Pintavalutuskentillä pyritään pidättämään valumavesistä kiintoainetta ja ravinteita kentän maaperään ja pintakasvillisuuteen. Pintavalutukseen soveltuu loivasti laskeva maa-alue. Olennaista kentän toimivuuden kannalta on, että veden liike hidastuu ja vedet leviävät tasaisesti laajalle alueelle. Pintavalutuskenttinä käytetään ensisijaisesti ojittamattomia soita.
Pintavalutukseen voidaan ojittamattomien soiden lisäksi hyödyntää myös ojitettuja kunnostamattomia soita sekä kivennäismaa-alueita.
Suoalueilla voidaan toimia seuraavin, osin päällekkäisin tavoin:
- Pintavalutuskenttä: Tavoitteena on kiintoaineen ja ravinteiden pidättäminen.
- Veden johtaminen: Tavoitteena voi olla sekä luontoarvot että vesiensuojelu tai vain jompikumpi. Vesimäärä voi olla suurempi kuin luontaisesti suolle on virrannut.
- Veden palauttaminen: Tavoitteena on pääasiassa luontoarvot. Suolle palautetaan vain vedet, joita sinne on luontaisesti virrannut ennen ojituksia. Toimenpide tuottaa myös vesiensuojelullista hyötyä.
Lue lisää vedenpalautuksesta ja veden johtamisesta: Vedenpalautus suolle.
Pintavalutuksessa kiintoainetta ja ravinteita sidotaan maaperään ja pintakasvillisuuteen
Metsätalouden vesiensuojelussa pintavalutuskentällä tarkoitetaan aluetta, jolle valuma-alueen vedet johdetaan maaperään ja pintakasvillisuuden sekaan. Veteen liuenneet ja huuhtoutuneet ravinteet ja kiintoaine sitoutuvat tehokkaasti kasvillisuuteen ja pintamaahan. Pintavalutusta suositellaan käytettäväksi ojankaivuun ja -perkauksen yhteydessä aina, kun kuormitusriski sitä edellyttää ja olosuhteet sen mahdollistavat. Veden ohjaamisella suoalueille voi olla myös vastaanottavan alueen suokasvillisuuden monimuotoisuutta parantava vaikutus, etenkin jos suo on kuivunut sitä ympäröivien suometsien ojituksen takia. Toimenpiteen seurauksena suovedenpinta nousee ja suon luontainen kasvillisuus elpyy.
Perustettaessa pintavalutuskenttiä pinnanmuodoiltaan vaihtelevalle alueelle syntyy helposti oikovirtauksia. Erityisesti voimakkaasti viettävällä yli 1 % kaltevuuden rinteellä voi myös syntyä nopeita pintavirtauksia. Nämä oiko- ja pintavirtaukset heikentävät pintavalutuskentällä puhdistustulosta ja aiheuttavat eroosioriskin suurilla vesimäärillä. Pintavalutuskentälle menevän veden määrää voidaan rajoittaa ja suunnata erilaisilla toimenpiteillä esimerkiksi johde- ja jako-ojilla sekä ojitusjärjestelyillä. Suoalueelle perustettavilla pintavalutuskentillä ravinteet ja kiintoaine pidättyvät kentän ylimpään ja vettä läpäisevään turvekerrokseen sekä pohja- ja kenttäkerroksen kasvillisuuteen. Hyvä puhdistustulos saavutetaan suunnittelemalla ja toteuttamalla kenttä niin, että valumavesi on mahdollisimman laajasti kosketuksessa turpeen kanssa.
Tärkeää on, että kentän toteuttamisvaiheessa maan pintaa ei rikota eikä pintakasvillisuutta vaurioiteta, sillä vesi tulisi saada jakautumaan tasaisesti koko pintavalutuskentän alueelle. Pintavalutuskentällä voi olla tarpeen tukkia oikovirtauksia kentän tehollisen pinta-alan kasvattamiseksi, mutta turhaa liikkumista kentällä on vältettävä. Myös johdeojan päätepiste on suunniteltava huolella pintavalutuskentän luontaiset pinnanmuodot huomioiden ja vesiä voi olla tarpeen johtaa kentälle useasta kohdasta. Pintavalutuskentän yläpuolelle ennen johdeojaa voidaan tarvittaessa kaivaa myös laskeutusallas, joka pidättää veden mukana etenevän karkeimman kiintoaineen ja estää johdeojaa tukkeutumasta suuren kuormituksen kohteilla.
Pintavalutuskenttä voidaan suunnitella mihin tahansa kasvillisuuden peittämään ja kaltevuudeltaan sopivaan paikkaan, turve- tai kivennäismaalle. Suositeltavaa on aina varmistaa, etteivät pintavalutuskentältä purkautuvat vedet aiheuta suurta tulovirtaaman kasvua ja siten eroosioriskiä alapuolisissa ojissa. Taloudellisesti vähäarvoinen puusto ja pensaikko suositellaan jätettäviksi pintavalutuskentille. Muu puusto voidaan poistaa taloudellisin perustein tai kuolevan puuston vesistökuormituksen vuoksi, jos se voidaan tehdä maanpintaa rikkomatta ja hakkuutähteet keräten. Useimmiten pintavalutuskenttä on hyvä jättää koskemattomaksi toimivuuden varmistamiseksi. Myös perustamisen jälkeen on syytä välttää kentällä liikkumista koneilla tai ajoneuvoilla.
Pintavalutuskentän ja valuma-alueen koko
Pintavalutuskentän koko, sen hyötyala, kentälle tulevan veden määrä, oikovirtaukset sekä kentän kaltevuus, kasvillisuus ja turvekerroksen paksuus vaikuttavat tulevan veden puhdistustulokseen. Pintavalutuskentän tulisi olla niin suuri, että se hidastaa oleellisesti veden virtausta ja vesi suodattuu maan pintakerroksen ja sen kasvillisuuden läpi. Pintavalutuskentän suositeltava tehollinen pinta-ala on vähintään 1 % kentän yläpuolisen valuma-alueen pinta-alasta. Vähimmäispinta-alaa suuremmat alueet toimivat kuitenkin useimmiten paremmin. Mikäli suositusten mukaista alaa ei ole käytettävissä pintavalutuskentäksi, pienempääkin alaa on hyvä hyödyntää kiintoaineen pidättämiseen, vaikka pidätysteho laskee.
Pienialaisille pintavalutuskentille sopivia kohteita voi löytää hanketasolla helpommin kuin isoille pintavalutuskentille. Pienialaisia pintavalutuskenttiä voi sijoittaa myös useampia peräkkäin tai muiden vesiensuojelurakenteiden yhteyteen, esimerkiksi laskeutusaltaiden ja virtaamansäätörakenteiden alapuolelle. Mikäli pintavalutuskentälle johdettavaa vesimäärää voidaan rajoittaa esimerkiksi virtaamansäätöpadolla, voidaan saavuttaa kohtalainen kiintoaineen pidätys jo 0,15 % kokoisella pintavalutuskentällä. Pienillä pintavalutuskentillä on erityisen tärkeää tarkastella tehollisen pinta-alan ja vesimäärän suhdetta sekä kentän kaltevuutta, jotta ei synny oikovirtausten aiheuttamaa eroosioriskiä.
Pintavalutuskenttä on hyvä, mikäli:
- kentän tehollinen pinta-ala on riittävän suuri ylivirtaaman aikaiselle vesimäärälle
- vesi saadaan jakaantumaan tasaisesti suunnitellulle alueelle
- kenttään ei pääse syntymään oikovirtauksia
- alapuolisen vesistön tulva ei nouse kentän alueelle
- pintavalutuskenttä ei aiheuta vettymishaittoja yläpuolisilla alueilla
Pintavalutuskentän suunnittelu ja toteutus
Pintavalutuskentillä tavoitellaan lopputulosta, jossa vedet pyritään saamaan pintavalutuskentällä siten, ettei vettymishaittoja synny talousmetsän puolella. Tämän saavuttamiseksi tarvitaan usein johdeoja, jonka avulla vedet ohjataan pintavalutuskentälle. Toimenpiteen suunnittelu vaatii paikkatieto- ja maastosuunnittelua.
Ennen maastosuunnittelua potentiaaliset pintavalutuksen paikat etsitään paikkatietoaineistojen avulla. Ojitusalueen alapuolelta etsitään soveltuvat kuviot karttatarkastelun ja Suomen metsäkeskuksen suometsänhoidon sekä muiden paikkatietoaineistojen avulla. Löydettyjen alueiden yläpuolelta etsitään virtausverkon avulla uomat, joissa suurin osa alueen vesistä virtaa ja joilta kohdin veden ohjaaminen pintavalutuskentälle voisi onnistua.
Onnistuminen vaatii riittävän korkeuseron metsätalousmaalta pintavalutuskentälle, jotta puuston kasvulle riittävä kuivatussyvyys metsätalousmaalla toteutuu puuston juuristolle riittävää hapellista turvekerrosta, jonka on oltava loppukesällä vähintään 30–40 cm. Tätä suurempi kuivatussyvyys ei merkittävästi lisää puuston kasvua. Jotta toimenpide ei aiheuta vettymishaittoja johdeojan pituus on suunniteltava maanmittauslaitoksen tarjoaman 2 m korkeusmallin tai sitä hyödyntävien erillisten työkalujen avulla. Alustavat johdeojien sijainnit sekä pituudet varmistetaan maastokäynnillä. Pintavalutuskentällä vastaanottavan alueen arvioitu tehollinen pintavalutuksen pinta-ala tulee suhteuttaa johdeojaan tulevaan ylivirtaaman aikaiseen vesimäärään, joka voidaan määrittää valuma-alueen koon ja ominaisuuksien perusteella.
Maastokäynnillä varmistetaan paikkatietotarkasteluun perustuvan suunnitelman toimivuus. Maastokäynnin yhteydessä on syytä mitata maanpinnan korkeudet tarkasti, sillä korkeusmallin keskivirhe on noin 30 cm, mikä voi aiheuttaa virhettä paikkatietoperusteisiin kuivavaralaskelmiin. Tarkkaan mittaamiseen soveltuvat esimerkiksi tasolaser tai niin sanottu tarkkuus-GPS eli RTK-mittaukseen kykenevä GNSS-paikannuslaite. Mittauspisteitä otetaan johdeojan lähtöpisteestä talousmetsästä, johon nähden etsitään riittävä korkeusero pintavalutuskentän suuntaan. Johdeoja suunnitellaan yleensä siten, että maanpinnankorkeus pintavalutuskentän yläpuolisessa talousmetsässä on 30–40 cm korkeammalla kuin johdeojan päätepisteessä. Näin talousmetsässä toteutuu riittävä kuivavara. Maastokäynnillä varmistetaan myös veden virtausreitit, sillä paikkatietopohjainen virtausverkko ja sen mukaan mallinnettu valuma-alue voivat sisältää virheitä. Suunnitellut johdeojat on hyvä merkitä sekä paikkatietoon että maastoon toteutuksen onnistumiseksi suunnitellun mukaisesti.
Toteutusvaiheessa on tärkeää noudattaa suunnitelmaa ja välttää pintavalutuskentän maanpinnan tarpeetonta painumista tai rikkomista. Johdeojan ojamaat voi nostaa ojan vierelle pintapuoli ylöspäin, jotta kasvillisuus jatkaa kasvuaan ja toimenpiteestä aiheutuu vähiten maisemallista haittaa. Johdeojan lähtöpisteeseen on usein tarpeen rakentaa pato alapuoliseen ojaverkostoon johtavaan ojaan, jotta vedet ohjautuvat pintavalutuskentälle myös kuivaan aikaan.