiorakenteita, vesienhoitoa koordinoivia tahoja ja niiden hallintojen horisontaalista sekä vertikaalista toimintaa, valuma-alueen muita toimijoita ja sidosryhmiä ja niiden osallistumista viralliseen päätöksentekoon tai toimien toteuttamiseen, koordinaation keskeisiä kohteita, haasteita ja tehokkuutta, sekä selvittiin mikä taho, jos mikään, on toimenpiteiden käytännön toteuttaja. Yhteistyön koko valuma-alueen toimijoiden kanssa todettiin kaikissa maissa olevan hyvin tärkeää, kuin myös osallistujien motivaatio ja sitoutuminen prosessiin. Sidosryhmien osallistamisen havaittiin parantavan ympäristöön liittyvien päätöksentekojen laatua ja kestävyyttä, mikäli päätöksenteon prosessi on rakennettu hyvin. Suurimmassa osassa maita sidosryhmien vaikuttamisen mahdollisuudet katsottii

The effect of gypsum on phosphorus losses at the catchment scale

The ability of novel measures to reduce the loss of phosphorus from fields to surface waters is seeing increasing testing. Gypsum, by elevating the ionic strength in soil solution, has been shown to reduce phosphorus losses from Finnish soils under laboratory conditions. This report presents the results of a catchment-scale gypsum experiment. In a 2.45 km2 catchment in southern Finland, 91% of the field area (93 out of 101 hectares, mostly on clayey soils) was amended with gypsum after the harvest in 2008. Runoff volume and quality (e.g., turbidity, nutrients, cations, and anions) were monitored for six high-flow periods in February 2008 to November 2010 – i.e., before, during, and after the amendment – by means of on-line sensors and manual sampling. Additional data were collected by a local water protection association at the site and in a nearby ‘reference’ catchment where gypsum was not used. Moreover, the effect of gypsum was simulated with the ICECREAM model and scaled for the clay fields in the catchment of the Archipelago Sea via the assessment tool VIHMA. Potential changes in soil chemistry were monitored with soil analyses. Finally, the impact on lakes caused by sulphate lost from gypsum was studied by means of laboratory soil and sediment incubations. The turbidity recorded by the on-line sensors from the runoff correlated with the concentration of particulate phosphorus analysed in the laboratory, which enabled the evaluation of changes in particulate phosphorus loss from the on-line data. Using a covariance model with gypsum application as a qualitative and runoff volume as a quantitative variable, we approximated gypsum as having reduced the loss of particulate phosphorus by 57 %. The loss of dissolved reactive phosphorus decreased by approximately one third. The total phosphorus reduction was about 54 %. According to the ICECREAM model, the reduction in total phosphorus was 45 %. No corresponding changes were found in the reference catchment. Gypsum did not affect soil test values for phosphorus, potassium, magnesium, or calcium but did increase the ionic strength and sulphur in soil. The proportion of gypsum lost in runoff could not be estimated precisely, because there were insufficient background data on sulphate losses. At maximum, 45 % of the gypsum was lost, as calculated from conductivity values recorded by the sensors. Since sulphate may aggravate eutrophication in sulphate-poor lakes, the sulphate lost from gypsum may restrict extensive gypsum application to only those catchments discharging directly into the Baltic Sea. Fortunately, most clayey fields in Finland with a risk of erosion are located in the coastal catchments without a great presence of lakes. As an example, the application of gypsum on all clayey fields used for cereals or high-value crops in the catchment of the Archipelago Sea could reduce the total phosphorus load by 68 t y−1, as calculated with the assessment tool VIHMA. That would be more than half of the national target (120 t y−1) for this sea area. The duration of the gypsum effect and impact of gypsum-derived sulphate on the ecology of rivers and lakes has yet to be determined

Urban wetland parks in Finland: improving water quality and creating endangered habitats

Urbanization changes water balance, degrades water quality and disrupts habitats. Wetlands offer storm water volume and flow control, water pollution mitigation, and rich land–water interphase habitats. In the present case study, urban wetlands were designed and implemented to provide multiple functions, including water quality improvement and the establishment of critically endangered clay stream habitat, along a revived urban stream within the Baltic Sea watershed in Southern Finland. The primary water quality concern in the recipient lake is algal bloom controlling and clay particle-carried phosphorus. Wetlands were monitored for functioning over five calendar years. At a wetland monitored for 5 years, herbaceous vegetation was well self-established in the second year, and reached 102 species, of which 97% were native, in the fifth growing season. Successful breeding of amphibians and water birds occurred right after construction. Continuous water quality monitoring over the fourth year at this wetland, with 0.1% area of its watershed, revealed seasonal and event-based differences: for total phosphorus, an annual 10% average with lower removal rates outside, and up to 71% event reductions during the growing season, while highest load reductions occurred during heavy rain and snowmelt events outside the growing season. The created wetlands provided critical habitat and beneficial functions and thus compensated partly for urbanization.Peer reviewe

Kuitulietteet maatalouden vesiensuojelukeinona : KUITU-hankkeen väliraportti

Vesiensuojelun tehostamisohjelma rahoittaa kuitulietteiden vesistövaikutusten tutkimusta Tuusulanjärven osavaluma-alueella 2019–2021. Hankkeessa varataan kahden osavaluma-alueen vedenlaatua. Noormarkinojan valuma-alueella on tarkoitus levittää ravinnekuitua (40 tn/ha) 80 peltohehtaarille. Noormarkinojan vedenlaatutuloksia verrataan käsittelemättömän Flinkinojan valuma-alueen tuloksiin. Molempien valuma-alueiden vedenlaatua seurattiin vuoden verran ennen levitystä. Kuidunlevitys oli tarkoitus toteuttaa syksyllä 2020 puinnin jälkeen sänkimaahan. Runsaiden sateiden takia puinnit olivat myöhässä. Maa oli niin märkää, ettei kaikkia viljoja saatu puitua. Märkyyden takia myös kuidun levitys jouduttiin keskeyttämään, jotta maa ei tiivisty rekkojen ja levityskaluston alla. Kuitua levitettiin vain nurmelle (15 ha) ennen syysviljan kylvöä. Lopun 65 ha:n alueen käsittely siirtyy ensi syksyyn. Erilaisten kuitujen vaikutuksia on seurattu myös Jokioisten ruutukokeissa. Syksyllä 2015 levitettiin 0-kuitua, kalkkistabiloitua sekä kompostoitua ravinnekuitua savimaahan. Koeruuduilta on otettu mm. maanäytteitä ravinne- ja metallianalyyseihin sekä maamonoliittejä (halkaisija 30–40 cm) sadetuskokeisiin. Maapatsaita on sadetettu laboratoriossa ja valumavesistä on seurattu fosforin ja maa-aineksen pitoisuuksia. Syksyllä 2020 kuitukäsittely uusittiin ruuduilla. Alustavat koetulokset on julkaistu tieteellisessä artikkelissa (Rasa et al. 2020). Laboratoriossa tehdyissä inkubaatio- ja astiakokeissa on tutkittu kuitujen sisältämän orgaanisen aineksen hajoamista sekä ravinteiden huuhtoutumista. Astiakokeissa on tutkittu kompostoidun ravinnekuidun lisäksi kipsin ja rakennekalkin vaikutuksia eri maalajeilla. Yksivuotinen koe perustettiin keväällä 2020. Alustavia koetuloksia on saatavissa ensi vuonna. Hankkeelle perustettiin nettisivut www.luke.fi/kuitu. Nettisivuilla on julkaistu mm. blogikirjoituksia, uutisia ja tiedotteita. Valuma-aluemittakaavan kokeesta on tiedotettu ensisijaisesti alueen asukkaita ja viljelijöitä. Tietoa on levinnyt koko maahan lehtijuttujen ja Maataloustieteen päivillä annetun esitelmän välityksellä. Syyskuussa järjestettiin hankkeessa mukana olevan viljelijän pihalla pellonpiennartapahtuma. Asiantuntijat kertoivat hankkeesta, kuidusta ja alustavista tuloksista. Tilaisuus striimattiin ja esitykset olivat katsottavissa hankkeen nettisivuilla. Paikalla oli myös kuidunlevityskaslusto, mutta kuitua ei päästy levittämään peltoon sateisen sään takia. Tässä väliraportissa esitetään, mitä hankkeessa on saatu aikaiseksi ensimmäisen vuoden aikana. Ensi syksynä on tarkoitus levittää kuitu lopulle 65 ha:n alalle. Sen jälkeen tarvitaan ainakin vuoden seurantajakso, jotta valuma-aluetuloksista voidaan vetää johtopäätöksiä. Sen sijaan Jokioisten ruutu- ja laboratoriokokeiden tulokset ovat käytettävissä ensi vuonna.202

Lepsämänjoki LTSER: pitkäaikaisen sosioekologisen maatalousekosysteemitutkimuksen verkosto

Lepsämänjoki LTSER (long term social ecological research platform) kuuluu kahdeksan muun erilaisiaekosysteemityyppejä edustavan verkoston kanssa vuonna 2007 perustettuun Suomen LTSER- konsortioon(FinLTSER:http://www.ymparisto.fi/default.asp?contentid=257172&lan=FI). FinLTSERpuolestaan onsamana vuonna hyväksytty kv. ILTER -verkostoonjäseneksi (http://www.ilternet.edu/). LTSER toiminnanperusajatus on luoda ja ylläpitää ekosysteemitutkimuksen infrastruktuureja, joissa pitkäaikainen ja seuranta-aineistoihinperustuva tutkimus kohdistuu ns. ydinalueelle. Tällainen ydinalue on maantieteellisesti määriteltyekosysteemialue, jossa verkoston tutkimusryhmät tuottavat pitkäaikaista, julkista ja hyvin dokumentoituaseurantajatutkimustietoa sosioekologisistaekosysteemin tilaan ja muutokseen sekä muutosta ohjaaviinvoimiin liittyvistä muuttujista. LTSER- verkoston tulisi mahdollistaa monitieteinen ja tieteidenvälinen sosioekologinentutkimus, ja sen tulisi tuottaa laadukasta tutkimusdataa kv. tutkimusyhteisön käyttöön.Lepsämänjoki LTSER on keskeisten maatalousekosysteemien tilasta ja muutoksesta kiinnostuneidentutkimuslaitosten ja –ryhmien verkosto. Se on avoin yhteenliittymä, joka pyrkii kehittämään julkista jayleishyödyllistä yhteistyötä ja infrastruktuuria maatalousympäristön monitieteiseen tutkimukseen. Verkostonydinalue on Lepsämänjoen maataloudellinen valuma-alue,joka suurimmaksi osaksi kuuluu UusimaalaisenNurmijärven kunnan alueeseen noin 30 km Helsingistä luoteeseen (60° 23' 60°28' N, 24° 31' 24°43' E).Se on topografialtaan laakea 213 km² suuruinen alue, jossa harjoitetaan Etelä-Suomensavikoille ominaistapeltoviljelyvaltaista maataloutta. Alueen pohjoisosassa on useita vihannesviljelyyn keskittyneitä tiloja. Alueon kaupungin läheistä maaseutua, jolle muualla työskentelevien haja-asutusleviää, ja jonka eteläosassasijaitseva Klaukkalan taajama on kasvussa.Lepsämänjoen valuma-alueeltaon parhaimmillaan jo vuosikymmenten ajalta biofysikaalisiinympäristömuuttujiin liittyviä tutkimusaineistoja: jokiveden laatu, maatalouden ravinne- jakiintoaineskuormitus, maataloudellinen maankäyttö, maatalouden ravinnetaseet, maalajit ja topografia, alue-ekologinenmonimuotoisuus, putkilokasvien, perhosten ja peltolintujen lajimonimuotoisuus. Verkoston eritutkimusryhmät ovat toisistaan riippumatta koonneet em. aineistoja eri seurannoissa ja tutkimus- jakehityshankkeissa.Lepsämänjoki LTSER-verkostontavoite on LTSER-konseptinmukaisesti verkostoitumisen avullakehittää tutkimuksen infrastruktuuria, parantaa seuranta-aineistojensaatavuutta ja laatua sekä edistääekologisen, ympäristöjayhteiskunnallisen tutkimuksen integraatiota. Tiedustelut voi osoittaa verkostonkoordinaattorille ([email protected])

UusiRaHa tutkii kerääjäkasveja viljelijöiden kanssa

201

Automaattimittauksilla tarkkaa tietoa maatalouden vesistökuormituksesta

Tässä tutkimuksessa esitellään Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistyksen käyttämä automaattiseen veden laadun seurantaan perustuva menetelmä, jolla saadaan uutta ja tarkempaa tietoa maatalousvaltaisten valuma-alueiden kuormitusprosesseista. Tutkimuksessa seurattiin kahden pinta-alaltaan erikokoisen, peltovaltaisen valuma-alueen veden laatua jatkuvatoimisesti automaattisilla mittausantureilla. Lepsämänjoen valuma-alueella sijaitsevassa pienessä pelto-ojassa (2,7 km2) mittauksia tehtiin kevään ja syksyn ylivirtaamakausina 2005–2009. Lepsämänjoen yläosan valuma-alueella (23 km2) on tehty yhtäjaksoisia mittauksia huhtikuusta 2006 alkaen. Mittausasemilla seurattiin veden laatua pääasiassa tunnin aikavälillä. Tärkeimmät mitatut muuttujat olivat sameus, sähkönjohtokyky ja nitraattipitoisuus. Anturin mittaaman sameuden ja laboratoriomääritysten väliseen erittäin merkitsevään korrelaatioon perustuen veden kokonaisfosfori- ja kiintoainepitoisuus voitiin laskea mittaustaajuuden mukaisesti. Kaikki mittausdata lähetettiin aseman lähetinyksikön avulla palvelimelle, josta se oli ladattavissa internetin välityksellä. Virtaama laskettiin mittauspaikoille laadittujen purkautumiskäyrien ja vedenkorkeustiedon avulla. Tulosten perusteella voitiin todeta pelloilta huuhtoutuvan kuormituksen syntyvän hyvin nopeina pulsseina lähinnä kevään lumensulamisjaksojen ja syksyn sadejaksojen aikana. Koska kuormitustapahtumat olivat hyvin nopeita, ei yksittäisten näytteiden perusteella saatu todellista veden laadun vaihtelua selville. Tällä on merkitystä erityisesti ravinnekuormia laskettaessa. Jatkuvatoimisella automaattiseurannalla saatiinkin kuormituksesta paljon tarkempi kuva kuin yksittäisten näytteiden perusteella. Lepsämänjoen kiintoaine- ja fosforikuormia nostivat myös leutojen talvien aikaiset sateet ja useat lyhyet lumensulamisjaksot. Esimerkiksi lauha, sateinen talvi 2008 johti hankalan kuormitusjakson jatkumiseen lähes yhtenäisenä syksystä aina kevättulvaan saakka. Ilmastonmuutoksen myötä leudontuvat talvet näyttäisivät lisäävän maataloudesta tulevaa ravinnekuormitusta huomattavasti. Fosfori- ja typpikuormituksen havaittiin muodostuvan maatalousvaltaisissa virtavesissä eri tavoin. Tulvatilanteessa fosforipitoisuuden maksimi saavutettiin ennen virtaamahuippua. Fosforikuormitus syntyy suurimmaksi osaksi peltojen pintavalunnan ja salaojien kautta vesistöön huuhtoutuvan kiintoaineen mukana. Uomissa mitatut korkeat fosforipiikit muodostuvat tämän kiintoaineen lähtiessä liikkeelle uoman pohjasta tulvan nousuvaiheessa. Nitraattipitoisuus taas nousi maksimiinsa säännöllisesti vasta virtaamahuipun jälkeen. Typpikuorma syntyy lähinnä salaojien kautta tulevana huuhtoumana