Hydraulisen johtavuuden mittaaminen, vaihtelu ja hyväksikäyttö salaojituksen mitoituksessa

Tässä pellon hydraulista johtavuutta käsittelevässä tutkimuksessa oli kolme tavoitetta : 1) Selvittää uuden, pohjaveden pinnan yläpuolella olevien maakerrosten hydraulisen johtavuuden mittaamiseen kehitetyn kenttämittauslaitteen, MSU-laitteen, soveltuvuus suomalaisten peltomaiden hydraulisen johtavuuden mittaamiseen, 2) Tutkia hydraulisen johtavuuden vaihtelua suomalaisissa peltomaissa ja 3) Tutkia ojitusyhtälöiden käyttökelpoisuutta salaojituksen mitoituksessa vertaamalla koepelloille eri ojitusyhtälöiden avulla laskettuja mitoituksia pelloille tehtyihin ojituksiin.

Tutkimuksen kenttämittaukset tehtiin neljällä eri maalajista muodostuneella salaojitetulla pellolla. Tutkimuksessa mukana olleet maalajit olivat karkea hieta, savinen hiesu, lihava savi ja rahka turve.

MSU-laitteen testaamiseksi otettiin koealueilta häiriintymättömiä maanäytteitä laboratoriossa tehtäviä rinnakkaismäärityksiä varten. Tuloksia testattiin t-testin avulla sekä tutkittiin myös niiden välistä korrelaatiota. Havaintojen välillä todettiin olevan tilastollisesti merkitsevä korrelaatio. Tutkimuksen perusteella MSU-laite soveltuu hydraulisen johtavuuden mittaamiseen K-arvon vaihtelualueella 0,1 – 5,0 cm/h.

Hydraulisen johtavuuden vaihtelua tutkittiin kaikilla koealueilla. Hydraulisen johtavuuden todettiin olevan normaalijakautunut rakenteeltaan homogeenisessa maassa ja log-normaalijakautunut epähomogeenisessa maassa. Hydraulisen johtavuuden variaatiokertoimet vaihtelivat koealueilla 14,6 – 132,1 %:iin. Hydraulisen johtavuuden vaihtelua tutkittiin myös geostatisisesti. Homogeenisessa maassa hydraulisen johtavuuden vaihtelun todettiin olevan säännöllistä. Epähomogeenisissa maissa säännöillisyyttä ei havaittu.

Koealueilla laskettiin ojavälit MSU-laitteella mitattuja hydraulisen johtavuuden arvoja käyttäen sekä tasapainotilan että muuttuvan tilanteen ojitusyhtälöiden avulla. Vertailtaessa eri ojitusyhtälöiden avulla laskettuja ja pelloilla olevia ojavälejä saatiin yleisesti ottaen samansuuntaisia tuloksia. Turvemailla lasketut ojaetäisyydet olivat noin puolet pelloilla käytetyistä ojaetäisyyksistä. Savimaalla ei yhtälöillä kuitenkaan saatu käyttökelpoisia tuloksia.