The effects of climatic fluctuations and man on discharge in Finnish river basins

Ilmaston ja ihmisen toiminnan vaikutus virtaamanvaihteluihin Suomen vesistöiss

Ilmastonmuutos ja patoturvallisuus – vaikutus mitoitustulviin

Tutkimuksessa arvioitiin ilmastonmuutoksen vaikutuksia 34 korkeimman riskiluokan padon mitoitustulviin. Nämä padot on mitoitettu hydrologisin perustein siten, että kerran 5 000–10 000 vuodessa toistuvan tulvan aikana padotusaltaan vedenkorkeus ei ylitä padon turvallista vedenkorkeutta, kun padon juoksutuskapasiteetti ilman voimalaitoksen koneistovirtaamia on käytössä. Tutkimuksessa arvioidaan ilmastonmuutoksen aiheuttamia riskejä patoturvallisuudelle. Tärkein tarkasteltava tekijä on patojen juoksutuskapasiteetin riittävyys. Tutkimuksessa käytettiin Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) Hydrologian yksikössä kehitetyn ja ylläpidettävän Vesistömallijärjestelmän hydrologisia vesistömalleja. Laskennan lähtötietoina olivat kahden viikon mitoitussadanta ja 40 vuoden sadannan sekä lämpötilan havaintoaikasarjat. Mitoitustulva luotiin riittävän harvinaisesta mitoitussadannasta, joka yhdistettiin tulvan muodostumisen kannalta pahimpaan mahdolliseen sää- ja lumitilanteeseen 40 vuoden havaintojaksolla. Ilmastonmuutosjaksolla 2070–99 mitoitussadanta sekä lämpötila- ja sadehavainnot muutettiin ilmastonmuutosskenaarioiden mukaisesti ja mitoitustulvan laskenta toistettiin. Ilmastonmuutoksen vaikutus riippuu tulvan aiheuttajasta. Lumen sulamisen ja vesisateen aiheuttamat mitoitustulvat Pohjois-Suomessa pysyvät keskimäärin ennallaan. Eteläisemmän Suomen pienten vesistöjen kesälle tai syksylle ajoittuvat mitoitustulvat kasvavat mitoitussadannan kasvun takia. Keski-Suomen suurissa järvireittivesistöissä mitoitustulvan kasvun aiheuttavat syksyn ja talven pääosin vetenä tuleva mitoitus- ja kokonaissadannan kasvu, lumen sulannan kasvu sekä talvihaihdunnan vähäisyys. Tekijöiden yhteisvaikutuksena tulvan kokonaisvolyymi kasvaa merkittävästi. Suurimmalla osalla tarkastelluista padoista kasvava mitoitustulva pystytään kuitenkin hallitsemaan nykyisillä rakenteilla. Ylittymisriskin padot, joita on ilmastoskenaariosta riippuen 5–13 kappaletta 34:stä, sijaitsevat Pohjanmaan ja Lounais-Suomen pienissä jokivesistöissä, joilla kesän mitoitussadanta kasvaa voimakkaasti sekä Keski-Suomen järvireittivesistössä, joilla ylittymisriskin aiheuttaa syksyn ja talven kokonaisvesimäärien voimakas lisääntyminen.

Snow cover models in operational watershed forecasting

Yhteenveto: Lumimallit vesistöjen ennustemalleiss

Typen, fosforin ja kiintoaineksen pidättyminen vesistöissä – WSFS- Vemala-mallin arvio

Tässä työssä arvioitiin vesistöön tulevan typpi-, fosfori- ja kiintoaineskuormituksen pidättymistä matkalla mereen. Laskennassa käytettiin Suomen ympäristökeskuksen WSFS-Vemala mallia, joka on yhdistetty hydrologiaa ja vedenlaatua kuvaava malli. Ravinteiden pidättymistä arvioitiin 3. jakovaiheen vesistöalueiden tarkkuudella. Mallilla laskettiin kultakin alueelta lähtevän kuormituksen muutoksen vaikutus ainevirtaamiin alapuolisissa järvissä ja lopulta mereen päätyvässä virtaamassa. Tulokset esitetään taulukkona 3. jakovaiheen alueille ja lisäksi koko Suomen karttana

Ilmastonmuutoksen vaikutus Nilsiän reitin säännösteltyjen järvien vedenkorkeuksiin ja virtaamiin sekä säännöstelyjen kehittämistarpeeseen

Raportissa tarkastellaan, miten ilmastonmuutoksen hydrologisiin vaikutuksiin voidaan sopeutua Nilsiän reitin järvien säännöstelykäytäntöjä muuttamalla. Hydrologisia vaikutuksia tarkastellaan Suomen ympäristökeskuksen Vesistömallijärjestelmällä (WSFS), jonka tulosten pohjalta tutkitaan vaikutuksia vesiluontoon, virkistyskäyttöön, rantojen eroosioon, tulviin sekä energiantuotantoon. Ilmastonmuutoksen vaikutuksia arvioidaan WSFS:n hydrologisella mallilla lasketuista säännösteltyjen järvien vedenkorkeuksista ja virtaamista referenssijaksolla 1971-2000 ja lähitulevaisuuden jaksoilla 2010-39 ja 2040-69. Ilmastonmuutoksen vaikutus tuodaan malliin niin sanotulla delta-change menetelmällä, jossa ilmastoskenaarioiden tuottamat keskimääräiset lämpötilan ja sadannan muutokset referenssijaksolta ilmastonmuutosjaksoille lisätään referenssijakson havaintoihin. Ilmastonmuutokseen liittyvän epävarmuuden johdosta tarkastelut tehdään neljälle skenaariolle, joista yksi kuvaa 19 globaalin ilmastomallin tuottamia keskimääräisiä muutoksia ja kolme ääriskenaariota suuria lämpötilan muutoksia (lämmin skenaario), pieniä lämpötilan muutoksia (kylmä skenaario) sekä suuria sademäärän muutoksia (märkä skenaario). Tarkastelluissa skenaarioissa nykyiset säännöstelyluvat toimivat vielä lähivuosina, mutta viimeistään myöhemmällä skenaariojaksolla lupien kalenteriin sidotut ehdot, jotka määräävät järvien vedenkorkeuksien laskun tietylle tasolle ennen kevättä, käyvät epätarkoituksenmukaisiksi. Vedenkorkeuden luvanmukainen laskeminen kevättalvella aiheuttaa erityisesti vesistöalueen yläosan säännöstellyissä järvissä ongelmia nostaa vedenkorkeus kesäksi tavoitetasolle. Tilannetta parantaa raportissa esitettävä sopeutuva säännöstely, jossa kevätalenemaa tarvittaessa loivennetaan ja aikaistetaan. Korpisella, jonka säännöstelyluvassa vedenkorkeuden kevätalenemaa ei ole määrätty, tarvittava ilmastonmuutokseen sopeutuminen voidaan tehdä nykyisen luvan puitteissa. Vaikutustarkastelujen mukaan skenaarioilla on referenssijaksoon verrattuna haitallisia vaikutuksia lähinnä virkistyskäyttöön ja vesiluontoon. Energiantuotantoon skenaarioilla on lisäävä vaikutus. Tulosten perusteella skenaarioiden mukaisessa tilanteessa sopeutuvalla säännöstelyllä voitaisiin pienentää haitallisten vaikutusten riskiä verrattuna nykyisenkaltaiseen säännöstelyyn