Water balance in a drained peatland forest

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2011
Major/Subject
Vesitalous ja vesirakennus
Mcode
Yhd-12
Degree programme
Language
fi
Pages
96 + [7]
Series
Abstract
In this thesis the study subject was water balance in a drained peatland forest Sattasuo in Rovaniemi. The water balance was assessed based on on-site measurements and modelling with hydrological FEMMA model, and uncertainties concerning measurements and modelling are highlighted. Also the impacts of forest management practices are studied, and this is done through literature and model simulations. As a result the water balance of Sattasuo was defined based on both measurements and modelling. Both ways were important, because by comparing them it is possible to evaluate the accuracy of the measurements and the fitting of the model results in the study site. Based on the results, runoff is the most significant water balance component, and its share of the rainfall water is about one half. Tree stand transpiration and canopy interception are both a little less than one fifth, and the sum of understory and snow cover evaporation is also about the same. The residual term of the water balance is the change in water storage. Based on the model simulations, forest management practices affect the water balance of Sattasuo. Stand thinning reduced tree stand transpiration, which caused rise in the groundwater level, and runoff increased. Ditch network maintenance, on the other hand, improved the drainage situation and the groundwater level dropped, transpiration increased and runoff decreased. In conclusion, the role of transpiration in a water balance is important, at least in Sattasuo case. In the future it would be necessary to be able to generalize the results so that it would be possible to make more precise operation guidelines to peatland forests in common. By achieving that it could be possible to reduce the environmental impacts of peatland forestry.

Työssä on tutkittu ojitetun suometsikön vesitasetta ja siihen vaikuttavia tekijöitä Rovaniemellä sijaitsevalla Sattasuolla suoritettujen mittausten ja samalle kohteelle kalibroidun hydrologisen FEMMA -mallin avulla. Työssä on käyty läpi mittauksiin ja mallinnukseen liittyviä epävarmuuksia ja suoritettu mallilla vesitaselaskentaa sekä erilaisia herkkyystarkasteluja. Metsänhoitotoimenpiteiden hydrologisia ja ympäristövaikutuksia on tutkittu kirjallisuuden pohjalta sekä tekemällä mallilla simulointeja en puustoja ojitustilanteille. Työssä saatiin määritettyä Sattasuon vesitase sekä mittausten että mallinnuksen avulla. Molemmat tavat osoittautuivat tärkeiksi ja toisiaan tukeviksi, koska niitä vertailemalla pystyttiin arvioimaan mittaustulosten tarkkuutta ja jatkuvuutta sekä toisaalta myös mallitulosten oikeellisuutta ja toimivuutta tutkimuskohteessa. Tulosten perusteella Sattasuon vesitase on valuntapainotteinen, ja valunnan osuus on noin puolet sadantana alueelle tulevasta vesimaarasta. Puuston transpiraation ja latvuspidännän osuudet ovat hieman alle viidenneksen suuruisia, ja aluskasvuston ja lumen yhteenlasketun haihdunnan osuus on myös noin viidennes sadannasta. Loppuosa muodostuu vesivaraston muutoksesta. Metsänhoitotoimenpiteiden havaittiin mallilla tehtyjen simulointien perusteella vaikuttavan Sattasuon vesitaseeseen. Harvennushakkuu pienensi puuston transpiraatiota, jolloin pohjavedenpinta nousi hieman ja valunta kasvoi. Kunnostusojitus puolestaan paransi alueen kuivatustilaa laskemalla pohjavedenpintaa, jolloin puuston transpiraatio kasvoi ja valunta pieneni. Tuloksista voidaan päätellä, että ainakin Sattasuolla transpiraation rooli kuivatustilan säätelijänä on merkittävä. Tuloksia olisi jatkossa tarvetta saada yleistettyä muillekin kohteille sopiviksi toimenpidesuosituksiksi, jolloin voitaisiin tarkemmin arvioida toimenpiteiden tarpeellisuutta ja mahdollisesti pienentää suometsien metsätalouskäytön aiheuttamaa vesistökuormitusta.
Description
Supervisor
Koivusalo, Harri
Thesis advisor
Hökkä, Hannu
Keywords
peatland forest, suometsä, water balance, vesitase, hydrology, hydrologia, transpiration, transpiraatio, FEMMA-model, FEMMA-malli, forest management, metsänhoito
Other note
Citation