Säätösalaojitus tulevaisuuden ilmastoskenaarioissa

Ilmastonmuutoksen on ennustettu lisäävän sateita ja nostavan lämpötilaa pohjoisilla alueilla. Tämä vaatii sopeutumista peltoviljelyssä, jossa on varauduttava sekä kuiviin jaksoihin että sateisiin kausiin. Tähän asti peltojen vesienhallinta on perustunut pääasiassa kuivatukseen, mutta kiinnostus joustavampaan vesitalouden hallintaan on kasvanut.

Tässä diplomityössä tutkittiin ilmastonmuutoksen, säätösalaojituksen ja avo-ojan vaikutusta peltojen vesitalouteen. Tavoitteena oli laskennallisesti arvioida, kuinka paljon säätösalaojituksella voidaan vaikuttaa peltojen pohjavesitasoihin ja vesitaseeseen ilmasto-oloissa, jotka mahdollisesti vallitsevat Suomessa tällä vuosisadalla, ja millainen vaikutus avo-ojalla on peltoprofiilissa. Tutkimus tehtiin käyttäen matemaattista FLUSH-mallia, jolla simuloitiin Pohjois-Pohjanmaan Sievissä sijaitsevan koepellon hydrologiaa vuosina 1970–2100 käytteän havaintojen avulla korjattuja EURO-CORDEXin ilmastoprojektioita päästöskenaarioina RCP 8.5 ja RCP 2.6. Mallin tuottaman tulosteen käsittelyssä vuodet 1970-2100 jaettiin neljään aikajaksoon (historiallinen aikajakso ja kolme tulevaisuuden aikajaksoa), joilla pellon hydrologiaa ja säätösalaojituksen vaikutusta tarkasteltiin.

Simulaatioissa säädön ollessa päällä säätösalaojitus nosti pohjavedenpintoja 20–40 cm kesäisin sekä 30–50 cm syksyisin ja talvisin säätö- ja ilmastoskenaariosta riippuen. Vastaavina aikoina salaojavalunnat vähentyivät 6–11 mm/kk ja 6–7 mm/kk. Säätösalaojituksen vaikutus vaihteli eri aikajaksojen välillä hieman, mutta kehitys ei ollut monotonista. Säädön vaikutus pohjavedenpintoihin ja kesän sekä talven salaojavaluntoihin oli tulevaisuuden aikajaksoilla pääasiassa suurempi kuin historiallisella aikajaksolla. Säätöskenaarioiden vaikutus vuosittaisiin valuntoihin kuitenkin väheni. Säätösalaojituksen vaikutus säilyi samankaltaisena myös keskimääräistä sateisempina ja vähäsateisempina vuosina. Tulosten perusteella säätösalaojituksen avulla voidaan vaikuttaa pellon hydrologiaan ja varautua kuiviin jaksoihin nyt ja tulevaisuudessa.Climate change is predicted to result in higher precipitation and higher temperatures in the northern regions. This requires adaptation in agriculture where both wet and dry seasons pose challenges to cropping. Until now, water management in agricultural fields has consisted primarly of drainage, but interest towards more flexible measures has increased.
————————-
In this study, the effects of climate change, controlled drainage and an open ditch to the hydrology of an agricultural field was studied. The objective was to computationally estimate the extent to which groundwater levels and water balance can be affected by controlled drainage in climate conditions projeceted to take place in Finland during this century and the effect of an open ditch on groundwater tables. A hydrological model FLUSH was used to simulate the hydrology of an experimental field in Sievi, Northern Ostrobothnia, Finland during years 1970–2100. Down-scaled climate projections from EURO-CORDEX (RCP 8.5 and RCP 2.6) were used as meteorological input. The temporal development the field hydrology and the effects of controlled drainage were examined by dividing the time series into four subsequent time intervals (historical period and three future periods).

In the simulations, a groundwater table elevation of 20–40 cm during summers and 30–50 cm during winters were achieved with controlled drainage. During these periods drain discharge was reduced 6–11 mm/kk and 6–7 mm/kk compared to normal subsurface drainage. The effects of controlled drainage varied between the time periods, but the temporal development was not monotonous. The effects on groundwater levels and drain discharges during summers and winters were mainly larger during the future periods. However, the effects on annual discharges decreased slightly. The effects on groundwater levels were similar during dry and wet years. Controlled drainage was assessed to be an effective method in agricultural water management today and in the future decades.