Maaparanduslike abinõude uuring kuivendatud maatulundusmaalt

Eesti MaaülikoolMetsandus- ja maaehitusinstituutEESTI RIIKLIKU ARENGUKAVA RAAMESMAAPARANDUSLIKE ABINÕUDE UURINGKUIVENDATUD MAATULUNDUSMAALT PÄRINEVAHAJUREOSTUSE VÄHENDAMISEKSKoostaja: Toomas TimmuskTartu, 2007

SisukordSissejuhatus ..................................................................................................................... 41. Kuivendatud maalt tuleneva hajureostuse koormus ...................................................... 51.1. Maaparanduse mõju aineringele 51.2. Lämmastiku väljakanne kuivendatud maalt 81.3. Fosfori ringe ja väljakanne 102. Keskkonna seisundit parandavad tehnilised rajatised kuivendussüsteemidel............... 132.1. Lämmastiku väljakande reguleerimine 132.2. Fosfori väljakande reguleerimine 172.3. Settebasseinid 192.3.1. Settebasseini vajadus .................................................................................... 192.3.2. Settebasseini dimensioneerimine .................................................................. 232.3.3. Keskmine voolukiirus settebasseinis ......................................................... 292.3.4. Hinnangulised soovitused settebasseinide projekteerimiseks..................... 322.3.5. Settebasseini efektiivsus heljumi ja taimetoitainete kinnipidamisel ........... 342.4. Tehismärgalad taimetoitainete väljakande vähendamisel 352.4.1. Tehismärgalade tüübid.................................................................................. 352.4.2. Avaveelised tehismärgalasüsteemid 412.4.3. Soovitused avaveeliste tehismärgalasüsteemide rajamiseks 443. katseobjekti kirjeldus ja välitööde metoodika ............................................................. 473.1. Asukoha kirjeldus 473.2. Vooluhulkade ja veetasemete mõõtmine 513.3. Katseväljakud 543.4. Välitööde metoodika 553.5. Dreenikaeviku veejuhtivuse määramine........................................................ 564. Tulemused ................................................................................................................. 594.1. Seadedrenaaži uurimistulemused Rõhu katsealal 594.1.1. Veerežiimi reguleerimine.............................................................................. 594.1.2. Taimetoitainete väljakanne ........................................................................... 634.2. Fosfori väljakande vähendamine lubjalisandiga drenaaži abil 664.3. Veekvaliteet vooluveekogus 705. Soovitused keskkonnarajatiste projekteerimiseks ....................................................... 722

Viidatud kirjandus.......................................................................................................... 73LISA 1........................................................................................................................... 843

SISSEJUHATUSEuroopa Liidu õigusaktid - vee raamdirektiiv (2000/60/EC), nitraadidirektiiv(91/676/EEC) ja nendest tulenevad Eesti Vabariigi õigusaktid pööravad suurt tähelepanuveeressursside säästlikule kasutamisele ja selle kvaliteedi tagamisele. Seaduse tekstis ningmäärustes nähakse ette meetmed põllumajandusliku hajureostuse vähendamiseks. Väetiskogustevähendamise ja hea põllumajandustava rakendamine annab olulist efekti, kuidseejuures peab tähelepanu pöörama ka tehnilistele meetmetele, mis vähendavad võimalikureostuse levikut või looduslikest protsessidest tingitud taimetoitainete väljakannet looduslikesseveekogudesse.Maaparandus, sh kuivendus ja niisutus mõjutavad oluliselt veerežiimi ja vee liikumist niimullaprofiilis kui ka valgalal tervikuna. Sellega kaasnevad ka taimetoitainete (lämmastik,fosfor),hõljuvainete, sulfaatiooni ning orgaaniliste ainete ärakanne kuivendusehitisemaa-alalt veekogudesse.Uurimistöö eesmärk on:hinnata Eesti tüüpilise maaparandussüsteemi osa põllumajandusliku hajureostuse kujunemisel;uurida maaparanduslikke abinõusid, mis vähendavad hajureostuse koormust;esitada ettepanekud (soovitused) järgmisel maaparandusmeetme keskkonnatingimusteväljatöötamisel programmperioodil 2007-2013.Töö täitjad on Eesti Maaülikooli Metsandus- ja maaehitusinstituudi veemajanduse osakonnalektor Toomas Timmusk, dotsent Toomas Tamm, doktorant Andres Maikov ja TartuÜlikooli geograafia osakonna professor Ülo Mander ja doktorant Jaan Pärn.4

1. KUIVENDATUD MAALT TULENEVA HAJUREOSTUSE KOORMUS1.1. Maaparanduse mõju aineringeleMaakasutuse intensiivsus, tehnoloogia, väetamine ja kliimategurid mõjutavad taimedepoolt kasutamata jäänud toitainete liikumist põhjavette ja sealt vooluveekogudesse. Taimetoitaineteväljakannet ja bilanssi põllumajandusmaastikul on viimastel aastakümneteluuritud paljudes maades mitmetest külgedest. Enamuses on seotud konkreetse katseväljakuandmetega, mitmed ka pikaajalist trendi kirjeldavadmaakasutuse intensiivistamisega,metsaraietega ja –kuivendusega (Ahtainen, 1990), põllumajandustootmise ja maakasutusevähenemisega (Mander et al 2000), või üldistused mudeli loomiseks (Rekolainen 1992).Kuivendus on maatulundusmaal oluline veerežiimi mõjutav tegur. Selle tulemusena põhjaveetasealaneb ja äravool kiireneb, sest sademevesi pääseb kiiresti kuivendusvõrku jasealt suublasse. Veetaseme alanemisega muutub oluliselt mulla vee- ja õhurežiim ja kiireneborgaanilise aine lagunemine. Seetõttu kiireneb vees lahustunud ainete väljakanne.Käesolevaks ajaks on Eestis rajatud üle 650 tuhande ha metsakuivendust keskmise kraavivõrgutihedusega 120 m/ha (Pikk …), põllumajanduslikul maalkaevatud eesvoolukraaveüle 27 tuhande km, kuivenduskraave üle 18 tuhande km.Sõltuvalt valgala iseloomust võib kuivendus mõjutada äravoolu ja selle aastasisest jaotust.Tihe kraavivõrk kiirendab pinnavee äravoolu ning soodustab heljumi kandumist eesvooludesse.Pärast maa kuivendamist on kevadsuurvesi varasemast palju kõrgem, kõrgveeharion järsem ja selle kestus lühem. Pindmine äravool suureneb ning see soodustab erosiooni.Kuivendatud alade jõed muutuvad suvel veevaesemaks, neisse juhitava reovee lahjendamiseksei piisa vett ning jõgede isepuhastusvõime väheneb. Kraavivõrgu laienemine ningpindmise äravoolu intensiivistamine suurendab eesvoolude reostuskoormust (hajureostusesuurenemine).K. Hommiku uurimuste põhjal võib võsastunud mineraalmaa intensiivselkuivendamisel ja ülesharimisel kevadsuurvee tipp suureneda kuni kaks korda. Seda põhjustablume sulamise kiirenemine lagedaks jäänud alal. Suvised ja sügisesed suurveetipudvõivad madalsoo ja võsastunud liigniiskete väikese langu (< 0,002) ja raskete muldadegaalade kuivendamisel ja ülesharimisel suureneda kuni kaks korda, sest põhjavee juurdevoolmadalsoosse suureneb ja äravoolutingimused paranevad (Hommik, 1985).Põhjavee tase alaneb ja äravool kiireneb, sest sademevesi pääseb kiiresti kuivendusvõrkuja sealt suublasse. Uurimisandmete kohaselt suureneb äravool 0,3-0,6% iga kuivendatudmaa protsendi kohta. Kultuurtehniliste töödega väheneb metsasus ning maapinna planeerimineja reljeefimelioratsioon muudavad pinnavee äravoolutingimusi. Infiltratsioon sügavamatessehorisontidesse väheneb. Seetõttu muutub põhjaveevarude täienemine. Varudvähenevad ning põhjavee kvaliteet halveneb.5

On tehtud uurimusi, kus on võrreldud kraavkuivenduse ja sellega kaasneva metsalangetamiseja lageraide mõju taimetoitainete ja heljumi väljakande dünaamikale. Märgitakseselle suurenemist kordades (Ahtainen, 1990).Biogeenid (lämmastik fosfor) kantakse haritavalt maalt välja pindmise- ja drenaažiäravoolukaudu. Reguleerides seda on võimalik mõjutada leostumise kogust ja toimumisaega.Teine võimalus on vähendada väetamist või parendada taimede poolt väetiste omastamistja kasutamist.Väetamisega piiramine, maakasutuse muutus (rohumaaks) või laiad kaitseribad erosiooniohtlikeväljade ja veejuhtmete vahel vähendavad kokkuvõttes saagi kogust või talu sissetulekut.Mulla niiskusrežiim mõjutab lämmastiku- ja fosforiühendite reaktsiooni ja seotust pinnaseosakesteganing nende kasutamist taimede poolt. Kuivendus ühtlustab taimede kasvutingimusining soodustab sellega väetusainete paremat ärakasutamist. Pindmise äravoolulikvideerimine, drenaaži efektiivsuse suurendamine vähendab fosforiühendit väljakannet.Oluline osa haritavalt alalt väljakantavast toitainekoormusest on tingitud halvast kuivenduseseisundist. Kui kuivendus ei toimi hästi, siis taimede kasvuvõime halveneb, toitaineidei seota, suureneb pindmise äravoolu osatähtsus, mis lõppkokkuvõttes suurendabbiogeenide väljakannet eesvoolu, jõgedesse ja järvedesse. Kraavkuivenduse asendaminetorudrenaažiga vähendab pindmist äravoolu ja seega ka erosiooni ning tulemusena vähenebüldfosfori ja orgaanilise lämmastiku väljakanne.Eestis seoses ühiskonnas toimunud muudatustega on statistikaameti andmete põhjal vähenenudoluliselt põllumajanduses kasvatatavate loomade arv, maakasutuse struktuuris haritavamaa osakaal ning väetiste kasutamine (tabel 1.1 ja joonis 1.1). Samuti veeseadusegasätestatud piirangud põllumajanduslikule tootmisele (loomade arv, lubatav väetiste kogus)nitraaditundlikulalal, asulates puhastusseadmete renoveerimine ja on parandanudjõgede veekvaliteeti ning vähendanud nendesse kanduvat heljumi, lämmastiku ja fosforiühenditekogust (joonis 1.2).6

Tabel. 1.1. Eesti põllumajandus aastatel 1990…20071990 2007 Vähenemine%Näitaja\aastaVeised 806 100 253 230 318Sead 1 080 400 369 735 292Kanad 6 922 500 1 718816 402Haritav maa 1 140000 626947Haritav maa teravilja,ha397 100 292 523 135Joonis 1.1. A - mineraalväetistega pinnasesse viidud lämmastik ja fosfor (tonni, toitaineoksiidina) ja B - orgaanilise väetisega (tonni, toitained elemendina).Joonis 1.2. Pinnaveekogudesse juhitud puhastamist vajava vee reostuskoormus (tonni).See peegeldub ka uurimistulemustes – kasutamata maa suurenemine kuni 10,5%-ni jaharitava maa osakaalu vähenemine 42%-lt 24% aastatel 1987-1997 ontoonud kaasa kaüldlammastiku väljakande vähenemise vastavalt 25,9-lt 5,5-le ja üldfosfori 0,32-lt 0,13kg/ha aastas (Mander et al 2000).7

1.2. Lämmastiku väljakanne kuivendatud maaltPõhjavee reostumine väetusainetega on intensiivse põllumajandusega maade kõrval olijuba 80-ndatel aastatel muutunud probleemiks ka Eestis. M. Metsuri tehtud uurimusednäitasid, et haritaval maal, intensiivse maaviljelusega piirkondades paiknevate salvkaevudevesi on reostunud lämmastikuühenditega. Tartu maakonnas Rahinge Ilmatsalupiirkonnas 190 kaevust oli reostunud 46%, Rannu piirkonnas 115 põllul paiknevas salvkaevus69 ületas nitraadisisaldus lubatud piirkontsentratsiooni. Samasugust olukorda täheldatika Kesk-Eestis - Põltsamaa ümbruse majandites 459 uuritud kaevus oli nitraadisisaldus47% juhtudest üle normi. Nitraadisisalduse järsk suurenemine seostatakse mineraalväetistekasutamise tõusuga. Viie aasta pikkuse veeanalüüside vaatlusrea nitraatiooni keskmisesisalduse ja kasutatud mineraalväetiste koguse suhtarvuks saadi 1,9...2,3 (Metsur,1991).Kuivendusintensiivsuse kasv, dreenide ja kraavide kaudu eesvoolu kandunud väetusainedpõhjustavad lämmastikkoormuse tõusu veekogudes ning nende eutrofeerumist. Väljakannesõltub peamiselt mullastikust (pinnase veeläbilaskvusest), meteoroloogilistest tingimustest(pinnaseprofiilist läbinõrgunud vee kogusest), maaviljeluse tehnoloogiast ja taimkatteseisundist. Kergesti liikuv on vaid nitraatlämmastik ning see moodustab keskmistesmineraalpinnastes valdava osa (95...98%) leostunud üldlämmastikust. Savipinnases võibkanduda neelukaevude ja filtrite kaudu dreenivette ka orgaanilist lämmastikku.Põllule külvatud mineraalväetiste, sõnniku ja läga kogused varieeruvad. Seetõttu ka konkreetsetestingimustes leostunud lämmastikühendite kogused on erinevad. Keskmisekslämmastiku väljakandeks põllult on hinnatud Taanis 55...70 kg/ha/a, Norras 20...50kg/ha/a, Soomes 8...20 kg/ha/a (Karvonen, 1992).Üksikute tegurite mõju selgitamiseks väetusainete leostumisele, protsessi modelleerimiseksja ka suunamiseks on tehtud palju uurimusi. Kõige väiksem on lämmastiku leostuminerohumaal, sest lämmastiku tarbimine jätkub ka sügisel. Rohumaa sissekündmiselvõib prognoosida suuremat lämmastiku väljakannet. Muld, mis pole kaetud taimestikugakaotab kõige rohkem lämmastikku. Taimedeta, odraga ja heintaimedega lüsimeetritestleostus nitraatlämmastikku kuue kuu jooksul 60 cm mullakihist sügavamale vastavalt 116,10 ja 3 kg/ha (väetamine: N 140 P 100 K 120 ). Nitraadi kontsentratsioon mustkesa alal ulatuskuni 120 mg/l. Samas rohumaal 0,1...0,5 mg/l. Lüsimeeterkatsetest selgus, et iga mm sademeiduhub välja väetatud alalt kesa korral 0,25 kg/ha, odrapõllult 0,03 kg/ha ja rohumaal0,008 kg/ha (Kaup, Kärblane, 1985). Soomlaste andmetel savimaas kesa puhul leostus15 kg/ha, odrapõllult 10 kg/ha ning rohumaal 5 kg/ha (Turtola, 1992).Kaod sõltuvad mulla omadustest. Taanis tehtud uurimuste põhjal kergetes pinnastes traditsioonilisemaaviljeluse korral kartuli ja peedi kasvatamisel 70...100 cm sügavuselt võetudmullaproovidest määratud NO 3 kontsentratsioon oli 80...140 mg/l ning leostumine8

147...154 kg N/ha (Hansen, Olesen, 1991).Soomes tehtud lüsimeeterkatsetes kesapõllultsaviliiv-liivsavipinnases nitraatlämmastiku väljakanne esimesel aastal oli 110 kg/ha, kolmeaasta jooksul kokku 210 kg/ha (Turtola, 1992). Veelgi suuremaid kadusid on täheldatudkastetavatel põldudel: ülalmainitud pinnases kuni 150 kgN/ha aastas, nelja aasta summana437 kg N/ha (Yläranta, Uusi-Kämppä, 1992).Kuid traditsioonilise drenaažkuivenduse korral täheldatakse dreenide kaudu väljakantavanitraatlämmastiku osakaalu märgatavat suurenemist. See on seletatav nii äravoolu mahukui ka selle kontsentratsiooni suurenemisega. Erandina on ka lõhelistes savipinnastes leitudheljumi ja fosfori väljakande suurenemist (Uusitalo, 1998).Väikeste, mitmekesise maakasutusega aladel oleneb biogeenide väljakanne põllumaa osakaalust(Rekolainen et al 1992):kus N L – lämmastiku väljakanne aastas (kg km -2 a -1 );F p – valgalal põllumaa %.Eestis on uurinud lämmastiku väljakannet seoses drenaažiga mitmed autorid. Nii Pärnumaaltehtud katsete järgi drenaaživeega savimullast eemaldatud mineraalse lämmastikuhulk 10 aasta keskmisena oli 38 kg/ha aastas. Taliteraviljade kasvatamisel aasta jooksulväljauhutud lämmastiku kogus oli 6,8 kg/ha suviteraviljal 3,9 kg/ha, kultuurrohumaal 1,4kg/ha (Hannolainen, Tomson, 1988).Drenaažiga kuivendatud maal hõreda vaatlusreaandmetel kandus keskmiselt dreeniveega veekogudesse 6,1 kg/ha lämmastiku kusjuuresnitraatioonide sisaldus oli dreenivees 1,2...4,8 korda suurem kui eesvoolus, kõikudes0,8...40 mg/l (Leetsar, 1988). Porijõe valgalal on Ü.Mander aastaid uurinud biogeenidebilanssi sh Vända peakraavi valgalal on drenaaži äravoolu kvaliteeti aastatel 1987…1993(Mander jt, 1996). Kevadperioodil nitraatlämmastiku kontsentratsioon oli keskmiselt 4…7mgN/l.80-ndate aastate lõpus kasutati Eestis mineraalväetistest lämmastikku 81 kg/ha(Kevvai,1992).90-ndatel väetiste kõrge hinna ja seetõttu vähese kasutamise tõttu võiblämmastiku väljakannet hinnata märgatavalt väiksemana.9

Üldistatud hinnanguid Eesti kohta on antud H.Kärblase töödes, kus 80-ndatel on hinnatudarvestades praktikas kasutatavaid väetiste koguseid, mineraalsete lämmastikväetistegaantud lämmastikust leostunuks 0...6% ehk keskmiselt 1,2% (Kärblane, 1984). 2002. aastalavaldatud töös hinnatakse leostumiskaona Eestis ainult 1,5% väetisega antud lämmastikust,0,2% fosforist. Mitmete autorite arvates on suurusjärgu võrra alahinnatud infiltreeruvatvee kogust (Soovik, 2007).Märgitakse, et kasutades mõõdukat väetusnormi (100..120 kg/ha) ja jälgides optimaalseidväetamisaegu ja viise on võimalik siduda liikuv nitraatlämmastik taimedega. Kuid väetamiselevõib järgneda vihmaperiood mille kestust ja intensiivsust on raske prognoosida.Suvel, ekstremaalsete sademete korral, varakevadel ja sügisel kultuuridega katmata aladeluhutakse laskuva veevooluga sügavatesse horisontidesse või kantakse dreenidega väljaoluline kogus vees hästi lahustuvaid väetusaineid. Seega täielikult pole võimalik vältidaväetusainete kadusid.1.3. Fosfori ringe ja väljakanneFosforiringe on biogeokeemiline tsükkel, milles fosfori ühendid liiguvad pinnase, veekogudeja elusorganismide vahel. Looduses leidub fosforit ühenditena, tavalisimad ja suurimatööstusliku tähtsusega fosforimineraalid on fosforiit ja apatiit. Osa fosforhappe soolasid(fosfaadid) on hästi vees lahustuvad.Fosforiühenditest, mis on taimedes ja loomorganismides võib moodustuda nende mädanemisel(näiteks veekogude põhjas) gaasiline fosfiin.Fosfor leostub aeglaselt välja kivimeist ja osa sellest deponeerub ookeanisetetesse.Fosforjääb fosfaatrühma (PO 43-) osaks ja fosfori oksüdatsiooniaste ringes ei muutu. Peaaegukõik organismid suudavad fosforid sellisel kujul omastada. Taimed omastavad vajalikufosfori (PO 43-) kujul mullast.Taimed omastavad mulla ühenditega seotud fosforit seenemükoriisaabil. Kõrgemad loomad omakorda omastavad vajaliku fosfori toiduahelas allpoolpaiknevates taimedes fosforiühendeid sisaldavast orgaanilisest ainesest. Fosfaatiooninaesineb fosfor organismides nukleiinhapetes, rasvades ja fosforüülitud süsivesikutes.Fosfaat ioonina jõuab fosfor tagasi mulda orgaanilise aine lagunemisel. Mullas sisalduvadraua-, alumiiniumi-, kaltsiumi- ja saviühendid võivad fosfaatsoolasid väga tugevalt sidudaning muuta need sel teel taimedele kättesaamatuks. Valdavalt on kõik mullad ja veekogudfosfori defitsiidis.10

Fosforiringe võib jagada kaheks erinevaks osaks: geokeemiliseks ja bioloogiliseks ringeks.Bioloogilisesringes omastavad taimed või seotakse immobilisatsioon teelortofosfaadid mikroobsesse biomassi. Taimejäänused pinnases lagunemisel võivad fosforiühendidseonduda orgaanilised huumusainega või minna mikroobide biomassi.Mikroobidebiomassi kuuluv fosfor on omakorda mineralisatsiooni ja immobilisatsiooniobjektiks.Geokeemilises ringes fosfaadid lahustatakse mineraalidest keemiliste või biokeemilisteprotsesside vahendusel.Fosfori immobilisatsioon mikroobide biomassi sõltub süsiniku ja fosfori suhtest keskkonnas.Kui C/P suhe on väiksem kui 200/1, siis toimub mineralisatsioon. Kui C/P suhe onsuurem kui 300/1, siis toimub immobilisatsioon. Aga kui see suhe on vahemikus 200-300,siis muutusi keskkonna fosfaatide konsentratsiooni osas ei toimu. Fosforimineralisatsiooni sõltub keskkonnateguritest, mis mõjutavad mikroobide aktiivsust (temperatuur,pH, aeratsioon, niiskus). Mulla mikroorganismide elutegevusest võib eritudakeskkonda orgaanilisi happeid, mis suurendavad fosfori lahustuvust. Nii võivad mikroobidsuurendada fosfori kättesaadavust taimedele(Truu 2005).Fosfori väljakanne toimub pinnaveega (erosioon) või leostumisena (väljauhtumine mullastliikuva pinnasevee toimel) liivmullas, mille fosfori sorptsiooni võime on väiksem kui temaväetamiskoormus. Rootsis läbi viidud uuringutes on täheldatud, et fosfori kadu võibulatuda 0,5-1 kg P /ha aastas. 30-50% sellest esineb reeglina lahustunud kujul. (Peltovuori2000, Ulen and Jakobsson 2005).Kuivendatud alalt jõuavad fosforiühendid dreeni mitut teed mööda: dreen võib olla avatudmaa peale pinnavee ärajuhtimiseks, makropoorides liikuv vesi misliigub dreenini möödasuuremaid pinnasepragusid ja läbi mulla filtreeruv vesi.Lõuna Soomes Sjökulla katsealal läbiviidud uuringud näitasid, et pärast väetamist suureneblahustunud fosfori ühendite sisaldus drenaaži äravoolus. Samasugune seos ilmnesüldfosfori väljakande ja maaharimise (põllutööde) vahel. Sama uuringust ilmnes, et üldfosforikontsentratsioon on selgelt hooajalise varieeruvusega. Nii drenaaži kui ka pinnaseveeäravoolu vee kõrgeimad fosfori kontsentratsioonid olid vahetult peale sügisesi maaharimistöid(Paasonen-Kivekäs et al. 1999).11

Mudelites, kus on arvestatud põllumaa osakaalu valgalas on saadud Soome (Rekolainen etal 1992) oludes tulemuseks:Kus P L – fosfori väljakanne aastas (kg km -2 a -1 );F p – valgalal põllumaa %.Ka Porijõe valgalas tehtud pikaajalised uurimistööd kinnitavad seda trendi (Kuusemets2008).Tabel 1.2. Taimetoitainete väljakanne Porijõe valgalal.AlavalglaKogupindala,km 2Põllumaa,%Puhverdatudkallasteosatähtsus,%Puhverdamatakallaste osatähtsus,%Looduslikekooslustegakallasteosatähtsus,(%)Üldlämmastikuväljak-väljakan-Üldfosforianne, kg ha - ne, kg ha -11 a -1Vändakraav2,2 68 6 63 31 24,4 0,67Sipe oja 9 58 32 51 17 5 0,14Porijõeülemjooks12,3 6 6 1 93 2,7 0,09a -112

2. KESKKONNA SEISUNDIT PARANDAVAD TEHNILISED RAJATISEDKUIVENDUSSÜSTEEMIDEL2.1. Lämmastiku väljakande reguleerimineKuivenduse toimimispõhimõtete kirjeldamisel ja täiustamisel kasutatakse praegusel ajalmõiste „drenaaž“ juures (ingliskeelsetes tekstides conventional drainage) termineid altniisutus,dreenniisutus, drenaaži kahepoolne reguleerimine (subirrigation), seadedrenaaž,reguleeritud drenaaž (controlled drainage). Seadedrenaaži ja dreenniisutuse toimimisprintsiipon sarnane, kuid eesmärgid erinevad. Seetõttu normdokumentides peaks neidkasutama eraldi rajatistena ja mitte sünonüümidena.Traditsiooniliselt drenaažisüsteemi eesmärk on eemaldada pinnavesi ja alandada põhjaveetasetnormidega etteantud aja jooksul vastavale sügavusele.Altniisutus, kus põuaperioodil juhitakse niisutamiseks drenaažitorustikku vett, on kasutuselaastakümneid. Vesi juhitakse tagasi torustikku kas kraavides paisude rajamisega võiantakse kollektoritesse ülalt täiendavalt vett, reguleerides veetaset kollektorile rajatudkaevudega (dreenniisutus). Pinnastest sobivad dreeniisutuseks vett hästi läbilaskvad pinnased(veejuhtivus üle 1 m/ööp). Samuti maapind peaks olema tasane, väikese kaldega.Siin on eesmärk taimede veetarbe rahuldamine, kuivendusvee kogumisel ja kuival perioodilkasutamisel ka veeressursside säästlik kasutamine.Alates 80-ndatest aastatest keskkonnanõuete karmistumisega on eesmärgiks muutunud kataimetoitainete so lämmastiku- ja fosforiühendite väljakande vähendamine. Sellest ajastalates on mitmeid uuringuid altniisutuse keskkonnamõju kohta (Kalita et al 1993, Zhou etal 2000, Ng et al 2002).Seadedrenaaž toimib samal põhimõttel kui dreenniisutus. Rajatakse kogujakraavidele ülevoolud,drenaažikollektoritele regulaatorkaevud või pumbatakse ka lisavett torustikku.See suurendab lisaks kuivadel aastatel ka saagitaset.Seadedrenaaži eesmärk on vähendada taimetoitainete väljakannet põhjaveetaseme reguleerimisega.Põhjaveetaset hoitakse kõrgusel, mis võimaldab veel maakasutuse ja ei vä-13

henda oluliselt saaki. Peab märkima, et parim tulemus väljakande vähenemise poolesttoob tihti kaasa kõrge veetaseme ja liigniiskuse tõttu saagi vähenemise. Drenaažisüsteemon täielikult uputatud. Sademete- ja koristusperioodil töötab süsteem veetaseme alandajana.Veetaseme reguleerimise eesmärk on lämmastiku väljakande vähenemine eesvoolu,mis saavutataksesobivate tingimuste korral denitrifitseerumisprotsessi suurenemisega jadrenaažiäravoolu ning sellega ka lämmastiku väljakande vähenemisega. Kasutamise eeldused:pinnase hea veeläbilaskvus, maapinna väike kalle.Mulda viidud sõnniku ja taimejäänuste valgulämmastiku kõdunemise ning nitrifikatsiooniprotsessilõpptulemusena tekib hästi lahustuv ja mullaga nõrgalt seotud nitraatlämmastik.Nitrifikatsioon on pöörduv protsess. Hapnikuvaestes tingimustes ning piisavakoguse süsinikku olemasolu korral võivad denitrifitseerivad bakterid taandada nitraatening sel viisil vabastada gaasilist lämmastikku. Denitrifikatsiooni intensiivsus sõltubmulla happesusest, temperatuurist, hapnikurežiimist ning taimede kasvust.Põhjaveetaseme tõstminedrenaaži seadekaevudega loob sobiva elukeskkonna (hapnikuvaene)denitrifitseerivatele bakteritele. Kõrge veeseisu tõttu hapnikuvaeses keskkonnasmuudetakse leostunud nitraatlämmastik denitrifitseerivate bakterite poolt lenduvaks gaasiks.Tulemusena väheneb lämmastikukoormus eesvoolus. Ühtlasi väheneb põhjavee väljavoolja koos sellega ka lahustunud lämmastiku ärakanne pinnasest eesvoolu.On uuritud seadedrenaaži mõju äravoolule, taimetoitainete väljakandele, lämmastiku bilansile,taimekasvutingimustele ja saagikusele. Uurimistööd on seotud peamiselt lämmastikuväljakande vähendamisega denitrifikatsiooni ja äravoolu vähendamise abil (Evans1996, Mirjat and Kanwar 1998, Skaggs 2008).Seadedrenaaži toimimise ja efektiivuse uurimistööd saab teema järgi jagada mitmeks:On uuritud äravoolu ja toitainete leostumist ja väljakannet traditsioonilise vaba suudmegadrenaažiga kuivendatud alal võrreldes seadedrenaažiga.On uuritud seadedrenaažiga ala äravoolu jaotumist aasta lõikes.On modelleeritud veetaseme reguleerimise mõju keskkonnatingimustele eri pinnase jamaaviljeluse tingimustes.14

On uuritud lämmastiku väljakannet seade- ja traditsioonilise drenaažiga alalt.Sarnaseid uurimusi on alustatud ka 90-ndatel aastatel Soomes (Karvonen 1992, Vakkilainenet al 1992, Paasonen-Kivekäs et al. 2000) Rootsis ( Wesström ja Messing2007).Meie naabermaades on selle teemaga tegeletud kõige rohkem Soomes (katseväljakuderinevates pinnastes aastast 1992), Rootsis. Eestis rajati üks katseväljak 1994. aastal.Altniisutussüsteemidega õnnestus, USA-s Iowa osariigis tehtud katsete käigus, vähendadaüldlämmastiku väljakanne 15-lt kg/ha/a 8-le kg/ha/a ehk 46%. Põhjaveekõrguse reguleerimisegavähenes ka lämmastiku leostumine sügavamatesse horisontidesse. Katses, kushoiti veetaset 1,0...1,6 m sügavusel maapinnast oli nitraadikontsentratsioon 1,2 m sügavusel17...20 mg/l, variandis kus põhjavesi oli vahemikus 0,12...0,8 m oli vastavalt 2,5...7mg/l. (Kalita et al 1993).Praktikas, tootmistingimustes on tehniliselt kõige lihtsam reguleerida vee- ja õhurežiimi.USA-s on 80-ndatel aastatel tehtud mitmeid altniisutusega seotud uurimusi kus põhirõhkon keskkonnakaitselistel probleemidel. Altniisutuse kasutamisel (kraavis vee paisutamisegavõi regulaatorkaevude rajamisega) väheneb esiteks äravool dreenidest ning sellega väetusainetekoormus veekogus. Teiseks kõrge põhjaveepinna korral toimub aluspinnasesdenitrifikatsioon.Põhjaveetaseme tõstmine drenaaži seadekaevudega loob sobiva elukeskkonnadenitrifitseerivatele bakteritele. Ühtlasi väheneb pinnasevee väljavool ja koos sellega kalahustunud lämmastiku ärakanne pinnasest eesvoolu.J. Ahoneni mudeli järgi üldlämmastiku väljakanne Soome tingimustes altniisutusega põllulton 15...35% väiksem denitrifikatsiooni ning väiksema äravoolu mahu tõttu (Karvonen,1992). Traditsioonilisel altniisutusel on dreenide vahekaugus 30...40% väiksem kuikuivendusel ning see niisutusviis on sobiv kasutada tasastel, väikse languga (alla 1%) aladel.Pinnas peab olema hea veeläbilaskvusega (vähemalt 0,2 m/ööp). Katsetes, kus on esikohallämmastiku aineringe reguleerimine pole seda alati arvestatud. Neid on rajatud katurvas ja savipinnastes (Karvonen, 1992).Väikestel katsealadel on saadud äravoolu mahu oluline vähenemine seadedrenaaži toimel(tabel 2.1).15

Tabel 2.1. Seadedranaaži efektiivsuse uurimistulemusi.Asukoht Pindala Dreeni Vee- Vähenemine %ha vahekaugus sügavus tase Äravool ToitaineGilliam et N.Carolina 5…16 30 ja 80 1,2 0,3– 50 50al. (1979)0,53 30 1 0,3 85 85Evans et al. N.Carolina 4 18 1 0,6 56 56(1989)4 100 1,2 0,6 51 564 18 1 0,6 17 18Lalonde et Ontario 0,63 18,3 1 0,75 49 69al. (1996)0,5 0 82Tanet al. Ontario 2,2 9,3 0,65 0,3 20 19(1998)Drury et al , Ontario 0,1 7,5 0,6 0,3 29 31-442008Wesstrom et Rootsi 0,2 10 1 0,- 80 80al 20070,4Fause, 2005 Ohio 0,07 6 0,8 0,3 41 46Veetaset hoiti tüüpiliselt maapinna ettevalmistamise, külvamise ja koristusperioodil.Kuna nitrifikatsioon on kahesuunaline protsess, kekskonnas kus puudub aeroobsete mikroorganismideeluks vajalik hapnik puudub on saavutavad ülekaalu anaeroobseddenitrifitseerivad bakterid. Nii on võimalik seadedrenaaži kasutades eelmainitud protsessidetasakaalu juhtida.Tõstes pinnasevee taset tõrjub vesi hapniku pinnasest välja, tekitades nõnda anaeroobsekeskkonna. Piisava koguse süsinikku olemasolul ning hapnikuvaestes tingimustes võivaddenitrifitseerivad bakterid taandada nitraate ning sel viisil vabastada gaasilist lämmastikku.Denitrifikatsiooni intensiivsus sõltub mulla happesusest, temperatuurist, hapnikurežiimistning taimede kasvust.Fosfor on mullas väheliikuv, kuid kuivendatud fosforirikkas mullas täheldatakse seadedrenaažigaalal suuremat fosfori kontsentratsiooni võrreldes traditsioonilise drenaažiga(Sanchez Valeroet al 2007). üldiselt enamuses drenaažiga väljakantud fosforist moodustablahustunud fosfor. Teatud juhtudel (lõheline savi, makropooriderikas pinnaseprofiil,kantakse välja ka pinnaseosakestega seotud fosforit.16

Konstruktsioonina soovitatakse Soomes maksimum põllupinna kalle kuni 2%, Paisutuskõrguskaevus 60 cm, kaevude vahe 1% kalde korral 60 m. sobib liivakasse pinnasesse. Eisobi turbasse ja savisse.Eesti erineb ülaltoodud maadest nii kliima, muldade kui ka maaviljeluse intensiivsusepoolest. Kuivenduse eesmärgil rajatud drenaaži kasutamisvõimaluste selgitamiseks aktiivkihiniiskusrežiimi ning väetusainete leostumise reguleerimisel rajati 1994. a. kevadelVända peakraavi valglale katseala. Pinnas on saviliiv keskmisel liivsavil. Maaala langkraavi suunas on 0,5 %. Maakasutus oli viimastel aastatel rohumaa. Intensiivse põllumajanduslikukasutusega põldudelt on mineraalse lämmastiku väljakanne olnud 12,1...17,5kg/ha aastas. Dreenivees on nitraatlämmastiku kontsentratsioon varieerunud 3...8 mg N/l.0,44 ha suurune ala väetati ammooniumsalpeetriga 165 kg/ha. Kogujakraavile on rajatitamm millega tõsteti veetase kevadel selliselt, et katsealal jääks see dreenide vahel kuni60 cm sügavusele maapinnast. Tulemused ei kinnitanud olulist lämmastikusisalduse vähenemistpinnases uputatud alal.2.2. Fosfori väljakande reguleerimineFosfori väljakanne toimub pinnaveega (erosioon) või leostumisena liivmullas, mille fosforisorptsiooni võime on väike ja mida väetatakse tugevalt. Rootsis märgitakse, et fosforikadu võib ulatuda 0,5-1 kg P /ha aastas. Sellest lahustuv fosfor on tavaliselt 30-50%.(Ulen, and Jakobsson, 2005).. Põhimõtteliselt on teada viisid, kuidas fosfor jõuab voolusängi,kuid nende teede väärtuste hindamine on puudulik. Vesi võib jõuda dreeni kolmelmoel: dreen võib olla avatud maa peale pinnavee ärajuhtimiseks, makropoorides liikuvvesi ja läbi mulla filtreeruv vesi.Reoveepuhastusest on tuntud põhimõte, kus lubjaühenditega vähendatakse heitvee fosforisisaldust.Seda on viimastel aastatel uuritud ka drenaažkuivenduse juures.Maaviljeluses happeliste muldade lupjamine klinkritolmu, dolomiidijahu, põlevkivituhagaon olnud Eestis kasutusel aastakümneid. Tavaliselt piirdutakse künnikihiga. Savimaaslubja lisamine muudab mulla omadusi ja sellega kaasnevat ioonvahetust. Osa kustutamatalubjast reageerib ränihappe ühenditega ja tekivad vees püsivad kaltsiumhüdrosilikaadid,osa neeldub mulla kompleksühendites.Ioonvahetuse käigus Ca ioon tõrjub eemale mulla pinnalt muid katioone (Na + , K + , H + )millega savi muutub struktuurilt tükilisemaks, tõuseb pH, lahustunud räni ja alumiiniumiühendid moodustavad Ca-silikaadid ja Ca alumiinium hüdraadid. Need ühendid lisavadtekkinud tükilisele struktuurile kestvust. Aja jooksul karboniseerimisega moodustub karbonaatsildsaviosakeste vahel, mis enamgi stabiliseerib tükilist struktuuri.17

Siit idee kasutada seda drenaaži kaevikute täitepinnase veejuhtivuse parandamiseks. Sellealaseiduurimisi on teinud mitmed teadlased (Šaulis, 1988; Tomson,1990; Šaulys andBastiene, 2006).Leedus tehtud katse põhjal kustutamata lubja segamise tulemusena aktiviseerub struktuurimoodustumine kaeviku täitepinnases (poorsus suureneb 30,4%, mullaagregaatide (läbimõõt0,25...10 mm) arv suureneb keskmiselt 3,3 korda ning filtratsioonimoodul 100...300korda, mahumass väheneb 24,4%. Soovitatava lubja koguse jaoks dreenikaevikus on väljatöötatud graafikud. Lupja (aktiivset CaO ja MgO) peaks olema sõltuvalt savisisaldusest0,6...1,8 % mulla massist ( Šaulis, 1988).Eestis selleks otstarbeks tehtud dreenikaeviku täitemulla lupjamise katsed on aastast 1973,kus drenaažikaevikute kaevamisel mitmekopalise ekskavaatoriga väljatõstetud savipinnasaeti buldooseriga laiali, sellele laotati tsisternautoga põlevkivituhka ca 20 kg/m. Tuhksegati mullaga randaali abil ja lükati buldooseriga kaevikusse. Lubjatud kaevikutäite veeläbilaskvusoli 5 aasta vanuselt üle kolme korra suurem kui lupjamata (filtratsioon vastavalt0,78 ja 0,24 m/ööp) (Tomson,1990),Soomes on 90-ndatel aastatel uuritud, arendatud ja patenteeritud meetod savika pinnaseganõlvadel paiknevatelt põldudelt eesvoolu kantava heljumi ja fosfori vähendamiseks. Tehnoloogiapõhineb lubjalisandiga täidisdrenaaži rajamises risti pinnavee liikumissuunaganing pinnase profileerimises toru kohal selliselt, et pindmine äravool tõkestatakse ja juhitakseläbi struktuurse dreenikaeviku täitepinnase. Viimane seob pinnases liikuva fosforining neutraliseerib ka äravooluvee happesust. Esialgsetes katsetes oli lubja kogus 3 – 8%pinnase märjast massist. Optimaalne lubja kogus sõltub pinnase omadustest. Tulemusekson saadud kuni 80% fosfori väljakande vähenemine.Seda kinnitavad ka mujal tehtud katsed. Lindström ja Ulen, 2003 leidsid, et lupjaminevähendab P väljakannet. Leedus tehtud katsed näitavad, et lupjamine (0,6% CaO lisaminesavimullale) võib vähendada fosfori väljakannet aastas lõikes kaks korda. Samas märgitakse,et kontrolldrenaažiga alalt oli fosfori kontsentratsioon 2,8 korda kõrgem. (Šaulysand Bastiene, 2007).Tehnoloogia põhineb lubjalisandiga täidisdrenaaži rajamises risti pinnavee liikumissuunaganing pinnase profileerimises toru kohal selliselt, et pindmine äravool tõkestatakse jajuhitakse läbi struktuurse dreenikaeviku täitepinnase. Viimane seob pinnases liikuva fosforining neutraliseerib ka äravooluvee happesust.18

On konstrueeritud puisturid, mis tagavad ühtlase hea veeläbilaskvusega lubja ja pinnasesegust täitega dreeni kaeviku.Soomes soovitatakse rajada lubjatäitega dreeni järgmistesse kohtadesse:veejuhtmete ääres filter-piirdedreenid (ka parasniiske mulla korral). Selle kohal maapindprofileeritakse selliselt, et veejuhtme poole jääks 20 cm kõrgune peenar, mis takistab pinnaveevoolu.uus drenaaž savimaaltihenenud pinnasega aladel drenaaži rekonstrueerimine2.3. Settebasseinid2.3.1. Settebasseini vajadusSettebasseinon veejuhtme laiendatud ja süvendatud lõik, kus oluliselt suurenenud vooluristlõike ja sellest tulenevalt väikse voolukiiruse tõttu vette sattunud heljum, sellega seotudtaimetoitained ning orgaaniline aine settivad põhja. Settebasseinide dimensioneerimisealustega, konstruktsiooni ning toimimise efektiivsuse uurimisega on tegeletud peamiselthüdrotehniliste ehitiste (niisutusveehaarded)(Инструкция…1977; Проектирование…1977;), vesiviljeluse ning linnade ja maanteede sademevee puhastamisega ja ärajuhtimisegaseotud teemade juures, veekogudest setete ja liiva kaevandamisega (Miedema2001). Kuivendussüsteemiga seotud settebasseinide uurimise ja modelleerimisega on tegeletudSoomes mitmete programmide raames alates üheksakümnendate aastate algusest(Ihme et al 1991, Kosteikkojen… 1996, Häikiö et al 1998). Viimaste tööde üheks eesmärgikson kuivendatud alalt taimetoitainete väljakande vähendamine.Setete liikumise kontrolli meetoditeks on:• valgalal ning nõlval erosiooni ja uhtumise vähendamine;• vooluvette sattunud heljumi eemaldamine;• vooluvee transpordivõime suurendamine, mis väldiks heljumi settimise;• heljumi ärajuhtimine suublasse kontrollitud viisil.Valgalal erosiooni vähendamiseks esitatakse maaharijatele nõuded kriitiliste perioodidejaoks (sügisel ja talvel taimkatte nõue, harimata kõrgema riba jätmine piki veekogu)agromelioratiivsete ja agrotehniliste võtete rakendamine põllul) või rajatakse nn kuivadsettebasseinid valingvihmade mahutamiseks ja reostuskoormuse kinnipidamiseks (Fieneret al 2005; ASAE S442). ASAE (USA) standardi järgi peab settebassein mahutama 24tunnise kestusega 10 aastase korduvusega valingvihmavee.19

Kraavinõlva ja voolusängi erosiooni vältimiseks tuleks hinnata esimese järjekorras selleohtu ja vajadusel projekteerida kindlustus. Usaldusväärsete andmete olemasolul on põhjakindlustusedimensioneerimine lihtne, kuid nõlvaerosiooni intensiivsus oleneb paljudestteguritest (taimestik, pinnased, sademete intensiivsus, reljeef, põhjavee sissekiildumine) javõib kesta kogu veejuhtme ekspluatatsiooniaja.Veega edasikantava pinnase kogus ja omadused olenevad valgala ja vooluveekogu sängipinnaseomadustest, reljeefist, maakasutusest, harimistehnoloogiast ja taimkatte iseloomustagaka kraavi langust, hüdromorfoloogilistest omadustest, taimestikust ja aastaajast.Kui liivaosakesed ummistavad veejuhtmeteel ehitatud rajatisi või hävitavad jämedateralistpõhjamaterjali nõudvate liikide elupaiku, siis saviosakestega on seotud ka taimetoitainedsh fosforiühendid, mis kiirendab veekogude eutrofeerumist.Mineraalne sete tekkib kraavis pinnaveega valgalalt sissekantavast pinnasest, nõlva erosioonistvõi vooluveega põhja ja nõlvajalami uhtumisest, orgaaniline sete turbapinnasesvõi nõlval ja pervel kasvanud taimedest ja puulehtedest. Erosiooni intensiivsus olenebmaakasutusest ja maapinna langust. Tiheda murukattega alalt erosioon praktiliselt puudub,suurem on see haritavalt maalt ja eriti suur vahetult pärast kündi, mille trendi iseloomustabSoomes tehtud uuring (joonis 2.2). Mõnede uurimustealusel erosiooni tekitavate sademetemiinimumintensiivsus on 25 mm h -1 .Joonis 2.2. Põllu langu ja pinnase mõju erosioonile (Rekolainen 1992).20

Mõnes USA osariigis nõutakse maaharimisel erosiooni vältiva parima võimaliku tehnikarakendamist (põllumaal pindala juures üle 0,046 ha, metsalangetamisel ja teehooldustöödelüle 10 ha kirjaliku erosiooni vältimise ja setete kontrolli plaani) (The Pennsylvania…2007).Seoses rangemate nõuetega eesvoolu vee ning heitvee kvaliteedile muutub oluliseks kasüvendusega kaasneva heljumi vähendamine. Heljum võib koosneda anorgaanilisest võika osaliselt orgaanilisest ainest (kaevamistööd turbas, paksu põhjasette korral).Orgaanika sattumisel eesvoolu halvenevad selle hapnikureþiim, kaevamistega soos ka veevärv ja happesus. Väetusained kiirendavad veekogude täiskasvamist. Fosfor vooluveekoguspaneb vetika kasvama.Mineraalpinnase sattumisel vooluvette settib see aeglase voolukiirusega lõikudel, ummistadesveejuhet. Suur heljumi kogus on kahjulik ka kaladele mõjudes kas otseselt surmavalt,vähendades kasvu ja suurendades vastuvõtlikust haigustele või takistades maimudekasvu. Sogane vesi muudab kalade looduslikku liikumist ja kudemispaiku, vähendab kaladetoitumiseks sobivat materjali ja mõjutab püügi efektiivsust.Tabel 2.2. Heljumi mõju kaladele ja kalapüügile (Rantakangas, 1992)Heljumitmg/lalla 25Mõjuei kahjusta kalu, ega mõjuta kalapüüki25 - 80 kalapüük mõnevõrra väheneb80 - 400 kalapüük märgatavalt mõjutatudüle 400 kalapüük peaaegu võimatuSüvendusega väljakaevatavast pinnasest materjali leostumine ja heljumi liikumine olenevadselle erodeeritavusest ja sängi hüdraulilistest omadustest. Sängi erosioon sõltub eelkõigevee voolukiirusest ja teiseks pinnase omadustest, selle kobestamisest ja liigutamisestkaevamisel.21

Süvendustöödel tõstetakse välja põhjataimestik, muda (orgaaniline sete), mineraalne setening sõltuvalt süvendusemahust ka sängipõhja materjali. Põhja jääb lahtine erosioonilekergesti alluv lahtine peenike materjal. Alluvus erosioonile tähendab pinnase võimet püsidavastu erosiooni põhjustavatele jõududele. See sõltub teraläbimõõdust, kihilisusest, veeläbilaskvusest,mehaanilisest koostisest, taimestiku liigikoostisest ja katvusest.Veejuhtmete süvendamisega ja kuivendusvõrgu rajamisega kaasnevat sängi erosiooni,heljumi kogust, mõju vee kvaliteedile ning selle halvenemist põhjustavaid tegureid onuuritud ja modelleeritud Soomes, Rootsis.Süvendustöödega kaasnev heljumi teke sõltub kaevevõimsusest, vooluhulgast, veesügavusestja voolukiirusest. Soomes tehtud vaatluste järgi näiteks suurema jõe (laius kuni 65m)süvendamisel osalise vee alt kaevamisega uhutakse ära kuni 3…5% kaevemahust(Rantakangas, 1992).Kalamajanduslikult kasutatavate eesvoolude süvendamisel on heljumi kontsentratsioonivees võimalik reguleerida kaevevõimsuse vähendamisega. Jões on vool turbulentne. Kaevesteralduv ning suspensioonina edasiliikuv materjal seguneb kogu ristlõike ulatuses jalahjendub vooluvees määrani, kus ei mõju kahjulikult veeloomastikule.Maaparandusobjektide kogujakraavide voolureþiim erineb oluliselt alaliselt töötavate eesvooludeomast. Atmosfäärse toitumistüübi korral puudub nendes suvel vool. Ajastadestööd sellisele perioodile väheneb erosioonioht - põhjapinnas tiheneb, stabiliseerub võikraav jõutakse ka kindlustada. Edasine sängi erosioon ja heljumi sattumine vooluvettesõltub tulvaperioodi vooluhulgast. Kuid tegevused valgalal võivad veekvaliteeti oluliseltmõjutada.M. Ahtaise uurimusest metsakuivendusobjektil järeldub, et heljumi ja sellega seotud keemilisteelementide väljakanne suureneb mitme aasta jooksul just tulvaperioodil. Katsealal,kus rajati kraavkuivendus ning tehti lageraie, tehtud vaatlused kolme aasta jooksul enne japärast ehitustöid näitasid, et orgaanilise aine väljakanne oli suurim kuivendusaastal, alanedeshiljem. Heljumi ja sellega seotud mineraalide (erosioonile alluvate osakest) väljakanneoli kõrgeim tulvaperioodidel (mitmel aastal) olles kuivendustööde ajal oli üle 30mg/l, maksimaalsete vooluhulkade korral 105 mg/l. Ka suurenes kraavkuivendusega valgalalKHT 6-13% (väärtus 35 mg O 2 /l) kuivendustööde ajal ja sellele järgneval suvel(Ahtainen, 1990).22

Raietega kaasnevad soojus- ja niiskusreþiimi muutused, mis kiirendab orgaanilise ainelagunemist ja mineraliseerumist. Pinnataimestiku vähenemine muudab maapinna infiltratsiooniomadusining sademete leostav toime võib suureneda. Nii suurenes 4-5 korda P üld jaPO 4 3- ja K väljakannet, olles kõrgeim teisel aastal peale raiet. N üld väljakanne peale raietoli 2 korda suurem.Samas töös leiti, et üldlämmastiku kontsentratsioonid kraavivees varieeruvad piirides 0,3-0,4 mg/l. Pärast kaeveid 0,6-0,65 mg/l (kasv 40-60%), suurenedes teisel ja kolmandal aastal,metsatöödega seotud valgalal isegi 100-150% võrra. Nitraadisisaldus suurenes teisel jakolmandal aastal pärast kuivendustöid 80…100% (raietega alal 318%).Üldfosfor - kontsentratsioon suurenes 12-13 µg/l 21-31 µg/l. Sisaldus tõusis esimesel aastal40%, teisel 100% raietega alal vastavalt 131 ja 183%. Fosfaatiooni sisalduse tõus kuivendusegaalal alates teisest aastast oli keskmisena 70-90%, raietega alal samast aastastalates 100-150% .Ainete väljakanne kuivendusega alal: fosfaat kasvas keskmiselt 75%, üldfosfor kasvas 2,7korda. Heljumi väljakanne suurenes kuni 10 korda koosnedes mineraalmaterjalist. Hapnikkutarbiva orgaanilise aine hulk kasvas 44%, alanedes kolmandaks aastaks eelnevaperioodi tasemele. Üldlämmastiku väljakanne kasvas 30%, nitraat 86%, ammoonium186%.Kuivenduse ja raiega hõlmatud alal heljumi väljakanne neljakordistus, üldfosfor kahekordistus,fosfaat kolmekordistus, ammoonium kolmandal aastal kümnekordistus ja nitraatkolmandaks aastaks kuuekordistus.2.3.2.Settebasseini dimensioneerimineVooluvette sattunud heljumi eemaldamiseks on üks levinumaid viise settebasseini rajamine.Vooluveega või tuuleerosiooniga vette sattunud heljumi suurus, kuju ja materjal on heterogeenne.Olenevalt voolurežiimist uhtained kantakse see kas suublasse või settib põhjale.Seisvas vees või väikestel voolukiirustel toimub settimine. Seda protsessi mõjutavad osakestetihedus, kuju ja suurus, vee tihedus ja viskoossus (ehk temperatuur) ning voolurežiimso kas vool on laminaarne või turbulentne.23

Voolus liigub heljum edasi suspensioonina või mööda põhja. Sängi põhja lähedal liikuvmaterjal koosneb suuremamõõtmelistest osakestest. Suspensioon on peenikesest materjalistkoosnev ja liigub ilma põhja settimata. Granulomeetrilise koostise piirina kirjeldatakseosakesi 0,05-0,07 mm (seda mõjutavad oluliselt voolukiirus ja keeriselisus ja seega see eiole püsiv suurus).Sängi põhja lähedal liikuv materjal koosnev suuremamõõtmelistest osakestest heljummoodustab veeredes, hõljudes luitesarnase põhjareljeefi.Võrreldes hüdrotehniliste ehitiste või veehaarete ees olevate settebasseinidega kus vooluhulkei varieeru suurtes piirides on kuivendussüsteemi eesvooludel sete liikumist reguleerivaterajatiste hüdrauliline koormus väga vahelduv. Seetõttu sama s sängiosas erinevatelperioodidel olenevalt voolukiirusest võib toimuda erosioon, settimine või materjali transport(joonis 2.3).Joonis 2.3. Vee voolukiiruse mõju pinnase erosioonile, transpordile ja settimisele(Vesistökuormituksen…, 1992).Settebasseini dimensioneerimine põhineb selles voolukiiruse ja osakese settimiskiirusemääramisel. Tavaliselt projekteeritakse settebasseinid uhtainete-rikastele veejuhtmetelejämeda fraktsiooni setitamiseks. Ibe- ja tolmuosakeste setitamiseks ilma täiendavate abinõuderakendamiseta kulub väga palju aega (joonis 2.3 ja tabel 2.4).Settebasseini projekteerimiseks vajatakse andmeid vooluhulga, uhtainete hulga ja nendemehhaanilise koostise ja omaduste (settimiskiiruse) kohta.24

Settebassein dimensioneeritakse harilikult pinnaseosakese settimiskiiruse arvestamiselseisvas vees (ideaalsed tingimused).Ideaalmudel ei arvesta:• Veevoolu võimalikku otseteed (kogu basseini ala ei ole kaetud liikuva veega);• Settimise takistust suure heljumikontsentratsiooni tõttu,• Settinud materjali erosiooni liiga suure voolukiiruse tõttu;• Äravoolu ebaühtlust.Kerakujulise heljumi settimise kiirust laminaarses voolurežiimis (Reynoldsi arv < 1) kirjeldabStokes’i valem:(2.1)v s – settimiskiirus (m/s);g - raskuskiirendus (m/s 2 );d – settiva osakese läbimõõt (m);ρ p - settiva osakese tihedus (kg/m 3 );η − vee dünaamiline viskoossus (N s/m 2 );ρ v - vee erikaal (kg/m 3 ).Käsiraamatutes tuuakse settimiskiirus kerakujuliste osakeste jaoks (tabel 2.3) või pinnaseliikidejaoks (tabel 2.4).Tabel 2.3. Pinnaseosakese settimiskiirus seisvas vees25

Diameeter,mmSettimiskiirus,(cm/s)Diameeter,mmSettimiskiirus,(cm/s)Diameeter,mmSettimiskiirus,(cm/s)3 19,25 0,7 7,32 0,15 1,562,5 17,65 0,6 6,48 0,10 0,6922,0 15,29 0,5 5,40 0,05 0,1731,5 12,56 0,4 4,32 0,04 0,111,0 9,44 0,35 3,58 0,03 0,060,9 8,75 0,30 3,24 0,02 0,030,8 8,07 0,25 2,70 0,01 0,007Tabel 2.4. Pinnaseosakeste settimiskiirus seisvas vees (temperatuur 10 0 ), osakeste erikaal2,65 g/cm 3 (Vesistökuormituksen…, 1992).Pinnaseliikdiameetermmsettimiskiirus(mm/s)settimisaeg 1 mkohtaKruus (20 – 2) 10,0 1000 1 sekliiv (2-0,2 mm) 0,6 63 16 sek0,2 25 40 sek0,2-0,02 mm 0,08 6 3 min0,06 3,8 4 min0,02 0,28 60 mintolm (0,02-0,002 0,006 0,065 4 tundimm) 0,002 0,0062 45 tundiIbe (< 0,002 mm) 0,0015 0,0035 79 tundi0,0001 0,000015 750 ööpäevakolloidid 0,00001 0,000000154 205 nädalatSuuremad pinnaseosakesed on kujuga, mis on lähedane kerale või ellipsoidile, väiksedosakesed on tihti ebakorrapärase kujuga olles plaadikujulised. Erinevate osakeste käitumiseuurimisel vooluvees on kasutatud uhtainete kuju kirjeldamisel mitmesuguseid suhtarve- (Штеренлихт 1991):(2.2)kusd – osakese mahu põhjal arvutatud kera läbimõõt;a, b – osakese pikkus ja laius.26

Uhtaine osakese kuju mõjutab tema settimiskiirust– lameda, plaadisarnase osakese settimiskiiruson kuni kaks korda väiksem.Uhtainete settimise suhtes loetakse laminaarseks voolamist kui Reynoldsi arv Re < 1,ruuttakistuspiirkond algab kui Re ≈ 500). Laminaarsel voolamisel settimiskiirus ei oleneosakese kujust, küll aga vedeliku viskoossusest. Seda tuleb silmas pidada settebasseinidimensioneerimisel – kevadel veetemperatuur on mõni kraad üle nulli ja settimiskiirus0,05…0,1 mm osakestel 0,66-0,67 korda väiksem võrreldes suvise 15 kraadise veetemperatuuriga,suuremate uhtainete mõõtmete puhul (1 mm) erinevus jääb 10% piiresse(Штеренлихт 1991; Miedema et al 2001).Suuremad pinnaseosakesed settivad üleminekupiirkonna ja turbulentse voolu režiimis jaselle olukorra jaoks on kirjanduses toodud mitmeid seoseid (pinnaseosakeste 0,1 – 1 mmjaoks) (Miedema 2001):(2.3)Kus tähised samad, mis seoses 2.1, osakese läbimõõt mm, settimiskiirus mm/s.Setted on moodustunud harilikult mittesorteeritud pinnastest. Seetõttu kasutatakse kaalutudkeskmist settimiskiirust, jagades esmalt sõelanalüüsi andmed 4 – 5 grupiks ning igakohta leitakse aritmeetiline või geomeetriline keskmine settimiskiirus. Nende põhjal leitaksekasutades iga fraktsiooni osakaalu pinnases kaalutud keskmine settimiskiirus.Settebasseinide klassikaline arvutusskeem on esitatud joonisel 2.4.27

Joonis 2.4. Settebasseini arvutusskeemEeldusel, et voolu kiirus on basseinis väike (režiim laminaarne) ja seetõttu settimiskiirusligikaudu võrdne settimisega seisvas vees ) liigub osake, mis satub basseini edasi ningsamal ajal ka allapoole.Settebasseini vajalik pikkus määratakse tingimusest, et settebasseini alguses veepinnaldimensioneerimiseks valitud pinnasefraktsiooni osake jõuaks basseini lõpus selle põhja.(2.4)KusL – basseini pikkus;v k - keskmine voolukiirus basseinis;H – voolusügavus veejuhtmes;v s – uhtaine settimiskiirus;Settebasseini pikkus (L) seega:Dimensioneerimisel kasutatakse mõistet pinnakoormus (kiiruse dimensiooniga parameeter,ehk osakese, mida soovitakse kinni pidada settimiskiirus).Keskmine kiirus basseinis on:Asendades selle seosesse 2.5 ja avaldades settimiskiiruse saame:28

Saadud suhet – vooluhulga ja basseini pinna jagatist nimetatakse pinnakoormuseks.2.3.3. Keskmine voolukiirus settebasseinisVoolukiirus settebasseinis oleneb ristlõike mõõtmetest ja kujust ning sisenevast vooluhulgast.Seega voolukiirust on võimalik muuta valides sobivad ristlõike mõõtmed või basseinivalgala pindala.Settebassein peab olema vooluveekogust suurema voolusängi ristlõikepindalaga. Settebasseinilaius (B) määratakse valemiga:(2.8)Kus:Q – vooluhulk;H – settebasseini keskmine sügavus;v – voolu keskmine kiirus settebasseinis.Juhul kui settebasseini laius ületab tunduvalt kanali laiuse, tuleb selle ette projekteeridasujuvalt laienev üleminekuosa. Laiendusnurk peaks olema 20…30 0 piires, sest järsemalaienduse puhul tekivad voolukeerised, mis takistavad settimist.Settebasseini praktilistest puhastamisvõimalustest tulenevalt selle pealtlaius on kuni 15 m,siit tuleneb olenevalt pinnase omadustest (nõlvustegur) kuni 20 m 2 ristlõige. Suurematepuhastamiseks kasutatakse ka pinnasepumpa või pika noolega ekskavaatorit. Seega reaalseltsaab reguleerida vooluhulka, ehitades settebasseine rohkem väiksemale valgalale.29

Uhtained liiguvad vooluvees heljumina ja mööda põhja veerevana. Põhja mööda liikuvaduhtained peetakse kinni, kui selle kiirus väheneb alla kriitilise kiiruse. Stelczerin (1981viit. Häikiö 1998) järgi kriitiline miinimumkiirus on määratav valemigavmin=a⋅ D0 , 3680⋅ h0 ,14(2.9)kus:D 80= sõelkõveralt 80% läbimõõt (m);h = veesügavus (m);a = põhjamaterjalist sõltuv tegur (pehme põhi 1,65, kõvapõhi 1,85).Kiiruse ülempiir basseinis oleneb sellest, missugust uhtainet vool kannab ja millist fraktsioonisoovitakse kinni pidada. Mida jämedam see on, seda suurem võib olla kiirus, ettagada veel settimine. Ligikaudseteks arvutusteks on valem:Kusa - uhtaine keskmisest teraläbimõõdust d k sõltuv kordaja;R – hüdrauliline raadius.A = 0,33, kui keskmine settimiskiirus on < 0,0015 m/s, ja A = 0,44 kui settimiskiirus0,0015-0,0035 m/s.30

Kusρ – uhtainete sisaldus (kg/m3);– kaalutud keskmine settimiskiirus;R – hüdrauliline raadius, m;i – lang;Lubatud kiirused vooluveekogus:Voolukiirus settebasseinis tuleb teiselt poolt uuringutest, kus vaatluse all on kiirus, miserodeerib voolusängi pinnast (tabel 2.5)Tabel 2. 5. Lubatavad maksimaalsed kiirused mittesidusate pinnaste jaoks ((Штеренлихт1991).Pinnaseosakestekeskmine läbimõõt,mmLubatav mitteuhtuv Lubatav keskmine voolukiirus, m/skiirus põhjas, m/s 0,5 1,00,05 0,13 0,52 0,550,15 0,1 0,36 0,380,25 0,11 0,37 0,390,5 0,13 0,41 0,440,75 0,16 0,47 0,511,0 0,17 0,51 0,55Voolavas vees on settimiskiirus 1,5…1,8 korda väiksem. Peenliiva (0,1 mm) settimiskiirusseisvas vees on 7 mm/s, turbulentselt liikuvas vees peenemad osakesed praktiliselt eisetti.Tegeliku olukorra kirjeldamiseks on koostatud mudeleid, millega saadakse võrreldes lihtsustatudskeemiga ja kuni 10 % lühem settimisala.Arvutustes kasutatakse järgmisi parameetreid:31

• dimensioneeriv vooluhulk;• pinnakoormus – vooluhulga ja settebasseini pindala suhe;• viibeaeg – basseini maht jagatud vooluhulgaga;• settebasseini laius ja pikkus;• sügavus valitakse võimalikult suur, mis tagaks suure settemahu;• voolukiirus valitakse vajaliku settiva teraläbimõõdu alusel (mis eeldab piisavaltsuurt ristlõiget)• settebasseini pikkuse parandustegur (1,3…1,8) mis arvestab voolu ebaühtlastjagunemist ristlõikes ning pikilõikes.2.3.4. Hinnangulised soovitused settebasseinide projekteerimiseksSettebasseini ehitustingimused olenevad:• basseini suuruse ja dimensioneeriva vooluhulga suhe;• haritava maa ja valgala suhe;• maastiku sobivus settebaseini ehituseks vähendamaks kaevetööde mahtu (paisutamisvõimalus,vana sängi kasutusvõimalus;• erodeeritava materjali terasuurus (maapinnast ja või kraavisängist).Juhul kui settebasseini laius ületab tunduvalt kanali laiuse, tuleb selle ette projekteeridasujuvalt laienev üleminekuosa. Laiendusnurk peaks olema 20…30 0 piires, sest järsemalaienduse puhul tekivad voolukeerised, mis takistavad settimist. Eelnevast tulenevalt projekteeritaksesettebassein voolusängi suhtes sümmeetrilisena, et kogu ristlõike ulatusestoimuks voolamine (joonis 2.5 a).Kui on võimalik tõsta veetaset või sängi morfoloogilised omadused võimaldavad, siisehitatakse settebasseine ka veejuhtme ristlõike laiendamisega ning vajalik sügavus saavutataksepaisu ja reguleeritava ülevoolu rajamisega (Kosteikkojen… 1996,Laskeutusaltaiden… 1991).Olemasolevale kraavile on tööde organiseerimisega, maaomandiga või –kasutusega seotudprobleemide tõttu ehitatud settebasseine ka ühel pervele (joonis 2.5 b).Settebasseini äravoolurajatised dimensioneeritakse USA-s 5% maksimumäravoolule, basseinimõõtmed vähemalt 4:1, (The Pennsylvania … 2007).Soomes võetakse settebasseinidimensioneerimiseks võetakse keskmine maksimaalne vooluhulk.32

abJoonis 2.5. Settebasseinide kuju.Veemassi liikumiskiirus peab olema alla 0,01 m/s.Lihtsustatud reeglid settebasseini projekteerimiseks olenevalt haritava maa osakaalustvalgalas (Kosteikkojen… 1996):• Kui põllumaa moodustab kuni poole valgala pindalast siis settebasseinipindala ruutmeetrites peaks olema vähemalt 5- kordne valgala pindala hektarites;• Kui põllumaa moodustab üle poole valgalast, siis settebasseini pindalaruutmeetrites peaks olema vähemalt 7-kordne valgala pindala hektarites;• Veevoolu ristlõike suurus ülalpool setteruumi peab olema vähemalt 3%basseini pindalast.Arvutustes kasutatakse järgmisi parameetreid:• dimensioneeriv vooluhulk (vegetatsiooniperioodi maksimaalne vooluhulk,keskmine maksimaalne vooluhulk);• pinnakoormuseks Soomes soovitatakse turba kaevandamisalal alla 1,0 m/h,muul alal kuni 2,0 m/h;• Soomes 0,5 – 1 tund;• settebasseini laius valitakse puhastusseadme tööraadiusest lähtudes (kuni15 m);• voolukiirus valitakse vajaliku settiva teraläbimõõdu alusel;• settebasseini pikkuse parandustegur (1,3…1,8) mis arvestab voolu ebaühtlastjagunemist ristlõikes ning piki lõikes;33

2.3.5. Settebasseini efektiivsus heljumi ja taimetoitainete kinnipidamiselSettebasseini efekt on suurem, kui tema valgala on ilma taimestikuta, suure kaldega jakerge pinnasega. Eesti looduslikes tingimustes on vooluvee erodeeriv tegevus suuremLõuna-Eesti erosiooniohtlikes pinnastes. Üldiselt on Eesti jõgedes sogasus suhteliselt väike.Seetõttu on meil settebasseinid vajalikud ainult ajutiselt pärast veejuhtme kaevamistvõi reguleerimist kuni voolusängi stabiliseerumiseni. Selleks piisab enamikul juhtudelvoolusängi laiendatud ja süvendatud lõigust. Teiseks kasutuskohaks on kaevandusalad(turvas, liiv).Veekaitse seisukohalt projekteeritakse settebasseinid ja märgalad kohta, kus nad toimivadkoormuse vähendajatena (enne suubumist kaitstavasse eesvoolu).Settebasseini projekteerimisel arvestatakse:• Basseini mõõtmete ja maksimumvooluhulga suhtega;• Põllumaa osakaaluga valgalas;• Paiga looduslik sobivusega settebasseiniks (soodsamaks loetakse rajaminepaisutamisega);• Liikuva pinnaseosakeste läbimõõduga;Settebasseini pindalaks soovitatakse Soomes vähemalt 0,1% valgala pindalast ning vähemalt0,2% valgalal olevast põllumaa pindalast. Sügavus 0,5 – 1,0 m, laius 10 – 30% pikkusest.Settebasseini suurus peaks olema selline, et keskmise vooluhulga korral on viibeaeg1 – 2 ööpäeva ja keskmise maksimaalse vooluhulga korral 2 – 5 tundi.Märgitakse, et settebasseini ja märgala efektiivsus oleneb tema pindala ja ülalpool olevavalgala suhtest.Soodsa reljeefi (kuivendatud endine märgala või lamm) korral soovitatakse vahetult settebasseinijärele projekteerida märgala (alaliselt või ajutiselt üle ujutatud tasase ala, joonis2), mis seob ka vees liikuvaid taime toitaineid ning rikastab maastikku. Samuti mitmekesisusehuvides on kasulikum projekteerida mitu väikest ehitist ühe suurema asemel.Märgala ei pruugi kaetud olla ühtlaselt tiheda taimestikuga. Selles peaks olema läbipääskaladel ning maandumispaigad veelindudele. Tekib olukord, mis on lähedane seisundileenne veejuhtmete reguleerimist.34

Settebasseinis sõltub tulemus viibeajast. Mida suurem see on seda peenem fraktsioon settib.Üldiselt arvestatakse settebasseinid liiva ja tolmuosakeste setitamiseks. Peened saviosakesedsettivad vaid siis kui moodustavad suuremamõõtmelised tükid. Soomes on uuritudsettebasseini mõju biogeenide peetusele – settebassein vähendas nii üld- kui ka fosfaatfosforit6%, üld- ja nitraatlämmastikku 3%, ammooniumlämmastikku 7%. Seega settebasseiniefekt biogeenidele on väike.Settebasseini eesmärk on vee voolukiiruse aeglustamine, mille tulemusena heljum settib jasellega koos ka mõningane kogus taimetoitaineid. Piisavalt suur puhverlodu eemaldab kavette leostunud taimetoitaineid. Üleujutatava ala pindala suurenemine pikendab ka kevadperioodiltulvavee viibeaega pidades sellega kinni vees liikuva heljumi. Voolusängi laiendusja veepaisutus mitmekesistab maastikku .2.4. Tehismärgalad taimetoitainete väljakande vähendamisel2.4.1. Tehismärgalade tüübidMärgala defineeritakse loodusliku alana, kus põhjavesi on maapinna lähedal või ajutineüleujutus katab maapinna. Alal kasvavad niiskele keskkonnale iseloomulikud taimed. Tehismärgala(lodu) põllumajandusmaastikul on vooluveekogu osa, mille ülesanne on vähendadavooluvees taimetoitainekoormust.Tehismärgalasid klassifitseeritakse tavaliselt kahe tunnuse - vee liikumise dünaamika ningtaimestiku alusel. Seni enim kasutatava klassifikatsiooni on esitanud Vymazal et al (1998;joonis 2.6).Taimestiku alusel jaotuvad kõik süsteemid veepinnal ujuvate taimedega (põhjamaadeslemle perekonda Lemna spp. kuuluvad liigid, ujulehtedega taimedega (nt. vesikupudNuphar spp., vesiroosid Nymphaea spp.), põhja kinnituvate taimedega (harilik pilliroogPhragmites australis, hundinuiad Typha spp.) ning veealuste taimedega süsteemid (kanadavesikatk Elodea canadensis). Neist põhja kinnituvate taimedega e. helofüütidega süsteemidon levinuimad.Põhja kinnituvate taimede baasil jaotatakse tehismärgalasüsteemid vee voolamise järgijärgmiselt: avaveelised süsteemid ja pinnasisese voolamisega süsteemid. Viimaseid nimetatakseka pinnasfiltriteks, mis omakorda jagunevad vertikaalse ning horisontaalse läbivoolugasüsteemideks. Vertikaalse läbivooluga filtreid võidakse täita ülalt ja alt (nn. loode-tüüpisüsteemid). On rajatud ka erinevate süsteemide kombinatsioonina rajatud tehismärgalasid(Kadlec& Knight, 1996).35

Peamised tehismärgalade tüübidVeepinnalujuvate taimedegasüsteemidUjulehtedegataimedegasüsteemidPõhjajuurduvatetaimedegaVeealustetaimedegasüsteemidtäit-AltmineÜlalttäitmineAvaveelisedVertikaalseläbivooluga(VSSF)Pinnasisenevoole. pinnasfiltrid(SSF)Horisontaalseläbivooluga(HSSF)HübriidsüsteemidJoonis 2.6. Peamised reoveepuhastuseks rajatud tehismärgalade tüübid (Vymazal et al,1998 järgi).Pindmise vooluga süsteemid ehk avaveelised tehismärgalad on püsiva veetasemega (10 -50 cm) madalad tiigid või niisked alad, mille põhja ja külgedele on kasvanud kõrgem taimestikning mille ülesanne on luua mikroorganismidele sobilikud elutingimused. Taimestikuparemaks arenguks rajamise järel kasutatakse istutussegusid. Vee voolamist mõjutabmadal sügavus, väike voolukiirus, kokkupuutumine taimevarte ja pinnasega. Taimevartepiirkonnas lagunevad enamus saasteained, samas on oluline ka taimejuurte võime pinnastõhustada. Samuti on tagatud üldjuhul vee hea aeratsioon mis toetabnitrifikatsiooniprotsessi ja fosfori adsorptsiooni. Tehismärgala on suur, aastaajast tingitudäravoolu erinevuse tõttu ka ajutise üleujutuspiirkonnaga. Efektiivsuse tagamiseks on harilikultkasutatud pinnasest või tehiselementidest voolusuunajaid.Joonis 2.7. Tehismärgalade süsteemide tüübid: A – avaveeline tehismärgala, B – horisontaalseläbivooluga pinnasfilter, C – vertikaalse läbivooluga pinnasfilter36

Avaveelise märgala üks võimalik lahendus on toodud joonisel 2.6.Joonis 2.8. Avaveeline märgala .Horisontaalse läbivooluga pinnasfiltrid ja ka osa aeglase vooluga avaveelisi süsteeme onsobivad denitrifikatsiooni protsessi toetamiseks ning sobiva filtermaterjali kasutamisekorral ka fosfori ärastamiseks.Avaveeliste märgalasid on kasutatud asulates saastunud sademevee puhastamiseks paduvihmaajal ning sadevee äravoolu ühtlustamiseks. Avaveelised märgalad sobivad nii uutelekui ka taastatavatele arendustele ning asustatud kui ka asustamata piirkondadesse. Samasei sobi tiheda asustusega aladele, kuna nõuab suhteliselt suurt territooriumit.Avaveelised märgalad on sobivad soojema kliimaga aladel, iseäranis kui märgala kasutatakseka biomassi tootmiseks, mida omakorda tarbitakse ehituses või energiatootmises.37

Pinnasfiltrid, eriti vertikaalse ja horisontaalse läbivooluga filtrite kombinatsioonid on sobivaimadkülma kliimaga aladel.Avaveelistes märgalades toimuvad settimis-, aurumis- ja bioloogilised protsessidAvaveelise märgala kuju tuleb projekteerida vastavalt tema rakendamise eesmärgile ninghüdroloogilisele ja saastekoormusele. Soovitav on rajada tiigid pikkuse laiuse suhtegaminimaalselt 2:1. Märgala pindala sõltub valgala suurusest, kuid peab olema minimaalselt1-1,5% sellest. Et märgalas säiliks püsiv veetase, tuleb märgala tiigi osa rajada vettpidavapinnasega kohta või kasutada tiigi kindlustamisel savi, geomembraane või võimaluse korralpinnase tihendamist.Märgala peaks piirama minimaalselt 8 m laiune puhverriba, vähest hooldust vajavate ningveetaseme muutust taluvate taimeliikidega.Sademevee puhastamise avaveelised märgalad vajavad regulaarset ülevaatust, sisse- javäljavoolu puhastust. Perioodiliselt on vaja teostada setete ärastamist ning vajadusel vooluteedesüvendus ning parandustöid sõltuvalt märgala seisukorrast. [36]Üldjuhul on tehismärgalatehnoloogia eelistamise põhjused klassikalise aktiivmuda reoveepuhastiees järgmised:• oluliselt madalamad hooldus- ja energiakulud;• väiksem jälgimise ja juhtimise vajadus;o vähetundlikkus koormuse kõikumise suhtes (kui süsteem on projekteeritudmaksimaalsele koormusele, siis koormuse oluline perioodiline alanemineei vähenda puhastusprotsessi toimimise efektiivsust);o märgalad on elukeskkonnaks mitmetele organismidele;o märgalad ilmestavad ja mitmekesistavad maastikku;o muda kõrvaldamine ning biomassi eemaldamine pole tehismärgaladeseraldi tavaliselt vajalik.Pinnasfilter- ja tehismärgalasüsteeme on rakendatud erinevate tööstusettevõtete (toiduainetööstus,paberitööstus jt), kaevanduste, põllumajanduse ning prügila reovete puhastamiseksja loomulikult olmereovete ning sadevete puhastamiseks.Tänu sellele, et pinnasfilter- ja tehismärgalasüsteemid taluvad võrreldes enamike teistereoveepuhastussüsteemidega paremini hüdrauliliste ja ka reostuskoormuste kõikumisi, onselliste süsteemide kasutamine eriti sobilik selliste objektide juures, kus reovee vooluhulgakõikumised on suured. Samuti võivad pinnasfilter- ja tehismärgalasüsteemid sobidaedukalt järelpuhastuseks konventsionaalsetest süsteemidest väljuvale reoveele.38

Eestis on peamiselt pinnasfilter- ja tehismärgalasüsteeme kasutatud olmereovee puhastamiseks(Kõo asula, Kodijärve Hooldekodu, Paistu põhikool jt) aga samuti järelpuhastitena(Põltsamaa, Tapa). Seni on Eestis rajatud 28 erineva suurusega pinnasfilter- jatehismärgalasüsteemi. Ülevaate mõningate Eestis rajatud tehismärgalasüsteemide parameetritestannab tabel 1.Tabel 1. Tehismärgalasüsteemide näiteid Eestis (Öövel, 2006 järgi).KodijärveHübriidsüsteem (vertikaalvoolulinefilter 2002.a.)voolSeptikuvoolvälja-Nimi Tehimärgala tüüp Reovee tüüp EhitamiseaastaKoopsi Poollooduslik liigniiske rohumaanõlvBiotiigi välja-(Phalaris arundinacea) voolRakke Avaveeline kõrgemate veetaimedegaBiotiigi välja-süsteem (biokraav) voolPõlva Vertikaalvooluline pinnasfilter Septiku välja-Pindala(m2)1989 2400 5001989 140 1901994 180 401996 331 60Koormus(ie1)Kõo HübriidsüsteemSeptiku väljavool(VSSF+HSSF+FSW)Paistu Hübriidsüsteem (VSSF+HSSF) Septiku väljavoolTapa Poollooduslik lammirohumaa Aktiivmudapuhastiväljavool1 – inimekvivalent, 1 ie = 54 g BHT d -12001 1200 2502002 432 642002 6512 –lühendid vt joonisel 1.Lihtsad üheetapilised (vertikaalse läbivooluga või horisontaalse läbivooluga) pinnasfiltersüsteemidsobivad olmereovee puhastamiseks. Nad on rakendatavad ühepereelamute võiväiksemate elamugruppide (kuni 5 majapidamist) reovee puhastamiseks. Kahe- või enamaetapilised pinnasfiltersüsteemid nn kombineeritud pinnasfiltrid (vertikaalse läbivoolugapinnasfilter + horisontaalse läbivooluga pinnasfilter) on rakendatavad suuremate elamugruppideja samuti väikeasulate reovee puhastamiseks. Väga sobilikud on pinnasfiltersüsteemidturismitalude, kämpingute, puhkekülade ja teiste objektide reovee puhastamiseks,kus reovee teke kõigub sõltuvalt aastaajast, nädalapäevadest või muudest tingimustestlähtuvalt (nt koolimajad). Kui süsteem on projekteeritud maksimaalsele koormusele, siisei lakka süsteem ka vahepealsete madalamate vooluhulkade korral töötamast. Sarnasedvooluhulga kõikumised võivad olla probleemiks aktiivmuda süsteemide puhul, kus onpuhastusprotsessi efektiivseks toimimiseks vajalik pidev ja suhteliselt ühtlane koormus.Kombineeritud pinnasfiltersüsteeme on kas iseseisvalt või kombineerides neid konventsionaalsetepuhastussüsteemidega võimalik samuti edukalt rakendada maapiirkondadeettevõtete reovee puhastamiseks. Ülevaate Eesti tehismärgalade puhastusefektiivsusestannab tabel 2.39

Pinnasfiltersüsteeme on soovitav kasutada (eelistada teistele puhastus-tehnoloogiatele)järgmistel juhtudel:• Eramud (piirkondades, kus reovee immutamine pole lubatud, kuid ei ole ühiskanalisatsiooni);• Elamugrupid (kuni 5 majapidamist);• Turismitalud, kämpingud, puhkekülad jmt;• Ettevõtted maapiirkondades;• Koolid maapiirkondades;• Väikeasulad (kuni 300 inimekvivalenti);• Sadevee puhastus;• Teiste reoveepuhastussüsteemide väljutatava reovee järelpuhastus või puhversüsteemidenaenne heitvee suublasse juhtimistTabel 2. Biokeemilise hapnikutarbe (BHT 7 ), üldlämmastiku (N üld ) ja üldfosfori (P üld ) sisend-ja väljundkontsentratsioonid, puhastusefektiivsus ning –määr Eestitehismärgalasüsteemides (keskmine ± standardhälve). (Öövel, 2006 järgi).BHT 7 N üld P üldKodijärve horisontaalvooluline pinnasfilter (1997-2004)Sissevool (mg l -1 ) 124.9±57.6 96.5±29.6 13.9±4.3Väljavool (mg l -1 ) 13.4±13.2 46.2±15.8 3.4±1.7Puhastusefektiivsus (%) 89.0±12.8 52.1±19.0 75.2±18.7Puhastusmäär (g m -2 d -1 ) 1.6±1.5 1.2±1.0 0.2±0.2Põltsamaa avaveeline märgalasüsteem (1996-2002)Sissevool (mg l -1 ) 74.5±84.2 22.4±14.6 4.9±2.4Väljavool (mg l -1 ) 39.2±32.9 15.4±9.7 4.4±2.2Puhastusefektiivsus (%) 51.9 24.3 -1.4Puhastusmäär (g m -2 d -1 ) 2.5±4.2 0.5±0.4 0.1±0.1Kõo hübriidsüsteem /VSSF + HSSF + FSW) (2001-2004)Sissevool (mg l -1 ) 141±111.6 50.9±31.8 7.04±4.39Väljavool (mg l -1 ) 17.4±16.5 17.9±16.9 2.03±2.01Puhastusefektiivsus (%) 87.9±10.9 65.5±24.4 72.3±24.6Puhastusmäär (g m -2 d -1 )Sultsi/ Paistu hübriidsüsteem (VSSF + HSSF) (2003-2006)Sissevool (mg l -1 ) 91.8±46.9 64.3±30.1 4.4±2.2Väljavool (mg l -1 ) 5.5±5.3 19.2±6.7 0.4±0.3Puhastusefektiivsus (%) 90.8±13.1 62.8±21.6 88.6±11.3Puhastusmäär (g m -2 d -1 ) 1.53±1.28 0.48±0.42 0.06±0.04Põllumajanduslikelt kõlvikutelt nii pindmise äravooluga kui ka drenaaziga koguneva veepuhastamiseks on USAs, Prantsusmaal, Saksamaal, Skandinaaviamaades ning Soomeskasutatud eeskätt avaveelisi tehismärgalasid, mis on ehituslikult odavamad, kuid vajavadsuuremaid pindalasid ning eeldavad hüdrogeoloogiliselt kaitstud põhjaveega muldade japinnaste olemasolu.40

Võrreldes punktreostusallikast tulva koormusega iseloomustab hajakoormust väike taimetoitainetekontsentratsioon ja suur ja ajas ebaühtlane veekogus. Aastaaegade mõju veetemperatuurile ja äravoolu jaotusele on suur. Äravoolu mahust suurem osa voolab kevadelja sügisel kui on ka külm. Märgala efektiivse toimimise seisukohast peaks olema vastupidi.Seetõttu enamusel juhtudel hajakoormusest vähendamiseks rajatud märgalade puhastusefektiivsusvõrreldes asulate heitvee puhastamisek rajatud märgalaldega on väiksem(tabel 2 ja ).Märgalas toimuvad protsessid olenevad taimestikust, pinnasetingimustest, vooluveekoguhüdromorfoloogilistest tingimustest (veesügavus, voolukiirus, viibeaeg).Märgalas toimuvad protsessid jagunevad:• Voolukiiruse vähenemise tõttu heljumi ja sellega seotud taimetoitainete settimine;• Taimetoitainete kogunemine taimede biomassi• Keemilised ja mikrobioloogilised protsessid.• Puhastusprotsessi parendab viibeaja suurendamineMärgalas toimuvad aeroobsed ja anaeroobsele keskkonnale iseloomulikud protsessid• Nitrifikatsioon• Denitrifikatsioon• sidumine põhjas oleva aeroobses kihis oleva pinnasega• Heljumi ja sellega seotud fosfori settimine• Lahustunud fosforitühendite sidumine settivate pinanseosakestega• Taimetoitainete kogunemine kasvavasse biomassi• Toiteainerikka, vooluga edasikandunud biomassi ja märgalas kasvanud surnudbiomassi settimine põhjale2.4.2. Avaveelised tehismärgalasüsteemidAvaveelised märgalad kujutavad endast kõrgemate veetaimedega kaetud madalaid (0,2-0,4 m veesügavusega) tiike. Neid kasutatakse erineva päritoluga reovete järelpuhastuseks(Kadlec & Knight, 1996). Tavalistest sette- ja biotiikidest eristab neid oluliselt väiksemsügavus ning veetaimestik. Sageli on avaveelised märgalad taimestatud kraavid, mis pindalaparema ärakasutamise eesmärgil looklevad maa-alal. Avaveelisi märgalasid kasutatakserohkem Põhja-Ameerikas, eeskätt Ameerika Ühendriikides. Nende arv ulatub mitmesajanija suuremate süsteemide pindala on mitusada hektarit. Suurim avaveeliste tehismärgaladesüsteem on rajatud Evergladesi Rahvuspargi (Florida, USA) sooalade kaitseks põllumajanduslikeltaladelt ning punktreostusallikatest pärineva eelnevalt puhastatud heitveejärelpuhastuseks. Avaveeliste märgalade rajamine on oluliselt seotud paljudele liikideleelupaikade rajamise ning maastiku esteetilise ja ökoloogilise rikastamise eesmärkidega.41

Avaveeline märgala on vähem efektiivne fosfori sidumise ning külma kliimaga aladel kahapnikku nõudvate protsesside osas. Need protsessid küll toimivad, kuid märkimisväärseefekti saamiseks on vaja väga suurt ala. Praktikas alandatakse sel moel seetõttu ainult vägamadalaid P kontsentratsioone. Anaeroobsusele kalduvad tingimused ja süsiniku kättesaadavusannavad aga väga head eeldused lämmastiku denitrifikatsiooniks (lämmastiklahkub gaasilise lämmastikuna). Kõige parem efektiivsus N eemaldamiseks saadaksegiseetõttu süsteemides, kus märgala on kombineeritud selle ees paikneva mõne aereerivasüsteemiga. Selleks sobivad hästi nt mehaanilised nitrifitseerivad seadmed, samuti ka taimestatudvõi taimestamata vertikaalse läbivooluga pinnasfiltrid (Cooper et al, 1996;Kadlec et al, 2000). Pehmema talvega Kesk-ja Lääne-Euroopa riikides kasutatakse avaveelisimärgalasid ka pinnasfiltrite ees hõljuvainete setitamiseks.Avaveelised tehismärgalad sobivad sekundaarse või tertsiaarse järelpuhastuse läbiviimiseksning samuti sadevete puhastamiseks.Avaveelised tehismärgalad on külmas kliimas vähem eelistatavad kui pinnasfiltrid, sestpinnasfiltreid on võimalik kergesti isoleerida. Avaveeliste tehismärgalade laiem kasutaminekülma kliimaga aladel on võimalik kombinatsioonis sügavamate kogumistiikidega,kuhu talveperioodil vesi akumuleeritakse (Kadlec & Knight, 1996). Avaveelised heitveepuhastus-märgaladon bioloogilise mitmekesisuse osas väärtuslikumad, kui pinnasfiltrid,kuid nad on ohtlikumad võimaliku patogeenidega nakatumise ning sääskedega levivatehaiguste leviku aspektist. Avaveeliste süsteemide maksumus moodustab vaid 1/2 kuni 1/4pinnasfiltrite ehitusmaksumusest ehkki nad vajavad sama puhastusefekti saavutamiseks 2-4 korda suuremat pindala kui pinnasfiltrid. Avaveelisi märgalasid tuleb võrreldes pinnasfiltritegaka umbes poole harvemini hooldada. Oluline perspektiiv avaveeliste tehismärgaladekasutamisel on siis, kui neid niidetakse ja kogutud biomass kasutatakse kas ehituseks(pilliroog, hundinui) või ka kütteks (hundinui).Joonis 2.9. Põltsamaa avaveeline tehismärgala: vasakul üldvaade (1999), paremal hundinuiataimed3. tiigis (2003).Kuivõrd avaveeliste tehismärgalade puhul põhjavee kaitseks mõeldud membraani enamastiei rajata (pindalad on suured ja membraani maksumus ning ehitustööd võivad paisudaliiga suureks), siis tuleb sobilike alade valikul lisaks reoveeallika asukohale vägadetailselt arvestada hüdrogeoloogilisi ja maastikulisi tingimusi. Eelistatuimad on savikatelmuldadel paiknevad kasutusest välja jäetud rohumaad, samuti saviste põhjadega ammendatudfreesturbaväljad. Avaveelistele märgaladele sobivate alade leidmiseks on TÜ Ökoloogiaja Maateaduste Instituudi Geograafia osakonnas välja töötatud vastav metoodika42

(Lesta et al, 2007). Selle metoodika alusel koostatud hinnangu järgi on Eestis avaveelistemärgalade rajamiseks väga hästi sobivaid alasid 16% kogu Eesti pindalast ning kui lisadaka sobivad alad, siis ulatub osakaal 25%-ni. Seejuures on välja jäetud kõik kaitsealused jamingil muul moel konfliktsete huvidega alad (Lesta et al, 2007).Avaveelise märgala eluiga on hinnanguliselt suhteliselt kõrge, kui koormus oluliselt eisuurene. Praegu on töös nt süsteemid, mis on oma puhastusvõime säilitanud 80 aastajooksul (Brillion Marsh, Wisconsin; Great Meadows Marsh, Massachusetts). Kuigi neidsüsteeme pole algselt teadlikult insenersüsteemidena käsitletud, näitavad seireandmed, etefektiivsus pole praeguseni kahanenud. Ka Eestis toimivad avaveelised süsteemid järelpuhastitenahästi või rahuldavalt, kuid saatuslikuks võib neile saada põhipuhasti ebarahuldavtöökvaliteet, mis võib viia avaveelise märgala mitmekümnekordse ülekoormuseni.Põllumajanduslikelt kõlvikutelt valguva vee puhastamiseks rajatud avaveeliste tehismärgaladeheaks näiteks on 2001.a. Lõuna-Soomes Hovis ehitatud süsteem, mis toimib edukaltnii lämmastiku- kui ka fosforiühenditest puhastajana. Hovi süsteemi peamised tehnilisedandmed on esitatud joonisel 2.10 ning puhastusefektiivsuse näitajad tabelis 2.3.Outlet Sulgev weir& sampling lävendEmbankment PurreShallow Madalveewater alaareaÜleujutusala Flood zoneIslet SaarIsolation Piirdekraav ditchDeep Süvavee water ala areaFloodÜleujutusalazoneSpits Poolsaared of landInlet Sissevoolweir& sampling0 5 25 mIsolation Piirdekraav ditchJoonis 2.10. Põllumajanduslikelt kõlvikutelt koguneva vee puhastamiseks rajatud tehismärgalaHovis, Soome. (Koskiaho et al, 2003 järgi). Tehnilised andmed: pindala kõrgveeseisuajal (W) – 0.6 ha, valgla pindala (C) – 12.0 ha, W/C suhe – 5.0%, max veemaht –4000 m 3 , valglas 100% põllumaa, keskmine lang – 2.8%, mullalõimis –väga madala filtratsioonivõimegasavi (k = 3.0×10 −7 –1.5×10 −15 m s −1 ).43

Tabel 2.3. Aastane (1. mai 1999–30. aprill 2000) toitainete sidumine Hovi (Soome) tehismärgalas.Äravoolu min and max väärtused varieerusid 10.8 to 255 l s -1 km -2 .(Koskiaho et al, 2003 järgi).HõljuvainedP üld PO 4 -P N üld NH 4 -N NO 3 -N24,300 24 1.2 280 0.7 22068 62 27 36 20 35Sidumine (kgha -1 )Puhastusefektiivsus(%)Braskerud, 2002: 3… 7 aastased vaatlused põhjamaa kliimatingimustes, märgalad 350-900 m2, mis oli 0,06-0,4% valgalast. Keskmine fosfori peetus 21-44 % sissevoolust, hoolimatasuurest hüdraulilisest koormusest (keskmine koormus 0,7-1,8 m ööpäevas), Fosforikinnipidamine 26-71 g /m2 aastas. Koostatud mudel näitas, et fosfori kinnipidamist märgalasmõjutasid mitmed välised tegurid – fosforiühendite hulk sissevoolus, aastaaeg, fosforisisaldus heljumis ja fosfori settimise kiirus. Märgalad ristkülikukujulised suhtega 12:1kuni 5:1.2.4.3. Soovitused avaveeliste tehismärgalasüsteemide rajamiseksDimensioneerimiseks vajalikud parameetrid: vooluhulk, viibeaeg, hüdrauliline efektiivsus,sügavus.Vooluhulgaks võetakse keskmine maksimaalne vooluhulk, sügavus: kevadise suurvee ajalsügavus 0,6 m.Põllumajanduslikest valglatest toitainete väljakande vähendamiseks rajatavad märgalad eisaa olla väikesed, sest nii denitrifikatsiooniks (kui tegemist on valdavalt nitraatiderohkeveega) kui ka fosforiühendite settimiseks ja adsorptsiooniks on vajalik piisav viibeaeg.Fosfori puhul on lisaks oluline ka veekihi sügavus (Sakadevana, Bavorin 1999). Vajalikuksviibeajaks hinnatakse 3-5 ööpäeva (Leonardson )Teoreetiline viibeaeg arvutatakse seosest :Kus t – viibeaeg (;44

V – märgala maht;Q – vooluhulk.Liiga suur hüdrauliline koormus põhjustab väikese viibeaja, puhastusefektiivsuse ja suurendabresuspensiooni ohtu (Puustinen et al 2001).Tegelikkuses jääb viibeaeg mõnevõrra väiksemaks – osal märgala mahust ei toimu veevahetust.Selle iseloomustamiseks kasutatakse mõistet hüdrauliline efektiivsus. Hüdrauliliseefektiivsuse suurendamiseks soovitatakse rajada märgala võimalikult pikk (pikkuselaiuse suhe vähemalt 4:1), juhtida sellesse vesi mitme kraaviga või kasutada voolu juhtimisekssuunajaid (Persson 1999; Koskiaho 2003). See on oluline – Soomes Hovi märgalalilma veevoolu suunavate saarekesteta saadi hüdrauliliseks efektiivsuseks 0,24, viimasterajamisega 0,65.Maksimaalne vooluhulk märgala dimensioneerimiseks. Soomes soovitatakse kasutadakeskmist suurimat äravoolumoodulit, paisu ning muude rajatiste dimensioneerimiseks 5%ületustõenäosusega maksimumäravoolumoodulit (Rouhtula 1996).Ligikaudsed hinnangud vajaliku märgala pindala kohta baseeruvad loodava märgala javalgla pindala suhtel (vt joonis 2.11).Märgitakse, et märgala pindala või nende pindalade summa valgalal peaks moodustamavähemalt 0,2% valgala pindalast, kuid soovitatav pindala on 1…2% (Kosteikojen …1996)Paljude uuringute alusel peaks tehismärgala pindala moodustama mitte vähem kui 2%valgla pindalast (Koskiaho et al, 2003; Koskiaho & Puustinen, 2005)Lämmastikukoormuse vähenemineN loa d re duction100 %80 %60 %40 %20 %0 %a)y = 8,64xR 2 = 0,620 % 2 % 4 % 6 % 8 % 10 %Märgala pindala osakaal W/C ratiovalgla pindalastFinland Soome Peat sooFinland Soome Agric. põldUSA Agric. põldSarja4Fosforikoormuse vähenemineP load reduction100 %80 %60 %40 %20 %0 %b)y = 8,47xR 2 = 0,720 % 2 % 4 % 6 % 8 % 10 %Märgala pindala osakaal W/C ratiovalgla pindalast45

Joonis 2.11. Põllumajanduslikelt kõlvikutelt koguneva vee puhastamise (lämmastiku- jafosforikoormuse vähendamise) sõltuvus märgala suurusest (märgala pindalaosakaalusttema valgla pindalast) (Koskiaho & Puustinen, 2005 järgi).Avaveelisi märgalasid põllumajanduslike heitvete puhastamiseks tohiks rajada kaitstudpõhjaveega aladele (karstialad ja liivased alad on vastunäidustatud); vältida tuleks ka sihtkaitsevöönditessemärgalade ehitamist.Enne märgala moodustamist on soovitav nii turvas kui ka mineraalmulla huumuskiht kooridaja eemaldada, vältimaks täiendavat fosforiühendite immobilisatsiooni, mis võib toimudaüleujutuse all kujunevates anaeroobsetes tingimustes.Tehismärgala on soovitav rajada looklevate ja sopistunud kallastega või lookleva ja laiendustegakraavina, kus vahelduvad madalama ja sügavama veega osad; see pikendab viibeaegaja soodustab puhastusprotsesse; keeruka konfiguratsiooniga märgalad sobituvad pareminimaastikupilti ja loovad ka rohkem elupaiku mitmesugustele organismidele.Kraavinõlvadel on laiemates kohtades dreenisuudmetele soovitav rajada hobuserauakujulisedmadalaveelised laiendid, mis võimaldavad madalate vooluhulkade korraldenitrifikatsiooni ning raua- ja fosforiühendite settimist. Piisava taimestikuga kattumineväldib suurvee korral settematerjali väljauhtumist. Üldreeglina peaks aga ka selliste minimärgaladepindala olema vähemalt 2% valgla (drenaažisüsteemi) pindalast.Tehismärgala taimestik on soovitav rajamisel osaliselt istutada või soodustada seda seemnetekülvamise teel. Veetaimestiku koristamine on soovitav talvel jääkatte pealt (nt pilliroogja hundinui ehitusmaterjalideks). Lõunakaldad tuleks hoida puudest ja põõsastestvabad, soodustamaks veetaimede kasvu, kuid põhjaveerudele võib kaldakindlustuse jaelupaiga rikastamise eesmärgil rajada kaitsepuistu.Võimaluse korral (ajutisele üleujutusele vähetundlike kultuuride korral) tuleks rakendadadreenisüsteemi ajutist sulgemist, mis võimaldaks nitraatlämmastiku denitrifikatsiooni jakahandaks dreenivee vooluhulki, mis vähendab ühtlasi kõikide ainete väljakannet alalt.46

3. KATSEOBJEKTIKIRJELDUS JA VÄLITÖÖDE METOODIKA3.1. Asukoha kirjeldusKatseväljakud rajati Tartu maakonnas kinnistutel 83101:004:0285 ja 83101:004:0235.Valitud maaala on kasutusel haritava maana. Kasvatatavad kultuurid: mais ja teravili. Põllusuurus on 26 ha ja see piirneb läänest Rõhu-Ilmatsalu teega, põhjast Mõraoja peakraaviga,mis on drenaažisüsteemidele eesvooluks (joonis 3.1), idast kohaliku teega ja lõunastRõhu aiandiga. Territoorium on ühtlase kaldega lõunast põhja suunas (kõrguste vahe kuni6 m 300…400 m kohta)Aluspinnas on rähkne liivsavimoreen. Mullaprofiiliks on 30 cm paksune huumuslik kergeja keskmine liivsavi kruusakal või rähksel keskmisel liivsavil. Kraavi ääres dreeni paigaldussügavuselesineb kohati ka rasket liivsavi (savi). Kogu territoorium on kuivendatud.Joonis 3.1. Katseala asukohaskeemMaaala on kuivendatud 50 mm siseläbimõõduga savitorudreenidega, mille projekteeritudvahekaugus gleimullas on 16-18 m.47

Katsealaks on valikul on eeldatud, et uuritav ala on homogeense pinnase, veega toitumisetüübi ning liigniiskuse astmega. Kuna uurimistöö üheks hüpoteesiks on seadedrenaažikorral äravoolumahu vähenemine, mida võrreldakse kontrollalaga, siis on valitud katseväljakutenasüsteemidest 4 ja 5a ligikaudu 1 ha suurused alad. Kraavi mõju vähendamisekson esimene dreen välja jäetud.Ehitati uued kollektorid, kasutades selleks 110 mm sademekanalisatsiooni toru. Dreenidühendati kollektoritega kolmikute abil. Kollektoritorude ühendamiseks kasutati kummitihendeid.48

Joonis 3.2. Rõhu katseala drenaaži skeem50

Tabel3.1. Drenaaži rajamisetöömahudSüsteemiToru m, läbimõõduganr 50 1104a 76 624b 18 875a 0 363.2. Vooluhulkade ja veetasemete mõõtmineVooluhulkade mõõtmiseks paigaldati kollektorite suudmetesse kolmnurkülevooluga javeetasemete mõõte- ja salvestusseadmetega varustatud vaatluskaevud (joonis 3.3).Kaevud on valmistatud plasttorudest, millele on keevitatud alla põhi ning vertikaalne seinkolmnurk ülevoolu jaoks. Seadedrenaaži kaev on pikendatav muhvi abil. Kaevu läbimõõton 60 cm, kolmnurkülevoolu laius 45 cm ja ülevoolu kõrgus põhjast 50cm, veepinnast ojassuvisel ajal 30 maksimum vooluhulkade korral on ülevool on uputamata, mis rahuldabõhukeseseinalise mõõtülevoolule seatud nõuded.Käsiraamatu (Tepaks, 1967) järgi mõõtülevoolu nurga 22 0

H – surve, m.Eeldatavad vooluhulgad on alla 1 l/s, siis ava nurga puhul 15 0 kasutades valemit (1) survemõõtmistäpsuse korral on 1 mm, mis antud nurga puhul võimaldab mõõta vooluhulga erinevuse0,029 l/s.Lisaks tarreeriti mõõtülevool laboris survel kuni 55 mm (joonis 3.3) Vooluhulga ja survevahelist seost kirjeldab võrrand (2):−52Q = 7 ⋅10x − 0, 0006x(2)Joonis 3.3. Mõõtülevoolu tareerimiskõverVeetasemeid kaevudes mõõdetakse firma OTT logeriga varustatud elektroonselimnigraafiga OTT Thalimedes ja paisutuse taset seadedrenaaži kaevus rõhuanduriga OTTOrpheus mini. Loger registreerib veetasemed iga 4 tunni järel. Limnigraafi skaala täpsuson 1 mm ja maksimaalne mõõtmisviga ± 2 mm. Rõhuanduri skaala on 0,4 mm ja täpsus ±2 mm.52

Limnigraaf paikneb kaevus eraldi 110 mm vertikaalses torus, rõhuandur paisutustorus(joonis 3.4.).Joonis 3.4. Limnigraaf OTT Thalimedes ja rõhuandur OTT Orpheus mini.053

Joonis 3.5. Veetaseme mõõtmine vaatluskaevusDreenide vahel mõõdetakse veetaset firma VanEssen Instruments Mini-diver rõhuanduritega,mis on paigutatud 1,3 m sügavustesse kaevudesse. Loger paikneb seadme sees. Õhurõhumuutumise kompenseerimiseks mõõdetakse see eraldi DI 500 (Baro). Veesurvemõõtmise täpsus 0,5 cm, skaala lugemid 0,2 cm vahega. Kaevude asukoht on toodudskeemil 3.7.Veetasemed fikseeritakse 4 tunni järel.3.3. KatseväljakudVõrdlusalaks on kavandatud intensiivselt kasutatav traditsioonilise konstruktsiooniga drenaažigakuivendatud ala. Ala suurus 0,71 ha. Selleks süsteemist 4 lõigati 87 m pikkuse kollektorigavälja 4 dreeni (joonis 3.7 tähistatud 4 b)) ning tõsteti suuet, millega jäeti välja vahetult eesvooluääres paiknev dreen. Viimane juhiti kraavi oma kollektoriga.Seadedrenaažiga alaks võeti süsteem 5a, rajades temale uue suudmeossa 36 m ulatuses uue54

kollektoriga. Ala suuruseks kujunes 0,88 ha .Vooluhulga pidevaks mõõtmiseks rajatakse suudmesse kolmnurkülevoolu ning nivooandurigavarustatud vaatluskaev, suudmest võetakse perioodiliselt veeproovidSuudmes on võimalik veetaset tõsta kuni 1 m. See tekitab paisutuse kõrgusmärgini 44.80, misulatub katseala viimase dreenini (joonis 3.8)Lubjalisandiga filterdrenaaži katseväljakuna ehitati üks 100 m dreeni ja 52 m pikkune 110mm läbimõõduga kollektor. Valgala suurus 0,26 ha.Rajamisel kasutati järgmist ehitustehnoloogiat. Ekskavaatoriga kaevati vana dreen välja,huumuskihi pinnas paigaldati eraldi. Künnikihi aluse väljakaevamisel puistati sellele klinkritolmu,püüdes seda jaotada võimalikult ühtlaselt. Kogusena arvestati 4 kg/m kohta. Ekskavaatorikopaga segati väljakaevatud pinnast vahetult puistamise käigus. Enne kaevikutekinniajamist tõsteti mullavall ekskavaatoriga läbi ja puistati see kaevikusse kopaga (joonis3.9).Joonis 3.9. Lubjaga segatud täitepinnasega drenaaži rajamine3.4. Välitööde metoodika55

Katseväljakutel registreeritakse sademed (Rõhu aiandi , drenaažisuudmetest vooluhulgadning veetasemed paisutatud ala kollektori suudmes ning dreenide vahe keskkohal. Fikseeritakseväetamise ajad ja maaomaniku andmetel väetamise kogused.Veeproovid on võetud 1…3 korda kuus. Veeproovidest analüüsid on tellitud OÜ TartuKeskkonnauuringud.Veeproovid võetakse kraavist, traditsioonilise drenaažiga võrdlusalalt, seadedrenaažigaalalt, filterdrenaažiga alalt ning samast piirkonnast erinevate kultuuride ning väetusrežiimigaalalt.Veeproovid võetakse käsitsi, proovivõtu juhendis toodud nõudeid jälgides. Proovivõtu aegpüütakse valida olenevalt äravoolust. Sademete ning kevadise suurvee järel võetakse proovetihedamalt.Kontrollalalt kollektori suudmest võetakse perioodiliselt veeproovid, millest määratakseNH 4 ; NO 3 ; NO 2 ; N üld ; PO 4 ; P üld ; SO 4 ; Ca; Fe; TOC).Seadedrenaažiga alalt võetud proovidest määratakse näitajad (NH 4 ; NO 3 ; NO 2 ; N üld ; PO 4 ;P üld ; SO 4 ; Ca; Fe; TOC).Filterdrenaažiga alalt määratakse näitajad (PO 4 ; P üld ; Ca, Fe üld ).3.5. Dreenikaeviku veejuhtivuse määramineLubjalisandiga dreenikaeviku veejuhtivus määrati välitööde käigus aasta mai kuusNesterovi seadmega (kaks rõngast, sisemise pindala 500 cm 2 , veesurve 10 cm). Katsedtehti 45-50 cm sügavuses (joonis 3.6). Katsed tehti lubjatäitega dreenil kolmes korduses,ilma lubjata alal 1 korduses. Lisaks võeti katsekohtades dreenikaevikust 50 cm 3 lõikesilindrigaproovid lasuvustiheduse määramiseks.56

Joonis 3.6. Infiltratsiooni katse Nesterovi rõngastega ja alarõhu infiltromeetri katseLaboritingimustes veejuhtivuse määramiseks võeti infiltratsioonikatse süvendist samasthorisondist 500 cm 2 pinnaga lõikesilindriga pinnasemonoliidid. Nõnda tagati sise- ja välikatsetesamasus. Proovikehade läbimõõt oli 25 cm, kõrgus 10 cm. Pinnase monoliite võetikaks: üks lubjalisandiga drenaaži kaeviku pinnasest, teine traditsiooniliselt drenaažilt.Laboritingimustes kasutati veejuhtivuse määramiseks alarõhu infiltromeetrit(tensioninfiltrometer).Katsed sooritati kolme erineva väikese alarõhuga: -1 cm, -3,3 cm ja -7 cmveesammast. Alarõhuga elimineeritakse nii öelda makropoorid. Vesi infiltreerub pinnasessevaid mikropooride pindpinevus jõu toimel. Alarõhu infiltromeeter koosnes kahest erinevapikkusega 1,9 cm läbimõõduga klaastorust ning poorsest alusplaadist (joonis 3.7).Torudest lühem (15 cm) kontrollis imemisrõhku, pikem (90 cm) aga sisaldas vett, mis hakkasläbi alusplaadi pinnasesse infiltreeruma. Katse kestuseks kujunes 50 minutit (infiltreeruvaveekoguse stabiliseerumiseni).Veejuhtivus K (cm/d) arvutati seosest 3.3.[ 4 /( α r )]Q = Ksexp( α h) 1+π0, (3.3)kus57

Q – vooluhulk m 3 /s,α - konstant,h- alarõhk (cm vs.),r 0 - imamisplaadi raadius (cm).Spetsiaalset kontaktkihti, mida kirjandusallikad soovitavad, ei kasutatud. Tulemusi töödeldiläbi lähendusarvutuse. Nii leiti arvutuslikult normaalrõhu juures toimuv infiltratsioon.Lasuvus-tiheduse Proovid võeti 50 cm 3 lõikesilindriga. Pinnaseproove kuivatati ahjus püsivakaaluni 105 °C juures. Seejärel määrati nende mass.58

4. TULEMUSED4.1. Seadedrenaaži uurimistulemused Rõhu katsealal4.1.1. Veerežiimi reguleerimineKatsealal kasvatati kultuuridest maisi ja teravilja (oder). Katse rajamise aastal külvati maismaikuu keskel ja koristati 1-2 oktoobril. Sügisel põld väetati enne kündi ja künti 14. oktoobril.Maaala maisi kasvatamisel väetati vegetatsiooniperioodi jooksul 4 korda. Väetamise ajadja kogused maaomaniku andmetel olid:1. väetamine 21. mail ammooniumsalpeetrit NH 4 NO 3 200 kg/ha (68,8 kg N/ha);2. väetamine 14. juunil ammooniumsalpeetrit NH 4 NO 3 150 kg/ha (51,6 kg N/ha);3. väetamine 22-23. juulil veisesõnnik 40 t/ha (4,6 kg N/t);4. väetamine 4. oktoober veisesõnnik 30 t/ha (4,6kg N/t).Tabel 4.1.Kuu sademete summa Rõhu katsealal ja võrdlus normigaSademete summa vaatlusperioodil on 650 mm (tabel 4.1), selle jaotus joonisel 4.1. Mai jaoktoober olid keskmisest sademeterikkamad, juunis ja juulis esinesid üksikud valingvihmad.Aasta ühik jaan veejuunlijuu-märts apr maiaug sept okt novbNorm mm 29 23 26 33 53 60 71 86 64 52 482007 mm 77 15,6 38,6 40,4 108 62 60 55 57 111 26% 266 68 146 121 204 103 84 64 89 213 5459

Joonis 4.1. Sademed Rõhu katsealalSeadedrenaažiga alal alustati veetaseme tõstmist 25. mail, avati uuesti juuni algul 5 päevaksning edasi oli regulaatorkaev suletud kogu vaatlusperioodi. Kuni augusti kuuni olipaisutava toru kõrgus suudmest 80 cm, hiljem 110 cm. Paisutuse ulatus oleneb ala langust,mis antud juhul ulatub kollektori lõpuni, mõju dreenidele on väiksem (joonis 4.2, 4.3 ja4.4).Joonis 4.2.Seadedrenaažiga alal kollektori pikiprofiil.60

Kogu katseperioodi äravoolu hüdrograafid on esitatud joonisel 4.3. Suvekuud olid keskmisestkuivemad, seetõttu suurema aurumise, samuti maisi sügava juurekava ning suureleveetarbimise (vegetatsiooniperioodi keskel kuni 3 mm ööpäevas) ja lopsakast taimestikusttuleneva suurema võraspeetuse tõttu puudus äravool augustis, septembri ka kontrollalal.Seadedrenaažiga alal pärast püsivat regulaatorkaevu sulgemist äravool puudus kuni saagikoristamiseni so oktoobri alguseni. Valingvihmad juunis ja juulis tõstsid pinnases veetasemekõrgemaks lühikeseks ajaks (joonis 4,3 ja 4.4).Joonis 4.3. Seade- ja tavadrenaaži vooluhulgad 2007. aasta sügisel.61

Joonis 4.4. Paisutuskõrgus regulaatorkaevus (cm kollektorist).Joonis 4.5. Põhjavee sügavus maapinnast seadedrenaažiga alalSeadedrenaaži vooluhulgad on püsivalt väiksemad. Kui põhjaveetase on sügaval, pinnaseveemahutavus suur, siis valingvihmad tõstavad küll veetaset dreenide vahel, kuid ei tekiolulist äravoolu. Ajutiselt kõrgem põhjaveetase töötatakse maha aurumise ja taimede veetarbega.Kuna katseala on suhteliselt suur ja ei ole eraldatud ümbritsevast sügava vertikaalsevett läbilaskmatu materjaliga, siis ei saa välistada täielikult ümbritsevate dreenide mõjuning infiltratsiooni sügavamatesse kihtidesse.Tabelis 4.2 on esitatud päevakeskmiste äravoolumoodulite põhjal vaatlusperioodi (suvi,sügis) äravoolukiht nii traditsioonilise konstruktsiooniga drenaaži kui ka seadedrenaažigaala kohta. Seadedrenaažiga ala äravool moodustab 38% kontrollala äravoolust.Vähendades sellisel kuju väljavoolu nii ajutiselt kui kogusummas, ühtlustub pinnase veerežiim.Läbi veeäravoolu piiramise vähendatakse ka vees lahustunud toiteainete väljakannet.62

Tabel 4.2. Sademete ja äravoolu jaotus Rõhu katsealalKuuSademedÄravoolukiht mm% normistmmSeadedrenaaž Kontrollalaalates25.mai53,00 108 0 2juuni 62 103 2 7juuli 60 84 1 9august 55 64 0 4september 57 89 0 0oktoober 111 213 28 73november 26 54 13 46kuni 15. dets 22 * 22 36Kokku 398 67 1784.1.2. Taimetoitainete väljakanneÄravoolumoodulid on seadedrenaažiga alal ja kontrollalal ligikaudselt samad (joonis 4.6),mis annab võimaluse hinnata kontrollalal mõõdetud äravoolu andmete alusel seadedrenaažigaalal veetaseme reguleerimisega saavutatud äravoolumahu vähenemist ja sellega kataimetoitainete väljakande vähenemist.63

l/shaJoonis 4.6. Äravoolumoodulid seade-, lubjalisandiga kaevikuga dreeni ja tavadrenaaži vooluhulgad.Veeproovide laborianalüüside tulemused on esitatud Lisas 1.Dreenivees on lämmastiku sisaldus (valdavalt nitraadi vormis) maisi põllul väga kõrge.Eriti kasvas see pärast saagi koristust ning künni alla vedelsõnnikuga väetamist ja sademetekoguse ning äravoolu suurenemisega (joonis 4.7). Lämmastik on vees valdavalt nitraadivormis,välja arvatud vahetult sõnnikuga väetamise järel võetud veeproovis (proov 5joonisel 4.7).Fosforisisaldus kontrollalal on väike, välja arvatud proovis 1, mis on võetud ehitustöödejärel, kus dreenikaevikusse sattus fosforirikkam huumuskihi pinnas. Kuna torusid ei kaetudkattematerjaliga (savikas pinnas) siis sissevooluavade kohalt torusse kandunud pinnas suurendabajutiselt ka äravoolus üldfosfori kontsentratsiooni. Suvine suur fosforisisaldus(proov 6)on seletatav ebaõnnestunud ehitustöödega – kollektor ehitati 2 korda ja tulemusekson 1,5 m laiune kaevik, millest savikas ja lõhelisest pinnasest sõnnik läbi kandub.64

ABJoonis 4.7. Lämmastikuühendite kontsentratsioon äravoolus kontrollalalt (A) jaseadedrenaažiga alalt (B),(maisipõld).ABJoonis 4.8. Fosforiühendite kontsentratsioon äravoolus kontrollalalt (A) ja seadedrenaažigaalalt (B),(maisipõld).Analüüsides seadedrenaaži mõju nitraadi kontsentratsioonile (joonis 4.9 proovid 5 ja7…11) ilmneb, et paisutatud alal on äravoolus nitraadi kontsentratsioon 14…23% väiksem.Nitraadi kontsentratsiooni mõjutavatele denitrifitseerimavatele bakterite elukekskonnaloomiseks on veetasemete paisutused ilmselt liialt lühiajalised. Samuti on sügavamateskihtides vähe süsinikku ja temperatuur madal. Kuna ei mõõdetud denitrifikatsiooniga atmosfäärieralduvat gaasilist lämmastikku, siis põhjuseks võib olla ka taimede parem toitainetetarbimine, väetamise ebaühtlus või pindmise äravooluga taimetoitainete kandumineeesvoolu. Tootmistingimustes korraldatud katseväljakutel nende tegurite täpne hindamineon võimatu.65

Joonis 4.9. Nitraatlämmastiku kontsentratsioon katseala dreenivees (maisipõld).Joonis 4.10. Nitraatlämmastiku kontsentratsioon dreenivees (teraviljapõld)Tänu äravoolu vähenemisele on ka väljakanne sealt väiksem.4.2. Fosfori väljakande vähendamine lubjalisandiga drenaaži abil66

Savipinnases on oluline suurendada dreenikaeviku veejuhtivust. Kasutatud rajamistehnoloogiatõhususe uurimiseks kaevati lubjalisandiga drenaaži kaevik lahti ja sooritatiNesterovi seadmega infiltratsiooni katsed ning võeti lasuvus-tiheduse proovid. Sama tehtika tavadrenaaži kaevikus. Infiltratsiooni katsed sooritati allpool künnikihti, 45 cm sügavuselmaapinnast. Tulemused varieeruvad. Üheks põhjuseks on ühekopalise ekskavaatorigakaevatud ja täidetud ebaühtlane materjal (lubja, huumuse ja aluspinnase ebaühtlane segunemine).Teise põhjusena võib eeldada savipinnases sademete järel suurte pooride sulgumistja filtratsiooniomaduste halvenemist. Infiltratsioonikatsed tehti erineval ajal, milleleeelnesid tugevad sajud. Seda on märgitud ka mitmes varasemas uurimistöös (Томсон1970). Lubjaga rikastatud kaeviku pinnase infiltratsioon osutus enam, kui 2 korda suuremaks(Tabel 4.1).Tabel 4.1.Drenaažikaevikute pinnaste veeläbilaskvusDrenaaži kaeviku täide Infiltratsioon (m/d)Koht 1 Koht 2 Koht 3Lubjalisandiga 0,58 3,91 0,11Traditsiooniline 0,24 * *Eesti Maaülikooli veemajanduse laboratooriumis sooritati alarõhu infiltromeeterigakatse rikkumata struktuuriga alumise horisondi pinnasemonoliitidele. Katsetulemused erinevatealarõhkude korral on esitatud joonistel 4.11 ja 4.12. Nendel mõõtmiste tuginevadküllastatud tingimustele vastavad filtratsioonimoodulid on toodud tabelis 4.2.Alarõhu infiltromeetri katsest ilmnes, et lubjaga töödeldud kaeviku täitepinnase infiltratsioonon 2 korda kõrgem traditsioonilise drenaaži kaeviku täitepinnase omast. Nesterovi jaalarõhu infiltromeetri tulemused langevad ühte vahemikku. Samuti on sama mõlema katselubja-ja traditsioonilise drenaaži kaeviku täitepinnase infiltratsioonide vaheline suhe. Mõlemalkatsel erines infiltratsioon 2 korda.67

Joonis 4.11. Alarõhu infiltromeetri tulemused traditsioonilise drenaažikaeviku pinnaselJoonis 4.12. Alarõhu infiltromeetri tulemused lubjalisandiga drenaažikaeviku pinnaselTabel 4.2.Drenaažikaevikute pinnaste infiltratsioon alarõhu infiltromeetrigaDrenaaži kaevikInfiltratsioon (m/d)Lubjalisandiga (koht 2) 0,6168

Traditsiooniline 0,31Dreenikaeviku lasuvustiheduse määramise tulemused on esitatud joonisel 4.7. Künnikihitüsedus nõlval on kuni 45 cm. Kaeviku osas huumuskihi lasuvustihedus 1,2…1,3 g/cm 3 ,Tihenenud künnikihialune horisont varieerub suures ulatuses (Joonis 4.13). Samas võimeeespool näha (tabelid 4.1. ja 4.2.), et lubja lisamine on oluliselt suurendanud pinnase infiltratsiooni.Suurima mahumassiga proov on võetud suurima infiltratsiooniga kohast. See onsaanud toimuda vaid pinnase ümber-struktureerumise kaudu. Pinnas on muutunud sõmeramaks.Lisaks on tava-dreeni täitepinnase mahumassi proovid võetud absoluutkõrgusesmadalamalt alalt. Nii võib olla tegemist paksema huumuse kihiga, ning sellest võib omakordajohtuda väiksem lasuvustihedus.Joonis4.13. Drenaažikaevikute lasuvustihedusedFosfaadi väljakandel olulisi erinevusi tava- ja lubidreenil ei esinenud. Siit võime järeldada,et lubjaga kaevikutäidise rikastamine ei aita fosfaat-iooni väljakannet vähendada.Üldfosfori väljakandele on lubjatäidisega drenaažil märgatav toime. Hüppeliselt suurtefosfori väljakannete korral tavadrenaažist, mis jäävad III (rahuldava) veeklassi piiridesse,kuid ei rahulda hea ja väga hea kriteeriumi, on lubjaga rikastatud drenaaži väljakanne kordadesväiksem. Lubjadrenaaži kõik tulemid mahuvad I (väga hea) veeklassi. Järelikult töötabtäitepinnas aktiivse filtrina, juhtides vett otse maapinnalt dreenini. Mis ühtlasi võimaldablubjal fosforiga reageerida.69

4.3. Veekvaliteet vooluveekogusNõuded maaparandussüsteemi eesvooludele näevad nende isepuhastumisvõime. Maaparandustöödegaon põllumajandusmaal paiknevad looduslikud vooluveekogud süvendatudvõi rajatud uusi eesvoole, mille valgala ületab 10 km 2 . Nende puhul tuleb tagada veemajanduskavadealusel veekvaliteedi hea seisund. Veeseaduse järgi vooluveekogude veekvaliteetjagatakse 5 klassi ning eesmärgiks on veeklass hea või väga hea (tabel 2.1).Siin on toodud välja happesus, lämmastiku ja fosfori sisaldus. Väetamine ja maakasutusmõjutavad oluliselt nende väljakannet.Veeringe ja lahustunud või vees suspensioonina liikuvad ainete bilanssi mõjutab oluliseltkuivendus.Maaparandusseaduse järgi peab reguleeriv võrk tagama maaviljeluseks sobiva mullaveerežiimija minimeerima reostuse leviku ohu, eesvool peab tagama liigvee äravoolu kuivendusvõrgustning olema võimalikult suure isepuhastusvõimega.Tabel 2.1. Jõgede veeklassidele vastavad vee füüsikalis-keemiliste kvaliteedinäitajate väärtused.Kvaliteedinäitaja Ühik I väga II hea III rahuldavIV halb V vägahea veeklassveeklassveeklassveeklasshalbveeklasspH pH ühik 6,0–9,0 6,0–9,0 6,0–9,0 6,0–9,0 9,0Lahustunud hapniku sisaldus% küllastusastmest>70 70–60 60–50 50–40

Fenoolide sisaldus (ühe- jakahealuseliste fenoolidesumma)µg/l < 5 < 5 5–10 10–50 > 50Rõhu katseala olevast eesvoolust võeti veeproovid. Kraavi valgala 3,5 km 2 , asub haritavalmaal. Vaatamata suurele lämmastikuühendite väljakandele drenaažisüsteemidest jäävadJoonis 4.14. Veekvaliteedi uuringud Mõraoja peakraavis71

5. SOOVITUSED KESKKONNARAJATISTE PROJEKTEERIMISEKSRegulaator kaevud tuleb rajada johtudes kollektori kaldest. Suure kalde korral tuleb arvestadasoovitud paisutuse vahemikku. Suure pinnakalde korral tuleb rajada piisavalt väikestevahedega paisutuskaeve, et paisutus jääks soovitud kõrgusele maapinna kõrguse suhtes.Praegu kehtiva juhendi järgi (Juhend … 2007) peaks regulaatorid võimaldama vee hoidmist0,3 kuni 0,5 meetri sügavusel maapinnast. Arvestades uuringu tulemusi peaks paisutustoimima ka kuivendussüsteemi kriitilistel tööperioodidel – kevadel ja sügisel, kui toimubpeamine taimetoitainete leostumine.Veetase peab olema lihtsalt reguleeritav.Kui soovitakse hoida paisutust ka talvehooajal, tuleb väljavoolu kaev rajada täies mõõduspinnase sisse, kraavinõlvast vähemalt pinnase külmumiskihi võrra eemale. Põhjuseks onmeie kliimast tulenev maapinna pealiskihi läbikülmumine. Koos sellega külmub ka kaev jakaevus olev vesi.Paisutavaks osaks peaks olema kaevu väljavoolu toruga ühendatav elastne lõõtstoru. Nii onkaevus hoitav veekogus suurem ning nõnda tänu suuremale soojusmahutavusele ka külmumiskindlam.Ühtlasi tuleks kaevuluugid varustada soojusisolatsiooniga. Paisutustorukonstrueerida reguleeritavast lõõtstorust.Kui siiski soovitakse kaev rajada otse kraavi nõlvale, tuleb arvestada, et kaev külmub talvelläbi, ning külmal perioodil äravoolurežiimi reguleerimine ei ole võimalik. Ühtlasi tulebkaevu sissetuleva kollektori viimane lõik rajada vett läbilaskmatust sademevee torust. Vastaseljuhul hakkab vesi läbi pinnase kaevust mööda pressima.72

VIIDATUD KIRJANDUSMiedema, S.A., Vlasblom, W.J. 1996. Theory For Hopper Sedimentation.[http://www.dredgingengineering.com/dredging/media/LectureNotes/Miedema/1996_TAMU/TAMU96.HTM] (11.12.2007)Agriculture and Agri-Food Canada, Research Branch, 2000. The Health of our Water:Toward Sustainable Agriculture in Canada. Coote, D.R., Gregorich, L.J. (Eds.), Publ. No.2020/E. Ministry of Public Works and Government Services, Ottawa, Canada.ASAE S442 DEC97. Water and Sediment Control basinsÅström, M, Österholm, P, Bärlund, I. & Tattari, S. 2007. Hydrochemical effects of surfaceliming, controlled drainage and lime-filter drainage on boreal acid sulfate soils. Water AirSoil Pollution 179:107-116.Aura, E. Sameat vesistöt voidaan puhdistaa. Maatalouden tutkimus- ja tuotantopäivät. 20-vuotisjuhlaseminaari Jokioinen 26.-27.7.2000. Maatalouden tutkimuskeskuksen julkaisuja.Sarja A 79.- Jokioinen, 2000.- S. 47-51.Bachand, P. ja Horne, A. 2000. Denitrification in constructed freewater surface wetlands:II. Effect of vegetation and temperature. Ecological Eengineering Vol 14, Nrot 12 , s.1732. ISSN 09218009.Beauchemin, S., Simard, R.R., 1999. Soil phosphorus saturation degree: review of someindices and their suitability for P management in Quebec. Can. Can. J. Soil Sci. 79, 615–625.Beauchemin, S., Simard, R.R., 2000. Phosphorus status of intensively cropped soils of theSt. Lawrence lowlands. Soil Sci. Soc. Am. J. 64, 659–670.73

Beauchemin, S., Simard, R.R., Cluis, D., 1998. Forms and concentration of phosphorus indrainage water of twentyseven tile-drained soils. J. Environ. Qual. 27, 721–728.Braskerud, B. C. 2002. Factors affecting phosphorus retention ins mall constructeswetlands treating agricultural non-point pollution. Ecological Engineering 19 (2002) 41–61Brevé, M.A., Skaggs R.W., Parsons, J.E., and Gilliam J.W. (1997). DRAINMOD-N, anitrogen model for artificially drained soils. Trans. ASAE, 40 (4): 1067-1075.Broughton, R.S., 1972. The performance of subsurface drainage systems on two SaintLawrence lowland soils. PhD Thesis. McGill University, Montreal, Canada.Cooper, P.F., Job, G.D., Green, M.B., Shutes, R.B.E. 1996. Reed Beds and ConstructedWetlands for Wastewater Treatment. WRC Swindon, Wiltshire, 184 p.Cooper, P.F., Job, G.D., Green, M.B., Shutes, R.B.E. 1996. Reed Beds and ConstructedWetlands for Wastewater Treatment. WRC Swindon, Wiltshire, 184 p.de Vos J.A. (1997). Water flow and nutrient transport in a layered silt loam soil. Ph.D.thesis. Wageningen Agricultural University, Wageningen, The Netherlands, 287p.Drainage in the 21 st Century: Food Production and the Environment. Proceedings of theSeventh International Drainage Symposium 8-10 March 1998, Orlando Florida dynamicsin a loamy sand with spring crops Agricultural water management 87 (2007) 229–240Ekholm, P., Kari Kallio, Eila Turtola, Seppo Rekolainen and Markku Puustinen Simulationof dissolved phosphorus from cropped and grassed clayey soils in southern FinlandAgriculture, Ecosystems & Environment, Volume 72, Issue 3, 22 February 1999, Pages271-28374

El-Sadek, A., Feyen, J., Skaggs, W., and Berlamont, J. (2002). Economics of nitrate lossfrom drained agricultural land. Environmental Engineering, 128 (4):376-383.Evans R.O., Skaggs, R.W., Gilliam J.W. 1995. Controlled Versus Conventional drainageEffects on Water Quality. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. Vol. 121. No 4.P. 271-276.Evans, R., Gilliam J.W., Skaggs, W. 1996. Controlled drainage management guidelines forimproving drainage water quality.[http://www.bae.ncsu.edu/programs/extension/evans/ag443.html]Fiener, P., Auerswald, K., Weigand, S. 2005. Managing erosion and water quality inagricultural watersheds by small detention ponds. Agriculture, Ecosystems andEnvironment. 110. P. 132-142.Häikkiö, M., Laitinen, J., Lakso, E., Lehtinen, A. Laskeutusaltaiden käyttökelpoisuusviljelyalueiden vesiensuojelussa. Suomen Ympäristö 233. 1998. 52 s.Heathwaite, A.L., 1997. Sources and pathways of P loss. In: Tunney, H., Carton, O.T.,Brookes, P.C., Johnston, A.E. (Eds.), Phosphorus Loss from Soil to Water. CAB International.Wallingford, UK, pp. 205–233.Ihme, R., Heikkinen, K., Lakso, E. 1991. Laskeutusaltaiden toimivuuden parantaminenturvetuotantoaluiden valumavesien käsittelyssä. Vesi- ja Ympäristöhallinnon julkaisuja .sarja A 77. s.115-210.Janssen, R.H.A. 2004. Analysis and Design of Sediment Basins. 8th National Conferenceon Hydraulics in Water Engineering. July 13-16 2004. Australia[http://www.bechtel.com/assets/files/pdf/]Järvela J. Luonnonmukainen vesirakennus. Periaatteet ja hydrauliset näkokohdatvirtavesien ennalistamisessa ja uudisrakentamisessa.- Helsinki, 1998.75

Kadlec, R.H. & Knight, R.L. 1996. Treatment Wetlands. Lewis Publishers, Boca Raton,893 p.Kadlec, R.H., Knight, R.L., Vymazal, J., Brix, H., Cooper, P. & Haberl, R. 2000.Constructed Wetlands for Water Pollution Control. Scientific and Technical Report No.8.IWA Publishing, London, 156 p.Kalita P. K., Kanwar R.S. 1993. Effect of Water-tabel Management Practices on theTransport of Nitrate-N to Shallow Groundwater. Transactions of the ASAE. Vol. 36.No. 2:413-422.Kärblane, H. 1998. Väetisega mulda viidud taimetoitainete leostumine. – Agraarteadus IX,2. 116–124.Kärblane, H., Hannolainen, E., Kanger, J., Kevvai, L. 2002. Taimetoitainete bilansist Eestimaaviljeluses Agraarteadus, nr 4. lk. 230-236.Karvonen T.1992. Säätösalaojitus- ja padotuskastelu: tutkimuksen tausta. Säätösalaojitus.Koekentien perustaminen. Salaojituksen tutkimusyhdistys ry:n tiedote. N:o 16. Helsinki: 5-8.Koskiaho J. & Puustinen, M. 2005. Function and potential of constructed wetlands for thecontrol of N and P transport from agriculture and peat production in boreal climate. Journalof Environmental Science & Health, Part A, 40 (6-7), 1265-1279.Koskiaho, J. Flow velocity retardation and sediment retention in two constructed wetland–ponds Ecological Engineering, Volume 19, Issue 5, February 2003, Pages 325-337Koskiaho, J., Ekholm, P., Räty, M., Riihimäki, J., Puustinen, M. 2003. Retainingagricultural nutrients in constructed wetlands – experiences under boreal conditions.Ecological Engineering 20 (1), 89-103.76

Kosteikkojen ja laskeutuaaltaiden suunnittelu. Suomen Ympäristökeskuksen moniste 11.Helsinki 1996. 50 s.Lesta, M., Mauring, T., Mander, Ü. 2007. Estimation of landscape potential forconstruction of surface-flow wetlands for wastewater treatment in Estonia. EnvironmentalManagement, 40 (2), 303-313.Lesta, M., Mauring, T., Mander, Ü. 2007. Estimation of landscape potential forconstruction of surface-flow wetlands for wastewater treatment in Estonia. EnvironmentalManagement, 40 (2), 303-313.Liikanen, A., Puustinen, M., Koskiaho, J., Väisänen, T., Martikainen, P. ja Hartikainen, H.2004. Phosphorus Removal in a Wetland Constructed on Former Arable Land. Journal ofEnvironmental Quality. Vol. 33 s. 1124-1132Lindström J. Ulen, B. 2003. The effect of liming backfills for phosphorus losses fromarable land stenciled report. Uppsala , Sweden: Swedish University of AgriculturealSciences, Department of Soil Sciences, Division of Hydrotechnics ( in Swedish)Mander, Ü., Kull, A., Kuusemets, V., Tamm, T. 2000. Nutrient runoff dunamics in a ruralcatchment: Influence of land-use changes, climatic fluctuations and ecotechnologicalmeasures. Ecological Engineering Vol. 14, No 4.. P 405-417.Majonen, L. Vesiensuojelukosteikot. Teknillinen KorkeakouluDiplomityö. Helsinki, 2005.121 s.Mejia, M.N., Madramootoo, C.A., Broughton, R.S., 2000. Influence of water tablemanagement on corn and soybean yields.Agricultural Water Management. 46, 73–89.Metsur, M. 1991. Põhjavee kvaliteedi kujunemine põllumajandusmaastikul. Maaparandusja keskkonnakaitse. RPUI „Eesti Maaparandusprojekt“. Tallinn. 65-73.77

Muukkonen, P., Helinä Hartikainen, Kirsti Lahti, Asko Särkelä, Markku Puustinen andLaura Alakukku Influence of no-tillage on the distribution and lability of phosphorus inFinnish clay soils. Agriculture, Ecosystems & Environment, Volume 120, Issues 2-4, May2007, Pages 299-306Öövel, M. 2006. Performance of wastewater treatment wetlands in Estonia. PhDdissertation, University of Tartu, Institute of Geography. 45 p. Sakadevana ja Bavorin(1999)Ng, H.Y.F., C.S. Tan, C.F. Drury, J.D. Gaynor. 2002. Controlled drainage andsubirrigation influences tile nitrate loss and corn yields in a sandy loam soil inSouthwestern Ontario. Agriculture, Ecosystems and Environment 90 (2002) 81–88Paasonen-Kivekäs, M., Karvonen, T., Vakkilainen, P. 2000. Vesitalouden säädön vaikutusraviteiden huuhtoutumiseen. –Peltoviljelyn ravinnehuuhtoutumien vähentäminen pallonvesitaloutta säätämällä. Loppuraportti. Salaojituksen tutkimusyhdistys Ry:n tiedote. N:o25. Helsinki, S.8-40.Paasonen-Kivekäs, M., Koivusalo, H., Karvonen, T., Vakkilainen, P. and Virtanen, J.1999. Nitrogen transport via surface and subsurface flow in an agriculturalfield. In: Impactof Landuse Change on Nutrient Loads from DiffuseSources. - IAHS Publ. no. 257. Espoo:Helsinki University of Technology Water Resources Publications, 163-169.Paasonen-Kivekäs, M., Kylmälä, P., Sepahi, N., Taskinen A. 1994. Pohjaveden laadun jasyvyyden vaihtelu peltoaluella. Säätösalaojitus, tutkmustuloksia vuosilta 1992-1993.Salaojituksen Tutkimusyhdistys ry:n tiedote N:o 18.Helsinki 1994.Paasonen-Kivekäs, M., Kylmälä, P., Sepahi, N., Taskinen A. 1994. Pohjaveden laadun jasyvyyden vaihtelu peltoaluella. Säätösalaojitus, tutkmustuloksia vuosilta 1992-1993.Salaojituksen Tutkimusyhdistys ry:n tiedote N:o 18.Helsinki 1994.78

Bachand, P. ja Horne, A. 2000. Denitrification in constructed freewater surfacewetlands:II. Effect of vegetation and temperature. Ecological Eengineering Vol 14, Nrot 12, s. 1732.Peltovuori, T. 2000. Salaojavalunnan liukoisen fosfori pitoisuuteen vaikuttavia tekijöitä. –Peltoviljelyn ravinnehuuhtoutumien vähentäminen pallon vesitaloutta säätämällä.Loppuraportti. Salaojituksen tutkimusyhdistys Ry:n tiedote. N:o 25. Helsinki, S.41-60.Puustinen, M., Koskiaho, J., Jormola, J., Järvenpää, L., Karhunen, A., Mikkola-roos, M.,Pitkänen, J., Riihimäki, J., Svensberg, M., Vikberg, P. 2007. Maataloudenmonivaikutteisten kosteikkojen suunnittelu ja mitoitus. Suomen Ympärostö 21.Puustinen, M., Jari Koskiaho and Kimmo Peltonen. Influence of cultivation methods onsuspended solids and phosphorus concentrations in surface runoff on clayey sloped fieldsin boreal climate. Agriculture, Ecosystems & Environment, Volume 105, Issue 4, 5 March2005, Pages 565-579Puustinen, M., Jari Koskiaho and Kimmo Peltonen. Influence of cultivation methods onsuspended solids and phosphorus concentrations in surface runoff on clayey sloped fieldsin boreal climate. Agriculture, Ecosystems & Environment, Volume 105, Issue 4, 5 March2005, Pages 565-579Puustinen, M., Koskiaho, J., Riihimäki, J., Räty, M., Jormola, J., Gran, V., Ekholm, P.,Maijala, T. Vesiensuojelukosteikot viljelyalueiden valumavesien hallinnassa. SuomenYmpäristökeskuksen moniste 178. Helsinki 2000. 67 s.Puustinen, M., Koskiaho, Jormola, J., Järvenpää, L., Karhunen, A., Mikkola-Roos, M.,Pitkänen, J., Riihimäki, J., Svensberg, M., Vikberg, P. Maatalouden monivaikutteistenkosteikkojen suunnittelu ja mitoitus. Suomen Ympäristö. 21. Helsinki 2007. 77 s.Puustinen, M., Tattari, S., Koskiaho, J. and Linjama, J. Influence of seasonal and annualhydrological variations on erosion and phosphorus transport from arable areas inFinlandSoil and Tillage Research, Volume 93, Issue 1, March 2007, Pages 44-5579

Rekolainen, S., Kauppi, L., Turtola, E. 1992. Maatalous ja vesine tila. MAVERONloppuraporti. Luonnonvarajulkaisuja 15. Helsinki. 61 s.Roiha, P. Kosteikon virtaaminen ja aineiden kulkeutumisen mallintaminen. TeknillinenKorkeakoulu. Diplomityö. Helsinki, 2006. 71 s.Ruohtula, J. (toim.) 1996. Kosteikkojen ja laskeutusaltaiden suunnittelu. Helsinki.Suomenympäristökeskus.50 s. Suomen ympäristökeskuksen moniste 11.Šaulys, V. and Bastiene, N. 2006. The effect of lime admixture to trench backfill on thefunctioning of tile drainage in heavy soils. Irrigation and Drainage, 55:372-382.Šaulys, V. and Bastiene, N. 2007. The impact of lime admixture into trench backfill on thevariation of phosphorus in drainage outflow. Irrigation and drainage 56:99-105.Soovik, E. Puudustest maa- ja veeprobleemide uurimisel. Keskkonnatehnika 2. 2007. lk.23-24.Stämpfli, N., Madramootoo, C.A. (2006). Dissolved phosphorous losses in tile drainageunder subirrigation. Water Quality Research Journal of Canada 41(1), pp.63-71.Suomen maatalous ja maaseutuelinkeinot 1999/2000. MTTL julkaisuja 95.The Pennsylvania Code. 2007. 25 Pa Environmental Protection. Code§102 Erosion andSediment Control [http://www.pacode.com/secure/data/025/chapter102/chap102toc.html]Zhou, X., Madramootoo, C.A., MacKenzie, A.F., Kaluli, J.W., Smith, D.L. 2000. Cornyield and fertilizer N recovery in water-table-controlled corn–rye-grass systems. EuropeanJournal of Agronomy 12 (2000) 83–9280

Timmusk, T. Aineringe uurimine drenaažiga kuivendatud alal. EPMÜ teaduslike töödekogumik 174. Veemajandus. Tartu, 1994, lk. 23-29.Turtola, E. 1992. Kesannointimenetelmän vaikutustypen ja fosfori huuhtoutumiseen.Maatalous ja vesien kuormitus. Yhteistutkimusprojektin tutkimusraportit. Vesi- jaympäristöhallituksenmonistesarja. Nro.359. Helsinki, 135-145Ulen, B, and Jakobsson C, 2005. Critical evaluation of measures to mitigate phosphoruslosses from agricultural land to surface waters in Sweden. Science of the TotalEnvironment 344: 37-50.Uusitalo, R., Turtola, E., Lilja, T. Hienojakoisen maa-aineksen rikastuminen valuntavesiinja valunnan kuljettaman maa-aineksen ominaisuudet – tuloksia Kotkaojan koekentältä.Peltoviljelyn ravinnehuuhtoutumien vähentäminen pellon vesitaloutta säätämällä.Salaojituksen tutkimusyhdistys ry:n tiedote N:o 24. 1998. 19-26.Sanchez Valero, C., Matramootoo, C., Stämpfli, N. 2007. Water table management impactson phosphorus loads in tile drainage, Agricultural Water Management,Valumavesien käsittely: Laskeutusaltaat ja kosteikot. Maatalouden ympäristötuenerityistuet. Maa- ja metsätalousministeriö, 2000.Valumavesien käsittely: Säätösalaojitus. Säätökastelu. Valumavesienkierrätys.Maatalouden ympäristötuen erityistuet. Maa- ja metsätalousministeriö, 2000.Vesiensuojelukosteikot viljelyaleiden valumavesien hallinnassa. SuomenYmpäristökeskuksen moniste 178. Helsinki 2000. 67 s.Vesistökuormituksen vähentäminen peruskuivatustöissä. Vesi- ja Ympäristöhallitus 1992.81

Vymazal, J., Brix, H., Cooper, P.F., Haberl, R., Perfler, R. & Laber, J. 1998. Removalmechanisms and types of constructed wetlands. In: Vymazal, J., Brix, H., Cooper, P.F.,Green, M.B. & Haberl, R. (Eds). Constructed Wetlands for Wastewater Treatment inEurope, Backhuys Publishers, Leiden, The Netherlands. pp 11–60.Wepling, K., Palko, J., Puustinen, M. 1995. Kalkkisuodinoja – uusi ojitusmenetelmä.Vesitalous 1. S. 14-16.Wesström, I. 2002. Controlled drainage – effects on subsurface runoff and nitrogen flows.Acta Universitatis Agriculturae Sueciae, Agraria 350. Doctoral dissertation.Wesström, I., Ekbohm, G., Linner, H., Messing, I. 2003. The effects of controlled drainageon subsurface outflow from level agricultural fields. Hydrological Processes. 17, 1525–1538Wesström, I., Messing,I., Linner, H., Lindström, J. 2001. Controlled drainage - effects ondrain outflow and water quality. Agricultural Water Management. 47 p.85-100.Wesström, I., Messing, I. 2007. Effects of controlled drainage on N and P losses and Ndynamics in a loamy sand with spring crops. -Agricultural water management. 87. P 229 –240.Yläranta T., Uusi-Kämppä, J. 1992. Typen huuhtoutuminenja hyväksikäyttölysimetrikokeessa. Yhteistutkimusprojektintutkimusraportit. Vesi- jaympäristöhallituksenmonistesarja. Nro.359. Helsinki, 17-25.Yli-Halla, M., Helinä Hartikainen, Petri Ekholm, Eila Turtola, Markku Puustinen and KariKallio Assessment of soluble phosphorus load in surface runoff by soil analysesAgriculture, Ecosystems & Environment, Volume 56, Issue 1, November 1995, Pages 53-62Караушев, А.Б. Речная гидравлика. Ленинград, 1969. 416 с.82

Кауп, Й., Кярблане, Х. 1985. Вымывание питателных веществ издерного/карбонатной почвой. Вопросы повышения плодородия почв в ЭстонскойССР.LIV: 57-63.Штеренлихт, Д.В. Гидравлика. Книга 2. Москва, 1991. 367 с.Инструкция по проектированию отстойников и наносоперехватывающихсооружений для оросительчых систем. ВСН-П-15-77. Москва, 1977. 32 с.Мирцхулава, Ц.Е. 1967. Размыв русел и методика оценки их устойчивости.Москва,179 с.Шаулис, В.Б. 1988. Способы отвода поверхностных вод с дренированных земель (напримере Литовской ССР). Автореферат. Минск, 21 с.83

LISA 184

Tabel 1. Veeproovide analüüsitulemused traditsioonilise drenaažiga alal, kasvatatav kultuur: maisKomponent Ühik 21. mai 01. mai 19. mai 03. juuni 23.juuni 04. okt 16. okt 29. okt 16. nov. 30.nov 10.detsNH 4 mgN/l

Tabel 2. Veeproovide analüüsitulemused traditsioonilise drenaažiga alal, kasvatatav kultuur: teravili (oder)KomponentÜhik17. jaanuar10.märts17.aprill 09.mai 06.aug 18.sept 23. okt.NO 3 mgN/l 57 68 65 64 47 36 32N üld mg/l 70 66PO 4 mgP/l 0,006 0,003 0,003 0,01 0,005P üld mg/l 0,006 0,008SO 4 mg/l 21 21vooluhulk l/s ha 0,098 0,248 0,089 0,015 0,024 0,092 0,053Tabel 3. Veeproovide analüüsitulemused traditsioonilise drenaažiga alal, kasvatatav kultuur: mais.KomponentÜhik05.aprill30.aprill05.juuni 15. okt.01.dets.NO 3 mgN/l 18 23 30 33 27PO 4 mgP/l 0,059 0,006 0,007 0,03 0,004P üld mg/l 0,093SO 4 mg/l 14vooluhulk l/s ha 0,022 0,81 0,2186

Tabel 4. Veeproovide analüüsitulemused seadedrenaažiga alalt kasvatatav kultuur: maisKomponent Ühik 21.mai 1.juuni 23.juuli 16.okt 29.okt 16.nov 30.nov 10.detsNH 4 mgN/l

Tabel 5. Veeproovide analüüsitulemused seadedrenaažiga alalt kasvatatav kultuur: teravili (oder)Komponent Ühik 10.märts 17.aprill 09.mai 18.septemberNO 3 gN/ööp 68 68 67 44N üld gN/ööp 68 69PO 4 gP/ööp 0,006 0,003P üld g/ööp 0,01 0,007SO 4 g/ööpvooluhulk l/s ha 0,262 0,101 0,0094 0,08188