Suomen ympäristökeskus | Finlands miljöcentral | Finnish Environment Institute

sykefi header valkoinen

Mallinnus- ja kartoitusmenetelmien kehittäminen osaksi tulvariskien arvioinnin liiketoimintaa (GIFLOOD)

+ Näytä tiedot

Hankkeen perustiedot

Tulvat ovat teollistuneiden maiden taloudellisesti haitallisimpia luonnonkatastrofeja ja niiden yhteiskunnallinen merkitys on suuri.  Euroopassa noin 700 ihmistä menehtyi ja puoli miljoonaa ihmistä jouduttiin evakuoimaan kodeistaan vuosina 1998–2004 sattuneiden yli sadan suurtulvan vuoksi (EM-DAT 2012).  Suomessa on 21 Maa- ja metsätalousministeriön nimeämää merkittävää tulvariskialuetta, joista neljä sijaitsee rannikolla ja 17 sisämaassa vesistöjen varrella.

Tulvavahinkojen suuruus on vaihdellut runsaasti vuosittain.  Esimerkiksi 1990-luvulla aiheutuneet yhteenlasketut tulvavahingot olivat Suomessa noin kolme miljoonaa euroa, kun ne vuonna 2005 ylsivät 17 miljoonaan euroon. Vuoden 2005 vahingoista yli 70 % johtui merivedenpinnan poikkeuksellisesta kohoamisesta.

Tuhoisien tulvien takia EU on joutunut laajentamaan toimiaan tulvien torjumiseksi ja niihin sopeutumiseksi. Seurauksena oli vuonna 2007 voimaan astunut EU:n tulvadirektiivi, jossa jäsenvaltioita velvoitetaan kartoittamaan suurtulvien riskialueet ja laatimaan tulvanhallintasuunnitelman. Toimenpiteiden ympärille on Euroopassa kehittynyt satojen miljoonien arvoista liiketoimintaa, jossa toimijoina ovat tulvaherkkien alueiden kartoittamista, jokihabitaattimallinnusta ja tulvanhallintasuunnitelmia tekevät kartoitus- ja ympäristöalan yritykset.

GIFLOOD tutkimushankkeen tavoitteena oli edistää tulvariskeihin, jokidynamiikkaan ja vesirakentamiseen liittyvää liiketoimintaa Suomessa ja ulkomailla viiden osahankkeen tulosten avulla. Osahankkeissa yhdisteltiin perinteisen vesialan reuna-alueilla olevia tieteenaloja kuten kaukokartoitusta, vesiekologiaa, fluviaaligeomorfologiaa ja geoinformatiikkaa. Hanke toteutettiin useiden eri tutkimuslaitosten, vesi- ja ympäristöalan yritysten ja julkisen sektorin toimijoiden yhteistyönä. Ohjaavina tekijöinä toimivat tulvadirektiivi ja vesirakentamiseen liittyvä ympäristövaikutusten arviointi.

Osahankkeet:

(I) Laserkeilaus- ja kaikuluotausmenetelmien tuotekehitys tulvakartoituksen lähtöaineiston tuottamiseksi

(II) Parannetaan hydraulista tulvamallinnusta tulva-alueiden kartoittamiseksi ja jokidynamiikan tutkimiseksi

(III) Nopeutetaan ja parannetaan habitaattimalleja tarkempien lähtöaineistojen avulla

(IV) Kehitetään GIS-palvelukonsepti tulvariskien hallinta- ja evakuointisuunnitelmien tekemiseksi 

(V) Tulvahälytysjärjestelmien kehittäminen

SYKEn rooli tässä tutkimushankkeessa keskittyi saadun aineiston hyödyntämiseen habitaattimallien (lohen elinympäristömallinnuksen) lähtöaineistona. Tarkan topografisen tiedon saaminen mallinnuksen pohjaksi on ensiarvoisen tärkeää, jotta mallinnuksen vaiheiden jälkeen pysytään halutussa tarkkuudessa. Uusilla menetelmillä tarkkuuden lisäksi saavutetaan merkittäviä etuja, kun perustiedon keruu on nopeaa ja helposti toistettavissa.

Tulokset

Habitaattimallinnuksen avulla voidaan verrata tutkittavan eliön elinympäristövaatimuksia vesistöstä mitattuihin tietoihin ja näin arvioida kyseiselle lajille (elinkierron vaiheelle, vuoden- ja vuorokaudenajalle jne.) sopivan elinalueen määrää ja laatua. Niitä voidaan käyttää elinympäristön tilan arviointiin, muutoksen mittaamiseen ja esimerkiksi apuna kunnostussuunnittelussa

Giflood1.jpg
GIFLOOD-hankkeessa mitattiin ja mallinnettiin erilaisilla menetelmillä Utsjoen alaosalta noin 1.5km tutkimusalue lohen elinympäristömallia varten.

Yleisimmin näissä arvioissa kaloille käytetään muuttujina veden syvyyttä, virrannopeutta ja pohjan laatua (raekokoa). Periaatteessa mallinnuksen voi tehdä mille tahansa eliölajille, jos sille soveltuvasta elinympäristöstä on saatavilla tarpeeksi kattavat tiedot. Käytännössä mallinnus tehdään yleensä ns. avainlajeille, joiden avulla nykytiedon mukaan saadaan hyvä kuva alueen ekologisesta tilasta. Käytetyimpiä ovat lohikalojen (lohi, taimen) elinympäristömallit.

Geodeettisella laitoksella on käytössään kauko-ohjattava helikopteri, joka tässä kuvaa Utsjoen ranta-alueita. Samanlaiseen helikopteriin voidaan liittää myös kevyt laserkeilain.

GIFLOOD-hankkeessa pystyttiin yhdistämään erilaisia tarkkoja topografisia aineistoja yhteen ja luomaan näin saumaton korkeusmalli tutkimusalueelta siten, että se kattaa alueen kokonaisuudessaan joen pohjasta aina penkkojen ylimpään tulvarajaan. Tällä aineistolla pystytään mallintamaan myös tulevaisuuden tulvien mahdollisia vaikutuksia paljon aiempaa tarkemmin. Näin voidaan selvittää ilmastonmuutoksen vaikutuksiin (tulvien ja hydrologian yleiset muutokset) sopeutumista ympäristön ja lajien kannalta Elinympäristömalleissa on tärkeää, että rantavyöhykkeen topografia saadaan tarkasti mitattua, jotta erilaisissa virtaamaolosuhteissa alueen tarkkuus pysyy hyvänä, sillä rannan läheiset vyöhykkeet ovat etenkin lohikaloille usein tärkeitä elinympäristöjä poikasvaiheessa.

Liikkuvalla laserkeilauksella tuotettu pistepilvi Pulmankijoelta, jossa tutkimushankkeessa tehtiin vuosittaista muutostulkintaa. Veneestä käsin tehtävä mobiili laserkeilaus oli Geodeettisen laitoksen tutkimuksen kohteena.

GIFLOOD- hakkeessa kehitettiin laserkeilausmenetelmiä jokiympäristöjen kartoituksen ja tutkimuksen tarpeisiin. Lentolaserkeilausta ja maalaserkeilausta yhdistelemällä saadaan tuotettua topografiatietoa entistä tarkempien korkeusmallien laatimiseksi tulvakartoitusta, hydraulista mallinnusta, jokiympäristöjen dynamiikan tutkimusta ja jokihabitaattimallinnusta varten.

Kauko-ohjattavalla ADCP-veneellä voidaan virran nopeuksia ja suuntia mitata sellaisistakin paikoista, joihin kumiveneellä ei pääse.

GIFLOOD-hankkeessa ilmastonmuutoksen vaikutuksia tulviin tutkittiin kymmenillä eri valuma-alueilla Suomessa. Tulosten perusteella tulevaisuuden tulvat jakautuvat alueittain siten, että pohjoisessa tulvat pienenevät tai pysyvät ennallaan lumimäärän pienentymisen vuoksi. Keski-Suomessa lisääntynyt sadanta aiheuttaa tulvavirtaamien kasvua. Etelä-Suomessa syys- ja talvitulvat lisääntyvät merkittävästi, ja niiden ennustetaan muodostuvan alueen suurimmiksi tulviksi.

Lisätietoja

Vastuuhenkilö SYKEssä, Yksikönpäällikkö Timo Huttula, Suomen ympäristökeskus (SYKE), etunimi.sukunimi@ymparisto.fi

Julkaistu 25.4.2013 klo 14.12, päivitetty 7.5.2013 klo 14.54