STORMFILTER
STORMFILTER Kaupunkiympäristöjen hulevesiä puhdistavat kehittyneet imeytysratkaisut 2015 - 2017 HANKEEN OSANAOTTAJAT, KESTO JA LAAJUUS: Hanketta johtaa VTT Oy yhteistyössä Aalto-yliopiston ja Helsingin yliopiston kanssa. Hanke toteutetaan yhteistyössä 17 suomalaisen partnerin kanssa, jotka kattavat laajan arvoketjun viranomaisista materiaalitoimittajiin ja hulevesisuunnittelijoihin. Hanketta rahoittavat yhteisesti Tekes (Teknologian ja innovaatioiden kehittämiskeskus), teollisuuspartnerit sekä VTT Oy ja Aalto-yliopisto. Partnerit: Espoo Helsinki Mikkeli Vantaa HSY Vesihuolto Björkvallin Taimisto – Plantskol Cloud Asset Oy Marketanpuiston ystävät ry Onninen Oy Pöyry Oy RPK Hiili Oy Ramboll Oy Rudus Oy Saint Gobain Rakennustuotteet Oy SITO Oy Vapo Oy Ympäristörakennus Saarinen Oy Kesto: 1.9.2015 – 30.8.2017 Laajuus: 76 henkilötyökuukautta Hanke vastaa hulevesien hallinnan haasteisiin kaupunkiympäristössä. Tutkimuksen tavoitteena on luoda hulevesien hallintaan puhdasta teknologiaa, jossa vettä imeyttävien ja puhdistavien materiaalien ja rakenteiden avulla pintavirtaamia voidaan vähentää ja veden sisältämät haitta-aineet saadaan mekaanisesti suodatettua ja/tai kiinnittymään vettä puhdistaviin materiaaleihin. Hankkeen tavoitteet tukevat Suomen vihreän kaupunkiasumisen strategioita, joita ovat mm. kasvillisuuden elinvoiman lisääminen ja veden laadun parantaminen. Hankkeessa kehitetään uusia keinoja aluesuunnittelun ja ohjeistuksen tueksi. Näissä uusissa menetelmissä hyödynnetään mallinnusta ja kaupunkiympäristöjen toiminnan älykästä monitorointia, jotka antavat luotettavan pohjan uusille infrastruktuuriratkaisuille. Kaupunkiympäristöissä rankkasateista aiheutuvat liialliset pintavalumat ja sadevesiverkostojen ylikuormittuminen ovat yleistymässä, koska tiiviiden pitojen osuus jatkuvasti kasvaa samalla, kun ilmastonmuutos lisää sademääriä ja sateiden voimakkuutta. Myös infrastruktuurin vanheneminen ja uusiin olosuhteisiin nähden alimitoitetut hulevesiverkostot kasvattavat hulevesiongelmia. Kaupunkien hulevedet sisältävät lukuisia vesistöille mahdollisesti haitallisia epäpuhtauksia. Mikäli hulevesien imeytysratkaisujen (kuten viherkattojen ja vettä läpäisevien päällysteiden) suunnittelussa ei riittävästi kiinnitetä huomiota epäpuhtauksien hallintaan, voivat kaupunkiympäristöjen ekosysteemit ja vesivarantojen laatu vaarantua. Hankkeessa kehitetään hulevesien imeyttämiseen materiaali- ja rakenneratkaisuja, joilla on myös hulevettä puhdistavia ominaisuuksia. Tavoitteena on luoda kvantitatiivisesti hallittavia ja mallinnettavia ratkaisuja sekä harmaan (kantava kerros ja pintakerros) että vihreän (kasvillisuus) imeytysrakenteen puhdistusominaisuuksien sekä puhdistuskapasiteetin suunnitteluun. • edistää uusia puhtaan veden teknologioita, joissa haitta-aineet poistetaan pintarakenteiden (päällyste, kasvillisuus) ja alapuolisten rakennekerrosten avulla, jolloin huleveden laatu paranee, mikä lisää myös veden talteenottoon ja uudelleenkäyttöön perustuvien teknologioiden käyttömahdollisuuksia; • edistää vihreämpien elinympäristöjen luomista uusien teknologioiden avulla, jotka parantavat puiden ja kasvien elinvoimaisuutta, kun pohjamaahan imeytyvä vesi on puhtaampaa; • hyödyttää yhä tiheämmin asutettuja urbaaneja rakennettuja ympäristöjä, joihin ympäristöolosuhteet ja hulevesihallinnan käytännöt vaikuttavat (tulviminen, saastuminen, terveysriskit); • integroida älykkään kaupungin teknologioita (ICT ja monitorointi) kaupunkiympäristöjen ylläpidon tarpeisiin mittaamalla maaperään imeytyvien hulevesien määrää ja puhtautta, ja yhdistämällä saatu tieto suunnittelumalleihin päätöksenteon ja kustannusoptimoinnin avuksi. TAVOITTEET MENETELMÄT Hankkeen tavoitteena on: • kehittää uusia bio- ja mineraalipohjaisia ratkaisuja, joissa hyödynnetään ja kehitetään Suomen teollisuuden tuottamia materiaaleja; • luoda uutta liiketoimintaa Suomen materiaaliteollisuudelle (biohiili, turvetuhka, maanparannusaineet, suodatusmineraalit), kasvillisuuden tuottajille, maisema- ja kaupunkisuunnittelijoille sekä hulevesisuunnittelijoille (jotka tarvitsevat kvantitatiivisiin arvoihin perustuvia laskentamalleja/ työkaluja) ja hydrologisen toiminnan monitoroinnista ja tiedonhallinnasta vastaaville yrityksille; Edellä esitettyjen tavoitteiden saavuttamiseksi hyödynnetään materiaali- ja geoteknisen suunnittelun ja ympäristöbiotekniikan mahdollisuuksia, suoritetaan laboratorio- ja kenttäkokeita sekä kehitetään kokonaishallinnan menetelmiä, joissa yhdistetään rakenteiden toiminnan monitoroinnista ja veden laatua ja määrää simuloivista eritasoisista malleista saatava tieto. Kerroksittaiset geotekniset moduulit integroidaan imeytysja/tai hulevesiverkostoihin, jolloin ne voidaan yhdistää kustannustehokkaasti jo olemassa oleviin hulevesien määrällisiin hallintajärjestelmiin. Kehitettävät ratkaisut ovat sovellettavissa erilaisiin paikkakohtaisiin olosuhteisiin, joita määrittävät kohteen maa-ainekset, hait- WP5 BLUE • Kaupunkiympäristöjen hulevesien määrän ja laadun mallintaminen • Ratkaisut WP1 Kaupunkien tarpeet • Nykyiset käytännöt • Saastumisen kontrolloinnin vaatimukset • Materiaalien & suunnittelun raja-arvot WP4 STORMFILTER RATKAISU • Kaupunkiympäristöjen hydrologia • Kuormituksen syntymekanismit • Suunnitteluskenaariot • Kasvillisuuden hyödyntäminen (puut, kasvillisuus) • Maisemasuunnittelun mahdollisuudet WP3 GREEN WP2 GREY • Geomateriaalien toimivuus (maaperän parantaminen, biohiili, mineraaliset materiaalit, kevytsora, turvetuhka) • Pidätys/sitomispotentiaalin määrittäminen WP7 PROJEKTIN HALLINNOINTI ta-ainekuormitukset sekä ilmastonmuutoksen vaikutuksesta kasvavat tulevaisuuden sademäärät. Tunnettuja haitta-aineiden sitoutumismekanismeja hyödyntävien imeytysrakenteiden avulla kaupunkiympäristöjen hulevesien hallittu käsittely tulee mahdolliseksi. Hulevesiä voidaan hyödyntää muodostuvien pohjavesien kannalta turvallisesti ja edesauttaa terveellisten urbaanien vesiekosysteemien muodostumista. Hulevesien tehokas käsittely on mahdollista, kun suodatusrakenteeseen valitaan tarkoituksenmukaisesti toimivat materiaalit ja niiden yhdistelmät. Lisäksi systeemin hydraulinen toiminta ja hapetusolosuhteet voidaan optimoida ja valita kasvillisuus, joka edistää halutulla tavalla kokonaisuuden toimintaa. Päällysteen pintakerrosta (vettä läpäisevät asfaltti, betoni tai betonikiveys) voidaan myös hyödyntää osaltaan haitta-aineiden sitomisessa tai imeytymisnopeuden säätämisessä. Tavoitteena on kehittää vähintään 5 uutta materiaalia (tai merkittävää modifikaatiota jo olemassa oleviin tuotteisiin/materiaaleihin), jotka voidaan sisällyttää erilaisiin geoteknisiin rakenneratkaisuihin siten, että saavutetaan vähintään 50 % suuruinen haitallisten aineiden tai komponenttien puhdistusvaikutus (POC, raskasmetallit, torjunta-aineet jne.). Hulevesien hallinnan malleja, kuten SWMM-sovellukset, käytetään ja testataan, jotta valuma-aluetason suunnitteluun saadaan tarvittavaa tietoa hulevesien laadusta ja haitta-ainekuormituksesta. Mallinnuksen avulla läpäisevien päällysteiden ja imeytysrakenteiden sijoittamista voidaan optimoida. Kaupunkiympäristöjen hydrologisen ja hulevesitiedon käsittelyyn kehitetään uusia WP6 JULKAISU & KANSAINVÄLINEN YHTEISTYÖ numeerisen aineiston analyysimenetelmiä ja ICT-systeemejä. Kaupungit ja vesihuollosta vastaavat yritykset ja muut toimijat saavat uuden suomalaisen ohjeistuksen hulevesien imeytysjärjestelmien suunnitteluun, raken- tamiseen ja huoltamiseen. Ohjeistuksessa otetaan huomioon myös taloudellisuuteen ja käyttöikään liittyvä kelpoisuus. Projektipäällikkö Erika Holt Tiimipäällikkö, VTT Infrarakenteet 040 593 9186 erika.holt@vtt.fi Aalto-yliopiston tieteellinen asiantuntija Harri Koivusalo Yhdyskunta- ja ympäristötekniikan laitos 050 570 9864 harri.koivusalo@aalto.fi Tekes´in edustaja Tuomas Lehtinen tuomas.lehtinen@tekes.fi VTT:n tieteellinen asiantuntija Juhani Korkealaakso Erikoistutkija 040 700 0128 juhani.korkealaakso@vtt.fi Helsingin yliopiston tieteellinen asiantuntija Outi Wahlroos Metsätieteiden laitos 02 9415 7986 outi.wahlroos@helsinki.fi Lisätietoja STORMFILTER verkkosivut: www.vtt.fi/stormfilter
© Copyright 2024