3. Kurssikerta

 

Kolmas viikko lähti käyntiin hyvällä energialla, kun saavuin kurssikerralle vartin verran myöhässä. Helsingin seudun liikenne (tottelee myös nimeä HSL) olisi ollut kriisiavun tarpeessa taistellessaan tätä erikoista ilmiötä, lumisadetta vastaan.

Viikon tavoitteita oli mm. ulkoisen tiedon liittäminen tietokantaan muista ohjelmista, tietokantojen yhdistäminen ja uuden tiedon tuottaminen. Aloitimme tekemään yhteistä harjoitusta Afrikan luonnonvaroihin, konflikteihin ja niiden välisiin suhteisiin liittyen. Ensimmäisen kolmen tunnin jälkeen olin varmasti pahemmassa solmussa kuin edellä parjattu HSL. Nohevan vierustoverin ja armottoman tsempin ansiosta sain harjoituksen loppuun saatetuksi (Shoutout GIS väännöt Hessun kanssa -blogille).

 

Itsenäinen harjoitus tulvaindekseistä

 

Kerkesimme joten kuten myös tekemään itsenäisen harjoituksen liittyen valuma-alueisiin. Seuraavana päivänä Onedriveen siirrettyjä projekteja ei saanut kuitenkaan enää auki omalla koneella. Syynä ilmeisesti se, että ne olivat tallennushetkellä sisältäneet editointitilassa olevia tasoja. No, kertaus on opintojen äiti, joten teimme valuma-alue -harjoituksen alusta pitäen uudelleen. Kohtalaisen sutjakkaasti ensimmäinen versio saatiinkin valmiiksi (kuva 1.).

Kuva 1. Tulvaindeksi valuma-alueittain Suomessa.

 

Tein siis koropleettikartan, jossa valuma-alue on kuvattu sitä tummemmalla sinisellä, mitä suuremman tulvaindeksin se omaa. Tulvaindeksillä tarkoitetaan keskiylivirtaaman ja keskialivirtaaman välistä suhdetta. Keskiylivirtaama on joen uoman poikkileikkauksen läpi kulkevan vesimäärän ylimpien mitattujen arvojen keskiarvo, ja keskialivirtaama vastaavasti pienimpien mitattujen arvojen keskiarvo. Tulvaindeksi saadaan laskettua, kun jaetaan keskiylivirtaama keskialivirtaamalla. Saatu luku kertoo siis joenvirtausnopeuden vaihtelun suuruuden. Mitä isompi on pienimpien ja suurimpien virtaamien ero, sitä suurempi on tulvaindeksi.

Kartasta nähdään nopeasti, että tulvaindeksi on rannikoilla suurempi kuin sisämaassa. Lisäksi suurilla valuma-alueilla on selvästi pienemmät virtaaman suhteelliset vaihtelut kuin pienillä alueilla. Perehdytään tulvaindeksiin vaikuttaviin tekijöihin tarkemmin sitten, kun olen esitellyt toisen tekemäni kartan (kuva 2.).

Kuva 2. Tulvaindeksi ja järvisyysprosentti valuma-alueittain Suomessa.

 

Lisäsin projektiin valuma-alueiden järvisyysprosentit. Näiden pohjalta loimme järvipinta-alan osuutta kuvaavat histogrammit jokaiselle alueelle. Vaihtoehtoisesti olisi ollut mahdollista käyttää ympyrädiagrammeja, mutta etenkin näin pienimittakaavaisessa kartassa pylväät toimivat mielestäni huomattavasti paremmin. Kuvassa 3. on sama kartta zoomattuna Suomen keski- ja eteläosiin, jotta pienien valuma-alueiden järvisyys prosentteja olisi helpompi lukea.

Kuva 3. Lähennetty kartta tulvaindekseistä ja järvisyysprosenteista.

 

Kuten kuvasta nähdään, järvisyysprosenteilla ja tulvaindekseillä on selvä negatiivinen korrelaatio. Kun järvisyysprosentti kasvaa, niin tulvaindeksi pienenee, ja toisin päin. Tämä johtuu siitä, että suuri järvien määrä tasoittaa virtaaman vuotuisia vaihteluita selvästi (SYKE, 2007). Kyseisessä lukemassani julkaisussa Suomen vesistöalueet on jaettu kolmeen ryhmään luonteensa mukaan:

1) Sisä-Suomen järvialueen vesistöt, joissa useat suuret järvet tasoittavat vuotuisia virtaaman vaihteluita selvästi.
2) Suomenlahden ja Pohjanlahden rannikkoalueen pienet ja keskikokoiset joet,
joiden valuma-alueilla järviä on vähän ja virtaaman ajallinen vaihtelu on hyvin voimakasta. Näissä joissa esiintyy herkästi tulvia ja toisaalta usein kuivia
kausia.
3) Pohjois-Pohjanmaan ja Lapin suuret tai suurehkot joet, joissa vettä virtaa läpi vuoden suhteellisen runsaasti, vaikka niiden valuma-alueilla ei olekaan kovin paljon järviä.

Sisä-Suomen lisäksi siis Lapissa ja Pohjois-Pohjanmaallakin on valuma-alueita joiden tulvaindeksi on pieni, vaikka alueilla ei olisi lukumäärällisesti tai edes pinta-alallisesti paljon järviä. Pohjois-Suomen suurempien jokien virtaus on sen verran voimakasta, että samankokoiset vaihtelut eivät vaikuta indeksiin niin suuresti kuin esimerkiksi Varsinais-Suomessa, jossa joet ovat pienempiä ja virtaama laskee alimmillaan lähelle nollaa. Havainnollistava esimerkki taulukossa 1:

 

	Aurajoki	Kemijoki
MNQ (m3/s)	0,1	150
MHQ (m3/s)	110	3000
Erotus MHQ-MNQ (m3/s)	109,9	2850
Tulvaindeksi (MHQ/MNQ)	1100	20

Taulukko 1. Erot Aurajoen ja Kemijoen valuma-alueilla. Aurajoella vaihtelu ääripäiden välillä vain 109,9 m3/s, mutta tulvaindeksi 1100. Kemijoella ääripäiden välillä jopa 2850 m3/s, mutta tulvaindeksi silti vain 20.

 

Rannikkoalueiden korkeammalle tulvaindeksille on monia syitä. Edellä mainitun järvisyyden ja keskivirtaaman lisäksi merkittäviä tekijöitä on esimerkiksi valuma-alueen pinta-ala ja korkeuserot. Kuten kuvasta 1. nähdään, yksikään selvästi suurempi alue ei omaa suurta tulvaindeksiä. Samoin pääsääntöisesti kaikilla pienillä alueilla indeksi on suuri. Onkin luonnollista, että suurempi valuma-alueen pinta-ala myös tasoittaa virtaamaan vaihteluita, kun varastoitunutta vettä on huomattavasti enemmän. Myös korkeuserot vaikuttaa luonnollisesti tulvaindeksiin. Jos joki laskee hyvin loivassa kulmassa, niin sillä ei ole suurta kapasiteettia kuljettaa vettä, koska virtaus etenee hitaasti. Tämä suurentaa tulvariskiä. Kuvasta 1. nähdäänkin nopeasti, että tulvaindeksi on suurimmillaan tasaisilla alueilla, eli Pohjanmaalla ja Etelä-Suomen rannikoilla. Myös maankohoamisella on vaikutusta asiaan, koska sen johdosta länsi- ja lounaisrannikoiden jokien kaltevuus tasoittuu entisestään. Eemil Sillankorva kirjoitti blogissaan hyvät johtopäätökset juuri maankohoamisen vaikutuksiin liittyen!

Virtaamaan ja sen vaihteluihin vaikuttaa järvisyyden, pinta-alan ja korkeuserojen lisäksi myös esimerkiksi maaperä, uomaston muoto, kasvillisuus, ihmisten toiminnat ja sääolot (SYKE, 2007). Edellä listatuista voidaan vielä viimeisenä nostaa esille ihmisten toimintojen osuus, joka on ollut suuri viime vuosisatoina. Näitä toimintoja on esimerkiksi vesistöjen muokkaaminen järvenlaskujen, virtaaman säännöstelyn ja tekojärvien rakennuttamisen muodossa. Vedenpintaa on säädelty usein esimerkiksi maanviljelyn takia.

Tällaiset analyysit tällä kertaa. Kokonaisuudessaan pidin viikon harjoituksista todella paljon. Oli myös innostavaa etsiä lisää tietoa virtaamiin ja niiden vaihteluihin liittyen, vaikka se ei suoranaisesti vienyt minua lähemmäksi GIS-velhoutta. Nähdään taas ensi viikolla velhot!

 

Lähteet:

 

Korhonen, J. (2007). Suomen vesistöjen virtaaman ja vedenkorkeuden vaihtelut. Suomen ympäristö 45/2007, SYKE. Haettu 1.2.2022 osoitteesta https://helda.helsinki.fi/bitstream/handle/10138/38428/SY_45_2007.pdf?sequence=3&isAllowed=y

Sillankorva, E. (2022). Eemilin mantsa-blogi, KK3: Hankaluuksia Afrikassa ja tulvii Pohjanmaa. Haettu 3.2.2022 osoitteesta https://blogs.helsinki.fi/sillanko/