Jokijään ja jääpatojen vaikutus vedenkorkeuksiin ja uoman kulutusvoimiin

 

Maria Kämäri 1, 2, Eliisa Lotsari 2, Petteri Alho 3, Juha Aaltonen 1 ja Mikko Huokuna 1

1 Suomen ympäristökeskus, 2 Itä-Suomen yliopisto, 3 Turun yliopisto

 

Jokijää vaikuttaa uomassa virtausvastukseen ja vedenjohtokykyyn. Hyyde- tai jäänlähtöpadot voivat aiheuttaa pahimmillaan tulvia, minkä lisäksi uoman pohjaan kohdistuvat kulutusvoimat (shear stress) muuttuvat avotilaan verrattuna, kun joessa on jäätä. Tutkimuksessa arvioidaan muuttuvatko jää- ja jääpatotilanteet mahdollisesti tulevaisuudessa ilmastomuutoksen myötä. Tavoitteena on lisäksi saada tietoa jääkannen ja jääpadon aikaisista kulutusvoimista verrattuna jäättömään aikaan.

 

Tutkimus toteutetaan Kokemäenjoen alajuoksulla ja suistossa. Alueella on useita kohtia, joissa on ollut jääpatoja. Esimerkiksi talvella 2004-05 jokisuistoon kerääntyi hyydettä ja jäätä usean kilometrin matkalle, mikä aiheutti tulvimista. Lisäksi merivedenkorkeuden vaihtelulla on merkitystä Kokemäenjoen vedenkorkeuksiin Porissa asti.

 

Sää ja ilmasto vaikuttavat voimakkaasti jokien jäätymiseen, jäätilanteeseen ja jäänlähtöön. Tutkimuksessa tullaan laskemaan hydrodynaamisella mallilla skenaariosimulointeja siitä, miten ilmastoskenaarioiden toteutuminen vaikuttaa Kokemäenjoen sedimenttien kulkeutumispotentiaaliin ja jään aiheuttamiin ylivedenkorkeuksiin. Skenaariosimuloinneissa otetaan huomioon merivedenkorkeuden pitkänajan muutosarviot sekä lisääntyvän talvisadannan myötä kasvaviksi ennakoidut virtaamat.

 

Kokemäenjoen alaosalle sovelletaan vapaasti saatavilla olevaa hydrodynaamista HEC-RAS –jokimallia, johon on sisällytetty jääkannen ja jääpadon laskenta. Simulointeja on jo tehty Kokemäenjoen alajuoksulle jäättömässä ja jäätilanteessa. Erityisesti on tarkasteltu talven 2004-05 hyydepatotilanteita ja verrattu laskentatuloksia avotilan vedenkorkeuksiin ja kulutusvoimiin. Alustavien laskentatulosten mukaan jää pienentää uoman pohjaan kohdistuvaa kulutusvoimaa jääpadosta ylävirtaan päin. Sen sijaan jääpadon kohdalla kulutusvoimat suurenevat ja jääpato voi aiheuttaa paikallista uoman eroosiota. Myös yhtenäisen jääkansi joessa pienentää uoman pohjaan kohdistuvaa kulutusvoimaa verrattuna jäättömään aikaan. Jatkossa valikoitujen jäätilanteiden osalta simuloinnit toistetaan käyttämällä ilmastoskenaarioiden mukaisia reunaehtoja. Näin saadaan arvio tulevista talviajan muutoksista äärimmäisten tulvatilanteiden ja kulutusvoimien osalta.

 

Kämäri.pdf