Pohjoisten tekojärvien veden laadun laskenta mittauksilla varmistettuna

Translated title of the contribution: Water quality model of northern reservoirs and its validation with field measurements

Markku Virtanen, Seppo Hellsten, Jorma Koponen, Juha Riihimäki, Olli Nenonen

Research output: Book/ReportReportProfessional

Abstract

Kolmiulotteinen matemaattinen malli laadittiin kuvaamaan pohjoisten tekojärvien veden laadun kehittymistä pohjan, tulovesien, juoksutusten ja säätilojen määräämänä. Työn keskeisenä sisältönä kehitettiin pohjan vaikutusten laskentaa. Laskentatulosten luonnonmukaisuus varmistettiin vertaamalla niitä Lokan ja Portti-pahdan monipuolisiin, osin tässä työssä täydennettyihin mittaustuloksiin. Suunniteltuun Vuotoksen tekojärveen sovellettuina laskelmat osoittavat hapen kuluvan ensimmäisinä vuosina vähiin altaan monista osista, lopputalvisin myös ulosjuoksutettavista vesistä. Tulojokien edustat pysyvät kaiken aikaa hapellisina. Fosforipitoisuudet nousevat ensimmäisinä vuosina juoksutusvesissäkin nykyisiä tulvahuippuja väkevämmiksi. Vuosien mittaan hapettomien alueiden laajuus kaventuu ja happipitoisuus kasvaa. Väkevimmät fosforipitoisuudet vaimenevat noin kolmessa vuodessa nykyisiä tulvavesiä laimeammiksi. Kemijärveen tulevien vesien happipitoisuus vähentyy Vuotoksen ensimmäisenä talvena yli 10:stä noin 6:een mg:aan/l, ellei tätä erikseen ilmastamalla ole estetty. Kemijärven fosforipitoisuudet nousevat viereisen Pöyliönjärven ulappa-alueiden tasolle, missä ei tiedetä esiintyneen rehevöitymishaittoja. Kemijärven yläpuoliseen Kemijokeen aiheutuu Vuotoksen tekojärvestä fosforivirtaamina seuraavia lisäyksiä Lokan ja Porttipahdan vaikutuksiin (L + P suluissa) verrattuina: 1. - 3. vuotena noin 170 kg/vrk (L + P noin 120 kg/vrk v. 1973 - 76) 4. - 6. vuosina 40 - 50 kg/vrk (L + P noin 60 kg/vrk v. 1977 - 81) 7. - 15. vuosina noin 30 kg/vrk (L + P noin 70 kg/vrk v. 1982 - 86). Lokan ja Porttipahdan vaikutuksia ei pelkistä mittaustuloksista, ilman mate-maattista mallia, ole vuosien välisten vaihteluiden alta saatu kauempaa alajuoksulta lainkaan näkyviin. Vuotoksen tekojärvi lisää ensimmäisenä vuotenaan fosfo-rivirtaamia Ylä-Kemijoesta noin 90 %:lla, Kemijärvestä Kemijokeen noin 40 %:lla, Kemijoesta (Isohaarasta) Perämereen noin 13 %:lla, Perämereen kaiken kaikkiaan noin 0,8 %:lla ja Itämereen merialueiden ulkopuolelta noin 0,1 %:lla.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages222
ISBN (Print)951-38-4459-5
Publication statusPublished - 1993
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

NameVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
PublisherVTT
No.1525
ISSN (Print)1235-0605
ISSN (Electronic)1455-0865

Fingerprint

Water Quality

Keywords

  • reservoirs
  • water quality
  • water resources
  • soils
  • waterways (watercourses)
  • polar regions
  • three dimensional systems
  • mathematical models
  • vegetation
  • calculations
  • measurement
  • arctic regions
  • weather
  • regulation
  • water flow
  • water influx
  • phosphorus
  • oxygen consumption
  • hypoxia
  • comparison

Cite this

Virtanen, M., Hellsten, S., Koponen, J., Riihimäki, J., & Nenonen, O. (1993). Pohjoisten tekojärvien veden laadun laskenta mittauksilla varmistettuna. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1525
Virtanen, Markku ; Hellsten, Seppo ; Koponen, Jorma ; Riihimäki, Juha ; Nenonen, Olli. / Pohjoisten tekojärvien veden laadun laskenta mittauksilla varmistettuna. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1993. 222 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1525).
@book{068d404a411043258adc5068d5e349a1,
title = "Pohjoisten tekoj{\"a}rvien veden laadun laskenta mittauksilla varmistettuna",
abstract = "Kolmiulotteinen matemaattinen malli laadittiin kuvaamaan pohjoisten tekoj{\"a}rvien veden laadun kehittymist{\"a} pohjan, tulovesien, juoksutusten ja s{\"a}{\"a}tilojen m{\"a}{\"a}r{\"a}{\"a}m{\"a}n{\"a}. Ty{\"o}n keskeisen{\"a} sis{\"a}lt{\"o}n{\"a} kehitettiin pohjan vaikutusten laskentaa. Laskentatulosten luonnonmukaisuus varmistettiin vertaamalla niit{\"a} Lokan ja Portti-pahdan monipuolisiin, osin t{\"a}ss{\"a} ty{\"o}ss{\"a} t{\"a}ydennettyihin mittaustuloksiin. Suunniteltuun Vuotoksen tekoj{\"a}rveen sovellettuina laskelmat osoittavat hapen kuluvan ensimm{\"a}isin{\"a} vuosina v{\"a}hiin altaan monista osista, lopputalvisin my{\"o}s ulosjuoksutettavista vesist{\"a}. Tulojokien edustat pysyv{\"a}t kaiken aikaa hapellisina. Fosforipitoisuudet nousevat ensimm{\"a}isin{\"a} vuosina juoksutusvesiss{\"a}kin nykyisi{\"a} tulvahuippuja v{\"a}kev{\"a}mmiksi. Vuosien mittaan hapettomien alueiden laajuus kaventuu ja happipitoisuus kasvaa. V{\"a}kevimm{\"a}t fosforipitoisuudet vaimenevat noin kolmessa vuodessa nykyisi{\"a} tulvavesi{\"a} laimeammiksi. Kemij{\"a}rveen tulevien vesien happipitoisuus v{\"a}hentyy Vuotoksen ensimm{\"a}isen{\"a} talvena yli 10:st{\"a} noin 6:een mg:aan/l, ellei t{\"a}t{\"a} erikseen ilmastamalla ole estetty. Kemij{\"a}rven fosforipitoisuudet nousevat viereisen P{\"o}yli{\"o}nj{\"a}rven ulappa-alueiden tasolle, miss{\"a} ei tiedet{\"a} esiintyneen rehev{\"o}itymishaittoja. Kemij{\"a}rven yl{\"a}puoliseen Kemijokeen aiheutuu Vuotoksen tekoj{\"a}rvest{\"a} fosforivirtaamina seuraavia lis{\"a}yksi{\"a} Lokan ja Porttipahdan vaikutuksiin (L + P suluissa) verrattuina: 1. - 3. vuotena noin 170 kg/vrk (L + P noin 120 kg/vrk v. 1973 - 76) 4. - 6. vuosina 40 - 50 kg/vrk (L + P noin 60 kg/vrk v. 1977 - 81) 7. - 15. vuosina noin 30 kg/vrk (L + P noin 70 kg/vrk v. 1982 - 86). Lokan ja Porttipahdan vaikutuksia ei pelkist{\"a} mittaustuloksista, ilman mate-maattista mallia, ole vuosien v{\"a}listen vaihteluiden alta saatu kauempaa alajuoksulta lainkaan n{\"a}kyviin. Vuotoksen tekoj{\"a}rvi lis{\"a}{\"a} ensimm{\"a}isen{\"a} vuotenaan fosfo-rivirtaamia Yl{\"a}-Kemijoesta noin 90 {\%}:lla, Kemij{\"a}rvest{\"a} Kemijokeen noin 40 {\%}:lla, Kemijoesta (Isohaarasta) Per{\"a}mereen noin 13 {\%}:lla, Per{\"a}mereen kaiken kaikkiaan noin 0,8 {\%}:lla ja It{\"a}mereen merialueiden ulkopuolelta noin 0,1 {\%}:lla.",
keywords = "reservoirs, water quality, water resources, soils, waterways (watercourses), polar regions, three dimensional systems, mathematical models, vegetation, calculations, measurement, arctic regions, weather, regulation, water flow, water influx, phosphorus, oxygen consumption, hypoxia, comparison",
author = "Markku Virtanen and Seppo Hellsten and Jorma Koponen and Juha Riihim{\"a}ki and Olli Nenonen",
year = "1993",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-4459-5",
series = "VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "1525",
address = "Finland",

}

Virtanen, M, Hellsten, S, Koponen, J, Riihimäki, J & Nenonen, O 1993, Pohjoisten tekojärvien veden laadun laskenta mittauksilla varmistettuna. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, no. 1525, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Pohjoisten tekojärvien veden laadun laskenta mittauksilla varmistettuna. / Virtanen, Markku; Hellsten, Seppo; Koponen, Jorma; Riihimäki, Juha; Nenonen, Olli.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1993. 222 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1525).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Pohjoisten tekojärvien veden laadun laskenta mittauksilla varmistettuna

AU - Virtanen, Markku

AU - Hellsten, Seppo

AU - Koponen, Jorma

AU - Riihimäki, Juha

AU - Nenonen, Olli

PY - 1993

Y1 - 1993

N2 - Kolmiulotteinen matemaattinen malli laadittiin kuvaamaan pohjoisten tekojärvien veden laadun kehittymistä pohjan, tulovesien, juoksutusten ja säätilojen määräämänä. Työn keskeisenä sisältönä kehitettiin pohjan vaikutusten laskentaa. Laskentatulosten luonnonmukaisuus varmistettiin vertaamalla niitä Lokan ja Portti-pahdan monipuolisiin, osin tässä työssä täydennettyihin mittaustuloksiin. Suunniteltuun Vuotoksen tekojärveen sovellettuina laskelmat osoittavat hapen kuluvan ensimmäisinä vuosina vähiin altaan monista osista, lopputalvisin myös ulosjuoksutettavista vesistä. Tulojokien edustat pysyvät kaiken aikaa hapellisina. Fosforipitoisuudet nousevat ensimmäisinä vuosina juoksutusvesissäkin nykyisiä tulvahuippuja väkevämmiksi. Vuosien mittaan hapettomien alueiden laajuus kaventuu ja happipitoisuus kasvaa. Väkevimmät fosforipitoisuudet vaimenevat noin kolmessa vuodessa nykyisiä tulvavesiä laimeammiksi. Kemijärveen tulevien vesien happipitoisuus vähentyy Vuotoksen ensimmäisenä talvena yli 10:stä noin 6:een mg:aan/l, ellei tätä erikseen ilmastamalla ole estetty. Kemijärven fosforipitoisuudet nousevat viereisen Pöyliönjärven ulappa-alueiden tasolle, missä ei tiedetä esiintyneen rehevöitymishaittoja. Kemijärven yläpuoliseen Kemijokeen aiheutuu Vuotoksen tekojärvestä fosforivirtaamina seuraavia lisäyksiä Lokan ja Porttipahdan vaikutuksiin (L + P suluissa) verrattuina: 1. - 3. vuotena noin 170 kg/vrk (L + P noin 120 kg/vrk v. 1973 - 76) 4. - 6. vuosina 40 - 50 kg/vrk (L + P noin 60 kg/vrk v. 1977 - 81) 7. - 15. vuosina noin 30 kg/vrk (L + P noin 70 kg/vrk v. 1982 - 86). Lokan ja Porttipahdan vaikutuksia ei pelkistä mittaustuloksista, ilman mate-maattista mallia, ole vuosien välisten vaihteluiden alta saatu kauempaa alajuoksulta lainkaan näkyviin. Vuotoksen tekojärvi lisää ensimmäisenä vuotenaan fosfo-rivirtaamia Ylä-Kemijoesta noin 90 %:lla, Kemijärvestä Kemijokeen noin 40 %:lla, Kemijoesta (Isohaarasta) Perämereen noin 13 %:lla, Perämereen kaiken kaikkiaan noin 0,8 %:lla ja Itämereen merialueiden ulkopuolelta noin 0,1 %:lla.

AB - Kolmiulotteinen matemaattinen malli laadittiin kuvaamaan pohjoisten tekojärvien veden laadun kehittymistä pohjan, tulovesien, juoksutusten ja säätilojen määräämänä. Työn keskeisenä sisältönä kehitettiin pohjan vaikutusten laskentaa. Laskentatulosten luonnonmukaisuus varmistettiin vertaamalla niitä Lokan ja Portti-pahdan monipuolisiin, osin tässä työssä täydennettyihin mittaustuloksiin. Suunniteltuun Vuotoksen tekojärveen sovellettuina laskelmat osoittavat hapen kuluvan ensimmäisinä vuosina vähiin altaan monista osista, lopputalvisin myös ulosjuoksutettavista vesistä. Tulojokien edustat pysyvät kaiken aikaa hapellisina. Fosforipitoisuudet nousevat ensimmäisinä vuosina juoksutusvesissäkin nykyisiä tulvahuippuja väkevämmiksi. Vuosien mittaan hapettomien alueiden laajuus kaventuu ja happipitoisuus kasvaa. Väkevimmät fosforipitoisuudet vaimenevat noin kolmessa vuodessa nykyisiä tulvavesiä laimeammiksi. Kemijärveen tulevien vesien happipitoisuus vähentyy Vuotoksen ensimmäisenä talvena yli 10:stä noin 6:een mg:aan/l, ellei tätä erikseen ilmastamalla ole estetty. Kemijärven fosforipitoisuudet nousevat viereisen Pöyliönjärven ulappa-alueiden tasolle, missä ei tiedetä esiintyneen rehevöitymishaittoja. Kemijärven yläpuoliseen Kemijokeen aiheutuu Vuotoksen tekojärvestä fosforivirtaamina seuraavia lisäyksiä Lokan ja Porttipahdan vaikutuksiin (L + P suluissa) verrattuina: 1. - 3. vuotena noin 170 kg/vrk (L + P noin 120 kg/vrk v. 1973 - 76) 4. - 6. vuosina 40 - 50 kg/vrk (L + P noin 60 kg/vrk v. 1977 - 81) 7. - 15. vuosina noin 30 kg/vrk (L + P noin 70 kg/vrk v. 1982 - 86). Lokan ja Porttipahdan vaikutuksia ei pelkistä mittaustuloksista, ilman mate-maattista mallia, ole vuosien välisten vaihteluiden alta saatu kauempaa alajuoksulta lainkaan näkyviin. Vuotoksen tekojärvi lisää ensimmäisenä vuotenaan fosfo-rivirtaamia Ylä-Kemijoesta noin 90 %:lla, Kemijärvestä Kemijokeen noin 40 %:lla, Kemijoesta (Isohaarasta) Perämereen noin 13 %:lla, Perämereen kaiken kaikkiaan noin 0,8 %:lla ja Itämereen merialueiden ulkopuolelta noin 0,1 %:lla.

KW - reservoirs

KW - water quality

KW - water resources

KW - soils

KW - waterways (watercourses)

KW - polar regions

KW - three dimensional systems

KW - mathematical models

KW - vegetation

KW - calculations

KW - measurement

KW - arctic regions

KW - weather

KW - regulation

KW - water flow

KW - water influx

KW - phosphorus

KW - oxygen consumption

KW - hypoxia

KW - comparison

M3 - Report

SN - 951-38-4459-5

T3 - VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes

BT - Pohjoisten tekojärvien veden laadun laskenta mittauksilla varmistettuna

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Virtanen M, Hellsten S, Koponen J, Riihimäki J, Nenonen O. Pohjoisten tekojärvien veden laadun laskenta mittauksilla varmistettuna. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1993. 222 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1525).