Jokien hydromorfologia
Hydrologia
| |
|
 |
|
Kuva E.Koskenniemi
|
| |
Jokien hydrologia tarkoittaa siinä virtaavan veden liikkeiden hahmottamista. Kaikki perustuu veden kiertojärjestelmään, missä vesivarat uusiutuvat (hydrologinen kierto). Sateen vedet (niin vetenä, räntänä kuin lumenakin alas tulevat) tulevat pintavaluntana, pohjavesien kautta tai jäätiköiden reunojen sulaessa joen uomaverkostoon ja liikkuvat sitten uomajärjestelmien kautta yleensä aina mereen asti.
Maapallolla jokien kokonaisvesimäärä on noin 1,2 tuhatta km3, ja tuo määrä kulkee parissa kolmessa viikossa uomajärjestelmien läpi (järvitasausta lukuun ottamatta) mereen (Wetzel 1975, s. 1). Jokien vuotuinen, valtameriin kuljettama vesimäärä on arvioitu olevan 32-37 tuhatta km3 (kts. esim. Milliman 1990, Allan 1995 s. 2).
Matkalla tai mereiseen päätepisteeseensä kulkiessaan vesi myös haihtuu ja sateet saavat taas alkunsa. On hyvin ymmärrettävää, että hydrologiset olot vaihtelevat suuresti eri alueilla maapalloa - ovathan esimerkiksi vuotuiset sademäärät kovin erisuuruisia kun liikutaan tropiikin sademetsävyöhykkeellä, arojen kuivuudessa tai arktisilla alueilla. Maapallon kuivien alueiden joet voivat ehtyä jo ennen matkansa määränpäätä. Äkillisiä vesimäärien vaihteluita voi odottaa joissa, missä esimerkiksi ei ole tasaavia järvialtaita.
Jokien vuodenaikainen vesimäärien vaihtelu määräytyy suuresti ilmastovyöhykkeiden sadekausien mukaan. Esimerkiksi Euroopassa voi olla hyvin suuria eroja: Meillä suurimmat virtaamat ovat yleensä lumen sulamisen aikoihin keväällä tai alkukesästä - esimerkiksi Teno- ja Tornionjoella tulvahuiput ovat vasta kesäkuussa, ja samantyyppisesti jokien virtaamat käyttäytyvät esimerkiksi Alppien reuna-alueilla (Kristensen & Hansen 1994, Kuva 6, s.29). Vastaavasti Etelä-Euroopan joet lähes kuivuvat loppukesän aikaan, kun taas talvisateiden aikaan niissä on paljon vettä. Tällaisia erityyppisiä joen virtaamien vaihteluja on luokiteltu esimerkiksi Itävallassa.
| |
|
 |
|
Seinänsuu Kyrönjoella tulva-aikaan.
Kuva P. Sevola, LSU.
|
| |
Viime aikoina on kovasti puhuttu tulvakatastrofeista niin säiden kuin ihmisen aiheuttamina ja ilmastonmuutoksesta, minkä yhteydessä jokien virtaamat eri puolilla maapalloa tulevat muuttumaan. Siksi on tärkeää, että pystytään myös ennustamaan tulevia tilanteita. Näitä varten on olemassa erilaisia ennustemalleja, joiden avulla voidaan varautua virtaaman muutoksiin (Esim. Kyrönjoki, Skatila 2000).
Joen hydrologisia oloja täytyy mitata myös EU-vesidirektiivin toimeenpanon myötä mahdollisimman yhtenäisesti. Varsin lähellä yllä olevan mukaisesti direktiivi tiivistää jokien hydrologiset ominaisuudet seuraaviksi:
- virtauksen määrä ja dynamiikka
- viipymä ja
- yhteys pohjaveteen.
Sivun alkuun Morfologia
Joen rakenteen mittaamista voi tehdä monessa mittakaavassa. Koko valuma-aluetta voidaan käsitellä esimerkiksi uomaverkoston rakenteena, mutta myös yksittäinen kasvilaikku, veteen kaatunut puu, koskikivikko tai pohjapato voi olla tarkastelun kohteena. Voi myös hyvin ajatella, että tarkastelun muuttuessa yhä pienempään mittakaavaan, fyysisten muutosten aika-asteikko samalla muuttuu (Frissell ym. 1986).
Jokiverkoston hierarkkista rakennetta kuvataan usein ns. Strahlerin kokoluokkajaon ('stream order', esim. Allan 1995) mukaan: pienimmät purot muodostavat 1-kokoluokan uomat, ja kun nämä yhtyvät syntyy 2-kokoluokan uomat. Siten pääuoman laskiessa mereen, sen kokoluokka antaa kuvan sekä joen koosta että myös uomaverkoston monimutkaisuudesta. Strahlerin asteikon käyttö on meillä Suomessa kuitenkin rajoittunut lähinnä tutkijapiireihin. Joen pituudella (L) ja sen ympäröimän valuma-alueen koolla (A) on riippuvuus, jolle Allan (1995) on esittänyt yhtälön L=1.4 A0.6.
Yllä oleva tarkastelu sopii usein jokiuomiin, jotka ovat pääosin vain erikokoisten uomienyhdistelmiä. Joki nähdään jatkumona (River Continuum), missä sen rakenne ja toiminta muuttuvat ylhäältä alas mentäessä. Meillä jokijärjestelmät ovat usein hyvinkin monimutkaisia varsinkin järvi-Suomessa. Jokien kulkua katkaisevat järviketjut ja suuret järvialtaat.
Joen morfologialla EU:n vesidirektiivissä tarkoitetaan:
- joen syvyyden ja leveyden vaihtelua,
- pohjan rakennetta ja laatua sekä
- rantavyöhykkeen rakennetta.
Euroopassa on parhaillaan käytössä useita rinnakkaisia järjestelmiä jokirakenteiden mittaamiseksi - ainakin Brittein saarilla, Ranskalla, Saksalla ja Itävallalla sekä osin Italiallakin on oma mittausjärjestelmänsä. Kaikille järjestelmille on yhteistä, että ne ottavat laajasti huomioon koko jokikäytävän (uoman ja jokirantapenkereet) ja sen lähialueen ('tulvatasanko') - jopa laaksomuodot otetaan huomioon näissä rakenteellisen tilan arviointimenetelmissä. Myös Suomessa asiaan kiinnitetään yhä enemmän huomiota mm. luonnonmukaista vesirakentamista ja kunnostusta ajatellen. Vesidirektiivin voimaantulon takia on myös lisääntynyt tarve yhtenäistää tai hienosti sanoen harmonisoida menetelmien käyttöä, ja standardiluonnoskin on jo valmis mm. direktiivin toteuttamista ajatellen. Suomikin osallistuu tähän työhön - koulutusta menetelmien käyttöön on jo järjestetty, brittiläisen River Habitat Survey-menetelmän soveltamista on kokeiltu Seinäjoen vesistössä ja tällä hetkellä on suunnitteilla keskieurooppalaisten menetelmien ja uuden standardin testaus vesistöissämme v. 2002.
Vesidirektiivi edellyttää morfologisten tekijöiden mittaamista jokivesistä, ja niihin kuuluvat:
- joen syvyyden ja leveyden vaihtelu
- pohjan rakenne ja laatu
- rantavyöhykkeen rakenne.
Tähän morfologiseen osaan voisi laskea myös direktiivin mukaisen joen esteettömyyden (mm. padot, tierummut) mittaamisen, jolloin nämä yhdistettynä hydrologiseen mittaukseen muodostavat joen ekologisen tilan hydrologis-morfologisen paketin.
Tämän sivun on RiverLife-projektille koonnut Esa Koskenniemi (Länsi-Suomen ympäristökeskus).
Sivun alkuun
|